Новая технологическая углекислотная схема брожения

Работы И. Я. Веселова показали, что для нормального брожения кислород воздуха не является необходимым. Установлено, что в деаэрированном и насыщенном углекислотой сусле пивные дрожжи низового брожения после определенной подготовки вызывают интенсивное брожение и вполне удовлетворительное, не прекращающееся в последующих генерациях размножения.

Например, при засеве 20 млн. дрожжевых клеток на 1 мл среды количество клеток увеличивалось до 40-42 млн. и находилось на уровне контроля.

Сбраживание же пивного сусла происходит значительно быстрее после того, как дрожжи приспособились к условиям деаэрации и насыщения сусла углекислотой.

Как указывалось выше, И. Я. Веселов считает, что образование альдегидов возможно путем обменных реакций между аминокислотами и промежуточным продуктом спиртового брожения - пировиноградной кислотой. Происходит реакция переаминирования, в которой аминная группа аминокислоты переносится на пировиноградную кислоту. Получающаяся при этом высшая кетокислота декарбоксилируется декарбоксилазой дрожжей, причем образуется альдегид и углекислота:

R • CO • COOH = R • CHO+ CO₂.

Полученный высший альдегид реагирует с уксусным альдегидом, образуя сложный эфир:

R • CHO + CH3 • CHO = R • CO-О-CH2 • CH3.

α-Аланнн, образовавшийся из пировиноградной кислоты в результате переаминирования, используется на построение веществ дрожжевой клетки.

Насыщение сусла кислородом играет существенную роль в обмене веществ и обусловлено повышенным накоплением альдегидов в бродящем сусле во время главного брожения в результате окислительного обмена у дрожжей. Альдегиды, которые являются основным продуктом обмена веществ дрожжей, наряду с другими продуктами обмена обусловливают вкус и аромат молодого пива, поэтому для него требуется более длительная выдержка.

Введение углекислоты в сусло перед брожением преследует две цели. С одной стороны, углекислота сдвигает концентрацию водородных ионов, значительно ее увеличивая; это обстоятельство связано с изменением соотношения продуктов обмена веществ, накапливающихся в пиве, и препятствует образованию альдегидов на первых стадиях брожения. G другой стороны, холодное сусло содержит так называемую холодную муть, наилучшее выпадение которой происходит при pH 4,9-4,7. Углекислота, как слабая кислота при достаточном растворении, создает pH значительно ниже, чем pH сусла, величина которого находится - около 5,5; это усиливает выпадение белков из отстаиваемого сусла.

Кроме того, при насыщении сусла углекислотой концентрация водородных ионов устанавливается близкая к оптимальной для нормального брожения. Это создает предпосылку для сокращения периода главного брожения. При аэробном процессе брожения такие условия создаются в результате жизнедеятельности дрожжей в первый период размножения.

Ускорению брожения способствуют рекомендуемые И. Я. Веселовым перемешивание бродящего сусла и задача избыточного количества дрожжей. Эти дрожжи компенсируют количество дрожжей, накапливающееся при аэробном ведении процесса брожения вследствие их размножения, и создают в сусле нормальную концентрацию дрожжей.

Возможное исключение влияния кислорода воздуха продолжается и при дображивании: над поверхностью молодого пива, поступающего в лагерные танки, создают углекислотную подушку путем предварительного накачивания в танк углекислоты. Пиво подают в танки обязательно снизу под слой находящейся там углекислоты. В танке сразу после заполнения его создается давление не ниже 0,05 МПа, этим не только предотвращается потеря углекислоты, но и обеспечивается сильное насыщение ею пива.

Накопление при главном брожении в пиве меньшего количества альдегидов (и нужно полагать и других побочных продуктов брожения), чем при обычном ведении процесса, позволяет сократить период времени, необходимый для его дозревания (т. е. создание вкуса и аромата зрелого пива).

И. Я. Веселов, проводя сравнительные определения содержания альдегидов и сивушных масел в пиве при проведении процесса брожения в аэробных и анаэробных условиях, установил следующие величины содержания этих веществ в готовом жигулевском пиве Московского пивоваренного завода (табл. 105).

Таблица 105

Для достижения более быстрого осветления пива И. Я. Веселов предложил применять изотермическую выдержку пива, исключающую конвекционные токи в лагерных танках. Для этого он рекомендует поддерживать в помещении подвала температуру 4° С, т. е. такую температуру, какую имеет молодое пиво, передаваемое из бродильных чанов в лагерные танки.

Углекислота, содержащаяся в большом количестве в пиве при давлении 0,05 МПа, постепенно из состояния насыщения переходит в состояние перенасыщения. Это позволяет без заметного снижения содержания углекислоты в пиве охлаждать его до температуры 1°С, необходимой для нормальной фильтрации, последующего розлива и хорошего насыщения углекислотой готового (разлитого) пива.