Дображивание и созревание пива

Цель процесса и организация работы в цехе. Основной целью этой стадии производства является получение напитка с приятным вкусом, характерным специфическим ароматом и достаточным насыщением диоксидом углерода. Это достигается в результате протекания сложных физико-химических и биохимических процессов в молодом пиве при низкой температуре и избыточном давлении.

Молодое пиво содержит примерно 1,5-3,5 млн дрожжевых клеток в 1 см³. Такого количества дрожжей достаточно для накопления необходимой концентрации спирта в готовом пиве и для нормального насыщения его диоксидом углерода. Избыток дрожжей в молодом пиве вызывает неприятный дрожжевой привкус.

В цехе дображивания пиво находится несколько недель. Здесь оно приобретает свои товарные свойства. Полнота вкуса, ценообразование и стойкость его во многом зависят от условий, в которых оно дображивает и созревает. Нарушение нормальных условий, в основном температуры и бактериальной чистоты, приводит к порче пива. Поэтому помещение цеха должно быть чистым, сухим, с хорошей приточно-вытяжной вентиляцией. Стены, пол, потолок должны быть теплоизолированы, температура воздуха 0-2°С.

Дображивание и созревание проводят в герметически закрытых металлических аппаратах. Горизонтальные аппараты для брожения (см. рис. 68) широко применяются и для дображивания, в них отсутствуют змеевики для охлаждения. Кроме горизонтальных для дображивания используют и вертикальные аппараты (танки) (рис. 70).

Аппараты для дображивания снабжены штуцерами 3 и 5 для шпунт-аппарата (шпунт-аппарат - прибор, поддерживающий заданное давление в аппарате и удаляющий из него избыток СО₂) и манометра, кранами 2 для отбора проб, штуцерами для присоединения шлангов, люком 1 для осмотра и мойки внутренней поверхности, предохранительным клапаном 4.

Аппараты для дображивания изготавливают из алюминия, коррозиестойкой стали, титана, углеродистой стали. Внутреннюю поверхность из углеродистой стали покрывают защитной пленкой. Коррозиестойкая сталь, алюминий (с содержанием примесей не более 0,5%), титан не активны по отношению к пиву и не нуждаются в защитных покрытиях. Алюминий тщательно изолируют от стальных и чугунных опор, бронзовой арматуры, медных змеевиков.

Процессы, протекающие при дображивании и созревании. При дображивании протекают те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно, так как температура значительно ниже (0-2°С), чем при главном брожении, и концентрация дрожжевых клеток, которые оседают в конце главного брожения, меньше.

Сбраживание сахаров и созревание пива заканчиваются не одновременно. Сахара могут быть сброжены, а созревание часто еще продолжается. Поэтому период дображивания называют еще и периодом созревания пива.

При дображивании и созревании пива происходят следующие основные процессы: насыщение диоксидом углерода, осветление, созревание (окислительно-восстановительные превращения).

Насыщение диоксидом углерода. Молодое пиво содержит около 0,2% СО₂ В ходе дображивания это количество необходимо увеличить до такого уровня, чтобы после фильтрования в готовом пиве осталось его не менее 0,3%. Сбраживание оставшегося в молодом пиве экстракта и является источником дополнительного образования диоксида углерода.

Растворимость СО₂ в пиве прямо пропорциональна давлению. С понижением температуры растворимость СО₂ повышается. Растворение диоксида углерода протекает медленно, часть его не успевает раствориться и накапливается над поверхностью пива, создавая в бродильном аппарате избыточное давление от 0,03 до 0,07 МПа, называемое шпунтовым.

Диоксид углерода находится в пиве как в растворенном состоянии, так и в связанном (с компонентами экстракта). Кроме того, часть диоксида углерода находится в виде эфиров угольной кислоты и других соединений. Между отдельными формами диоксида углерода существует следующее подвижное равновесие:

Связанный СО₂ ↔ Растворенный СО₂ ↔ Газообразный СО₂

Избыток СО₂ по сравнению с расчетным количеством составляет 30-40%.

Осветление. На дображивание поступает молодое пиво, которое содержит некоторое количество дрожжевых клеток и другие взвеси. При охлаждении до 0-2°С в аппарате для дображивания происходит выделение тех веществ, которые в ходе главного брожения (при температуре 5-8°С) были прочно связаны с раствором. В конце дображивания отработавшие дрожжи под влиянием избыточного давления и накопившегося СО₂ оседают, увлекая за собой на дно аппарата различные взвеси. Пиво постепенно осветляется. Лучше всего осветляется пиво, когда температура всей его массы выровняется. В стадии дображивания полного осветления не происходит, но оставшаяся муть легко удаляется при последующем фильтровании или сепарировании.

При низких температурах осветление протекает медленно, но при этом получают более стойкое пиво с мягким вкусом (стойкость пива -срок сохранения пивом прозрачности и вкуса, выраженный в сутках, считая с момента розлива).

Созревание. При созревании в результате окислительно-восстановительных реакций, протекающих под действием кислорода, исчезают показатели, которые обусловливают специфический букет молодого пива (привкус дрожжей, хмелевая горечь). Содержание диацетила для светлых сортов пива снижается на 40-50%, окислительно-восстановительный потенциал уменьшается до 10.

На вкус и аромат пива в значительной мере влияют диацетил, высшие спирты, сложные эфиры, альдегиды, сернистые соединения. На их образование и расщепление следует обращать внимание, так как в последние годы получают широкое распространение методы ускоренного сбраживания пива.

Диацетил, также как и пентадион, относятся к вицинальным дикетонам. Они образуются при главном брожении, но далее в присутствии дрожжей концентрация их уменьшается. Диацетил превращается в ацетоин, а затем в бутандиол. У диацетила низкий вкусовой порог, а у бутандиола - высокий, поэтому присутствие последнего в пиве не ощущается. Различные штаммы дрожжей с разной интенсивностью приводят к редукции (уменьшению содержания) диацетила, а поглощение кислорода пивом - к увеличению его содержания. Диацетил служит критерием определения зрелости пива. В готовом пиве содержание диацетила не должно превышать 0,1 мг/дм³.

Научно обоснованных критериев, характеризующих созревание пива, пока нет. В основном при оценке его готовности учитывают органолептические показатели. Практикой установлено, что как мало выдержанное молодое пиво, так и перезрелое имеют плохой вкус и низкую стойкость.

Пиво различных наименований, по истечении определенного времени (обычно за 15-90 сут), достигает наилучшего качества при достаточном насыщении его связанным диоксидом углерода, хорошем осветлении, необходимой степени сбраживания, мягком и приятном вкусе.

О ходе процессов дображивания и созревания пива судят по уменьшению количества экстракта, увеличению содержания диоксида углерода и спирта, степени осветления, а также по аромату, вкусу и пенистости проб, отобранных из аппарата для дображивания. Учитывают и степень сбраживания экстракта. При достижении почти конечной степени сбраживания получают более стойкое пиво. Если экстрактивные вещества сбродят полностью, то пиво получается стойким, но по вкусовым качествам оно хуже, чем пиво с меньшей степенью их сбраживания.

Дображивание и созревание пива периодическим способом. При периодическом способе аппараты для дображивания перед заполнением молодым пивом тщательно чистят, моют и дезинфицируют, затем с внутренней стороны его на крановой втулке устанавливают предохранительный стакан в виде полого цилиндра высотой около 10 см с внутренним диаметром, соответствующим диаметру крановой втулки. Высота цилиндра примерно равна высоте слоя дрожжевого осадка, образующегося при дображивании. Цилиндр предотвращает попадание дрожжевого осадка из аппарата в фильтры при перекачивании пива. После установки цилиндра люк герметично закрывают, оставляя открытым только кран для выхода воздуха. Молодое пиво подают в аппарат снизу, заполняя его до половины, а затем из-за образующейся пены наполнение проводят с перерывами.

Аппараты заполняют в несколько приемов. При этом молодое пиво из одного бродильного аппарата распределяют равномерно сразу в несколько аппаратов для дображивания. Молодое пиво следующих очередных варок подают в те же аппараты. Такое заполнение дает возможность выравнивать качество пива, получать его однородным по вкусу, цвету и химическому составу. В течение двух суток аппарат должен быть заполнен. Аппараты заполняют пивом примерно на 98% их вместимости, закрывают кран для выхода воздуха, а шпунтовое отверстие прикрывают неплотно, так, чтобы из танка мог выходить воздух. Спустя несколько дней, когда весь воздух будет вытеснен диоксидом углерода, аппарат шпунтуют, т. е. подключают к нему шпунт-аппарат, регулирующий давление, и герметизируют. Таким способом внутри аппарата создаются анаэробные условия.

В зависимости от температуры дображивания и конструкции бродильного аппарата шпунт-аппарат регулируют так, чтобы создать определенное избыточное давление. При низкой температуре дображивания шпунт-аппарат устанавливают на пониженное давление (0,03-0,05 МПа), а при повышенной температуре и сокращенном сроке дображивания - на повышенное (до 0,07 МПа). При превышении заданного избыточного давления срабатывает предохранительный клапан шпунт-аппарата, и избыток диоксида углерода удаляется из аппарата.

В ходе дображивания регулярно контролируют давление, степень осветления пива, температуру в помещении. При нормальных условиях оптимальное давление достигается на 6- 10-е сутки. Если дображивание протекает вяло, то в танк вводят до 10% молодого пива, взятого на начальной стадии высоких завитков, содержащего значительное количество сахаров и энергично бродящих дрожжей.

Температура воздуха в цехе дображивания должна быть не выше 7°С, так как при 4-6°С уже начинается развитие уксуснокислых бактерий, а при 8-10°С быстро нарастает кислотность, что грозит порчей продукции.

При быстром нарастании кислотности пиво направляют в пластинчатый теплообменник на пастеризацию, затем охлаждают, фильтруют и возвращают в чистые, стерильные танки, куда добавляют молодое пиво в стадии высоких завитков.

За 1 -2 сутки до окончания срока созревания из аппаратов отбирают пробы и определяют в пиве содержание алкоголя, СО₂, диацетила, кислотность, цветность и другие показатели, а также видимую и действительную степень сбраживания. Если пиво удовлетворяет требованиям стандарта, то дается разрешение на его розлив. При отклонении качества от нормы пиво оставляют в цехе дображивания для доработки.

Во избежание взмучивания осадка и потери СО₂ пиво на фильтрование и розлив подают под избыточным давлением, превышающем шпунтовое. Это избыточное давление создается сжатым диоксидом углерода, а если его нет, то сжатым воздухом. Для этого танк с пивом подключают к линии сжатого диоксида углерода, открывают спускной кран, соединяющий танк с пивопроводом, и включают насос для перекачки. После прекращения подачи пива насос останавливают, закрывают спускной кран, выпускают избыток диоксида углерода и открывают люк. Затем снимают предохранительный цилиндрический стакан с крановой втулки и сливают из аппарата в сборник дрожжевой осадок (отстой). Далее проверяют наличие СО₃ в аппарате и, убедившись в его отсутствии, аппарат моют, дезинфицируют и подготовляют для приема новой порции молодого пива.

Дрожжевой осадок выдерживают в сборнике для отстаивания. Отстоявшееся пиво, называемое исправимым браком, собирают в отдельном танке, добавляют в него 10-12% молодого пива в стадии высоких завитков и танк шпунтуют. После 5-6 суток дображивания это пиво подают на фильтрование и розлив вместе с другим пивом. Оставшиеся в сборнике дрожжи присоединяют к товарным дрожжам, получаемым в цехе брожения.