Конечной степени сбраживания сусла

Обозначение штамма	Конечная степень сбраживания сусла, %
	71,7
8а (М)	74,9
129 (П)	79,8
145 (П)	79,4
148 (П)	80,0
34(H)	81,4
69(H)	76,0
199(H)	79,9

П - штаммы из Санкт-Петербургской лаборатории микробиологии, биохимии и технологии дрожжей.

Н - немецкие штаммы дрожжей (данные Gresser, цит. по Heyse K.-U., 1989).

М - штамм МГУПП.

Таблица 7.4 Количество диоксида углерода, образующееся при сбраживании 100 мл сусла с массовой долей сухих веществ 11 % в течение 7 суток

Обозначение штамма	г СО2/100мл
	2.70
	2,40
	2,70
S-Львовская	2,88
	2,96
Р	2,08
8а (М)	2,05
Н(В)	2,81

В - штамм Воронежской государственной академии.

 

Технологические факторы, определяющие бродильную активность дрожжей

Скорость и степень сбраживания экстракта пивного сусла зависит от состава питательной среды и, в частности, от соотношения между сбраживающимися сахарами (глюкоза: мальтоза: мальтотриоза). При увеличении концентрации глюкозы в среде снижается активность пермеаз, осуществляющих транспорт мальтозы и мальтотриозы в клетки, при этом наблюдается снижение скорости сбраживания сусла. Но это явление не всегда имеет место, так как существуют штаммы дрожжей, у которых глюкозная репрессия не происходит.

Бродильная активность клеток дрожжей взаимосвязана со скоростью их размножения, которая важна для быстрого сбраживания сусла. Скорость роста и размножения клеток в свою очередь зависит от сбалансированности состава сусла (содержания в нем α-аминного азота, факторов роста и некоторых микроэлементов) и наличия в нем растворенного кислорода (более 8 мг/л).

Большую роль играет физиологическое состояние дрожжей и их концентрация в сусле. С увеличением величины засева скорость сбраживания Сахаров сусла возрастает, в результате снижается длительность главного брожения. Так, при увеличении начальной концентрации клеток в сусле с 11 до 208 млн/мл, длительность главного брожения уменьшается с 5 суток до 1 дня. Длительно используемые дрожжи, а также дрожжи, не правильно хранившиеся, имеют низкую бродильную активность.

Роль штаммов дрожжей в формировании вкуса и аромата пива

В производстве пива одновременно с основными продуктами брожения (этанолом и диоксидом углерода) образуется целый ряд побочных продуктов, которые играют существенную роль в формировании органолептических свойств напитка. К этим веществам относятся глицерин, высшие спирты, летучие и жирные кислоты, эфиры, альдегиды и их производные, серосодержащие соединения. Все эти компоненты представляют незначительную часть сухих веществ пива за исключением глицерина, содержание которого в зависимости от массовой доли сухих веществ в сусле может составлять 1,3-2,0 г/л. Тем не менее все побочные продукты брожения, даже не достигающие пороговых значений концентрации (табл. 7.5), определяют вкусовой профиль пива.

Таблица 7.5 Критерии оценки аромата пива

(характеристика побочных продуктов брожения)

Компонент	Концентрация, мг/л	Пороговое значение концентраций, мг/л	Оценка аромата
пo Mandl и Geiger	по Miedaner	по Mandl и Geiger	по Miedaner
Высшие спирты
Пропиловый спирт (С3) или пропанол			2-50		Алкогольный
Изобутиловый спирт (С4) или 2-метилпропанол		5-20	15; 175*	10; 200*	Алкогольный, аптечный, растворитель
2-метилбутанол (С5)		10-20	-	10; 65*	Алкогольный, растворитель
3-метилбутанол (С5)		35-70	-	30; 70*	Алкогольный, банан
2-феинлэтанол		10-20 30-50*	50-75*	28; 125*	Цветочный (роза) у пшеничного пива
Органические кислоты
Пируват		-	-	-	Солено-кислый
D+L лактат		-	-	-	Молочно-кислый
Цитрат		-	-	-	Лимонно-кислый
Малат		-	-	-	Яблочно-кислый
Глюканат		-	-	-	-
Ацетат (С2)		-	-	-	Уксусно-кислый
Масляная (С4)	-	0,2-0,6	-	1,2-2,2	Сырный, прогорклый
Изовалерьяновая (С5)	-	0,5-1,2	-	1,5-1,6	Сырный, старый хмель
Октановая (С8) или каприловая	-	3-10	-	10-13	Масляный
Декановая (С10) или каприновая	-	0,8	-		Прогорклый
Додекановая (С12) или лауриновая	-	0,1-0,5	-		Мыльный
Эфиры
Этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты)		5-30	30-93	25-30	Фруктовый, карамель, вкус растворителя
Бутилацетат (бутиловый эфир уксусной кислоты)		Менее 0,1		0,4; 1,6**	Фруктовый, банан (типичный для пшеничного пива)
Изоамилацетат (изоамиловый спирт уксусной кислоты)		0,5-2,5	2,0-2,3	0,4; 1,6**	Фруктовый (банан)
Гептилацетат	-	0,5-2,5	-	1,0-1,6	Фруктовый, банан
Этилбутират (этиловый эфир масляной кислоты)	-	0,3	-	0,4	Яблоко, папайя
Этилкапронат (этиловый эфир гексановой кислоты)		0,1-0,3		0,12-0,23	Фруктовый, яблоко
Этилкапринат (этиловый эфир додекановой кислоты)		0,02		3,5	Мыльный, эфирный, дрожжевые тона
Этиловый эфир молочной кислоты		0,1-0,5			Фруктовый, земляничный (при биологическом подкислении)
Карбонильные соединения
Общий диацетил	0,1	-	0,1	0,10-0,15	Похожий на мыло, масло с жженым сахаром, пахта
Общий пентандион	0,1	-	1,0	-	Затхлый, вкус корицы
Ацетоин	3,0	-	3,0	8-20	Фруктовый, затхлый
Ацетальдегид			25-50		Зеленое яблоко, кожура сырых яблок, давленные яблоки
Сернистые соединения
Диметилсульфид	0,1	0,03-0,12	-	0,10-0,12	Вареные овощи

* Значение для пшеничного пива.

** Значения при использовании технологии с биологическим подкислением.

(-) Сведений нет.

Порог ощущения или пороговое значение концентрации вкусоароматического вещества - это наименьшая концентрация вещества, вызывающая соответствующее ощущение (раздражение). Эта та концентрация вещества, которая выявляется дегустатором. С помощью этого показателя можно сравнить ароматическую активность различных веществ.

Высшие спирты

Большинство штаммов дрожжей во время брожения (при температуре 7-9 °С) образует от 60 до 90 мг/л высших алифатических спиртов (табл. 7.6). В основном это пропиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты (табл. 7.6).

 

Таблица 7.6 Сравнительная характеристика штаммов дрожжей по синтезу некоторых высших спиртов

Штаммы Низовых дрожжей	Концентрация высших спиртов в пиве, мг/дм3
Пропиловый	Изобутиловый	Изоамиловый	Сумма высших алифатических спиртов
	7,92	13,71	41,52	63,15
	7,95	14,05	38,17	81,83
	7,84	13,72	34,33	55,89
S-Львовская	8,36	14,18	40,51	85,59
	9,18	17,23	41,75	68,16
F	8,50	15,07	33,77	57,34
8а (М)	9,10	17,78	46,39	73,27
	8,57	14,69	44,16	67,42
129 (П)	19,10	-	40,30	-
140 (П)	19,70	-	43,00	-
145 (П)	11,80	-	44,50	-
146 (П)	11,70	-	39,50	-
34(H)	10,40	-	-	81,30
35(H)	8,80	-	-	84,50
69(H)	7,00	-	-	63,50
84(H)	10,10	-	-	75,90
120(H)	11,10	-	-	100,90
128(H)	8,70	-	-	83,60
132(H)	10,80	-	-	91,00
199(H)	11,80	-	-	103,60
2036 (Д)	19,00	19,00	72,00	110,00
2091 (Д)	13,00	14,00	60,00	87,00
2155 (Д)	14,00	16,00	67,00	97,00
2322 (Д)	18,00	12,00	64,00	94,00
А15(Ф)	-	-	-	76,00
А3(Ф)	-	-	-	78,00

П - штаммы из Санкт-Петербургской лаборатории микробиологии, биохимии и технологии дрожжей.

Д - штаммы дрожжей из коллекции AlfredJorgensen Laboratory - AJL (Дания).

H - немецкие штаммы дрожжей (данные Gresser цит. по Heyse K-U, 1989).

Ф - штаммы дрожжей из коллекции VTT (M-L.Suihko 1996, Финляндия).

(-) Сведений нет.

 

Из высших ароматических спиртов более всего влияет на вкусовой профиль пива 2-фенилэтанол. Этот компонент обусловливает цветочный аромат (аромат розы) и является индикатором пшеничного пива. Обычно содержание фенилэтанола в пиве низового брожения не превышает 20 мг/л, в то время как в пиве верхового брожения, в частности пшеничном пиве, уровень этого компонента достигает 50 мг/л. Из приведенных в табл. 7.6 штаммов, только штамм 199 синтезирует более 30 мг/л фенилэтанола. Этот же штамм, а также штаммы 120 (Н), 2036 (Д) более других склонны к накоплению высших спиртов, уровень которых превышает пороговую концентрацию для пива низового брожения.

Эфиры

Эфиры придают пиву фруктовый, цветочный, леденцовый привкус и аромат. Эти же соединения при более высокой концентрации являются причиной появления в пиве дрожжевого привкуса и запаха, а также привкуса и запаха растворителя. В зависимости от химической структуры эфиров изменяется их влияние на вкус и аромат пива (табл. 7.5). В небольших количествах (до значения пороговой концентрации) они способствуют появлению в пиве фруктового аромата (банан, земляника, яблоко, папайя). В том случае, когда содержание эфиров превышает порог ощущения, вкус и аромат пива изменяются. Например, при концентрации этилацетата более 30 мг/л пиво приобретает неприятный химический привкус.

В количественном отношении эфиры представлены главным образом этиловым эфиром уксусной кислоты (этилацетатом) (табл. 7.7). Концентрация этого эфира в зависимости от штамма дрожжей изменяется от 5,9 (штамм 146) до 26,0 мг/л (штамм 2036) (табл. 7.8). Максимальное количество эфиров жирных кислот образуют дрожжи 199 штамма (0,53 мг/л). Роль этих эфиров в восприятии вкуса и аромата пива весьма существенно, так как они, наряду с высокомолекулярными жирными кислотами, придают пиву дрожжевой привкус.

 

Таблица 7.7 Влияние штаммов на синтез эфиров (данные Gressernwr. по Heyse K-U, 1989)

Концентрация, мг/л	Штаммы низовых дрожжей
34Н	69Н	199Н
Эфиры уксусной кислоты, в том числе:	20,0	8,0	26,1
этилацетат	17,7	6,9	22,1
изобутилацетат	0,2	0,27	0,27
изопентнлацетат	1,8	0,7	3,1
фенилацетат	0,3	0,16	0,62
Эфиры жирных кислот:	0,42	0,34	0,53
этилкапронат	0,14	0,08	0,27
этилкаприлат	0,24	0,22	0,22
этилкапринат	0,04	0,04	0,04

 

Таблица 7.8 Влияние штаммов на синтез этилацетата

Штамм низовых дрожжей	Концентрация этилацетата в пиве, мг/л
129 (П)	12,5
140 (П)	14,8
145 (П)	9,0
146 (П)	5,9
34(H)	17,7
35(H)	14,6
69(H)	6,9
84(H)	17,6
120(H)	15,9
128(H)	16,0
132(H)	10,7
199(H)	22,1
2036 (Д)	26,0
2091 (Д)	9,0
2155 (Д)	16,0
2322 (Д)	23,0

Карбонильные соединения

К ним относятся ацетальдегид, ацетоин и вицинальные дикетоны (диацетил, пентандион). Содержание этих компонентов значительно снижается к концу процесса брожения. Ацетальдегид придает пиву аромат зеленых яблок. Пороговое значение концентрации 10-25 мг/л. Содержание ацетальдегида в пиве изменяется в зависимости от штамма в широких пределах от 3 (штамм A3) до 26,3 мг/л (штамм 146), оставаясь при этом ниже пороговой концентрации (сравнить табл. 7.5 и 7.9).

 

Таблица 7.9 Сравнительная характеристика штаммоа дрожжей по синтезу карбонильных соединений

Штаммы низовых дрожжей	Концентрация в пиве, мг/л
Ацетальдегид	Ацетоин	Диацетил	Пентандион
	-	2,36	0,65	-
	-	2,22	1,21	-
	-	1,46	1,05	-
S-Львовская	-	1,98	1,15	-
	-	2,39	0,53	-
F	-	2,65	1,04	-
8а (М)	-	2,36	0,65	-
	-	1,65	0,50	-
129 (П)	7,1	-	0,09	0,07
140 (П)	7,1	-	0,14	0,08
145 (П)	13,8	-	0,28	0,10
146 (П)	26,3	-	0,27	0,14
34(H)	-	1,6	0,07	0,09
35(H)	-	3,9	0,13	0,17
69(H)	-	12,0	0,76	0,66
84(H)	-	2,4	0,32	0,35
120(H)	-	3,1	0,17	0,25
128(H)	-	1,9	0,12	0,16
132(H)	-	6,1	0,24	0,24
199(H)	-	1,7	0,07	0,15
2036 (Д)		-	-	-
2091 (Д)		-	-	-
2155 (Д)		-	-	-
2322 (Д)		-	-	-
А15(Ф)		-	0,12	-
А3(Ф)		-	0,035	-

(-) Сведений не обнаружено.

 

С ацетоином связывают появление в пиве подвального, затхлого запаха. Все штаммы, за исключением 69 (Н) и 132(H), не достигают пороговых концентраций этого карбонила.

Из вицинальных дикетонов наибольшее внимание, как индикатору созревания пива, уделяется диацетилу, который имеет специфический запах и привкус. Для этого вещества характерны очень низкие пороговые концентрации (ниже 0,1 мг/л). Содержание этого дикетона в пиве в зависимости от штаммовых особенностей дрожжей колеблется от 0,035 (для штамм A3) до 1,21 мг/л (штамм 44). Следует иметь в виду,

что концентрация диацетила в пиве определяется не только штаммом дрожжей, но и технологией брожения и дображивания пива. При использовании одного и того же штамма содержание диацетила в пиве, полученном на разных заводах, может существенно отличаться. Поэтому на многих заводах концентрация диацетила в пиве постоянно контролируется по методике, предложенной ЕВС (см. приложение 14).