Способ сбраживания сусла высокой плотности

Способ сбраживания сусла высокой плотности

Д. В. Карпенко, Е. О. Чуланов, Д. А. Лапин

Московский государственный университет пищевых производств

Плотное и высокоплотное пивоварение характеризуется высокой экономической эффективностью. В силу этого в настоящее время на многих пивоваренных заводах используется технология получения пива из сусла с содержанием сухих веществ более 15 %. Однако существует ряд технологических сложностей, обусловленных параметрами, при которых ведется процесс.

Одна из главных проблем высокоплотного пивоварения — высокое осмотическое давление, которое воздействует на дрожжевые клетки в процессе главного брожения [1], особенно на начальном этапе данной стадии. Технологу необходимо заставить дрожжи интенсивно сбраживать при изначально высоком содержании сахаров в сусле, а впоследствии при высокой концентрации спирта, образующегося в процессе брожения. Для решения этих проблем, например, увеличивают норму введения дрожжей [2, 3].

Большая норма задачи дрожжей неоднозначно влияет на состав летучих веществ в пиве. Так, например, рост нормы задачи дрожжей до 100 млн кл/ см3 приводит к росту концентрации изобута-нола, к уменьшению концентрации 2-ме-тил-1-бутанола, 3-метил-1-бутанола (изо-амиловый спирт) и изоамилацетата [4]. За исключением изоамилацетата, влияние нормы задачи на содержание эфиров

не отмечено. В то же время результаты исследований показывают, что увеличение нормы засева до 200 млн кл/ см3 приводит к значительной интенсификации процесса (для светлого пива «Жигулевское» длительность главного брожение сокращается в 7 раз), причем общее содержание высших спиртов соответствует стандартам (8,0 мг/100 см3) [5]. В нашей работе использовали нормы задачи, обеспечивавшие концентрации дрожжевых клеток от 11 млн до 100 млн кл / см3 сусла.

Эксперименты проводили с использованием сусла концентрацией 19 %. Такое содержание сухих веществ характерно для технологии производства пива многих пивоваренных заводов России, когда получают пиво с повышенным содержанием этанола и затем на стадии фильтрации разбавляют до нормальных кондиций. Как правило, значительный рост производительности завода приводит к ухудшению характеристик главного брожения — снижаются жизнеспособность и активность дрожжей, уменьшается количество генераций, в течение которых дрожжи способны эффективно сбраживать сусло, значительно возрастает мутность молодого пива вследствие худшей коагуляции.

Мы предложили и апробировали новый способ получения пива с повышенным содержанием этанола, основанный

Таблица 1

Сутки брожения Количество живых клеток, % по отношению к началу брожения

Опыт Контроль

0 100 100

2 144 124

4 183 144

6 195 161

8 226 168

Таблица 2

Сутки брожения Уменьшение видимого экстракта между измерениями, %

Опыт Контроль

2 3,5 6,0

4 3,5 2,0

6 3,0 0,4

8 2,5 0,1

Итого 12,5 8,5

Таблица 3

Сутки брожения Контроль Опыт

Титр, млн кл/см3 Живые, млн кл/см3 Титр, млн кл/см3 Живые, млн кл/см3

0 24,0 19,0 24,0 19,0

2 35,0 27,0 36,3 29,0

4 41,6 30,4 42,8 35,1

8 127,0 90,0 130,0 89,7

10 8,5 3,5 17,8 8,0

ПИ

НАПИТКИ

4•2008

24

на дробной задаче мальтозы, количество которой зависело от концентрации сухих веществ (СВ) в бродящем сусле. Существует ряд патентов, которые также описывают сбраживание сусла с дробной задачей углеводов [6-10]. В патенте [6] описывается метод вторичного брожения на стадии дображивания, когда в молодое пиво сразу после перекачки задается определенное количество дрожжей и сахаров. Патент [7] описывает вторичное брожение c задачей сахаров по объему (например, в два шага по 50 %) в виде обеспложенного сахарного сиропа в процессе главного брожения и созревания, задача сахара может сочетаться с внесением дополнительного количества дрожжей, также могут добавляться вкусоаро-матические добавки. В патенте [8] описывается способ производства пива, когда делают две-три последовательные варки. Брожение начинается с первой варки, причем емкость для брожения заполняют не полностью. В процессе главного брожения доливают емкость второй и третьей варкой, кроме того, периодически задаются активизированные дрожжи. Также после перекачки пива на дображивание дополнительно проводится задача сахаров. В патенте [10] осуществляется 3 варки. Причем сусло, полученное в первой варке, охлаждается и замораживается. Сусло второй варки охлаждается, сбраживается, полученное молодое пиво тоже замораживается. В процессе получения молодого пива для охлаждения и увеличения содержания экстрактивных веществ в бродящее сусло добавляют замороженное первое сусло. При сбраживании третьей варки в начале главного брожения добавляют замороженное сусло, далее замороженное молодое пиво. Патент [9] описывает способ получения пива, когда готовят сусло с начальной экстрактивнос-тью 11 % и в процессе кипячения вводят сахар или сахарный сироп в количестве, обеспечивающем содержание СВ после кипячения 16-17 %. Кроме этого на 2-4-е сутки брожения вносят сахарный сироп в количестве, обеспечивающем повышение СВ на 4-5 % и подкормку для дрожжей.

Новизна предложенного способа получения пива с высоким содержанием этанола (8-10 об. %) состоит в задаче мальтозы в количестве, обеспечивающем повышение содержания сухих веществ не более чем до 11 %, что позволяет избежать слишком высокого осмотического давления. Задача сахара при нормальной интенсивности брожения происходит ежесуточно за первые 3-4 сут главного брожения.

В качестве максимальной была выбрана концентрация СВ 11 % — традиционная для получения светлого пива типа «Пилс-нер». Сусло готовили из охмеленного солодового экстракта Finlandia, Traditionell

Таблица 4

(производство Финляндия), разбавляя его водопроводной водой до плотности 11 %. В контрольном варианте содержание СВ доводили мальтозой до 19 % до задачи дрожжей. В опытном варианте засевали сусло с концентрацией 11 % СВ.

Мальтозу добавляли ежедневно. Ее количество зависело от убыли сухих веществ за минувшие сутки и было таковым, чтобы после внесения сахара суммарная плотность сусла не превышала установленного значения — 11 %. Общее количество мальтозы, добавленной в процессе главного брожения, было таким, чтобы суммарное количество сухих веществ, «доступных» дрожжам, составило 19 %, как и в контроле, где все они присутствовали в исходной среде.

Плотность сусла контролировали по показателю видимого экстракта, исходя из предположения, что в начале главного брожения накопление этилового спирта незначительно и, следовательно, величины видимого и действительного экстракта близки.

Влияние предложенного технологического приема оценивали также по количеству живых дрожжевых клеток, так как именно дрожжи в первую очередь угнетаются высоким осмотическим давлением при развитии популяции в плотном и высокоплотном сусле.

Для этого после установления титра жизнеспособных клеток в посевной культуре к суслу в контрольном и опытном вариантах добавили такое количество суспензии дрожжей, чтобы титр жизнеспособных клеток составил 100 млн кл/ см3 сусла.

Как правило, в плотном пивоварении используется норма задачи дрожжей в пределах 20-40 млн кл/ см3 сусла. Повышенная норма задачи дрожжей в нашем эксперименте объясняется использованием в эксперименте сухих пивоваренных дрожжей, активность которых несколько снижена. В экспериментах использовали сухие дрожжи Saf Brew S33. Предвари-

тельный анализ жизнеспособности и активности дрожжей показал, что только норма задачи данных дрожжей порядка 100 млн кл/ см3 сусла позволит достаточно эффективно сбродить сусло. Эксперименты проводили также и на производственных дрожжах. Тогда норма задачи составляла 19 млн и 11 млн кл/см3 сусла. Главное брожение вели при температуре 13 °С в течение 8-10 сут.

Дрожжевая популяция в опытном варианте на начальной стадии развивалась значительно лучше контроля (прирост живых клеток на 30 % больше). В дальнейшем тенденция к увеличению количества живых клеток сохранялась. Также отмечалось большее количество почкующихся клеток.

Интенсивность и полноту сбраживания контролировали по уменьшению концентрации сухих веществ в бродящем сусле, измеряя видимый экстракт. Полученные результаты приведены в табл. 2.

В контрольном варианте за 1 -4-е сутки отмечено резкое снижение концентрации экстрактивных веществ, но к середине главного брожения сбраживание резко замедлилось. В опытном образце интенсивность сбраживания существенно не изменялась на протяжении всего брожения. Еще более важно, по нашему мнению, то, что суммарная убыль экстрактивных веществ за весь период главного брожения в опытном варианте была на 32 % больше, чем в контрольном, что свидетельствует о более высокой бродильной активности дрожжей. Такое улучшение можно объяснить меньшим осмотическим давлением, воздействующим на клетку, вследствие оптимизации условий главного брожения путем дробной задачи экстрактивных веществ при контроле «суммарной» плотности сбраживаемого сусла. Полученные результаты обусловили целесообразность дальнейших исследований предложенного способа сбраживания сусла при получении плотного и высокоплотного пива, а также позволили предположить экономическую

Сутки брожения Контроль, прирост живых клеток, % Опыт, прирост живых клеток, %

0 100 100

2 146 181

4 169 216

8 25 36

10 21 30

эффективность его применения в производственном масштабе, несмотря на неизбежные дополнительные расходы на дробную задачу сбраживаемых сахаров.

Сухие дрожжи, выпускаемые для мини-пивоварен, имеют ряд преимуществ. Тем не менее производственные дрожжи широко используются на предприятиях большой производительности. Поэтому предлагаемый метод сбраживания сусла с высокой концентрацией сухих веществ был апробирован и при применении производственных дрожжей.

Брожение вели в условиях, аналогичных применявшимся в предыдущем эксперименте. Единственным отличием была норма задачи дрожжей. Мы исходили из нормы задачи 1 млн клеток на 1 % экстрактивных веществ. Таким образом, и в контроле, и в опыте концентрация дрожжевых клеток (по живым клеткам) составила 19 млн кл/ см3. Результаты эксперимента свидетельствуют (см. рисунок), что данная норма задачи дрожжей позволила провести достаточно интенсивное брожение и получить молодое пиво с хорошей степенью сбраживания.

Процесс главного брожения по разработанной методике проходит более равномерно: без резких пиков и спадов активности брожения, что позволит усилить контроль над процессом сбраживания и уменьшить затраты на охлаждение бродящего пива.

Важным показателем, свидетельствующим о преимуществе дробной задачи мальтозы, служит состояние дрожжевой популяции в процессе главного брожения. Так же как и в экспериментах с сухими дрожжами, популяция производственных дрожжей, развивающаяся в 11 %-ном сусле, демонстрировала значительно лучшие показатели, в первую очередь по количеству живых клеток.

В середине главного брожения численность клеток в контрольном варианте была 70 млн кл/см3, в то время как в опытном образце значение достигает 90 млн кл/ см3. На 11-й день главного брожения, когда бродильная активность дрожжей значительно снижается, в надо-садочном слое молодого пива в опытном варианте живых клеток значительно больше (в контроле 3,5 млн кл/ см3, в опыте 8 млн кл/ см3).

Чтобы выяснить влияние нормы задачи дрожжей при сбраживании высокоплотно-

4 • 2008

25

го сусла по классической и опытной методике, был проведен эксперимент по сбраживанию с нормой задачи 11 млн кл/ см3. Остальные его условия были такими же, как в предыдущем случае.

Норма задачи 11 млн кл/ см3, характерная для сбраживания сусла 11 %-ного, привела к значительно более интенсивному развитию популяции в опытном варианте по сравнению с контролем. Таким образом, при дробной задаче мальтозы можно рекомендовать меньшую норму внесения дрожжей в сусло.

В целом на основании полученных экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:

• характеристики дрожжевой популяции в опытных образцах значительно лучше, чем в контроле: общий прирост числа клеток, процент жизнеспособных клеток и их морфология;

• процесс сбраживания сусла отличается большей плавностью изменения параметров бродящего сусла, что позволяет лучше контролировать процесс главного брожения;

• дробная задача мальтозы обеспечивает более высокую степень сбраживания плотного и высокоплотного сусла или позволяет сократить продолжительность главного брожения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Pratt P. L, Bryce J. H, Srewart С. Ст. The effects of osmotic pressure and ethanol on yeast viability and morphok>gy//J. of the institute ofbrewing. 2003. Vfol. 109. No. 3, Р. p. 218-228.

2. О'Коннор-Кокс А. Введение дрожжей и определение их качества//Спутник пивовара. 1999. №3-4. С. 30-36.

3. Casey С P, Ingledew W. M. High-gravity brewing: influence of pitching rate and wort gravity on early yeast viability//American society ofbrewing chemists journal. 1983. Ш. 41. No. 4. Р. p. 148-152.

4. Erten Huseyin, Tanguler Hasan, Cakroz Hanife. The effect of pitching rate on fermentation and flavour compounds in high gravity brewing//J. of the institute ofbrewing. 2007. Ш. 113. No. 1. Р. p. 75-79.

5. Черепенникова Е. Б. Пути интенсификации стадии брожения в технологии светлых сортов пива: Дисс... канд. техн. наук. — М., 2001.

6. Беличенко А М., Голикова Н.В., Айвазян С. С. Способ производства пива. Патент RU 2086621 C1, 6 C 12 C7/00,11/00, 1997.

7. Беличенко А. М, Голикова Н.В., Айвазян С. С. Способ производства крепкого пива. Патент RU 2086622 C1, 6 C 12 C 7/00, 11/00, 1997.

8. Беличенко А. М., Голикова Н. В., Образцова А. З. Способ производства крепкого игристого пива. Патент RU 2129597 C1, 6 C 12 C 7/04, 11/00,12/00, 1999.

9. Оганесянц Л. А., Кобелев К. В., Гернет М. В., Лаврова В. Л., Киселева И. В. Способ производства пива специального. Патент RU 2252950 C1, C 12 C 12/00, 2005.

10. Хныкин А М., Хныкина Е.А., Ильяшенко Н. Г., Са-дова А.И. Способ производства пива. Патент RU 2161646 C1, 7 C 12 C7/00, 11/00, 2001. <S

V Всероссийский конкурс журналистов «Пиво и общество»

Союз российских пивоваров объявляет о начале V Всероссийского конкурса журналистов «Пиво и общество». Предыдущие 3 конкурса вызвали большой интерес у представителей федеральной и региональной прессы.

Конкурс проводится в целях оказания содействия более полному и объективному освещению в СМИ состояния и актуальных проблем отечественного пивоварения, а также влияния развития отрасли на экономику страны и регионов, социальную жизнь общества, стимулирование интереса представителей СМИ к теме пивоваренной отрасли, укрепление исторических традиций и культуры потребления пива.

Для оценки конкурсных работ сформировано жюри во главе с генеральным секретарем Союза журналистов России Игорем Яковенко и председателем исполнительного комитета Союза российских пивоваров Вячеславом Мамонтовым.

ПОЛОЖЕНИЕ

о Всероссийском конкурсе журналистов «Пиво и общество»

Пивоваренная отрасль России традиционно привлекает внимание средств массовой информации отраслевой, экономической, общественно-политической и научно-популярной направленности. Объективное и профессиональное освещение вопросов развития отрасли — важнейший инструмент гармонизации коммуникационной среды рынка пивобезалкогольной продукции, способствует укреплению конструктивного взаимодействия прессы, бизнес-сообщества, государства и общества.

Цели конкурса. Содействие более полному и объективному освещению в средствах массовой информации (СМИ) состояния и актуальных проблем отечественного пивоварения, а также влияния развития отрасли на экономику страны и регионов, социальную жизнь общества, стимулирование интереса представителей СМИ к теме пивоваренной отрасли, укрепление исторических традиций и культуры потребления пива.

Участники конкурса. К участию в конкурсе приглашаются журналисты печатных и электронных СМИ России, ближнего и дальнего зарубежья.

Условия конкурса. На конкурс выдвигают материалы, опубликованные в период с 1 января 2008 г. по 31 декабря 2008 г. Принимаются материалы любых жанра, формата и объема, размещенные в печатных и электронных СМИ, Интернет-изданиях. Содержание материалов охватывает широкий спектр тем, связанных с пивоваренной отраслью России: история и культура потребления пива, экономика, социальная ответственность пивоваренного бизнеса, законодательное регулирование отрасли и т.д.

Рекламные материалы (видео-, аудиоролики, рекламные публикации, статьи) к рассмотрению на участие в конкурсе не принимаются.

Порядок выдвижения и сроки приема конкурсных материалов. На конкурс материалы выдвигают как непосредственно их авторы, так и редакции СМИ. Иностранные участники, принимающие участие в конкурсе, в случае, если их работы были выполнены на языке оригинала, должны представить копию материалов на русском языке. Материалы печатных СМИ должны быть в виде вырезок (ксерокопий либо в формате *.pdf), Интернет-изданий — в виде электронных версий, электронных СМИ (ТВ, радио) — на любых электронных или магнит-

ных носителях (формата Betacam SP, VHS, CD, DVD, MP3 и т.д.).

Заявку на участие в конкурсе подают в произвольной форме. Она должна содержать названия материала и издания, в котором он был опубликован, а также дату публикации, сведения об авторе (Ф.И. О., должность, полный адрес, контактный телефон, электронный адрес).

Все конкурсные работы по мере поступления будут опубликованы на сайте Союза (www.be-erunion.ru). Материалы для участия в конкурсе принимаются до 15 февраля 2009г.

Критерии отбора представляемых материалов. Конкурс проводится в один тур без предварительного отбора участников и квалификационных требований. При отборе победителей конкурсная комиссия руководствуется следующими критериями:

оригинальность идеи и профессиональное качество исполнения материалов;

соответствие материалов заявленной теме и целям конкурса;

общественно-социальная значимость материалов;

выразительность, точность и доходчивость изложения;

актуальность представленных материалов.

Победители конкурса будут награждаться ценными призами и почетными дипломами Союза российских производителей пивобезалко-гольной продукции.

Подведение итогов конкурса и награждение. Итоги конкурса подводит и объявляет конкурсная комиссия не позднее 1 марта 2009 г. Церемония награждения победителей конкурса будет проходить в рамках IX Всероссийской конференции производителей пивобезалкогольной продукции в начале 2009 г.

Контактная информация. Конкурсные материалы необходимо направлять по адресу: 119021, г. Москва, ул. Россолимо, дом 7, офис 408, либо по e-mail: pr@beerunion.ru, admin@beerunion.ru, info@beerunion.ru. Тел/факс: (495) 245-50-01, 246-05-67, 245-71-54. Контактное лицо: Владимир Кузнецов.

4•2008

26