Физико-химические и биохимические процессы, происходящие на различных этапах приготовления пива

Аминокислоты поступают в дрожжевую клетку с участием ферментов-пермеаз и ассимилируются для синтеза полипептидов или подвергаются переаминированию: у глутаминовой или аспарагиновой кислоты путём дезаминирования отнимается аминогруппа и переносится на кетокислоту или подобное вещество, чтобы получить другую аминокислоту, необходимую дрожжевой клетке.

Аминокислоты, поступившие в дрожжевую клетку из сусла, обязательно поступают в первый пул (резерв аминокислот) для их последующего использования. Аминокислоты первого пула легко экстрагируются из дрожжевой клетки в воду. Вероятно, таким образом популяция дрожжей пытается приспособить окружающую среду для своей нормальной жизнедеятельности.

Аминокислоты, синтезированные дрожжевой клеткой, включаются во второй пул. Сюда же поступают аминокислоты из первого пула. Из второго пула аминокислоты не могут быть экстрагированы водой и используются для синтеза белков.

Углеродным скелетом для биосинтеза аминокислот в дрожжевой клетке служат промежуточные продукты гликолиза, цикла трикарбоновых кислот, пентозофосфатного цикла.

В зависимости от углеродного скелета, аминокислоты подразделяют на семейства:

1) трифосфоглицериновой кислоты (серин, глицин, цистеин, цистин);

2) пировиноградной кислоты (аланин, валин, лейцин);

3) альфа-кетоглутаровой кислоты (глутаминовая кислота, лизин, пролин, орнитин, цитруллин, аргинин);

4) щавелевоуксусной кислоты (аспарагиновая кислота, метионин, треонин, изолейцин);

5) пентоз (триптофан, гистидин);

6) тетроз (тирозин, фенилаланин).

В процессе нормальной жизнедеятельности дрожжи могут выделять в сусло избыточные аминокислоты, необходимые для жизнедеятельности других дрожжевых клеток.

Биосинтез аминокислот в дрожжевой клетке может регулироваться по принципу обратной связи. Биосинтез аминокислоты включает несколько стадий. Ингибитором фермента-катализатора первой стадии биосинтеза служит синтезируемая аминокислота. Когда она синтезирована в достаточном количестве, биосинтез прекращается.

В дрожжевой клетке существует репрессия и дерепрессия биосинтеза белков-ферментов, которая, вероятно, не столько регулирует синтез аминокислот, сколько обеспечивает экономное использование пула аминокислот, а также энергии в клетке. Помимо того, что аминокислоты используются для синтеза полипептидов и пептидов, а также других аминокислот, они влияют на синтез вторичных и побочных продуктов спиртового брожения, о чём будет сказано в следующих разделах, а также используются в качестве источника энергии, хотя и не столь богатого, как углеводы.

Роль белков в дрожжевой клетке заключается в формировании структуры клетки и участии в процессах метаболизма клетки в качестве ферментов.

Дрожжевая клетка осуществляет процессы метаболизма очень экономно. Постоянно меняется состав белков-ферментов: «ненужные» ферменты гидролизуются до аминокислот, которые поступают во второй пул, «необходимые» ферменты синтезируются заново или дополнительно к уже имеющимся молекулам этих ферментов.

Последовательность аминокислот во всех полипептидах дрожжевой клетки зашифрована в ядерной ДНК по принципу «один ген - один полипептид». Ген состоит из триплетов (кодонов). Триплет состоит из трёх пуриновых и/или пиримидиновых оснований, расположенных в определённой последовательности. Каждая аминокислота зашифрована одним, двумя, тремя или четырьмя триплетами. Всего известен 61 триплет, из которых три триплета являются «бессмысленными», то есть не кодируют ни одну из аминокислот. Они кодируют прекращение считывания информации с ДНК, то есть окончание биосинтеза полипептида.

Всего в дрожжевой ядерной ДНК примерно 10⁷ пар пуриновых и пиримидиновых оснований.

Геном дрожжевой клетки описан в 16 томах. Ведётся работа по установлению функции каждого гена.

Биосинтез полипептидов происходит на рибосомах или на полирибосомах, состоящих из множества рибосом.

Сначала с определённого участка ядерной ДНК считывается необходимая информация, затем активируются соответствующие тому или иному триплету аминокислоты. Этот этап биосинтеза называется инициацией. Активированные аминокислоты и информация об их последовательности в полипептиде с помощью РНК доставляются к рибосомам, где происходит синтез полипептида - стадия элонгации (удлинения цепочки).

Когда синтез полипептида закончен, наступает стадия терминации биосинтеза полипептида.

В отношениях ДНК и РНК происходят: репликация (получение копии генетической информации), транскрипция (считывание информации), трансляция (передача генетической информации).

Для гидролиза «ненужных» белков дрожжевая клетка в процессе нормальной жизнедеятельности использует протеолитические ферменты, локализованные в цитоплазме, а в условиях автолиза - протеолитические ферменты, освобождающиеся из вакуоли вследствие повышения проницаемости мембраны, окружающей вакуоль.

В пивных дрожжах обнаружена экзопептидаза с оптимальным рН 8,2 и оптимальной температурой 35 ⁰С, а также три эндопептидазы: 1) рН_опт 6,6, оптимальная температура 50 ⁰С;

2) рН_опт 6,3, оптимальная температура 50 ⁰С; 3) рН_опт 2,9, оптимальная температура 60 ⁰С.

Во время споруляции дрожжевой клетки отмечается значительное повышение активности протеолитических ферментов, происходит гидролиз многих белков. Полученные аминокислоты используются для синтеза новых белков, свойственных спорам, устойчивым в неблагоприятных условиях окружающей среды.

4.6 Биосинтез вторичных и побочных продуктов спиртового брожения

Вторичные и побочные продукты спиртового брожения накапливаются одновременно с образованием этилового спирта, но без тесной взаимосвязи с этим процессом.

Вторичные и побочные продукты спиртового брожения накапливаются разными расами дрожжей в разных количественных соотношениях. На накопление влияют также исходная концентрация дрожжей, физиологическое состояние дрожжей, химический состав сусла, температура и рН сусла.

Вторичные и побочные продукты спиртового брожения накапливаются в количествах, исчисляемых мг/дм³ среды, но оказывают заметное влияние на вкус и аромат пива. К ним относятся альдегиды, вицинальные дикетоны, высшие спирты, летучие жирные кислоты, эфиры, серусодержащие соединения.

4.6.1 Биосинтез альдегидов и вицинальных дикетонов (ацетоина, диацетила)

Среди альдегидов в пиве преобладает уксусный альдегид, поскольку он является промежуточным продуктом спиртового брожения. Содержание уксусного альдегида колеблется в пределах от 20 до 40 мг/дм³ в начале брожения до менее чем 10 мг/дм³ в готовом пиве. В ходе дображивания и созревания пива уксусный альдегид превращается в этиловый спирт.

Усиливают синтез дрожжами уксусного альдегида: слабая аэрация сусла перед брожением, повышенное количество засевных дрожжей, высокая температура во время брожения, увеличение давления при брожении, инфицирование сусла кислотообразующей микрофлорой.

Снижению концентрации уксусного альдегида способствуют: достаточная аэрация сусла до начала брожения, все приёмы, ведущие к интенсивному дображиванию и созреванию пива, в том числе высокая температура, повышенная концентрация дрожжей на стадиях дображивания и созревания способствует быстрому исчезновению из пива уксусного альдегида.

Уксусный альдегид имеет неприятные резкие вкус и запах и нежелателен в пиве.

Биосинтез вицинальных дикетонов (ацетоина и диацетила). Показателем незрелости пива считают присутствие диацетила в количестве более 0,1 мг/дм³. Порог ощущения вкуса диацетила составляет (0,12…0,15) мг/дм³. При превышении этого порога диацетил придаёт пиву вкус от сладкого до приторного, а в очень больших концентрациях обладает вкусом творожной сыворотки. Аналогичный вкус даёт 2,3-бутандиол, но он имеет намного больший порог ощущения вкуса, чем диацетил.

Исходными веществами для синтеза диацетила вне дрожжевой клетки служат ПВК, тиаминпирофосфат, ацетилКоА и ионы магния и марганца.

Катализируют синтез диацетила такие ферменты, как пируватдекарбоксилаза, альфа-ацетолактатсинтетаза, ацетолактатдекарбоксилаза.

В аэробных условиях (вследствие поздней аэрации сусла) накапливается много диацетила. Если условия способствуют процессу его восстановления, то из диацетила образуется ацетоин, а из него - 2,3-бутандиол, незаметный в пиве по вкусу и запаху.

Образование и превращение вицинальных дикетонов происходят в три стадии.

На первой стадии образуются предшественники, не обладающие заметным вкусом и запахом. Одна молекула ПВК превращается в ацетилКоА, он взаимодействует со второй молекулой ПВК, получается альфа-уксусномолочная кислота (альфа-ацетолактат), Это ацетогидроксикислота, промежуточный продукты синтеза аминокислот. Её количество зависит: от расы дрожжей (является специфическим признаком расы), от нормы введения дрожжей (повышенная норма приводит к усиленному образованию ацетогидроксикислоты, но способствует также быстрому и интенсивному расщеплению диацетила), от присутствия кислорода (он способствует повышенному образованию ацетогидроксикислот).

На второй стадии происходит превращение предшественника путём окислительного декарбоксилирования сначала в ацетоин (СН₃-СО-СНОН-СН₃), а из него в диацетил (СН₃-СО-СО-СН₃). В бродящем сусле этот процесс происходит независимо от жизнедеятельности дрожжевой клетки. Его ускоряют: рН от 4,2 до 4,4 (при более высоких величинах рН скорость превращения ниже), повышенная температура брожения, присутствие кислорода в бродящем сусле.

На третьей стадии происходит восстановление диацетила сначала в ацетоин, а затем в 2,3-бутандиол (СН₃-СНОН-СНОН-СН₃). Восстановлению способствуют следующие факторы: повышенная температура (при температуре от 1 до 8 ⁰С способность дрожжей к восстановлению диацетила в 4 раза ниже, чем при температуре 20 ⁰С); повышенная концентрация активных дрожжевых клеток в созревающем пиве, поэтому добавление на стадию дображивания пива на стадии «высоких завитков», то есть со стадии активной жизнедеятельности дрожжей, ускоряет восстановление диацетила.

Ацетоина в пиве может быть (0,5…5,0) мг/дм³.

Во время брожения дрожжи способны восстановить в 10 раз больше вицинальных дикетонов, чем образуется во время брожения, причём это свойство незначительно зависит от расы дрожжей.

Чем больше концентрация дрожжей, чем выше температура брожения, тем больше диацетила образуется, но тем быстрее заканчивается его биосинтез и происходит восстановление. На этих знаниях построена технология ускоренного созревания пива в присутствии очень высокой концентрации иммобилизованных дрожжей при повышенной температуре, а также проведение «диацетильной паузы» при температуре до 18 ⁰С.

Чем меньше в сусле аминокислот, особенно валина, биосинтез которого происходит с участием уксусномолочной кислоты, чем больше сбраживаемых углеводов, тем больше образуется диацетила.

При высокой концентрации валина в сусле биосинтез диацетила затормаживается. Диацетил может синтезировать посторонняя микрофлора, поэтому надо заботиться о биологической чистоте процесса брожения.



4.6.2 Биосинтез высших спиртов

В отличие от альдегидов и вицинальных дикетонов, которые относятся к веществам, ответственным за вкус и запах молодого пива, компонентами вкуса и запаха готового пива являются высшие спирты.

В пиве обнаружено 48 наименований высших спиртов. Примерно 10% от их общего количества синтезируются в дрожжевой клетке по механизму Эрлиха из аминокислот в присутствии углеводов.

Аминокислота превращается в амин путём декарбоксилирования или в оксикислоту путём дезаминирования с присоединением молекулы воды. Амин дезаминируется с присоединением молекулы воды и превращается в высший спирт. Оксикислота декарбоксилируется с присоединением иона водорода и также превращается в высший спирт. Полученный высший спирт содержит на один атом углерода меньше, чем исходная аминокислота. Из лейцина образуется изоамиловый спирт, из фенилаланина - бетафенилэтиловый спирт, из тирозина - тирозол, из метионина - метионол и так далее.

Примерно 90 % от общего количества высших спиртов образуются из пировиноградной кислоты (ПВК) и ацетил-КоА по механизму Иошизавы и Ямады.

При взаимодействии молекул ПВК и ацетил-КоА образуется уксусномолочная кислота (ацетолактат), из неё - альфа-кетоизовалериановая кислота, которая декарбоксилируется с образованием изобутилового альдегида, из которого образуется изобутиловый спирт.

Кетокислоты, взаимодействуя с ацетил-КоА, превращаются в другие кетокислоты, они - в соответствующие альдегиды, а затем в высшие спирты. Из альфа-кетомасляной кислоты образуется пропиловый спирт, из альфа-кетокапроновой - н-амиловый спирт, из альфа-кетовалериановой - бутиловый спирт.

Концентрация алифатических высших спиртов в пиве в норме составляет: н-пропилового спирта (2…10) мг/дм³; н-бутилового спирта - (0,4…0,6) мг/дм³; изобутилового (2-метилпропилового-1) спирта - (5…20) мг/дм³ при пороговой концентрации 10 мг/дм³; амилового (2-метилбутилового-1) спирта (10…20) мг/дм³ при пороговой концентрации 10 мг/дм³; изоамилового (3-метилбутилового-1) спирта (35…70) мг/дм³ при пороговой концентрации 30 мг/дм³.

Концентрация ароматических высших спиртов в пиве в норме составляет: фенилэтилового спирта (10…20) мг/дм³ при пороговой концентрации 28 мг/дм³; триптофола (0,15…0,5) мг/дм³; тирозола (3…6) мг/дм³. Во время «тёплого» брожения повышается концентрация триптофола до (0,6…40) мг/дм³, фенилэтилового спирта до (35…45) мг/дм³, тирозола до (12…24) мг/дм³. Общее содержание высших спиртов в пиве в норме составляет (60…90) мг/дм³, но в определённых условиях может составить 150 мг/дм³. В повышенных концентрациях (выше 100 мг/дм³) высшие спирты в пиве нежелательны.

Минимальная концентрация высших спиртов образуется при оптимальной концентрации аминокислот в сусле. Если аминокислоты находятся в избытке, то возрастает концентрация высших спиртов в пиве.

Концентрация высших спиртов в пиве повышается: при повышенной температуре брожения, при механическом перемешивании бродящего сусла, при интенсивной аэрации сусла, при многократном доливе свежего сусла в ходе брожения, при начальной экстрактивности сусла более 13 %.

Понижению концентрации высших спиртов способствует: брожение при повышенном давлении, повышенная норма введения дрожжей, относительно низкие температуры брожения, исключение попадания кислорода в бродящее сусло. Примерно 80 % от общего количества высших спиртов образуется во время брожения. Во время дображивания и созревания пива содержание высших спиртов увеличивается на (5…15) мг/дм³. Накопление высших спиртов следует регулировать только на стадии брожения.



4.6.3 Биосинтез летучих жирных кислот

В пиве обнаружены следующие кислоты: пировиноградная, муравьиная (20…40 мг/дм³), яблочная (60…100 мг/дм³), молочная (10…100 мг/дм³), лимонная (110…200 мг/дм³), уксусная (20…150 мг/дм³). Все эти кислоты являются продуктами расщепления глюкозы с участием ферментов дрожжей.

Уксусная кислота в обмене веществ дрожжевой клетки связана с синтезом этилового спирта, янтарной кислоты, аминокислот, белков, липидов. Вкус и запах уксусной кислоты неприятны.

Синтез ряда летучих жирных кислот связан с усвоением дрожжами некоторых аминокислот (валина, лейцина и других). При повышении концентрации аминокислот в сусле возрастает накопление изомасляной, изовалериановой, валериановой и других летучих жирных кислот, придающих пиву неприятные запах и привкус. Запах масляной кислоты напоминает запах прогорклого сыра, пота, изовалериановой - старого окисленного хмеля. В номе содержание в пиве масляной кислоты может составлять от 0,2 до 0,6 мг/дм³ при пороговой концентрации ощущения вкуса (1,2…2,2) мг/дм³, изовалериановой кислоты - (0,5…1,2) мг/дм³ при пороговой концентрации (1,5…1,6) мг/дм³.

Кислоты цикла трикарбоновых кислот, а также молочная кислота, в нормальных для пива концентрациях не портят ни вкуса, ни запаха пива, но в повышенных концентрациях нежелательны, так как придают пиву кислый вкус.

Максимум накопления летучих жирных кислот связан с периодом интенсивного размножения дрожжей (экспоненциальной фазой роста). При переходе к стационарной фазе наблюдается спад концентрации летучих жирных кислот.

Во время дображивания и созревания пива содержание летучих жирных кислот увеличивается, поскольку из автолизованных дрожжевых клеток в пиво переходят кислоты с длиной углеродной цепочки свыше 8 атомов углерода и их этиловые эфиры. Пиво приобретает дрожжевой привкус и запах, что нежелательно. В норме в готовом пиве концентрация октановой кислоты - (2…5) мг/дм³, декановой - (0,2…0,8) мг/дм³, додекановой -(0,1…0,5) мг/дм³. Их пороговые концентрации вкуса, соответственно, (10…13) мг/дм³, 10 мг/дм³, 6 мг/дм³. Октановая кислота имеет вкус масла, декановая - прогорклый вкус, додекановая - мыльный вкус.

Влияние расы дрожжей на накопление летучих жирных кислот при брожении и дображивании разные исследователи оценивают неоднозначно.

Интенсивная аэрация сусла приводит к повышению концентрации летучих жирных кислот в пиве.

С повышением температуры брожения от 6 до 20⁰С максимум накопления летучих жирных кислот достигается на более ранней стадии брожения. Абсолютная величина этого максимума при температуре 20⁰С вдвое больше, чем при температуре 6⁰С.

4.6.4 Биосинтез сложных эфиров

Сложные эфиры являются основными источниками аромата пива, связанными с жизнедеятельностью дрожжей.

В пиве обнаружено около 60 различных эфиров. В повышенных концентрациях сложные эфиры могут придать пиву неприятный горький привкус.

Отношение пороговой концентрации ощущения запаха или вкуса вещества к концентрации этого вещества в пиве называют индексом аромата или индексом вкуса. Чем ниже величина этого индекса, тем большую роль играет данное вещество в формировании аромата или вкуса пива.

Наибольшую роль в формировании аромата пива играют эфиры, концентрация которых в пиве превышает пороговую: уксусно-этиловый, уксусно-изоамиловый, уксусно-изобутиловый, уксусно-фенилэтиловый. Многие эфиры имеют запах, свойственный плодам и фруктам. Отдельные эфиры имеют запах растворителя, мыла.

Пиво верхового брожения содержит до 80 мг эфиров/дм³, пиво низового брожения - до 60 мг эфиров/дм³. Уксусно-этилового эфира в пиве низового брожения содержится (15…30) мг/дм³, уксусно-изоамилового эфира - (1…5) мг/дм³, уксусно-изобутилового - 0,4 мг/дм³, уксусно-фенилэтилового эфира - до 12 мг/дм³.

Пороговая концентрация уксусно-этилового эфира составляет от 5 до 50 мг/дм³, уксусно-изоамилового - от 0,5 до 2,5 мг/дм³, уксусно-изобутилового - 0,1 мг/дм³ уксусно-фенилэтилового - от 2 до 5 мг/дм³.

Сложных этиловых эфиров гексановой, октановой и декановой кислот в пиве низового брожения содержится от 0,1 до 0,3 мг/дм³. Их пороговая концентрация составляет от 0,02 до 0,3 мг/дм³, поэтому не следует допускать излишнего накопления этих эфиров в пиве из-за автолиза дрожжей.

Оптимальный уровень содержания эфиров в пиве не установлен.

Синтез сложных эфиров происходит внутри дрожжевых клеток с участием ацетил-КоА, спиртов и кислот. Реакцию катализирует фермент алкогольацетилтрансфераза

При использовании сусла с экстрактивностью выше 13 %, при усиленной или при пониженной аэрации сусла, при увеличении КСС и степени сбраживания пива, при активном перемешивании пива во время брожения и созревания, при продолжительном дображивании, при созревании пива при повышенной температуре количество эфиров в пиве увеличивается.

Нормальный уровень аэрации сусла, (8…9) мг кислорода/дм³ сусла, приводит к уменьшению биосинтеза эфиров по сравнению с меньшим или большим уровнями аэрации.

Уменьшению биосинтеза эфиров способствуют также: экстрактивность сусла менее 13 %, относительно низкая степень сбраживания, относительно низкие температуры брожения, брожение под давлением.

Содержание уксусно-метилового эфира в пиве составляет (1…8) мг/дм³. Эфиры метилового спирта попадают в сусло, а затем в пиво с хмелевым эфирным маслом. За счёт переэтерификации эти эфиры могут превращаться в эфиры этилового спирта.

Чем больше аминного азота в сусле, тем больше эфиров высших спиртов синтезируется во время брожения в связи с тем, что в этих условиях накапливается относительно больше высших спиртов.

Каждая раса дрожжей имеет свойственное только ей сочетание концентраций отдельных эфиров и играет основную роль в формировании букета пива. Можно сбродить одно и то же сусло дрожжами разных рас и получить совершенно разный напиток по органолептическим показателям.

4.6.5 Биосинтез серусодержащих веществ

Сера входит в состав нескольких аминокислот (цистеина, метионина) и вместе с ними - в состав белков. Из метионина образуется тиоспирт метионол по механизму Эрлиха.

Сера входит в состав ряда коферментов, в частности, коэнзима А, некоторых витаминов (биотина, тиамина), трипептида глутатиона, сульфатов, диметил- и диэтилсульфида, сероводорода.

Если сусло недостаточно осветлено, то с ним на брожение поступают серусодержащие полисульфиды, диметилсульфид, тиоэфиры метилового спирта, меркаптаны. Они придают пиву неприятный запах. В пиве в норме содержится примерно 0,5 мкг меркаптанов/дм³, диметилсульфида - от 70 до 150 мкг/дм³.

Меркаптаны - это тиоспирты. Они могут значительно ухудшать аромат пива, Они ответственны за появление в пиве «солнечного» привкуса. Содержание меркаптанов возрастает до степени сбраживания (60…70) %, а затем снижается. При доступе кислорода меркаптаны окисляются до менее неприятных дисульфидов.

Содержание диметилсульфида (ДМС), имеющего запах варёных овощей, снижается при переработке хорошо растворённого солода, при использовании отварочных способов затирания, при длительном и интенсивном кипячении сусла с хмелем и при испарении летучих соединений на стадии осветления сусла в ГЦА с применением разрежения.

Путём расщепления цистеина и метионола в пиве образуется диметилсульфид

Низкой концентрации диметилсульфида в пиве соответствует высокая концентрация метионола и наоборот.

При автолизе дрожжей в пиво поступают диметилсульфид, диэтилсульфид, метантиол, придающие пиву запах варёных овощей.

При тёплом режиме брожения из пива удаляется больше ДМС с газами брожения, чем при холодном режиме. При сбраживании под давлением и при продолжительном дображивании количество ДМС в пиве немного возрастает. В целом содержание ДМС в пиве зависит от его содержания в сусле.

Дрожжи в нормальных условиях брожения синтезируют сероводород путём восстановления сульфата до диоксида серы, а затем до сероводорода.

С повышением температуры брожения сероводород более интенсивно синтезируется, но и более интенсивно улетучивается вместе с газами брожения.

Сероводород встраивается в углеродный скелет при синтезе серусодержащих аминокислот цистеина и метионина.

При избытке треонина, ингибирующего биосинтез метионина, увеличивается накопление сероводорода при брожении.

В отсутствие в сусле пантотеновой кислоты также увеличивается накопление сероводорода при брожении.

В пиве содержится в норме не более 0,5 мкг сероводорода/дм³ пива, что ниже его пороговой концентрации.



4.7 Связывание диоксида углерода во время дображивания пива

Насыщенность пива диоксидом углерода является одним из критериев качества готового пива. В хорошо освежающем пиве с хорошей пеной концентрация диоксида углерода составляет от 0,45 до 0,50 %.

Во время главного брожения диоксид углерода, выделяемый дрожжами, отводят вместе с другими летучими продуктами брожения в виде газов брожения на утилизацию. От общего количества СО₂, образующегося при брожении, в пиве остаётся примерно 15 %. Содержание СО₂ в молодом пиве составляет около 0,2%.

Во время дображивания и созревания пива аппарат шпунтуют, создавая в нём давление (0,03…0,05) МПа, температуру при дображивании и созревании поддерживают на уровне (1…2)⁰С. Такие условия благоприятны для растворения и связывания СО₂ в пиве.

Растворимость СО₂ в пиве зависит от температуры (чем ниже температура, тем выше растворимость), от давления над жидкостью (растворимость возрастает пропорционально давлению).

Форма связывания СО₂ может быть физико-химической и химической.

Физико-химическая форма связывания осуществляется путём адсорбции полярных молекул угольной кислоты на растворённых в пиве коллоидах (декстринах, белках, хмелевых смолах), имеющих высокую сорбционную способность.

Повышенная вязкость пива положительно влияет на адсорбцию СО₂, так как чем выше вязкость пива, тем больше в нём коллоидов.

При химической форме связывания СО₂ в виде угольной кислоты образует моноэфиры и диэфиры со спиртами и альдегидами, переходя в связанную форму. СО₂ может связываться с аминогруппами белков, пептидов и аминокислот, несущими положительных заряд.



4.8 «Старение» пива и его причины

Даже стойкое пиво со временем меняет свои органолептические и физико-химические показатели, «стареет». Это может произойти через разные промежутки времени.

Выяснили, что часто причиной старения пива являются продукты окисления спиртов - альдегиды (карбонилы «старения»): 2-метилпропаналь, 2-метилбутаналь, 3-метилбутаналь, фенилуксусный альдегид. Эти вещества имеют низкий порог вкуса и могут придавать пиву сладко-солодовый привкус.

В результате окисления липидов пиво приобретает привкус мокрого картона.

Продукты реакции меланоидинообразования придают пиву хлебный и вишнёвый привкусы.

Кислород в пиве способствует ускоренному образованию карбонилов «старения», поэтому концентрация кислорода на пути пива от аппарата для дображивания до автомата розлива не должна превышать (0,01…0,02) мг кислорода/дм³ пива.

Чтобы обеспечить такие условия, недопустимо пользоваться сжатым воздухом для создания изобарических условий в сборниках пива и в резервуаре автомата розлива, нельзя допускать негерметичность уплотнений насосов, фланцев трубопроводов, неплотности в пластинчатых теплообменниках, фильтрах для пива. Вода, применяемая для вытеснения воздуха из фильтров и сборников, должна быть деаэрирована и храниться под давлением СО₂ . Кунце сообщает, что СО₂, применяемый в производстве пива, должен иметь концентрацию 99,998%, чтобы гарантировать отсутствие в нём недопустимо высокой примеси кислорода.

В современных автоматах розлива для эффективного вытеснения воздуха из тары перед розливом в неё капают небольшую каплю жидкого азота. Превращаясь в газ, азот в сотни раз увеличивает свой объём, вытесняя из тары весь воздух. Если пиво при хранении подвергается действию солнечного или искусственного света с длинами волн 350…500 нм, разлито в бесцветные бутылки, то от изо-альфа-горькой кислоты отщепляется меркаптан, обладающий неприятным запахом, который характеризуют как «солнечный».

Концентрация карбонилов в свежем пиве в 3…5 раз ниже, чем в «старом» пиве, поэтому лучше всего пить свежее пиво, не создавать больших запасов на длительный срок.



Литература

1. Булгаков, Н.И. Биохимия солода и пива [Текст] / Н.И. Булгаков. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 358 с.

2. Жвирблянская, А.Ю. Дрожжи в пивоварении [Текст] / А.Ю. Жвирблянская, В.С. Исаева. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - 246 с.

3. Калунянц, К.А. Химия солода и пива [Текст] / К.А.Калунянц : Учебное пособие для вузов. - М.: АО «Агропромиздат», 2010. - 176 с.

4. Коновалов, С.А. Биохимия дрожжей [Текст]/ С.А. Коновалов. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 271 с.

5. Кунце, В. Технология солода и пива [Текст] / В. Кунце, Г. Мит. - СПб.: Профессия, 2013. - 912 с.

6. Новаковская, С.С. Справочник по производству хлебопекарных дрожжей [Текст] /С.С. Новаковская, Ю.И. Шишацкий. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 375 с.

7. Технология солода: пер. с нем. [Текст] - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 503 с.

8. Технология спирта [Текст] / под ред. В.Л. Яровенко : учебник для вузов. - М. : Колос, 1999. - 446 с.

9. Хмель и хмелевые препараты в пивоварении [Текст]- М.: Пищевая промышленность, 1982.

10. Хорунжина, С.И. Биохимические и физико-химические основы технологии солода и пива [Текст]: учебник для вузов. - М.: Колос, 2009. - 312 с.

Размещено на Allbest.ru