Методы ускоренного брожения и созревания пива
3.6.3.1. Метод Натана (Nathan) известен уже давно. Сначала сусло отделяют от взвесей охлажденного сусла. Первоначально использовавшийся чан для осаждения взвесей успешно был заменен другими средствами (фильтрованием через кизельгуровый фильтр, седиментацией взвесей охлажденного сусла, флотацией). Бродильные чаны Натана имеют цилиндроконическую форму (охлаждающее оборудование соответствует описанному выше). Норма внесения дрожжей составляет 1 л/1 гл сусла, а установочная температура сусла при внесении дрожжей - 5-6 °С. Сбраживание при 9-10 °С осуществляется до КСС, достигаемой через 7-8 сут. По окончании главного брожения дрожжи осаждают путем включения охлаждения конусной части и прокачивают в сборник для дрожжей. Сразу после сбора дрожжей молодое пиво в специальной емкости для созревания подвергают промывке CO2 и тем самым удаляют из молодого пива ароматообразующие вещества. Пиво стекает топким слоем по стенкам, а сильная струя воздуха вытесняет отделившиеся букетообразующие вещества молодого пива, насыщенные CO2. После этого пиво охлаждают и карбонизируют. Продолжительность приготовления составляет в общей сложности 20 сут.
3.6.3.2. Довольно часто рекомендуют вести брожение при перемешивании. В данном случае ускоряющий эффект связан не с движением пива, а с равномерным распределением дрожжей в бродильном субстрате. При нормальных норме внесения дрожжей и температурах брожения продолжительность главного брожения составляет 3-4 сут. Так как дека несколько притапливается, то пиво хотя и находится под шапкой пены, в большей или меньшей степени аэрируется, что проявляется не только в более интенсивном размножении дрожжей, ио и в усиленном образовании диацетила. После выключения месильного органа дрожжи быстро оседают на дно, так что в пиво для восстановления диацетила и проведения дображивания следует добавить завитки. Для отделения дрожжей можно также использовать сепаратор для молодого пива, но если достаточно времени для оседания дрожжей, то необходимость в нем отпадает. Такое пиво вследствие сильного размножения дрожжей отличается повышенным содержанием органических кислот (что также отражается в значении pH) и высших спиртов, а образование сложных эфиров подавляется (см. раздел 3.2.6.2). Содержание летучих кислот - низкое.
При способе перемешивания только в течение 24-часовой фазы введения дрожжей наблюдается (при условии нормального аэрирования) хорошее размножение дрожжей в ходе брожения при нормальных (9-10 °С) и повышенных (13-14 °С) температурах. Образование при этом побочных продуктов брожения зависит от температуры брожения, а содержание сложных эфиров из-за сильного размножения дрожжей оказывается несколько ниже.
3.6.3.3. Брожение при повышенных температурах (12-20 °С) существенно сокращает продолжительность брожения (до 4-5 сут). Снижение значения pH по сравнению с нормальным брожением проходит очень быстро и глубоко, а выделение горьких веществ и абсорбция свободного α-аминного азота более интенсивно. Предельные значения содержания «общего диацетила» и «общего пентадиона», то есть вицинальных дикетонов и их предшественников, достигаются раньше и существенно превышают значения, получаемые при нормальном брожении, однако восстановление проходит быстрее, и к концу главного брожения показатели оказываются ниже, чем при традиционном ведении брожения. Аналогичное поведение свойственно и ацетальдегиду. ДМС и другие летучие серосодержащие соединения в значительной степени вымываются образующимся CO2. Содержание высших спиртов и сложных эфиров достигает намного более высоких значений, чем при классических способах брожения (см. раздел 3.4.8.4), происходит также увеличение содержания ароматического спирта 2-фенилэтанола и его эфира, однако содержание среднемолекулярных свободных жирных кислот и их этиловых эфиров снижается. Показатели пеностойкости пива могут снизиться вследствие сильного осаждения коллоидов, хотя холодо- или белковая стойкость отличаются ненамного. По вкусовым показателям пиво, сброженное при температурах 12-16 °C, характеризуется лучшими показателями, чем сброженное при 20 °С. Желательно поддерживать температуру до тех пор, пока содержание общего диацетила не станет ниже порогового значения восприятия (0,10 мг/л). Для успешной реализации подобного способа необходимо удаление дрожжей, оседающих в конусной части бродильного танка, в момент достижения KCC и в конце периода созревания. Выдерживание пива при температуре 0 °C и ниже направлено исключительно на связывание CO2, образовавшегося в ходе брожения, на осаждение мути и, тем самым, на достижение некоторой белковой стабильности пива.
Существует также возможность проводить охлаждение по окончании ускоренного брожения после достижения КСС, отделять дрожжи и осуществлять дображивание при обычных температурах с добавлением 10% завитков (степень сбраживания 20-25 %). Это, правда, занимает 2-3 нед.
Пиво, приготовленное с применением этих двух способов, имеет легкий дрожжевой характер, а горечь, как правило, не сбалансирована. Вследствие повышенного количества высших спиртов такое пиво зачастую имеет своеобразный аромат.
3.6.3.4. Брожение под давлением способно снизить размножение дрожжей и тем самым сдержать образование побочных продуктов брожения, которое при повышенных температурах протекает гораздо интенсивнее (см. раздел 3.2.6). Кроме того, достигается желательное насыщение пива CO2. Большое значение имеет регулирование давления - как по времени, так и по величине. Если оно применяется слишком рано, то размножение дрожжей существенно подавляется, и брожение замедляется. Если же давление применяется слишком поздно или если оно ниже, чем требуется (из-за особенностей данного танка) то повышается содержание побочных продуктов брожения.
Суть данного способа состоит в следующем. В предварительно отфильтрованное сусло (удаление осадка взвесей охлажденного сусла не менее 60 %) при температуре 10-12 °С вводятся дрожжи (25 млн клеток, 0,8 л/гл). Максимальная температура 18 °С достигается через 20-24 ч. Как только у дрожжей закончится первое почкование, давление повышают до 0,3 бар, а при достижении степени сбраживания 50 % - до 1,8 бар. Момент второго повышения давления можно без какого-либо ущерба перенести на время завершения второго почкования дрожжей, но для этого необходимо наличие контрольно-измерительной аппаратуры. При определении давления следует также учитывать статическое давление столба жидкости (особенно в ЦКТ). Избыточный диоксид углерода отводят через специальные шпунтаппараты. Конечная степень сбраживания достигается через 60-72 ч, и в этом момент можно в первый раз собрать дрожжи. Эта операция должна осуществляться в танке для брожения пива под давлением, где давление сбрасывается максимально быстро во избежание повреждения дрожжей (по возможности, с подмешиванием воздуха). Максимальную температуру и соответствующее давление поддерживают до тех нор, пока содержание общего диацетила не снизится ниже порога вкусового восприятия. В конце этого цикла производят повторное снятие дрожжей, после чего проводят охлаждение примерно до 5 °С, что позволяет удалить остаточные дрожжи, а в случае смеси пылевидных и хлопьевидных дрожжей - дрожжи брожения. При последующем перекачивании в танк холодного дображивания через пластинчатый теплообменник происходит дальнейшее охлаждение пива до -1 °С. При однотанковом методе пиво охлаждают или после однодневной паузы при температуре 5 °С, или сразу до -1 °С. В ходе этой фазы давление снижают до значения, соответствующего желаемому содержанию CO2. Зачастую содержание CO2 в пиве является слишком высоким, так что при снижении давления осуществляется перекачивание содержимого танка. Как мы уже отмечали ранее (см. раздел 3.2.6.6), восстановление 2-ацетолактата при высоких температурах происходит очень быстро, причем давление не оказывает на него отрицательного воздействия. Брожение и созревание завершаются через 108-120 ч, и в ходе последующей фазы стабилизации белково-дубильные соединения мути выпадают в осадок, а благодаря укрупнению коллоидов достигаются хорошие пенообразующие свойства. Здесь важно своевременное и полное осаждение дрожжей брожения - в противном случае происходит усиленное выделение средне молекулярных жирных кислот и их эфиров, которые негативно влияют на ценообразование и зачастую дающие дрожжевой или горьковато-дрожжевой привкусы.
Если данный способ интенсифицировать вне указанных временных рамок, и нет времени для достаточной седиментации дрожжей, то между бродильным танком и танком для дображивания и созревания пива целесообразно установить сепаратор для молодого пива. Подключение к нему охладителя, в котором сбрасывается высокое давление сепаратора, существенно сокращает продолжительность охлаждения, однако требует повышения холодо производительности.
Дрожжи, используемые для теплого брожения или брожения под давлением, должны подбираться с учетом возможностей этих технологий. Лучше всего использовать дрожжи, не обладающие слишком сильной флокулирующей способностью. Нередко применяются смеси пылевидных и хлопьевидных дрожжей или даже чистые пылевидные дрожжи. Хлопьевидные дрожжи характеризуется риском слишком быстрого оседания, благодаря чему в фазе созревания образуются слои пива с различным содержанием дрожжей, и в известных условиях в верхних слоях может оказаться слишком мало дрожжей для достаточно быстрого восстановления 2-ацетолактата. У смесей хлопьевидных и пылевидных дрожжей этот риск снижается, но они в ходе нескольких циклов могут расслаиваться. Пылевидные дрожжи при коротких циклах (в первую очередь, при противоточном охлаждении) плохо оседают, и большое количество дрожжей переносится в зону холодной выдержки, что требует частого удаления отстоя. В этом случае хорошо себя зарекомендовало на практике использование центрифуг для молодого пива.
Целесообразной является замена дрожжей, используемых в методах брожения под давлением, не реже чем через три цикла. Вследствие более слабого размножения из-за применения давления и т. д. способность дрожжей к сбраживанию ослабевает, снижение значения pH сглаживается, как и способность к восстановлению 2-ацетолактата. Вследствие выделения жирных кислот и их эфиров образуется эфирно-дрожжевой вкус, а в ы -деление щелочных аминокислот и вторичных фосфатов вызывает увеличение значения pH уже в ходе созревания. Если благодаря применению давления неизбежное при теплом брожении образование побочных продуктов брожения удается ослабить и отчасти предотвратить, то на содержание 2-фенилэтанола него эфиров эти меры влияют. В пиве, полученном методом брожения под давлением, содержание этих веществ всегда в 2-3 раза выше.
Для преодоления этих недостатков в технологию вносятся некоторые изменения, и поскольку не все штаммы дрожжей одинаково восприимчивы имеет смысл провести их проверку на стойкость к повышенным температурам и давлению. Применение более низких температур (около 13-14 °С) и, соответственно, давления хотя и увеличивает продолжительность брожения и созревания до 144-168 ч, но лучше согласуется с производственным циклом. Частичное освежение дрожжей завитками гарантирует использование дрожжей на производстве не более двумя, максимум тремя циклами. Такое пиво является чистым, специфически дрожжевого типа, хотя и с некоторой размытостью вкуса.
По вышеизложенным причинам при использовании этих способов предусматривается ограничение размножения дрожжей путем своевременного применения давления и ограниченного аэрирования. Если при двукратном заполнении танка аэрирование применяется в полной мере, температура внесения дрожжей ограничивается 8-10 °С, а максимальная температура (17-18 °С) достигается через двое суток, то в первые сутки размножение дрожжей осуществляется без использования повышенного давления, во вторые сутки - при температуре 14 °С и давлении 0,3 бар, а количество клеток увеличивается с 20 до 70 млн. Первые дрожжи, собранные при достижении КСС, вновь используются для внесения; второго сбора дрожжей не проводят. В обычных технологических условиях брожения под давлением можно добиться многократного внесения дрожжей без каких-либо потерь. Как только в бродящем сусле снижается давление, дека опадает и происходит увеличение содержания горьких веществ, что подтверждается аналитически. Это увеличение касается не только изогумулонов, но и уже выделившихся α-кислот, гупулонов и других продуктов брожения (см. раздел 3.4.8.5), что дает экономию около 15 % горьких веществ. В пиве, приготовленном таким способом, в избыточном количестве присутствуют и другие горькие вещества, благодаря чему первоначальную норму внесения хмеля можно уменьшить.
3.6.3.5. Способ «унитанка» основан на использовании танка специальной конструкции с отношением длины к высоте 1 : 1 и плоскоконическим днищем (см. раздел 3.4.28). Танки объемом до 5000 гл вмещают до 10 варок. При температуре внесения дрожжей 13,5 °С и применении 15 млн дрожжевых клеток/1 мл KCC достигается через 4-5 сут. Максимальное количество дрожжевых клеток составляет 80 млн/мл, а содержание общего диацетила - около 1,8 мг/л. Благодаря поддержанию температуры в течение следующих 7 сут это значение снижается примерно до 0,1 мг/л, а количество дрожжевых клеток сохраняется на уровне около 20 млн/мл. Дрожжи удаляют после созревания, то есть через 10 сут, из очень пологой конусной части с углом наклона стенок 145°, причем чтобы не «разорвать» поток дрожжей и предотвратить захват пива эта операция должна осуществляться как можно медленнее. Тем самым сбор дрожжей может длиться 5 ч и более. Сбор дрожжей и впоследствии дрожжевого осадка целесообразно оптимизировать с помощью мутномера, объединённого с автоматической запорной заслонкой танка. При охлаждении до температуры ниже 6 °С производят продувку CO2 (3 г/гл в час) через перфорированное кольцо с форсунками у днища, благодаря чему конвекция усиливается, частицы мути увеличиваются в размере, и по мере охлаждения происходит определенное насыщение CO2, которое вследствие поддержания возможно низкого давления 0,04 бар впоследствии требует корректировки. В целях стабилизации, насыщения CO2 и холодной выдержки пиво можно было бы прокачивать через теплообменник, однако более целесообразно их проведение в одном и том же танке из-за возможного захвата кислорода и потерь при смене танка. Содержание дрожжей после созревания, то есть в начале холодной выдержки, составляет 2-8 млн клеток/мл. Пиво, приготовленное в «унитанках», по аналитическим показателям не отличается от пива, изготовленного традиционным способом.
Максимальное избыточное давление для «унитанков» составляет 0,04 бар. При опорожнении пространство в верхней части танка следует обязательно заполнять CO2. При использовании в этих целях воздуха длительный цикл опорожнения (около 6-10 ч) или двукратное опорожнение могут вызвать окисление верхних слоев пива и ухудшение его качества.
В случае неполного слива дрожжей при падении давления они могут подниматься в слой жидкости и блокировать фильтр при сливе последней партии, которая составляет около 20 % емкости танка. В этом случае практически незаменим пивной сепаратор. Крайней мерой может стать также выдержка пива в горизонтальных тапках дображивания в течение 1-2 сут - за это время большая часть поднятых дрожжей вновь оседает. Общая продолжительность брожения, созревания и холодной выдержки составляет 21-24 сут.
3.6.3.6. Традиционная технология с использованием ЦКТ. Хотя этот способ не совсем относится к теме данной главы, за счет адаптированной технологии затраты времени вполне сопоставимы с приведенными выше.
Брожение до желаемой степени сбраживания при максимальной температуре 9-10 °C может осуществляться за 5 - 6 сут. При этом охлаждение до 7 °С следует начинать своевременно, чтобы дрожжи при этой температуре могли оседать еще около 24 ч. Затем дрожжи собирают путем медленного слива (15-20 гл/ч), а пиво со степенью сбраживания на 10-12 % ниже KCC и с содержанием дрожжевых клеток около 15 млн/мл перекачивают в ЦКТ для дображивания.
При частых варках целесообразно провести сбраживание почти до значения КСС, дать осесть дрожжам при температуре 7 °С и после сбора дрожжей перекачать пиво на дображивание с количеством дрожжевых клеток около 2-4 млн/мл. В молодое пиво добавляют около 12 % завитков (степень сбраживания 25-35 %, количество дрожжевых клеток около 50 млн/мл).
При 7 °С в зависимости от содержания 2-ацетолактата и значения pH пива (около 4,35-4,40, pH сусла - 5,1) созревание продолжается 7-10 сут. В это время поддерживается избыточное давление шпунтования 0,2-0,3 бар, а оседающие дрожжи медленно спускают каждые 2-3 сут. После снижения содержания общего диацетила до уровня ниже 0,10 мг/кг (общее содержание вицинальных дике-тонов - 0,15 мг/кг) в течение 3-5 сут проводят охлаждение до -1 °С. Из-за ослабления конвекции при падении температуры ниже 3 °С целесообразно произвести продувку CO2 (около 3 г/гл в час) до достижения более низкой конечной температуры. Последующую фазу холодной выдержки следует поддерживать
в течение не менее недели и за этот период один раз слить дрожжевой осадок; повторить эту операцию необходимо незадолго до фильтрования.
Благодаря такой технологии, предусматривающей контроль и точное регулирование процесса, примерно через 24 сут удается получить безукоризненное пиво, по свойствам не отличающееся от традиционного. Такое пиво не восприимчиво к увеличенной продолжительности дображивания и созревания в отличие от пива, приготовленного ускоренными способами (последнее должно попасть на фильтрование в течение определенного срока, не более одной недели).
3.6.3.7. Сбраживание и созревание высокоплотного сусла или пива. Данный метод строится на предположении, что для 18-24 %-ного сусла с нормой внесения дрожжей 2 л/гл и насыщенного кислородом на 18-20 мг/кг, не требуется главного брожения и созревания, более длительного, чем для нормального 12 %-ного пива. Тем самым требуется всего 50-67 % площади бродильного и лагерного отделений по сравнению с классическим способом. Применению этого метода, заимствованному из США, способствует то обстоятельство, что некоторые местные сорта пива из несоложеных материалов характеризуются дефицитом аминокислот, который в этом случае частично компенсируется. Благодаря применению кукурузного сиропа варочное отделение работает без излишней перегрузки (см. раздел 9.1.1). В пиве, приготовленном из высокоплотного сусла и разведенном до концентрации 12 %, хотя и содержится меньше высших спиртов и диацетила, содержание сложных эфиров более чем вдвое превышает норму. Такое пиво имеет явный эфирный привкус, и поэтому для регулирования содержания эфиров было предложено в течение 2-4 ч проводить продувку бродящего пива кислородом. Во избежание изменений качества пива зачастую используют более концентрированное начальное сусло (на 35 %), концентрация которого затем не превышает 14,5-15 %. В данном случае нормальный режим брожения но норме внесения дрожжей, температуре и продолжительности может быть выдержан тогда, когда значение pH начального сусла снижено до 4,9-5,0. Проблемы сбраживания высокоплотного сусла затрагивают, прежде всего, размножение дрожжей, их стабильность и тем самым поддержание активности дрожжей. При этом требуется удалять не только связанный CO2 брожения, но и спирт. Чтобы создать благоприятные условия для дозируемых позже дрожжей, после внесения дрожжей или введения дрожжей доливом в несколько варок целесообразно основательно перемешать содержимое танка продувкой воздухом. При разведении готового пива с водой последняя ни в коем случае не должна содержать кислорода. Необходимо также предусмотреть наличие соответствующей контрольно-измерительной аппаратуры для обеспечения желаемой или нормативно предписанной массовой доли CB в начальном сусле. В некоторых странах разбавление сусла после определения его экстрактивности в варочном отделении запрещено (см. раздел 9.1.3).
3.6.3.8. Сокращение продолжительности созревания достигается в рассмотренных системах путем более длительного поддержания максимальной температуры в фазе КСС, однако в условиях повышенных температур даже при использовании давления существует риск повышенного образования побочных продуктов брожения, в частности, 2-фенилэтанола (см. раздел 3.2.6.1) и низкомолекулярных жирных кислот; при известных условиях с ухудшением качества горечи появляется и дрожжевой привкус. В связи с этим напрашивается применение методов, при которых главное брожение до достижения значения KCC или до некоторого более раннего, точно определенного момента времени проходит обычным путем, то есть по холодному способу, а затем в фазе созревания поддерживаются более высокие температуры.
Холодное ведение процесса в первой стадии брожения с последующим теплым созреванием. В данном случае обычная температура брожения 9-10 °С поддерживается до тех пор, пока остаточное содержание экстрактивных веществ сохраняется на уровне, обеспечивающем достижение температуры созревания 12-14 °С без подведения теплоты извне. При достижении степени сбраживания около 50 % охлаждение прекращают, и в течение 24 ч температура повышается до 12-14 °С. В этот момент или чуть позже достигается KCC и производится съем дрожжей, предназначенных для дальнейшего ведения процесса. Созревание затем продолжается еще 3-4 сут, и таким образом общая продолжительность процесса составляет 7-9 сут, после чего процесс проводят по описанной выше технологии. Пиво в этом случае характеризуется нормальным составом, но содержание побочных продуктов брожения на 5-10 % выше, чем у нормального пива. В случае своевременного удаления дрожжей содержание среднемолекулярных жирных кислот невелико.
Такое пиво несущественно отличается от классического (при условии правильного удаления дрожжей или дрожжевого осадка и контролируемой продолжительности созревания, охлаждения и холодной выдержки). Конечно, в течение нескольких циклов выращивания необходимо проверять стабильность дрожжей, собранных при более высокой температуре (снижение pH экстракта, потребление свободного α-аминного азота, максимальное содержание 2-ацетолак-тата и длительности восстановления). В данном случае целесообразно внесение чистой культуры завитков или использование дрожжей лишь ограниченное количество раз.
Холодное брожение - теплое созревание. При «холодном» брожении (8,5-10 °С) до достижения KCC спектр побочных продуктов брожения совершенно нормален. В конце сбраживания экстракта дрожжи отмучивают при существующей максимальной температуре (количество дрожжей в пиве должно составлять лишь 2-3 млн клеток/мл). Чтобы обеспечить такое низкое содержание дрожжей, желательно использовать центрифугу для молодого пива, с помощью которой количество дрожжевых клеток благодаря трубопроводу для смешивания (байпасу) поддерживается и не требуется дополнительного времени на седиментацию дрожжей. Затем пиво с помощью теплообменника нагревают до 15-20 °C и вносят свежие дрожжи в виде 12 % завитков (степень сбраживания 25-35 %, количество дрожжевых клеток 50 млн/мл). Дозирование завитков должно проходить равномерно во время перекачивания. Созревание при температуре 20 °С продолжается не более 2 сут, а при 15 °С - 4-5 сут. Более короткое, но в более теплых условиях созревание более предпочтительно. После восстановления 2-ацетолактата производится охлаждение (преимущественно с помощью того же теплообменника), причем благодаря сочетанию нагревания и охлаждения пива можно собрать часть необходимой для этого энергии. После теплообменника при температуре -1 °C устанавливается желаемое содержание CO2. В ходе созревания дрожжи ежедневно отмучивают. Возможно также шпунтование на давление 0,8 бар. В первоначальной концепции данный метод основывался на применении танка для брожения/созревания и танка для холодного дображивания. Охлаждение можно также осуществлять в самом танке для созревания, где происходит и холодная выдержка, однако охлаждение с температуры 20 °С до -1 °С занимает 2-3 сут, причем, при переходе конвективного порога в 3 °С следует провести продувку CO2, препятствующую образованию расслоения. При «трёхтанковом способе» такое охлаждение в танке для созревания в выходные дни требуется после завершения расщепления 2-ацетолакта-та, поскольку слишком продолжительное пребывание при повышенных температурах неблагоприятно для пива.
Холодная выдержка при температуре -1 °C должна продолжаться еще одну педелю. Пиво, полученное таким методом, благодаря сбраживанию завитков при повышенных температурах характеризуется незначительным повышением содержания высших алифатических спиртов и сложных эфиров, а также нормальными значения содержания 2-фенилэтанола, жирных кислот и их эфиров. Подобное «программируемое» созревание снижает риск обычных для производства отклонений и гарантирует достижение одинакового качества продукта.
3.6.3.9. Брожение и созревание в узких высоких танках с плоскоконическим днищем и внешним охлаждением (см. раздел 3.4.2.10) происходят быстрее. При вместимости танка 6-8 варок полная норма дрожжей (около 100 млн дрожжевых клеток) вносится только в первую варку, обычное аэрирование проводится через трубку Вентури. Следующие варки проводят с той же интенсивностью аэрирования, и в зависимости от количества варок танк заполняется за 12-24 часа. Во время этой фазы сусло с внесенными дрожжами и добавляемое сусло при достижении уровня заполнения в верхней части танка перекачиваются к сливному отверстию, расположенному на верхней кромке конусной части. Это необходимо проделать уже в течение первых суток, так как заданная максимальная температура достигается быстро и требуется корректировка температуры при помощи пластинчатого охладителя. Циркуляция содержимого танка длится примерно 20 ч, и в результате дрожжи из осадка снова попадают в верхнюю часть танка. Такая технология позволяет увеличить количество дрожжевых клеток с 85 до 100 млн; максимальная температура брожения составляет 10 °С, при этом избыточное давление повышается до 0,8 бар. Для последующего созревания температуру повышают до 12 °С, поддерживая ее до полного расщепления 2-ацетолактата. Так как благодаря брожению с перемешиванием предельные значения содержания 2-ацетолактата составляют около 1,0 мг/кг, то для достижения значения ниже пороговых (0,1 мг/кг, общее содержание вицинальных диктеонов < 0,15 мг/кг) после сбраживания почти до KCC сбраживания требуется созревание в течение 7-14 сут. Затем проводят охлаждение до 5 °С, прерывая перекачивание примерно на 1 сут, чтобы в конусной части могли осесть дрожжи. Последние медленно удаляют в течение 3-4 ч, после чего их восстанавливают и охлаждают в емкости для дрожжей. При последующей холодной выдержке примерно в течение 1 нед. поддерживают температуру около 0 °C; циркуляция пива при этом происходит от верхнего края конусной части вверх, удерживая внизу продолжающие оседать во время пауз дрожжи и получая тем самым возможность собрать их из конусной части. Определяющим фактором производственного цикла в таких танках является продолжительность созревания. Рекомендовавшаяся прежде общая продолжительность (в общей сложности - 2 нед.) оказалась слишком короткой и в настоящее время принимается равной 21-24 сут. Для этого должны быть задействованы все факторы - интенсивное аэрирование сусла и поддержание активности семенных дрожжей, причем внесение дрожжей в первую варку вполне может рассматриваться в качестве «предварительного пропагирования».
3.6.3.10. Ведение брожения и созревания с помощью иммобилизованных дрожжей. Прообразом современной технологии является так называемый «реактор с неподвижным слоем», в котором дрожжи с кизельгуром намываются на пластинчатый или сетчатый фильтр слоем толщиной 2,5-3,5 см. Сусло, очищенное от осадка взвесей охлажденного сусла на 60-70 %, сбраживается (в большинстве случаев полностью). Регулирование степени сбраживания осуществляют расходом, причем температура брожения поддерживается на уровне 10-15 °С. Значение pH, которое сначала существенно снижается, а затем вновь возрастает, регулируют подбором давления. Полученное таким способом «молодое пиво» характеризуется крайне незначительным выделением аминокислот (вследствие ограниченного размножения дрожжей) и низким содержанием побочных продуктов брожения, особенно высших алифатических спиртов и сложных эфиров. Это компенсируется предварительным сбраживанием до степени сбраживания около 20 %. Существует также возможность предварительно проводить сбраживание до желаемой степени сбраживания во флотационном танке или танке предварительного сбраживания. В центрифуге для молодого пива дрожжи в виде суспензии удаляются, после чего сброженное пиво после промежуточного хранения фильтруют через фильтр с упоминавшимся выше неподвижным слоем.
Полученное пиво соответствует по своему составу степени зрелости (см. ниже), однако ресурс реактора с неподвижным слоем составляет всего около одной недели, так как дрожжевые клетки на выходе фильтра в течение этого срока теряют свою жизнеспособность. Это объясняется тем, что на стороне выхода дрожжам не хватает аминокислот, витаминов, фосфатов и т. д.
Реактор с вихревым слоем намного эффективнее. В него дрожжи вносят на гранулах из альгината, целлюлозы или спеченного пористого стекла в количестве 10 мг СВ/г носителя. Технология до стадии завитков остается прежней. Для поддержания циркуляции в вихревом слое пиво необходимо перекачивать со скоростью 1,7 мм/с. Реактор с вихревым слоем можно эксплуатировать в течение 3-4 мес.
Изначально сильная абсорбция аминокислот со временем снижается и, следовательно, снижается содержание высших алифатических и ароматических спиртов (при примерно постоянном содержании сложных эфиров), в связи с чем для компенсации этих отклонений целесообразно включать параллельно несколько реакторов (с ресурсом около 1, 2 и 3 мес).
Так как содержание 2-ацетолактата при использовании этих двух типов реакторов является относительно высоким (0,5 мг/кг), то для его снижения ниже порога вкусового восприятия требуется фаза созревания (около 2 сут при температуре 30 °С с добавлением завитков). При этом из пива удаляются и другие букетообразователи молодого пива, а также достигается определенный баланс содержания высших спиртов и сложных эфиров. Затем для обеспечения физико-химической стабильности, а также требуемого качества пены пиво выдерживают еще 4-7 сут при температуре -1 0C.
3.6.3.11. Созревание в дрожжевом реакторе. Предпринимавшиеся ранее попытки восстановления ацетолактата во втором биореакторе оказались безуспешными. К преобразованию его предшественника в диацетил приводит лишь нагревание нива до 65-80 °C (в течение 20 и 6 мин соответственно), способствующее превращению свободного диацетила в ацетоин (в реакторе с неподвижным слоем и дрожжами, нанесенными на гранулы из DEA-целлюлозы, при температуре от 10 до 20 °C и избыточном давлении 0,5 бар). В настоящее время на практике в дрожжевом реакторе созревает не «биореакторное пиво», а пиво, обычно сброженное в ЦКТб и осветленное в центрифуге для молодого пива до содержания 10 тыс. дрожжевых клеток/мл. Для пива, созревшего по такой технологии и характеризующегося по сравнению с нормальным пивом при нормальном содержании высших спиртов примерно вдвое меньшим содержанием сложных эфиров, уже не требуется дополнительной холодной выдержки. Для карбонизации пиво охлаждают до 1 °С и оставляют в буферном танке на 1-3 сут. Такой реактор можно эксплуатировать в течение 4-6 мес. с возможностью регенерации материала носителя. Подобное оборудование имеет особое значение для производства безалкогольного пива с приостановленным процессом брожения (см. раздел 7.10.4.2).