Сбраживание пивного сусла и дображивание пива

Основной процесс, в результате которого сусло превращается в пиво — спиртовое брожение. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается во вкусный ароматный напиток. Сбраживание пивного сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание. На первой стадии происходит интенсивное сбраживание сахаров сусла, в результате которого образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеобразные вкус и аромат, еще непригодное к употреблению. При дображивании оставшиеся сахара медленно сбраживаются, пиво приобретает характерные органолептические свойства, осветляется и насыщается диоксидом углерода, т. е. происходит его созревание и пиво превращается в товарный продукт.

В пивоваренном производстве используют только культурные дрожжи, которые относятся к семейству Saccharomycetaceae: Saccharomyces carlsbergensis (дрожжи низового брожения) и Saccharomyces cerevisiae (дрожжи верхового брожения). Дрожжи верхового брожения в процессе интенсивного брожения всплывают на поверхность сбраживаемой жидкости, накапливаются в виде слоя пены и остаются в таком виде до конца брожения. Затем они оседают, образуя весьма рыхлый слой на дне бродильного аппарата. Дрожжи низового брожения не переходят в поверхностный слой пива - пену, а быстро оседают на дне бродильного аппарата. Дрожжи низового брожения также отличаются от дрожжей верхового брожения тем, что они полностью сбраживают раффинозу. Их используют при производстве лёгкого пива.

Подготовка чистой культуры дрожжей к брожению сводится к накоплению их биомассы в условиях микробиологической стерильности в количестве, необходимом для начала процесса брожения. Кроме чистой культуры широко используют семенные дрожжи, представляющие собой дрожжи, которые осели в конце главного брожения. На практике семенные дрожжи после предварительной подготовки используются до 10 генераций.

Основной процесс при главном брожении —биохимическое превращение сбраживаемых углеводов в этиловый спирт и оксид углерода. Наряду с основными продуктами брожения образуются вторичные и побочные продукты, которые в значительной степени определяют органолептические показатели пива. Образование спирта сопровождается выделением в среду теплоты, которую необходимо отвести для поддержания заданных температурных условий.

На первых этапах брожения происходит энергичное размножение дрожжей, что обусловлено полноценностью питательной среды. По мере обеднения среды, накопления продуктов брожения, создания избыточного давления скорость размножения дрожжей уменьшается.

В результате главного брожения сусло превращается в молодое пиво, которое еще не является товарным продуктом. Поэтому его направляют на дображивание и созревание. При дображивании протекают в основном те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно. Выделяющийся в процессе дображивания оксид углерода (IV) растворяется и связывается в пиве, что приводит к насыщению пива оксидом углерода. При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают характерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая горечь. При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпадением в осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белковую муть и другие взвеси. Так же происходят коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ.

Наибольшее влияние на ход брожения оказывают температура и количество дрожжей. Различают холодное (7-9 °С) и теплое (12-14 °С) брожение. Норма введения дрожжей зависит от способа брожения и колеблется от 0,4 до 1 л на 1 гл сусла. Сусло должно быть осахаренным, содержать достаточное количество ассимилируемых дрожжами азотистых веществ; рН сусла не должно превышать 5,8.

Главное брожение проводят в открытых или закрытых бродильных аппаратах периодическим, полунепрерывным или (реже) непрерывным способом. При периодическом брожении пивное сусло температурой 5-7 °С направляется в бродильный аппарат. Семенные дрожжи задают в количестве 0,4-0,5 л на 1 гл сусла. Пивное сусло сбраживают в течение 7-11 сут в зависимости от концентрации начального сусла.

Полунепрерывное брожение проводят только в закрытых бродильных аппаратах, которые комплектуют в батареи, состоящие из разбраживателя и пяти бродильных аппаратов. Норма задачи дрожжей 0.6- 1 л на 1 гл. Разбраживатель заполняют суслом температурой 6-8 °С, перемешивают в течение 30 мин и сбраживают 24 ч, а далее половину объема перекачивают в первый бродильный аппарат. Затем оба аппарата доливают свежим суслом до полного объема. С интервалом в одни сутки заполняют все бродильные аппараты. Пивное сусло сбраживают при избыточном давлении в течение 5-6 сут.

Дображивание пива проводят при температуре 0 - 2 °С в закрытых аппаратах под избыточным давлением 0,03-0,06 МПа. При дображивании контролируют давление в аппарате, органолептические показатели и степень осветления пива. Продолжительность дображивания зависит от сорта пива и колеблется от 21 сут до 90 сут.

Возможно совместить процессы брожения и дображивания в одном аппарате. Процесс осуществляется в цилиндроконических бродильных аппаратах, которые снабжены двумя-тремя охлаждающими рубашками на цилиндрической части и одной — на нижней конической части. Сусло температурой 7-9 °С подают в аппарат; в ток сусла задают дрожжи в количестве 0,7-1 л на 1 гл. В первые сутки брожения температура повышается до 13-14 °С; при этой температуре сусло бродит б - 7 сут. Затем пиво охлаждают в нижней части аппарата до 1-2°С, в результате чего образуется плотный осадок дрожжей, который выводят из аппарата. На восьмые сутки пиво охлаждают до 3-4 °С, на девятые — до 1-2 °С и выдерживают при этой температуре 5-6 сут для завершения процессов дображивания. Совмещение процессов брожения и дображивания позволяет сократить их продолжительность до 14-18 суток.