Обеспечение качества пива путем регулирования формирующих его факторов в процессе брожения

Устойчивая мировая тенденция роста производства и потребления напитков наблюдается, в том числе, и в нашей стране. Несмотря на сложные экономические условия, в России в последние годы интенсивно развивается ряд отраслей пищевой промышленности, в том числе производство слабоалкогольных напитков. Однако приоритеты современного направления в развитии экономики в настоящее время требуют не только простого увеличения объема производства напитков, но и выпуска товаров, максимально удовлетворяющих потребности покупателей.

Пивоваренная индустрия в настоящее время относится к одной из наиболее динамично развивающейся отраслей пищевой и перерабатывающей промышленности. Значительный рост объёмов производства пива привёл к жёсткой конкуренции на рынке его сбыта. Поэтому сегодня как никогда актуальна проблема повышения качества этого популярного напитка, что делает его конкурентно способным и повышает эффективность производства в целом.

Пиво с точки зрения товароведной классификации считается слабоалкогольным напитком, и, в настоящее время, приобретает статус национального напитка, противоборствуя за это место с крепкими алкогольными напитками. В связи с этим повышается его значение среди общей номенклатуры алкогольных напитков. Однако высокий уровень конкуренции среди производителей пива на отечественном рынке определяет необходимость постоянного повышения эффективности производства и качества продукта, при этом в ряд важнейших показателей ставятся его органолеп-тические характеристики.

Эффективность производства пива определяется скоростью и направленностью основных процессов его производства.

Проблема повышения качества пива достаточно сложна в связи с неоднородным составом природного сырья, что влияет на состав сусла и вкусовые и ароматические характеристики готовых напитков.

Наиболее длительной стадией производства пива является сбраживание пивного сусла и созревание молодого пива. На ход брожения и качество пива существенное влияние оказывает физиологическое состояние дрожжей. Качество пива, и, прежде всего его органолептические характеристики определяются составом побочных и вторичных продуктов брожения, которые также образуются в процессе брожения.

Вопросами регулирования метаболизма дрожжей и оценкой их влияния на качество пива занимались и занимаются ряд ученых и специалистов в стране и за рубежом: Грачева И. М., Исаева B.C., Жвирблянская А. Ю., Гернет М. В., Нарцисс Л., Kirsop В.Е., Chapon L., Van Den Berg и др.

Процесс ведения дрожжевой культуры на предприятии является одной из наиболее сложных стадий, так как эффективность размножения дрожжей и поддержание их жизнеспособности и микробиологической чистоты зависит от большого числа факторов.

В последние годы в пивоварении все шире используются активные сухие дрожжи, применение которых дает перспективы для инноваций в процедуре разведения дрожжей. Их преимущество заключается в возможности длительного хранения, упрощении процедуры ведения дрожжей, что особенно важно для предприятий небольшой мощности, где не предусмотрено необходимое оборудование. Однако жизнеспособность сухих дрожжей после регидратации снижена и составляет 50−80%. Кроме того, возможно изменение генетической стабильности дрожжей в процессе их сушки и регидратации [7, 46, 62, 66, 67].

Одним из путей решения этой проблемы является использование активаторов и подкормок для дрожжей, повышающих их жизнестойкость и обеспечивающих соответствие их характеристик требованиям пивоварения [2, 4, 11, 12, 17, 22, 24, 25, 35, 36,41, 42,45, 48, 49, 56, 68, 79, 80].

Таким образом, обеспечение качества пива путем учета формирующих его факторов, одним из которых является активность пивоваренных дрожжей, является актуальной задачей.

Научная новизна.

Систематизированы основные факторы, формирующих качество пива в процессе брожения.

Предложена классификация методов активирования дрожжей с помощью физических и химических факторов.

Обоснован состав комплексной дрожжевой органо-минеральной подкормки (КДП) для активирования сухих пивных дрожжей.

Получены основные закономерности изменения физиолого-биохимических характеристик пивных дрожжей при их активации минеральными и органо-минеральными компонентами.

Показано стимулирующее влияние КДП на ферментативную активность пивных дрожжей и процессы сбраживания пивного сусла.

Практическая значимость работы.

Разработаны методы активирования сухих пивных дрожжей путем использования минеральных и комплексной органо-минеральной подкормок, позволяющих сократить процесс главного брожения пива.

Разработана технологическая инструкция по подготовке сухих пивных дрожжей, которая внедрена на ООО «Арта», г. Новосибирск.

Техническая новизна разработанных решений подтверждена патентом РФ №.

Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 260 504 «Технология бродильных производств и виноделие».

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались на научно-практических конференциях: III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания», г. Челябинск, 2009 г.- ХП-й Международной научно-практической конференции «Аграрная наука — сельскохозяйственному производству Казахстана, Сибири и Монголии» г. Шымкент, 2009 г., Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Управление инновациями в торговле и общественном питании», г. Кемерово, 2010 г.- VI Всероссийской научно-практической конференции «Качество продукции, технологий и образования», г. Магнитогорск, 2011 г.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Влияние технологических параметров на жизнедеятельность пивных дрожжей.

Пиво представляет собой сложную систему, включающую комплекс истинно растворимых, коллоиднорастворимых соединений, которые определяют его вкусовые характеристики. На вкус и аромат пива влияет также состав летучих и нелетучих веществ, которые образуются в процессе производства или переходят из сырья [8, 9,14, 18, 19, 23, 37, 38, 51, 63].

Качество пива определяется совокупностью его физико-химических и органолептических свойств. Потребителем также оценивается позиционирование пива на рынке, его цена и вкусовая стабильность напитка, то, что характеризуется как «бренд».

На качество пива влияет ряд технологических факторов [8, 9, 13, 16, 31−34,37, 40,41,52, 54, 60−65, 74, 102−104, 117, 130]:

— качество сырья, его подработка;

— способы приготовление пивного сусла;

— раса и физиологическое состояние дрожжей;

— брожение, дображивание и созревание пива;

— способы фильтрование и консервирования пива (пастеризация, обеспложивающая фильтрация);

— условия хранения пива.

При отклонениях и нарушениях параметров технологического процесса возможно появления посторонних оттенков вкуса и аромата [14, 23, 41, 55, 63, 85]. Например, при нарушениях на стадии приготовления пивного сусла могут появиться вкус и запах пригорелый, травянистый, карамельный, диметилсульфидный, дымный и пр. При нарушениях на стадиях брожения и дображивания в пиве появляются эфирный, сульфитный, сероводородный, дрожжевой, луковый, диацетиловый вкус и запах. При неправильном хранении могут появиться кошачий, медовый, кожи, засвеченный, бумажный, луковый, мучной вкус и запах и др.

Наибольшее влияние на органолептические показатели пива оказывают характеристики дрожжей и процессы, происходящие в пиве в результате их жизнедеятельности на стадии брожения и дображивания.

Учитывая важность этих факторов, более подробно рассмотрим влияние условий среды и технологических параметров на жизнедеятельность дрожжей.

Жизнедеятельность пивных дрожжей протекает в пивном сусле и во многом определяется его составом. Чтобы дрожжи могли нормально размножаться, используемое сусло должно быть полноценным по углеводному, азотистому, минеральному составу, должно содержать факторы роста [10, 14, 41, 55, 73]. От полноценности сусла зависит скорость размножения дрожжей, а от концентрации питательных веществ в нем — количество образовавшейся биомассы.

Физиологическое состояние дрожжей зависит от содержания в сусле сбраживаемых Сахаров, ассимилируемых азотистых соединений, минеральных веществ (в том числе микроэлементов) и витаминов. Кислород, растворимый в сусле, тоже должен рассматриваться как необходимый элемент [15, 41, 55, 56, 59, 73, 75, 77, 78, 82, 98, 100].

Для проявления метаболической активности и бродильной способности дрожжей важно не общее содержание углеводов в сусле, а количество сбраживаемых Сахаров и их соотношение с ассимилируемыми азотистыми веществами. При сбраживании дрожжами сусла с концентрацией сухих веществ 14,5% интенсивность их размножения в большей степени зависит от содержания Сахаров в среде. Дальнейшее увеличение сахара уже не сказывается на размножении клеток. В слабом же сусле, содержащим достаточное количество ассимилируемого азота, размножение лимитируется только недостатком сахара, и поэтому его добавление увеличивает выход дрожжей [41, 51, 70, 95, 105, 108,113, 120, 128, 133].

Сбраживание отдельных Сахаров происходит в определенной последовательности и обусловлено скоростью их проникновения в дрожжевую клетку [10, 41, 51, 57, 58, 70, 76]. Быстрее всех сбраживаются глюкоза и фруктоза. Сахароза предварительно гидролизуется р-фруктофуранозидазой до глюкозы и фруктозы, которые быстро потребляются дрожжами в начале брожения. После исчезновения в сусле моносахаров дрожжи начинают потреблять мальтозу, предварительно гидролизуя ее а-глкжозидазой до глюкозы, а затем — мальтотриозу.

Для синтеза компонентов, обеспечивающих рост и размножение, дрожжам необходимы источники ассимилируемого азота [10, 41, 51, 70, 73]. Дрожжи могут усваивать как органический, так и неорганический азот. Из неорганических форм азота дрожжи усваивают только аммиачный азот в виде солей фосфорнокислого и сернокислого аммония, а также аммиачные соли уксусной, яблочной, молочной, янтарной и других кислот. Используя неорганический азот дрожжи способны синтезировать все аминокислоты. Из органических форм азота дрожжи потребляют только низкомолекулярные формы — аминокислоты, пептиды, пуриновые и пирими-диновые основания.

При интенсивном размножении клеток аминокислоты, пептиды, а также пурины и пиримидины могут оказаться лимитирующими факторами. Содержание в сусле недостаточного количества аминного азота (менее чем 200 мг/дм в 10%-ом сусле), ослабляет бродильную активность дрожжей и снижает их флокуляционную способность. Вследствие этого происходит замедление брожения и дображивания и ухудшается осветление пива [41,55,72, 74].

При понижении содержания аминокислот в сусле они потребляются медленнее, чем обычно, и в этом случае большие количества их синтезируются самой клеткой. Это приводит к появлению в пиве дополнительных количеств высших спиртов, диацетила и ряда других веществ, отрицательно влияющих на его вкус [14, 32, 41, 51, 89, 113, 120]. Скорость брожения при этом снижается. Пониженное содержание а-аминокислот в сусле в ряде случаев может привести даже к дегенерации дрожжей, а следовательно, и к ослаблению брожения.

Жизнедеятельность дрожжей в значительной мере определяется минеральным составом сусла, который зависит, с одной стороны, от состава воды, а с другой — от состава затираемого солода [41,51, 116, 123−128, 143, 144, 146].

Для своего роста дрожжи нуждаются в довольно большом количестве неорганического фосфата, и его недостаток приводит в отдельных случаях к дегенерации дрожжей. В сусле содержится 450−900 мг/дм Р2О5, из которых от 1/3 до 1/5 составляют органические фосфата.

Неорганический сульфат, необходимый для образования протоплазмы дрожжей, обычно присутствует в сусле в достаточном количестве.

Из микроэлементов для пивных дрожжей особенно важны [41, 95, 116, 143, 144, 146]:

К — активирует многочисленные ферменты дрожжевой клетки, стимулирует сбраживание мальтозы и мальтотриозы. Тесно связан с размножением дрожжей и скоростью брожения;

Са — стимулирует размножение и флокуляцию клеток, замедляет дегенерацию дрожжей;

— активирует многочисленные ферменты, стимулирует сбраживание мальтозы и мальтотриозы;

Си — необходим для синтеза ряда ферментов дыхания. Усиливает бродильную активность дрожжей. В небольших количествах стимулирует почкование клеток, однако при высоких концентрациях медь токсична для дрожжей;

Бе — необходим для синтеза ряда ферментов дыхания. В небольшом количестве (до 0,2 мг/дм3) стимулирует почкование клеток, в большом количестве токсичен для дрожжей;

Мп — активирует многочисленные ферменты дрожжевой клетки — де-карбоксилазы, дегидрогиназы, киназы, оксидазы, пероксидазы и пептида-зы, тем самым усиливая бродильную активность дрожжей;

Ъл — активирует многочисленные ферменты дрожжевой клетки, тем самым усиливая бродильную активность дрожжей. Стимулирует размножение клеток, способствует лучшему оседанию дрожжей;

Со — усиливает бродильную активность дрожжей. Стимулирует использование дрожжами белка. Замедляет рост дрожжей.

В Прикаспийском институте биологических ресурсов ДНЦ РАН проводились исследования по изучению влияния кремния на углеводный и азотный обмен дрожжей рода 8ассЬаготусез, который является одним из центральных путей метаболизма. В результате этих исследований было установлено, что введение в питательную среду природного диоксида кремния способствует более полному усвоению дрожжами углеводов и азотистых веществ, в том числе и аминокислот [1−3].

В ГУП «Экспериментальный завод напитков в Хамовниках» учеными было зафиксировано, что обогащение сусла производными селеноци-стеина оказывает положительное влияние на физиологическое состояние клеток, выразившееся в увеличении продуктивности дрожжей [123].

Однако позже было установлено, что усвоение селеноорганических веществ оказывает негативное влияние на организм человека. Поэтому в настоящее время широко применяют неорганические соединения селена (селениты, селенаты), которые все же имеют существенные недостатки, что ограничивает их применение в продуктах питания, особенно напитках [126, 127].

Некоторые микроэлементы (Во, I, 1л) угнетают бродильную активность дрожжей. Точное количество микроэлементов, необходимых для нормальной жизнедеятельности дрожжей при брожении пивного сусла, в настоящее время неизвестно вследствие их значительного антагонистического взаимодействия [41, 128].

Очень важным для дрожжей компонентом пивного сусла являются витамины [10, 41, 51, 55, 62, 68, 73, 128], незначительная концентрация которых необходима для жизнедеятельности дрожжей и осуществления ими их основной технологической функции, а именно проведения брожения и дображивания.

Потребность различных рас пивных дрожжей в витаминах различна. Дрожжи низового брожения, как правило, нуждаются в биотине, пантоте-новой кислоте и инозите, а дрожжи верхового брожения еще в тиамине и пиридоксине. Однако, и многие штаммы дрожжей низового брожения не растут в отсутствии пиридоксина.

Пивное сусло, полученное из чистого солода, содержит достаточное для поддержания роста дрожжей и брожения количества витаминов — тиамина, пиридоксина, пантотеновой кислоты, биотина, перешедших из солода. Несоложеные материалы не содержат ростовых веществ [41, 51, 73].

В настоящее время установлено, что влияние витаминизированных водных вытяжек или экстрактов в среду усиливает бродильную активность дрожжей, способствует более интенсивному накоплению спирта, стимулирует почкование дрожжей [11, 12, 17, 21, 24, 35, 41, 48−49, 81, 98]. Число физиологически активных генераций пивных дрожжей в этом случае может быть увеличено с 8−10 до 25.

На жизнедеятельность дрожжей определенное влияние оказывает спирт, образующийся во время брожения и дображивания. Присутствие в сусле спирта в незначительных концентрациях оказывает слабое стимулирующее действие на размножение клеток. Но с увеличением концентрации спирта до 1,5−2,0% об. размножение клеток тормозится, а при 5,0% об. прекращается полностью [41, 73, 95, 98, 105, 122].

Накапливающаяся в пиве углекислота также отрицательно сказывается на размножении дрожжей. При содержании ее в пиве в количестве 0,2% почкование замедляется. Более высокие концентрации углекислоты угнетают и бродильную способность дрожжей [41, 98, 122].

Оптимальная величина рН для размножения клеток пивных дрожжей лежит в зоне 4,8−5,5 [10, 14, 41, 55, 84, 113], поэтому наиболее интенсивное размножение происходит в первые сутки брожения, когда рН сусла достаточно высок.

Растворенный в сусле кислород является одним из факторов, влияющих как на рост дрожжей, так и на осуществляемое ими спиртовое брожение. Достаточное насыщение сусла кислородом (8 мг/дм3) способствует быстрому размножению физиологически активных дрожжей [5, 15, 41, 55, 73, 75, 78, 82, 83, 98, 133, 140].

В процессе образования нового клеточного материала значительную роль играют условия, способствующие синтезу дрожжевой клеткой стеро-лов и ненасыщенных жирных кислот, которые входят в состав клеточных мембран [10, 41, 51, 56, 82]. Они служат лимитирующими факторами роста дрожжей, и их содержание определяет физиологическое состояние дрожжевых клеток. Благодаря кислороду осуществляется синтез стеролов и часть ненасыщенных жирных кислот переводится в ненасыщенные жирные кислоты, обладающие низкой точкой плавления и благоприятствующие лучшему проникновению веществ сквозь мембрану.

Особенно велика роль кислорода при сбраживании сусла высокой концентрации: большое количество молодых дрожжевых клеток позволяет ускорить процесс брожения. Кроме того, при повышенном содержании сухих веществ в начальном сусле возрастает доля побочных продуктов брожения, которую необходимо снижать в первую очередь путем интенсивной аэрации сусла [44, 52, 55, 63−65, 72−74, 100, 103, 104, 106, 108, 136, 141].

Имеются значительные различия по потребности в кислороде между штаммами дрожжей: некоторым штаммам достаточно 30% сатурации сусла воздухом, другим штаммам требуется 100%-ное насыщение сусла кислородом для обеспечения оптимального сбраживания. Для большинства рас дрожжей низового брожения необходимо наличие в сусле с массовой долей сухих веществ 11% 6−10 мг 02/дм3, но некоторые расы размножаются достаточно хорошо при 5−6 мг 02/дм3 [56, 82, 83, 98]. В случае высокоплотного пива с начальным содержанием сухих веществ 20% и выше дрожжам для развития требуется больше растворенного кислорода — 10−18 мгСУдм3 [51,73].

Когда для аэрации используют воздух, трудно получить высокое содержание в сусле высокого содержания кислорода при полном насыщении его около 8−10 мг 02/дм3, большое количество не способно раствориться в сусле. Один из путей решения проблемы — добавление чистого кислорода. Другой путь, позволяющий избежать использования чистого кислорода, чтобы уменьшить риск окисления сусла, — повторная аэрация воздухом после введения дрожжей. Отмечалось, что многоразовая аэрация более благоприятно влияет на показатели антиоксидантной активности пива, чем однократный процесс. Рекомендуется проводить струйную аэрацию сбраживаемого сусла через 2- 24 и 40 часов после введения дрожжей. В пиве, полученном по технологии плотного пивоварения, содержание этилацетата и изоамилацетата намного превышает аналогичные показатели обычного 11%-ного пива, струйная аэрация после введения дрожжей позволяет добиться уменьшения содержания эфиров вдвое [61, 63−65, 103, 104].

Норма введения дрожжей влияет на способность к размножению, активность к сбраживанию мальтозы и стойкость к автолизу [4, 5, 9, 33, 41, 55, 73]. Если при сбраживании пива норму введения дрожжей увеличить по сравнению с обычной, то процесс брожения ускоряется, а рост дрожжей тормозится. Повышенная норма введения семенных дрожжей ускоряет флокуляцию клеток и увеличивает их склонность к автолизу. Для устранения автолиза при использовании больших доз дрожжей необходимо своевременное отделение молодого пива от дрожжевой массы.

В некоторых случаях состав сусла оказывает на дрожжи механическое воздействие. Так, наличие в сусле большого количества коллоидов приводит к адсорбции их на дрожжах. В результате этого приток в клетку питательных веществ и отток продуктов обмена затрудняются, что отрицательно сказывается на ее жизнедеятельности. Именно поэтому тщательная фильтрация сусла ускоряет процесс брожения [43, 55, 73].

Температура брожения влияет в основном на интенсивность размножения, количество образовавшихся клеток, скорость брожения и склонность к автолизу [9, 14, 25, 33, 41, 55, 73]. При холодном режиме ведения брожения (5−6 °С) размножение дрожжей протекает медленно и выход дрожжей обычно невысокий. Проведение процесса при повышенных температурах (10−15 °С) приводит к ускорению размножения клеток и тем самым к сокращению времени генерации. Выход дрожжей в этих условиях бывает более высоким, чем при низких температурах брожения. Размер клеток дрожжей при теплом режиме брожения вследствие более быстрого размножения несколько меньше, чем при холодном.

Давление 0,15 МПа и выше снижает скорость роста дрожжей, что возможно, вызвано не его прямым действием, а повышенным насыщением пивав этих условиях углекислотой [41, 55, 68, 98, 122].

Подготовка дрожжей к сбраживанию включает в себя съем культуры после окончания цикла, очистку, хранение, активирование и введение в следующий цикл брожения [41, 55, 73, 77, 78, 133, 138].

Дрожжевой осадок состоит из трех слоев. Для семенных дрожжей отбирают средний слой, более светлый, который состоит из здоровых дрожжевых клеток, обладающих наибольшей бродильной активностью.

Верхний, коричневый слой содержит несозревшие и мертвые клетки, отстой, хмелевые смолы и пиво, а нижний, темного цвета — мертвые клетки и частички отстоя.

Верхний и нижний слои дрожжей реализуют по назначению (на кормовые цели), а пиво извлекают из них, пропуская через салфеточный пресс и присоединяя его к пиву, подаваемому в аппарат для исправления брака [55, 73, 133].

Сбор дрожжей является очень важным процессом в производстве пива, причем особого рассмотрения требуют два вопроса: момент сбора дрожжейметоды сбора дрожжей.

Момент сбора дрожжей. Дрожжи следует снимать так часто и столько раз, сколько это возможно [4, 23, 55, 73, 77, 78, 133]. Тому есть несколько причин:

• дрожжи по ходу созревания выделяют в пиво низкомолекулярные азотистые вещества, которые не потребляются повторно и негативно влияют на стойкость пены;

• по ходу созревания и холодной выдержки дрожжи выделят в пиво протеиназу А, которая расщепляет положительно влияющие на пену субстанции и приводит к ухудшению пеностойкости. Рано собранные дрожжи обладают, по сравнению с поздно собранными, более слабой способностью выделять протеиназу, а у дрожжей, находящихся во взвешенном состоянии, эта способность еще более слабая, чем у осевших дрожжей. Поэтому своевременное снятие дрожжей способствует улучшению качества пива;

• плохое состояние дрожжей приводит к появлению продуктов автолиза, что является недостатком для дальнейшего хода брожения. Образующиеся комплексы приводят к помутнению пива и ухудшению его фильтруемости.

При получении пива в ЦКБА существуют дополнительные отрицательные факторы:

• из-за турбулентных потоков, возникающих в период главного брожения, на поверхности бродящего пива до конца фазы созревания наблюдается повышенная концентрация дрожжевых клеток, обусловленная подъемом активных дрожжей. Даже во время холодной выдержки встречаются явления взмучивания дрожжей из более теплого, чем остальное пиво, осадков в конусе, при этом высота танка имеет значительное влияние на время седиментации дрожжей. Уже осевшие дрожжи должны быть по возможности быстрее отделены от пива;

• дрожжи, лежащие в конусе, страдают от парциального давления С02, из-за которого клетка насыщается этим клеточным ядом [101]. Чем дольше дрожжи будут находиться в конусе, тем в большей степени они ослабнут, так как в толще слоя дрожжей нет достаточного количества питательных веществ. Дрожжи подвергаются автолизу. Выделяющиеся вещества отрицательно влияют на качество пива.

Все вышеприведенные причины свидетельствуют о том, что дрожжи отделяются от пива так скоро, как только это возможно. Сбор дрожжей должен происходить в несколько приемов [55, 73].

Методы сбора дрожжей. Дрожжи снимают из конуса до перекачки пива на дображивание.

Из конуса дрожжи можно: собирать благодаря давлению столба жидкостидополнительно применять подходящий для этой цели насос, чтобы поддерживать скорость потока постоянной [55, 73, 77, 78].

Находящиеся в танке дрожжи должны выравнивать давление, действующее на них при брожении и созревании, равное внутреннему противодавлению. Если дрожжи помещают в емкость, находящуюся под атмосферным давлением, то происходит резкий сброс давления С02 внутри клетки. Это для дрожжей является стрессовым фактором [77, 101, 122, 133], и они должны снова выравнивать свое высокое внутреннее давление соответственно новым условиям: дрожжи и окружающее их пиво пенятся, образуется большое количество относительно стабильной пены. Это необходимо иметь в виду при сборе дрожжей, если их не перекачивают сразу в емкость с противодавлением, где продувают стерильным воздухом с целью аэрации и удаления С02, пока давление в емкости не понизится. Удаление С02 и снабжение кислородом очень важны для жизненной активности дрожжей, особенно если они сразу же будут использоваться снова.

Обработка и хранение семенных дрожжей. После съема дрожжи должны храниться и соответствующим образом обрабатываться [41, 55, 73, 77, 78, 133, 138, 139, 142].

К технологическим аспектам хранения и обработки дрожжей относится решение следующих вопросов:

• декарбонизация семенных дрожжей;

• температура хранения;

• способ хранения;

• контроль за состоянием семенных дрожжей.

Декарбонизация семенных дрожжей. Семенные дрожжи необходимо как можно скорее использовать заново. Декарбонизация дрожжей, без сомнения, повышает их жизненную силу. Однако прежде чем растворенный кислород сможет проникнуть в клетку, должен быть удален внутриклеточный С02. Декарбонизация для удаления С02 и снабжения дрожжей кислородом длится от 2 до 3 ч. После этого дрожжи готовы к внесению в сусло.

Благодаря декарбонизации энергетический метаболизм дрожжей переключается на дыхание, что приводит к получению большого количества энергии при незначительном расщепление запасных углеводов. Декарбонизация должна происходить только перед внесением дрожжей в сусло.

Температура хранения дрожжей. Чем дольше дрожжи должны храниться, тем ниже должна быть температура хранения. Предпочтительно короткое холодное хранение. Дрожжи сохраняют свои бродильные свойства даже при теплом брожении и созревании, если между двумя последовательными внесениями они хранились в холодных условиях.

При кратковременном хранении дрожжи необходимо охлаждать: до температуры начального сусла, но не выше 8 °Сдо 3−4 °С в случае хранения в выходные дни.

При перерыве в варках дрожжи нужно хранить при температуре 0-плюс 1 °С: под слоем молодого пивапод слоем пива с добавкой сусла.

При очень долгой паузе необходимо отпрессовать дрожжи и хранить при 0-плюс 1 °C.

Способы хранения дрожжей. По традиционной технологии снятые дрожжи промывают, очищают путем просеивания и хранят под слоем воды [41]. Просеивание происходит при помощи вибрационного сита. При просеивании отделяются частички взвесей и дрожжи хорошо перемешиваются. Однако опасность инфекции, связанная с промывкой и просеиванием, настолько велика, что в настоящее время принципиально не рекомендуется применять очистку дрожжей путем просеивания.

Это также относится и к хранению дрожжей под слоем воды. Дрожи в воде выщелачиваются, под действием осмотического давления витамины, минеральные вещества и аминокислоты уходят из клетки, и дрожжи ослабевают, поэтому в настоящее время дрожжи хранят под остатком сброженного пива.

В некоторых странах дрожжи принято обрабатывать серной, фосфорной или лимонной кислотой с целью понижения рН до величины 2,02,5 (время воздействия кислот от 30 мин до 2 ч) [41, 55, 78]. Низкие значения рН подавляют развитие микрофлоры, в то время как дрожжи устойчивы в кислой среде.

Контроль семенных дрожжей. Чтобы оценить жизненную силу дрожжей, необходимо регулярно проверять:

• скорость падения экстракта;

• время созревания.

Низовые дрожжи вносят повторно не чаще 5−6 раз. После сбраживания каждой варки дрожжи должны перепроверяться на присутствие бактерий. Хорошие семенные дрожжи должны отвечать следующим требованиям:

— они не должны содержать микроорганизмов — вредителей пивоваренного производства;

— доли мертвых дрожжевых клеток не должна быть выше трех процентов;

— должны обеспечивать быстрое забраживание;

— максимально глубоко сбраживать сусло;

— сохранять полную активность в течение 8−10 генераций;

— иметь густую консистенцию;

— выглядеть чистыми и не содержать посторонних частиц;

— по вкусу и запаху соответствовать производимому сорту пива [55, 70, 73, 133].

ВЫВОДЫ.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Обосновано влияние физиологического состояния дрожжей на качество пива, в том числе на состав побочных и вторичных продуктов брожения, формирующих органолептические показатели пива. Предложена классификация методов активации дрожжей, из которых выбрано использование комплексных дрожжевых подкормок.

2. Показано положительное влияние минеральных компонентов (цеолитсодержащими туфами, кизельгуром) на физиолого-биохимические характеристики дрожжей, ход процесса брожения и качество пива. Рассчитаны уравнения регрессии, описывающие изменение зимазной и мальтазной активностей дрожжей при обработке Шивыртуйским ЦТ. Определены параметры активации дрожжей: время обработки 1 час, доза цеолита 0,5%. Рекомендовано совместно с цеолитом использование дрожжевых подкормок «Истекс», «Иствуд».

3. Обоснован состав комплексной органо-минеральной подкормки, включающей цеолит и неактивные дрожжи. Разработан состав и способ получения КДП путем совместного измельчения до частиц размером 0,8−1,0 мкм в центробежном грануляторе-дезинтеграторе роторного типа".

4. Исследованы основные закономерности изменения физиолого-биохимических характеристик дрожжей при активации с помощью КДП. Показано существенное увеличение активности ферментов дрожжевой клетки в сравнении с контролем — а-глюкозидазы в 1,7−2,7 раза, зимазы в 1,62,4 раза, инвертазы на 9−30%, а также улучшение технологических параметров брожения сусла и качества пива. Определены параметры обработки дрожжевой культуры КДП: активация в среде пивного сусла при дозировке 0,1% и внесение КДП в сусло в дозировке 0,05%. На способ производства пива получен патент на изобретение.

5. Проведена производственная проверка разработанной технологии на ООО «Арта», которая показала эффективность использования КДП при размножении дрожжей и ускорение сбраживания пива активированными дрожжами на 1 сутки. Дана товароведная характеристика пива, полученного в производственных условиях, разработана технологическая инструкция по подготовке сухих дрожжей к сбраживанию с использованием КДП.