Как приготовить пивное сусло. Все о температурных паузах при пивоварении: кислотная и белковая пауза и ферменты

Что начинающему пивовару придется столкнуться с отсутствием определенных знаний и навыков. К сожалению, это действительно так, поскольку без знания того, как протекают некоторые биохимические процессы не обойтись. Эти процессы протекают в результате соложения и затирания солода, это самый трудоемкий и сложный этап в приготовлении пива. Прежде чем перейти к описанию затирания, необходимо познакомиться с еще несколькими терминами, которые упоминается в пивоварении - «соложение зерна», «модификация солода» и «температурные паузы».

Забегая немного вперед, отмечу, что использование высокомодифицированного солода позволило свести на нет выдерживание определенных температурных пауз и использованию одношагового затирания. Тем не менее, будет весьма полезно ознакомиться с наукой температурных пауз и многошаговой технологией.

Соложение зерна

Соложение играет самую важную роль в пивоварении. Что же такое соложение? Это всего лишь процесс проращивания зерна с последующим просушиванием, с целью прекратить пророст. В результате прорастания зерна образуются ферменты, но более важно отметить ряд процессов, которые протекают в этот момент. Во-первых, происходит расщепление белка, сусло насыщается аминокислотами, которые необходимы для роста дрожжей, в результате будущее пиво становится более биологически устойчивым. Во-вторых, происходит расщепление глюканов. Именно степень расщепления белков и глюканов называется модификацией солода.

Если вы будете покупать солод в интернет-магазинах, то рекомендую вам поинтересоваться модификацией, в 98% солод будет высокомодифицированным, что сильно упрощает нам жизнь.

Ферменты

Что же это за ферменты, которые образуются в результате соложения? Ферменты это не что иное, как белки, которые в свою очередь представляют высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокслот соединенных в цепочку пептидной связью. Эти длинные цепи образуются различные формы (углубляться не будем), которые легко рвутся при изменении температуры или pH. Во время затирания происходит разрыв белковых и углеводных цепочек, связывающие сбраживаемые сахара. Кроме того, в результате нагрева крахмалистых веществ, они становятся более растворимыми.

Выдержка температурных пауз необходима для денатурации. В результате разрушения фермента повышением температуры со временем происходит его денатурация, то есть он полностью разрушается и не может возвратиться в текущее состояние.

У различных ферментов свой температурный порог денатурации, поэтому в процессе затирания и выдерживаются различные температурные паузы.

Ниже я приведу таблицу соответствия температур денатурации для различных ферментов.

Температурные паузы

Фитазная или кислотная пауза

Во время фитазной паузы происходит понижание pH затора, в результате разрушения молекулы фитина ферментом фитаза и освобождения фитиновый кислоты. Оптимальная температура для кислотной паузы 35-50 градусов.

Эта пауза чаще всего игнорируется пивоварами по ряду причин - есть более простые способы воздействовать на pH затора и длительность паузы (чтобы изменился pH необходимо выдержать паузу в 50-60 минут).

Также разрушаются глюканы, которые превращают затор в клейстер. Бета-глюканы это углеводы, которые расщепляются благодаря воздействию фермента бета-глюканаза.

Бета-клюканы не проявляют себя в высокомодифицированном солоде, однако если наблюдается помутнение, то стоит выдержать 20 минутную кислотную паузу.

Стоит отметить, что на некоторых ресурсах бета-глюканазную паузу рассматривают как отдельную, на других она объединена с кислотной паузой, поскольку температурный диапазон у них одинаковый. Но расщепляются бета-глюканы быстрее.

Белковая пауза

Температурный диапазон белковй паузы лежит в пределах 45-55 градусах. При таких температурах работаю два фермента протеиназа и пептидаза. Протеиназа воздействует на белки аминокислот из длинных цепей, расщепляя их до средней длины. Пептидаза же воздействует на концевые белки. Оптимальная температура работы этих белков разная, поддерживать идеальную для каждого сложно, поэтому предпочитаю оптимальный температурный барьер для одного из ферментов.

Чаще всего выдерживается температура для протеиназы 55 градусов в течении 20-30 минут. В результате этой паузы наше пиво становится более стабильным.

Важно! Низкотемпературные пауз наиболее эффективны для густого затора, помимо всего улучшить эффект от низкотемпературных пауз можно прибегнув к помешиванию.

Осахаривание

Иногда эту паузу как и первую разбивают на две, точнее рассматривают мальтозную паузу в отдельности от альфа-амилазной.

При использовании полностью модифицированного солода ограничиваются этой паузой, хотя это возможно и не совсем верно.

Молекулы крахмала распадаются благодаря воздействию двух ферментов бета-амилаза и альфа-амилаза, однако воздействуют на молекулы крахмала по разному.

Бета-амилаза воздействует на концы молекул крахмала, в результате получается мальтоза. Поэтому эту паузу зачастую называют мальтозной. Для бета-амилаза характерен температурный диапазон в 63-70 гр.

Альфа-амилаз работает при более высоких температурах 67-72 гр. Этот фермент воздействует на молекулу крахмала в случайных участках цепи, на выходе получая сложные сахара - декстрины. Альфа-амилаз работает вместе с бета-амилазой, поэтому стараются выдержать оптимальную температуру в 68 градусов. Дело в том, что альфа-амилаза воздействуя хаотично на молекулы крахмала создает участки для воздействия бета-амилазы.

Одношаговое и многошаговое затирание солода

Многошаговое затирание считалось эталоном в пивоварении многие годы. Но последние годы все изменилось, сейчас уже не только домашние пивовары применяют одношаговое затирание, но и пивоваренные заводы.

Безусловно, одношаговое затирание имеет свои плюсы перед многошаговым, прежде всего меньшим временем процесса, а для коммерческих пивоварен еще и экономией.

Когда стоит прибегать к многошаговому затиранию? Ответ очевиден, если вы не уверены в выборе солода, то лучше не рисковать, и уж тем более если вы знаете что в вашем солоде содержится большой процент несоложенных составляющих.

Остается подвести итог. Я старался не загромождать вас различными сложными терминологиями и не углубляться в бихимические процессы на столько, сколько это было возможным. Если у вас появятся вопросы, оставляйте их в комментариях, я буду отвечать на них по мере поступления. Ну а в следующей статье, я постараюсь рассказать о том, каким простым набором можно обойтись для зернового пивоварения.

Температурный диапазон: 35 - 45 °C

Кислотную паузу можно использовать следом за замачиванием при любом способе затирания. Во время кислотной паузы понижается pH затора до нужных нам значений, также разрушаются глюканы, которые превращают затор в клейстер. Типичный диапазон температур 35-45 °C, при которых фермент фитаза разрушает молекулы фитина, освобождая фитиновую кислоту, которая и понижает pH затора.

Фитаза очень восприимчива к теплу, поэтому большая её часть разрушается при нагреве во время соложения. По этой же причине фитаза присутствует только в солодах, прошедших лёгкую обжарку. Более того, по-настоящему она себя раскрывает при использовании мягкой воды с небольшим pH-буфером и слабомодифицированного солода. Как правило, для изменения pH затора, просто добавляют кислоту при добавлении вода на одну из пауз. Есть и другая причина по которой пивовары часто игнорируют эту паузу, нужен по крайней мере час, чтобы в pH затора прошли заметные изменения.

Вторая роль этой температурной паузы заключается в расщеплении глюканов. Бета-глюканы - углеводы, находящиеся в зерне вместе с крахмалом. Бета-глюканаза - фермент, расщепляющий эти углеводы. Есть целый ряд сходных ферментов, действующих при температурах до 60 °C, но самый важный из них, 1,4 бета-глюканаза, наиболее активен при 45 °C. Больше всего бета-глюканов во ржи, пшенице, овсе и слабомодифицированых солодах. Известно, что бета-глюканы ответственны за помутнение в пиве.

Бета-глюканы не должны проявлять себя в полностью модифицированных солодах, однако при проблемах с фильтрацией или помутнением пива, следует выдержать 15-ти минутную кислотную паузу.

Белковая пауза

Температурный диапазон: 45 - 59 °C

В этом температурном диапазоне работает 2 фермента - протеиназа и пептидаза, известные как протеолитические, ферменты из класса гидролаз, которые расщепляют пептидную связь между аминокислотами в белках.

Протеиназа работает с белками из длинных цепей аминокислот, расщепляя их до средней длинны. Пепдидаза способствует отщеплению концевых аминокислот от молекул белков. Оптимальная температура действия этих ферментов разная, поэтому можно предпочесть действие одного фермента другому.
Пивоварам не нужны белки из длинных цепей аминокислот в сусле. Большая концентрация таких белков ведёт к помутнению и нестабильности пива. В то же время, нам интересны белки из средних цепей аминокислот - они добавляют стойкость пене и тело пиву. Оптимальная температура для пептидазы 45-53 °C, для протеиназы - 55-58 °C. Пауза в 15-30 минут в температурном диапазоне, оптимальном для протеиназы, уменьшает помутнение и не сказывается отрицательно на пенообразовании или теле пива.

Другой важный пункт заключается в том, что низкотемпературные паузы более эффективны в густом заторе (1,7 - 2,1 литра на кг. молотого солода). Далее затор можно сделать более жидким, доводя его температуру горячей водой до пауз осахаривания.

Слабое действие бета-глюканазы наблюдается и во время белковой паузы. По этой причине некоторые пивовары и проводят эту самую белковую паузу. Не проводите белковую паузу при температурах 45-53 °C дабы не возникали проблемы со стойкостью пены в вашем пиве. Если вы варите пиво из слабомодифицированного солода, то температурный диапазон 55-58 °C будет полезен для уменьшения вязкости затора.
Влияет или нет эта пауза на расщепление белков, а качество сусла от неё зависит. Лишнее помешивание и время, затрачиваемое на паузу, положительно влияет на экстрактивность затора. Это особенно актуально для пивоваров, которые редко размешивают затор или обычно получают слабую эффективность варок.

Осахаривание

Температурный диапазон: 61 - 72 °C

Единственная температурная пауза, без которой нельзя обойтись - пауза осахаривания. При использовании полностью модифицированного солода часто ей и ограничиваются.

Преобразование крахмала проводится двумя ферментами, которые нападают на молекулы крахмала в разной манере. Эти ферменты называют диастатическими. Обычно паузу осахаривания проводят при 61-71°C. Иногда используют более узкий диапазон 66-70°C. Помните, что действие ферментов не прекращается полностью вне своего температурного диапазона.

Бета-амилаза откусывает концы молекул крахмала, получая на выходе мальтозу. Так как молекулы крахмала могут быть очень длинными, то процесс может занять до двух часов. Долгая пауза в начале температурного диапазона делает ваше пиво более сухим.
Другой фермент, альфа-амилаза, действует в более высоком температурном диапазоне 68-72 °C, хотя действие её наблюдается и при более низких температурах. Альфа-амилаза разрывает молекулы крахмала в случайных местах цепи. Этот фермент довольно громоздок и не может действовать в местах разветвления цепей, в результате чего получаются несбраживаемые сахара - декстрины. Эти сахара придают пиву тело и сладость. Короткая 20-ти минутная пауза в довольно густом заторе (2 литра воды на 1 кг солода) даст очень плотное, полнотелое пиво.

Это особенно верно для сортов пива, которые варят из солода с низкой диастатической активностью, таких как пейл.

Альфа-амилаза обычно используется вместе с бета-амилазой для получения пива умеренным и плотным телом. Тут мысль заключается в том, что разрывая молекулы крахмала, альфа-амилаза даёт новые концы молекул для работы бета-амилазы. Работая при температуре 66-67 °C, эти ферменты производят умеренно сбраживаемое сусло, которое является популярным у домашних пивоваров. Температура 68 °C даст более полнотелое пиво, но не слишком сладкое или навязчивое.

Типичная продолжительность паузы осахаривания 60 минут. Большая часть видов солода осахаривается гораздо быстрее.
Альфа-амилаза менее активна и менее стабильна в сусле с низким содержанием ионов кальция. Особенно это актуально для жидкого затора.

Мэш аут

Температурный диапазон: 76 - 78 °C

Для любого пива, которое должно быть полнотелым, необходим мэш-аут, пятимитуная пауза при температуре 76-77 °C. Кроме того, следите за тем, чтобы подушка из дробины держалась этой температуры при промывке и фильтрации. Отфильтрованное сусло тоже не должно остывать ниже этой температуры, иначе ферменты продолжат свою работу уже в собранном сусле. Мэш-аут также уменьшает вязкость сусла и улучшает скорость фильтрации сусла.

Кислотная пауза

Температурный диапазон: 35 — 45 °C

Вторая роль этой температурной паузы заключается в расщеплении глюканов. Бета-глюканы — углеводы, находящиеся в зерне вместе с крахмалом. Бета-глюканаза – фермент, расщепляющий эти углеводы. Есть целый ряд сходных ферментов, действующих при температурах до 60 °C, но самый важный из них, 1,4 бета-глюканаза, наиболее активен при 45 °C. Больше всего бета-глюканов во ржи, пшенице, овсе и слабомодифицированых солодах. Известно, что бета-глюканы ответственны за помутнение в пиве.

Белковая пауза

Температурный диапазон: 45 — 59 °C

В этом температурном диапазоне работает 2 фермента – протеиназа и пептидаза, известные как протеолитические, ферменты из класса гидролаз, которые расщепляют пептидную связь между аминокислотами в белках.

Протеиназа работает с белками из длинных цепей аминокислот, расщепляя их до средней длинны. Пепдидаза способствует отщеплению концевых аминокислот от молекул белков. Оптимальная температура действия этих ферментов разная, поэтому можно предпочесть действие одного фермента другому.
Пивоварам не нужны белки из длинных цепей аминокислот в сусле. Большая концентрация таких белков ведёт к помутнению и нестабильности пива. В то же время, нам интересны белки из средних цепей аминокислот – они добавляют стойкость пене и тело пиву. Оптимальная температура для пептидазы 45-53 °C, для протеиназы — 55–58 °C. Пауза в 15-30 минут в температурном диапазоне, оптимальном для протеиназы, уменьшает помутнение и не сказывается отрицательно на пенообразовании или теле пива.

Другой важный пункт заключается в том, что низкотемпературные паузы более эффективны в густом заторе (1,7 – 2,1 литра на кг. молотого солода). Далее затор можно сделать более жидким, доводя его температуру горячей водой до пауз осахаривания.

Слабое действие бета-глюканазы наблюдается и во время белковой паузы. По этой причине некоторые пивовары и проводят эту самую белковую паузу. Не проводите белковую паузу при температурах 45–53 °C дабы не возникали проблемы со стойкостью пены в вашем пиве. Если вы варите пиво из слабомодифицированного солода, то температурный диапазон 55–58 °C будет полезен для уменьшения вязкости затора.
Влияет или нет эта пауза на расщепление белков, а качество сусла от неё зависит. Лишнее помешивание и время, затрачиваемое на паузу, положительно влияет на экстрактивность затора. Это особенно актуально для пивоваров, которые редко размешивают затор или обычно получают слабую эффективность варок.

Осахаривание

Температурный диапазон: 61 — 72 °C

Единственная температурная пауза, без которой нельзя обойтись — пауза осахаривания. При использовании полностью модифицированного солода часто ей и ограничиваются.

Преобразование крахмала проводится двумя ферментами, которые нападают на молекулы крахмала в разной манере. Эти ферменты называют диастатическими. Обычно паузу осахаривания проводят при 61–71°C. Иногда используют более узкий диапазон 66–70°C. Помните, что действие ферментов не прекращается полностью вне своего температурного диапазона.

Бета-амилаза откусывает концы молекул крахмала, получая на выходе мальтозу. Так как молекулы крахмала могут быть очень длинными, то процесс может занять до двух часов. Долгая пауза в начале температурного диапазона делает ваше пиво более сухим.
Другой фермент, альфа-амилаза, действует в более высоком температурном диапазоне 68–72 °C, хотя действие её наблюдается и при более низких температурах. Альфа-амилаза разрывает молекулы крахмала в случайных местах цепи. Этот фермент довольно громоздок и не может действовать в местах разветвления цепей, в результате чего получаются несбраживаемые сахара – декстрины. Эти сахара придают пиву тело и сладость. Короткая 20-ти минутная пауза в довольно густом заторе (2 литра воды на 1 кг солода) даст очень плотное, полнотелое пиво.

Альфа-амилаза обычно используется вместе с бета-амилазой для получения пива умеренным и плотным телом. Тут мысль заключается в том, что разрывая молекулы крахмала, альфа-амилаза даёт новые концы молекул для работы бета-амилазы. Работая при температуре 66–67 °C, эти ферменты производят умеренно сбраживаемое сусло, которое является популярным у домашних пивоваров. Температура 68 °C даст более полнотелое пиво, но не слишком сладкое или навязчивое.

Мэш аут

Температурный диапазон: 76 — 78 °C

Для любого пива, которое должно быть полнотелым, необходим мэш-аут, пятимитуная пауза при температуре 76–77 °C. Кроме того, следите за тем, чтобы подушка из дробины держалась этой температуры при промывке и фильтрации. Отфильтрованное сусло тоже не должно остывать ниже этой температуры, иначе ферменты продолжат свою работу уже в собранном сусле. Мэш-аут также уменьшает вязкость сусла и улучшает скорость фильтрации сусла.

И подделывать его не имеет смысла. Сам процесс производства кажется весьма простым, чуть ли не “просто добавь воды”, а в остальном природа справится сама.

– Не может быть! – скажете вы, но отчасти так и есть. Пивовары, по сути, просто создают благоприятные условия для протекания всех природных процессов: растворения зерна, обеззараживания, дальнейшего созревания.

Так, для растворения веществ зерна необходимо поддерживать определённую температуру воды, причём с течением времени она должна меняться с выдержкой пауз.

Смешивание перемолотого зерна с водой необходимой температуры для растворения экстракта называется затиранием . Итак, каковы температурные паузы при затирании для пива?

В любом зернышке есть набор ферментов, активирующихся при специфичной для каждого температуре. Почему так сложно? Ответ прост, в сахара “зашифрованы” в виде длинной молекулы крахмала. Эта молекула “спрятана” в гранулах, а гранулы в белковых оболочках, которые находятся под алейроновым слоем зерна. Все это “хранится” под слоями пленок и наружных оболочек зерна, предохраняющих его от внешних воздействий.

Вода в данном случае выступает в роли носителя энергии, она проникает сквозь оболочки, активируя ферменты алейронового слоя, которые “расчищают” путь жидкости к белковыми оболочкам. На этом этапе “подключаются” ферменты, активируемые водой, которые обеспечивают расщепление белка и открывают путь к крахмальным гранулам. От воздействия воды крахмальные гранулы разбухают и лопаются, предоставляя доступ к “святая святых” – крахмалу. Вода, как источник жизни, пробуждает зерно от спячки, этап за этапом она запускает физико-химические процессы в зерне, чтобы добиться полного и безоговорочного расщепления молекулы крахмала на сахара. Важное значение здесь имеют температурные паузы при затирании для пива.

– Зерно само себя разрушает под воздействием воды?
– Да.
– Зачем?
– Чтобы расщепить крахмал на сахара.
– Почему?
– Потому что, сахара являются источником питания для будущего ростка, а пивовар, в свою очередь, использует их для своих нужд. Поэтому в зерне содержатся ферменты, как замки закрытых дверей, а ключом является температура и продолжительность температурных пауз.

Столь длительное введение позволит понять причины происходящих при затирании процессов и непосредственный смысл поэтапных температурных пауз.

Теперь давайте поговорим о том, как можно регулировать температурными паузами состав сахаров сусла и вкус готового пива.

Первым этапом является расщепление полисахаридов пленок зерна и его белковых структур. Оптимальная температура этих процессов начинается с 35-37 C ° . Вода данной температуры проникает в структуры оболочек и активирует цитолитические ферменты зерна, запуская механизм расщепления.

Почему 35-37 C°? Такова специфичность их действия. Плёнки содержат крахмал, но другой структуры. Ферменты расщепляют его до полисахаридов, которые не всегда желательны в пиве, поскольку увеличивают уровень терпкости напитка, его цветность и вязкость.

В настоящее время указанная пауза практически не применяется, так как плёнки зерна становятся достаточно проницаемы ещё на стадии солодоращения. Это произошло благодаря модернизации технологии солодоращения и применению новых агрономических приёмов при возделывании ячменя.

При данной температуре также активны ферменты липоксигеназы. Это жирорастворимые ферменты. Они высвобождают жир, который находится в зародыше. Он использует его как топливо при своём росте. В процессе пивоварения жир вреден, ведь он окисляется и придаёт пиву нежелательные привкусы.

Эту паузу можно встретить лишь в рецептах классического чешского пива с отварками, но об этом поговорим позже.

Далее нагреваем затор до температуры 45-55 C°. В этот момент активируются протеолитические ферменты зерна. Они расщепляют его белковые структуры. Клеточные стенки, соединительная ткань состоят из белковых молекул, также внутри зерна находится белок, который полностью подвержен растворению.

Протеолитические ферменты зерна специфичны, каждый действует на строго определённую для него структуру белка. Результатом этой “деятельности” являются пептиды, полипептиды, а также растворимый белок и свободный азот. Полипептиды в пиве – строительный материал для пены, а свободный азот и растворимый белок – питание для роста и развития . Также наличие растворенного белка положительно может сказаться на полноте вкуса.

Итак , вода уже “добралась” до крахмала, нагреваем её до 62-65 C°. Эта температурная пауза при затирании для пива очень важная и самая продолжительная. При данных температурах действует комплекс ферментов, связанных с дорасщеплением белка. Главная роль при этой паузе отводится действию бета-амилазы. Как упоминалось ранее, молекула крахмала представляет собой длинную цепочку разветвленных молекул. Бета-амилаза разрушает её, оставляя крупные молекулы мальтодекстринов амилозу и амилопектин, которые уже не дают характерного для крахмала окрашивания с йодом. Эти молекулы уже представляют собой сахара, но слишком крупные и несъедобные для . Наибольшая активность фермента при указанной температуре составляет примерно 30 минут, но если увеличить её продолжительность, то скорость реакции замедлится, однако не остановится.

Бета-амилаза готовит “почву” для альфа-амилазы . В данном случае мы нагреваем затор до 71-73 C°, активируя её. Альфа-амилаза действует на молекулы крахмала по краям, отщепляя небольшие кусочки моно-, ди-, трисахаров. Наибольшее значение имеет образовавшийся в результате дисахарид мальтоза.

Мальтоза – основной источник питания для , чем её больше, тем крепче и насыщенней будет пиво. Количество мальтозы зависит от начального количества мальтодекстринов, на которые действует альфа-амилаза, а также от продолжительности протекания реакций, то есть, чем дольше позволять амилазам действовать на крахмал, тем больше сахаров мы получим, и тем больший выход экстракта получит пивовар.

Подводя итог, мы видим, что пивовары проводят три основные температурные паузы при затирании для пива. Это:

белковая 45-55 C °;
мальтозная 62-65 C °;
и осахаривание 72-77 C °.

Предельная температурная пауза при затирании для пива составляет 78 C °. При этой температуре действие ферментов прекращается, вследствие их разрушения. Поэтому, если пивовар хочет, продлить процессы расщепления, ему не следует превышать этот уровень.

Однако, не всегда под рукой имеются наивысшего качества, в свою очередь, зерна низкокачественного содержат мало активных ферментов, поэтому даже выдержав в течение значительного времени при всех нужных температурах затор, он будет недоосахаренным. В этом случае можно использовать ферментные препараты.

Это те же ферменты, но полученные в результате жизнедеятельности микроорганизмов грибковой природы. Таким образом синтезируют все типы ферментов, которые на разных стадиях расщепляют крахмал. Что там говорить, человеческая слюна содержит комплекс амилаз, расщепляющих крахмал.

Подобные ферментные препараты зачастую термостабильны, при их использовании нет необходимости в строгом соблюдении температурных пауз и их продолжительности. Они помогают расщепить даже крахмал несоложеного зерна, помогая пивовару достичь нужного ему выхода экстракта.

В чем же дело? Почему у одного пива сухое послевкусие, а у другого ощущается сладость? Секрет заключается в продолжительности воздействия ферментов при выбранных температурах.

Идеальный затор тот, где все расщеплено . Вряд ли бы мы пили такое пиво, ведь у него не было бы пены, оно имело бы тёмный окрас, как у старого пива, было бы очень крепким, сухим, кисловатым. Именно по этой причине белковая пауза такая непродолжительная – до 20 минут, ведь необходимо, чтобы остались пептиды для пены. В некоторых случаях её вообще пропускают.

Мальтозная пауза от 30 до 60 минут, чтобы не было слишком много декстринов, а паузу осахаривания сокращают до 20 минут, чтобы не успели все декстрины расщепиться до мальтозы.

Все зависит от предпочтений пивовара, качества используемого сырья, выбранного стиля напитка. Если сырьё очень качественное, то при непродолжительных температурных паузах способно расщепиться большое количество крахмала. В этом случае рекомендуется, сократить длительность пауз или, вообще, исключить некоторые из них.

Если пивовар использует несоложеное зерно, то он увеличит до предела мальтозную паузу, чтобы осахаривание прошло успешно. Ну, а если необходимо сварить пиво для диабетиков, то следует обеспечить большее содержание трудно сбраживаемых декстринов, после прочтения этой статьи вы уже имеете представление о том, как нужно поступить в этой ситуации.

Выбор температурных пауз при затирании для пива – это основа основ для создания лучшего пива. Если же у вас остались вопросы – обязательно задавайте их в

Введение

Пошаговое затирание - это процесс последовательного повышения температуры затора для прохождения температурных пауз. Повсеместность использования высокомодифицированного солода отменила необходимость температурных пошагового затирания в большинстве случаев. Итак, зачем же нам знать больше о процессе и науке пошагового затирания? Всё просто. Зная точно, что вы делаете, процесс затирания будет лучше контролироваться, а результат при варке особенного пива, лучше.

Пошаговое затирание позволяет пивоварам детально управлять приготовлением сусла, получать в итоге сухое или сладкое пиво, бархатистое или пустоватое на вкус. Можно заметить, что эффективность варок увеличивается при использовании дополнительных пауз. Понимание химии и биохимии процесса помогает зерновым пивоварам самим составлять нужное расписание температурных пауз.

Модификация солода

Соложение играет ключевую роль в пивоварении. Цель затирания – это всего лишь продолжения процесса соложения, всё что происходит в солодовне должно влиять на ваш выбор способа затирания.

Основная цель соложения – начало проращивания ячменя, позже подсушивание, для прекращения прорастания. Для пивоваров это очень важный процесс, во время которого образуются основные ферменты, кроме того, он запускает 2 важных изменения в зерне. Первое – расщепляются глюканы в клеточных оболочках, второе – также расщепляются и белки, что насыщает сусло аминокислотами, необходимыми для роста дрожжей, понижая вероятность появления белковой мути в пиве, повышая его биологическую устойчивость. Степень расщепления глюканов и белков называют модификацией. В наши дни большая часть солода является полностью модифицированной. Глюканы и белки расщепляются до такой степени, что пивоварам нужно просто запустить процесс преобразования крахмала в сахара, и качественное сусло готово. Слабомодифицированный солод позволяет пивовару в большем объёме контролировать процесс приготовления сусла.

Модификация зерна размягчает эндосперм, в то же время несоложеный ячмень очень твёрдый. Многие производители имеют в своём ассортименте слабомодифицированный солод, что отражается в названии, например «Less Modified Pilsner Malt» от Briess. Имея дело с таким солодом следуют использовать отварочный или пошаговый метод затирания. Это же можно сказать и о солоде неизвестного качества.

Таблица 1

Ферменты

Ферменты – это белки, которые работают катализатором химических реакций. Существуют так же и ферменты, основанные на РНК, но в затирании они не играют первых ролей.

Белки – это длинные, неразветвлённые цепи аминокислот, насчитывающие от 50 до 8000 звеньев. Некоторые участки белка могут формироваться аминокислотами в виде спирали, другие же в виде листа. Вся последовательность спиралей и листов формирует 3-х мерные фигуры. Форма белков по большей части поддерживается силами Ван-дер-Ваальса, которые очень слабы и рвутся при изменениях температуры или pH.

Форма ферментов определяет их функцию. Ферменты специфичны субстратам. Так якорная площадка конкретного фермента подойдёт только к своёму субстратному центру. В нашем случае фермент амилаза прикрепляется к определённому элементу молекулы крахмала и ускоряет реакцию расщепления на 2 молекулы сахара.

При пошаговом затирании ферменты, расщепляющие крахмал и белки, работают по принципу гидролиза, что дословно переводится как «разламывая водой». Так фермент амилаза подсоединяется двум будущим молекулам сахара. Как только молекула воды попадает в зону непосредственной близости к связи между молекулами будущих сахаров, фермент ускоряет реакцию между водородом (H+) молекулы воды и основанием (OH-) сахара. Фактически, связь между молекулами сахара заменяется на молекулу воды, которая расщепляется, разрывая молекулу крахмала. Как только связь разорвалась, фермент освобождается, так как субстратный центр нужного типа перестаёт существовать. Далее фермент опять попадает на другой субстратный центр и продолжает своё действие.

Если разрушается любая из связей, стабилизирующая форму фермента, он не может подцепиться к субстратному центру, так как его якорная площадка изменяется. Когда структура фермента меняется под действием температуры, происходит его денатурация. После денатурации большинство ферментов, участвующий в затирании, не может возвратиться в предыдущее состояние. Т.е. денатурация полностью деактивирует фермент.

В пивоваренной литературе можно найти оптимальный температурный диапазон для различных ферментов. (Для справки см. Таблицу 2.) Для продвинутых пивоваров важно понимать значение этих данных. Ферменты – это простые «механизмы», которые действуют отдельно друг от друга, а их действие зависит от их формы. В заторе, при столкновении фермента с субстратным центром крахмала или сложного сахара, химическая реакция расщепления молекул. При нагреве затора, скорость протекания реакции с катализатором увеличивается, так как молекулы белка (фермента) начинают двигаться быстрее и успевают сталкиваться с большим количеством субстратных центров за единицу времени. В заторе все ферменты активны, начиная с температуры замерзания и заканчивая температурой денатурации. В литературе даётся обычно оптимальная температура работы ферментов, однако, это не означает, что при иной температуре фермент бездействует. Просто эта работа идёт более медленно. Верхняя точка работы ферментов определяется температурой денатурации. Нагрев затора выше температуры денатурации не означает мгновенную остановку работы ферментов. Так например, бета-амилаза денатурируется за 40-60 минут при температуре 65 градусов. Альфа-амилаза же будет работать ещё 2 часа при поднятии температуры до 67 градусов. Имейте в виду, что повышая температуру затора, вы не мгновенно включаете-выключаете ферменты, вся эта система очень инертна.

Таблица 2

Итак, существует 4 фактора, которые определяют скорость ферментирования - концентрация фермента, плотность, температура и pH затора. Собственно пивовар может манипулировать всеми 4-мя факторами при проведении пошагового затирания.

Кислотная пауза

Вторая роль этой температурной паузы заключается в расщеплении глюканов. Бета-глюканы - углеводы, находящиеся в зерне вместе с крахмалом. Бета-глюканаза – фермент, расщепляющий эти углеводы. Есть целый ряд сходных ферментов, действующих при температурах до 60 °C, но самый важный из них, 1,4 бета-глюканаза, наиболее активен при 45 °C. Больше всего бета-глюканов во ржи, пшенице, овсе и слабомодифицированых солодах. Известно, что бета-глюканы ответственны за помутнение в пиве.

Белковая пауза

Традиционно температурный диапазон 44–59 °C называется белковой паузой. В наши дни многие учёные от пивоварения не считают что расщепление белков должно идти во время затирания, оставляя на откуп этот процесс солодовникам. Однако нам стоит рассмотреть действие ферментов в этой температурной паузе.

Пивоварам не нужны белки из длинных цепей аминокислот в сусле. Большая концентрация таких белков ведёт к помутнению и нестабильности пива. В то же время, нам интересны белки из средних цепей аминокислот – они добавляют стойкость пене и тело пиву. Оптимальная температура для пептидазы 45-53 °C, для протеиназы - 55–58 °C. Пауза в 15-30 минут в температурном диапазоне, оптимальном для протеиназы, уменьшает помутнение и не сказывается отрицательно на пенообразовании или теле пива.

Влияет или нет эта пауза на расщепление белков, а качество сусла от неё зависит. Лишнее помешивание и время, затрачиваемое на паузу, положительно влияет на экстрактивность затора. Это особенно актуально для пивоваров, которые редко размешивают затор или обычно получают слабую эффективность варок.

Осахаривание

Преобразование крахмала проводится 2-мя ферментами, которые нападают на молекулы крахмала в разной манере. Эти ферменты называют диастатическими. Обычно паузу осахаривания проводят при 61–71°C. Иногда используют более узкий диапазон 66–70°C. Помните, что действие ферментов не прекращается полностью вне своего температурного диапазона.
Бета-амилаза откусывает концы молекул крахмала, получая на выходу мальтозу. Так как молекулы крахмала могут быть очень длинными, то процесс может занять до 2-х часов. Долгая пауза в начале температурного диапазона делает ваше пиво более сухим.

Другой фермент, альфа-амилаза, действует в более высоком температурном диапазоне 68–72 °C, хотя действие её наблюдается и при более низких температурах. Альфа-амилаза разрывает молекулы крахмала в случайных местах цепи. Этот фермент довольно громоздок и не может действовать в местах разветвления цепей, в результате чего получаются несбраживаемые сахара – декстрины. Эти сахара придают пиву тело и сладость. Короткая 20-ти минутная пауза в довольно густом заторе (2 литра воды на 1 кг солода) даст очень плотное, полнотелое пиво.

Альфа-амилаза обычно используется вместе с бета-амилазой для получения пива умеренным и плотным телом. Тут мысль заключается в том, что разрывая молекулы крахмала, альфа-амилаза даёт новые концы молекул для работы бета-амилазы. Работая при температуре 66–67 °C, эти ферменты производят умеренно сбраживаемое сусло, которое является популярным у домашних пивоваров. Температура 68 °C даст более полнотелое пиво, но не слишком сладкое или навязчивое.

Типичная продолжительность паузы осахаривания 60 минут. Большая часть видов солода осахаривается гораздо быстрее.

Альфа-амилаза менее активна и менее стабильна в сусле с низким содержанием ионов кальция. Особенно это актуально для жидкого затора.

Мэш-аут также уменьшает вязкость сусла и улучшает скорость фильтрации сусла.

Как приготовить пивное сусло. Все о температурных паузах при пивоварении: кислотная и белковая пауза и ферменты

Соложение зерна

Ферменты