Температурные паузы при варке пива. Фитазная или кислотная пауза

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.

Влияние температуры на процесс затирания

10-35 0 С – активность протеолитических ферментов. Усиление явлений проращивания (в частности размельчения)

40-45 0 С – образование преимущественно фосфатов

45-52 0 С – температура пептонизации (образования продуктов расщепления белка). Опасная зона активности протеолитических ферментов; расщепление протеинов в альбумины, пептоны, полипептиды и аминокислоты.

50 0 С – оптимальная температура образования формольного азота.

55 0 С - оптимальная температура образования некоагулируемого растворимого азота.

53-62 0 С – образование легкосбраживаемой мальтозы.

63-65 0 С – максимальное образование мальтозы.

65-70 0 С – уменьшение образования мальтозы и увеличение образования декстринов. Оптимальная температура разжижающего фермента.

70 0 С – распад протеиназ.

70-75 0 С – повышение скорости осахаривания. Образование слабосбраживаемых сахаров и декстринов.

76 0 С – предел активности осахаривающего фермента.

80-85 0 С – образование декстринов. Прочно установившаяся разжижающая активность.

85-100 0 С – разваривание крахмала под воздействием тепла.

Поскольку люблю пиво умеренно плотное и пьяное, сегодня делаем многопаузное затирание. И начнем с паузы 52 градуса. В нашем случае температуры 54С, вполне достаточно. Засыпь теплая, большого падения температуры не даст.

Стало быть, засыпаем и тщательно перемешиваем.

Температура упала до нужной. 53С. Закрываем крышку и ждем 10 минут.

Включаем парогенератор и поднимаем температуру затора до следующей паузы. Основной.

В процессе нагревания, затор следует перемешивать, во избежание местного перегрева.

И вновь обратимся к компетентному мнению.

Лично я считаю, что для современного солода однозначно необходимы всего две паузы: 62(+\- 2 град С) и 72 (+\- 2 град С). Первая пауза даёт нам съедобные для дрожжей сахара (сбраживаемые сахара). Вторая пауза, хотя и называется исторически паузой осахаривания, никаких сахаров не даёт. А даёт нам отсутствие крахмала, превращая его в короткие кусочки крахмала, называемые декстринами. Декстрины дрожжи не едят - они им "в рот не пролазят" Именно декстрины делают настоящее пиво густым, вязким, киселеобразным, дают то самое состояние, на жаргоне называемое "плотным, полным телом пива".

Так вот, если вы начнёте затирание с паузы 62 град. и будете при этой температуре держать затор, то с каждой минутой количество сбраживаемых сахаров будет увеличиваться. И тем самым будет расти алкогольная крепость пива.

Всегда можно прикинуть некую возможную максимальную крепость пива. Если из 1 кг солода мы можем вывести в раствор 80% (плюс/минус в зависимости от качества солода) от общей массы солода, то из этого количества СВ максимально можно превратить в сбраживаемый сахар тоже 80%. Конечно, тут есть большой плюс/минус, с учётом качества и типов солодов и ведения режима затирания. К примеру, в солоде может быть многовато белка - а он же не даёт нам спирт. В цветных, карамельных солодах сахара обжарены(карамелизованы) и тоже в значительной степени являются менее сбраживаемыми. Одно дело, если паузу 62 градуса держать час-полтора, и совсем другое, если сделать паузу 62 всего 10 минут, или вовсе пропустить. В конце концов, и при брожении дрожжи могут перестать работать по множеству причин.

С некоей долей погрешности можно считать так: в нашем 12% пиве 80% сахаров будут сбраживаемые при паузе 62 град в течение часа.
Т.е. при плотности 12% мы имеем в литре сусла 120 грамм сахаров. Из них 120х0,8= 96 грамм можно сделать сбраживаемыми (максимально, теоретически). Из этих 96 грамм ровно половина превратится после брожения в спирт.

Но даже если паузу 62 градуса пропустить полностью и сразу добиться температуры затора 72 град, в пиве всё равно будет алкоголь. Ведь солоде и до затирания уже есть некоторое количество сбраживаемых сахаров. Плюс при паузе 72 градуса фермент, обеспечивающий превращение крахмала в декстрины(альфа-амилаза), тоже производит не большое количество сбраживаемых сахаров. И фермент, который должен работать при 62 град(бетта-амилаза) в случае единственной паузы 72 град - разрушается не мгновенно, а успевает некоторое время поработать, производя сбраживаемые сахара.

Таким образом, ежели нам нужно густое пиво – пропускаем паузу 62С и держим часок-полтора на 72С. А ежели пьяное, то делаем ударение на паузу 62С. Есть рецептуры, в которых предлагается держать паузу 67С. Тут как бы все ферменты работают.

Продолжим, однако. Выдержав паузу 62С 45 мин., вновь включаем парогенератор, и постоянно перемешивая затор, поднимаем его температуру до 72С.

20 минут на паузе 72С и можно сделать йодную пробу. Берем немножко сусла и помещаем его на чистую фарфоровую тарелку. Вносим в сусло капельку йода. Если цвет не поменялся – значит все ОК. Крахмал изничтожен. Ежели проба посинела – у нас проблемы. Паузу следует продлить.

В нашем случае – все зер гут. Цвет не меняется, можно продолжать. Поднимаем температуру затора до 78-80 градусов, тем самым выключая активность ферментов. 10-15 минут паузы вполне достаточно.

Влияние температуры на процесс затирания

10-35 0 С – активность протеолитических ферментов. Усиление явлений проращивания (в частности размельчения)

40-45 0 С – образование преимущественно фосфатов

50 0 С – оптимальная температура образования формольного азота.

55 0 С - оптимальная температура образования некоагулируемого растворимого азота.

53-62 0 С – образование легкосбраживаемой мальтозы.

63-65 0 С – максимальное образование мальтозы.

70 0 С – распад протеиназ.

70-75 0 С – повышение скорости осахаривания. Образование слабосбраживаемых сахаров и декстринов.

76 0 С – предел активности осахаривающего фермента.

80-85 0 С – образование декстринов. Прочно установившаяся разжижающая активность.

85-100 0 С – разваривание крахмала под воздействием тепла.

Стало быть, засыпаем и тщательно перемешиваем.

Температура упала до нужной. 53С. Закрываем крышку и ждем 10 минут.

Включаем парогенератор и поднимаем температуру затора до следующей паузы. Основной.

В процессе нагревания, затор следует перемешивать, во избежание местного перегрева.

И вновь обратимся к компетентному мнению.

Но даже если паузу 62 градуса пропустить полностью и сразу добиться температуры затора 72 град, в пиве всё равно будет алкоголь. Ведь солоде и до затирания уже есть некоторое количество сбраживаемых сахаров. Плюс при паузе 72 градуса фермент, обеспечивающий превращение крахмала в декстрины(альфа-амилаза), тоже производит небольшое количество сбраживаемых сахаров. И фермент, который должен работать при 62 град(бетта-амилаза) в случае единственной паузы 72 град - разрушается не мгновенно, а успевает некоторое время поработать, производя сбраживаемые сахара.

Сегодня многие домашние пивовары используют технику пошагового затирания солода. Пошаговое затирание позволяет контролировать процесс подготовки сусла, позволяет последовательно повышать температуру затора, получать сухое или сладкое пиво, контролировать то, какое именно пиво у вас получится на выходе, пустое или бархатистое, кисловатое или сладкое. Количество различных температурный пауз позволяет очень тонко настраивать вкус будущего продукта, делать процесс приготовления домашнего пива повторяемым и прогнозируемым. Знание химии, органики и биохимии позволяет пивоварам составлять правильное расписание повышение температуры, планировать температурные паузы.

Немного теории соложения

Ключевым процессом в пивоварении является соложение. Затирание солода и использование температурных пауз в пивоварении – это всего лишь частный случай соложения, один из его этапов.

Основная задача, которую необходимо достигнуть при соложении – это старт роста ячменя. После того, как ячмень начал расти, его подсушивают, дабы остановить рост ростков. Именно этот этап соложения является наиболее важным и наиболее ответственным, ведь он отвечает за основание и создание ферментов, которые являются основными.

Кроме того, именно этот этап является началом расщепления глюканы в клеточных оболочках, а также началом расщепления белков. Это позволяет насытить продукт необходимыми для начала пивоварения аминокислотами, которые я являются основной причиной роста дрожжей. Кроме того, именно этот этап отвечает за отсутствие мути в готовом пиве, а также увеличении биологической устойчивости готового напитка.

Степень расщепления глюканов и белков – не что иное, как модификация. Сегодня же большая часть продаваемого и доступного солода является модифицированной. То есть глюканы и белки способны расщепиться до такой степени, что необходимо просто начать процесс конвертации крахмала в сахар, и дополнительно заниматься модифицированием не нужно. С другой стороны, не модифицированный солод (или слабо модифицированный солод) позволяет более точно контролировать процесс приготовления как сусла, так и готового пива.

Как правило, модифицированное зерно имеет мягкую оболочку, в то же время как несоложенное зерно достаточно твердое. Производители солода часто продают как соложенный, так и не соложенный ячмень. Если у вас солод неизвестного качества, то в этом случае необходимо использовать пошаговый метод затирания, или, как его еще называют, отварочный метод.

Ферменты и оптимальный температурный диапазон их работы

Ферменты представляют собой специальные белки, которые являются катализаторами и ускорителями процессов брожения. Ферменты и другие белки, представляют собой длинные молекулы аминокислот, которые могут насчитывать до 87 тысяч звеньев. Часть молекул аминокислот свернута в спираль, часть представляет собой лист. Как правило, все белки достаточно слабы с молекулярной точки зрения и быстро разрушаются, они держат свою форму исключительно благодаря силам Ван-Дер-Ваальса. Такие молекулярные силы очень слабы, и они могут просто порваться от изменения кислотности среды или от повышения температуры. Фермент, для ускорения расщепления крахмала, просто прикрепляется к определенному элементу крахмала, и ускоряет процесс его расщепления на две молекулы сахара.

Сам же процесс расщепления представляет собой гидролиз, однако, без воды гидролиз (то есть разрушение) белка шел бы очень долго. Фермент амилаза прикрепляется сразу к двум молекулам, которые станут сахаром, и ускоряет реакцию между ОН-основанием воды и Н-молекулой воды. В результате молекула крахмала разрывается, образовывая две молекулы сахара, а фермент освобождается и идет «искать» другую молекулу крахмала.

Если же поврежден сам фермент, то он не может работать для разрыва молекул крахмала, и полностью деактивируется. При этом говорят, что фермент денатурировал, то есть разрушился. ОН способен разрушиться от лишней температуры или от слишком высокой или низкой кислотности среды. Денатурация – необратимый процесс, и испорченный фермент не может вернуться в свое состояние снова. Каждый фермент обладает своей оптимальной температурой работы, и подавляющее большинство книг по пивоварению обладают информацией о «температурных режимах работы» различных ферментов.

Рядовому пивовару не нужно знать подробный механизм работы. Стоит просто понимать, что ферменты – это своего рода механизма, которые работают сами по себе, не расходуясь, но только в строгих рамках температуры (температурных паузах). При этом работа ферментов несвязанна между собой, и каждый из ферментов работает независимо. Каждый фермент работает при любой температуре, не превышающей температуру разрушения. Задача пивовара состоит в том, чтобы поднять температуру так высоко, чтобы ферменты работали максимально эффективно и быстро, но не так высоко, чтобы ферменты просто разрушились. При этом нужно понимать, что система достаточно инертна, и ферменты разрушаются ни молниеносно. Так, Альфа-амилаза разрушается при температуре 65 градусов по Цельсию, однако, потребуется около часа, чтобы полностью разрушить все молекулы.

Таким образом, скорость ферментации зависит от концентрации ферментов, от его плотности в сусле, от температуре и кислотности (то есть pH) сусла. Для управления процессом затирания можно оперировать любым из этих четырех факторов, притом можно работать как отдельно с каждым фактором, так и вместе с несколькими факторами.

Кислотная пауза при пивоварении

Кислотная пауза используется сразу же после замачивания. При этом она возможна для проведения практически при любом способе затирания солода. При кислотной паузе pH сусла снижается о нужных значений, а также полностью разрушаются глюканы, которые способны прекратить сусла в клейстер. Как правило, во время этой температурной паузы рамки температуры находятся в пределах от 35 до 45 градусов. При этом фермент фитаза полностью разрушает молекулу фитина, в результате чего освобождается фитиновая кислота, которая и повышает кислотность среды (то есть понижает pH сусла).

Стоит помнить, что фермент фитаза очень чувствительна к излишней температуре, поэтому подавляющее большинство молекул просто разрушается при нагреве во время соложения. Фитаза присутствует только в тех видах солода, которые проходили минимальную обжарку. Она очень активно работает только тогда, когда солод не жарился, а вода при соложении была использована достаточно мягкая. Кислотная пауза длится около одного часа, и, если честно, многие пивовары ее просто-напросто пропускают и игнорируют, сразу повышая температуру дальше. Действительно, при достаточно сильной сушке солода выдерживать кислотную паузу просто нет смысла, так как вся фитаза просто разрушена.

Еще один процесс, который характерен для этой кислотной паузы – это расщепление глюканов, сложных углеводов, которые содержатся в зернах вместе с крахмалом. Больше всего глюканов во ржи, пшенице и овсе, а также в слабомодифицированных солодах. Именно бета-глюканы отвечают за то, что пиво будет мутным. Если вы хотите получить кристально чистое пиво, то, помимо обязательной фильтрации, стоит выдержать кислотную паузу в пивоварении.

Белковая пауза в пивоварении

Белковая пауза – это пауза на температуре около 45-59 градусов. Белковая температурная пауза характерна работает сразу двух ферментов – это работа протеиназы и пептидаза. Эти ферменты относятся к классу гидролаз, которые и расщепляют непосредственно аминокислоты в белках. В результате работы протеиназа расщепляет длинные аминокислоты на множество аминокислот средней длины, а также отщепляет концевые аминокислоты от молекул белков.

Для создания пива длинные молекулы аминокислот не нужны, ведь большое количество длинных и нерасщепленных белков приводит к мутности в пиве. Да и само пиво будет весьма нестабильно. В то же время аминокислоты средней длины позволяет достичь пивной пене стабильности, стойкости. Пептидаза оптимально работает при 45-53 градусах, а протеиназа – при 55-58 градусах. Выдерживание паузы в 15-20 минут в 55-58 градусов позволяет существенно снизить помутнение в пиве, при эмто не оказывая никакого влияние на пенообразование напитка и на его вкусе. Проводить белковую паузу пи температуре 45-52 градуса не стоит, так как в этом случае будут большие проблемы с пенообразованием будущего пива. Температурная пауза в 55-58 градусов удобна еще тем, что она снижает вязкость будущего пива.

Белковая пауза очень эффективна в том случае, если сусло густое, где воды всего около двух литров на один килограмм солода. После проведения белковой паузы солод можно немного разбавить чистой водой, сделать его более жидким. При этом лучше заливать солод горячей водой, одновременно повышая температуру сусла.

Стоит отметить, что работа бета-глюканазы из кислотной паузы наблюдается и сейчас, однако, скорость работы этого фермента слишком низкая.

Отличительной особенностью этой паузы является еще и то, что от нее зависит количество готового сусла. Кроме того, лишнее помешивание и время выдерживания прямо влияет на готовый аромат напитка, на экстрактивность затора.

Осахаривание

Стоит отметить, что это единственная температурная пауза, без которой нельзя обойтись во время пивоварения. Если используют полностью модифицированный солод, то часто только эта пауза и остается для пивовара. Основной смысл этапа осахаривания – это преобразование крахмала в сахар. Это проводиться с использованием двух ферментов, которые называются диастатическими.

Первый фермент – это бета-амилаза, которая откусывает концы молекулы кразхмала, образовывая мальтозу. Этот фермент работает в начале температурного диапазона этой паузы. Второй фермент, альфа-амилаза, работает в диапазоне 68-72 градуса, и его основная задача заключается в разрывании молекулы крахмала в случайных местах. Фермент очень длинный, громоздкий, в результате образуются несбраживаемые сахара декстрины. Именно они делают пиво сладким. Короткая пауза в 20 минут в густом заторе делает пиво сладким и плотным. Именно на этом этапе делают основной акцент пивовары, колторые делают пиво из солодов с низкой диастатической активностью, например, пейл.

Пауза осахаривания длится около двух часов, потому что ферментам требуется время, чтобы разрушить все молекулы крахмала, а эти молекулы достаточно длинные. При этом делать долгую паузу в начале диапазона не стоит, так как от этого пиво будет очень сухим и будет содержать очень мало сахара. Работая в рамках температуры 66-67 градусов ферменты образуют умеренно сбраживаемое сусло, которое и является самым популярным у домашних пивоваров. Работа в районе 68-70 градусов позволит получить полнотелое сладкое пиво, однако, не слишком навязчивое.

Пауза осахаривания проводиться при температуре 61-71 градус, или, если нужен более узкий диапазон, при 66-70 градусах. Небольшие всплески температуры как в одну, так и в другую сторону допускаются, не оказывают влияние на вкус напитка.

Чем лучше проведено этап осахаривания, тем больше будет сахара в готовом сусле, и, следовательно, лучше будет идти процесс брожения. Проверить качество можно йодной пробой – взять капельку сусла, капнуть на белую тарелку, после чего добавить немного спиртового раствора йода, который есть, наверное, в каждом доме. Если йод посинел, значит, осахаривание нужно продолжить, и крахмала в сусле еще много. Если цвет не изменился и остался коричневым, значит, весь крахмал превратился в сахар.

Мэш-аут

Необязательная температурная пауза в пять минут на 76-77 градусах. Данная пауза позволяет достичь нужной полноты вкуса пива. Фильтрованное пиво не должно остывать ниже этой температуры. Пауза мэш-аут позволяет снизить вязкость сусла, сделать сусло более жидким. С чисто технической точки зрения, эта пауза удобна тем, что повышает текучесть сусла и, следовательно, существенно ускоряет процесс последующей фильтрации.

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.

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.

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.

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.

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.

Предыдущая статья: Правила маринования шампиньонов Следующая статья: Чем отличается борщ от щей: особенности приготовления, состав и отзывы Борщ чье блюдо