Графики ферменты пиво затор температура. Отварочный способ затирания солода

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.

Затирание сусла для пива – один из самых сложных процессов в домашнем пивоварении, который во многом формирует конечный результат – органолептические характеристики пива. Самое главное – четко соблюдать при варке нужную температуру в установленный период времени. Мы рассмотрим теоретические аспекты и выясним, на что влияет каждая температурная пауза.

Затирание солода – это процесс приготовления пивного сусла, при котором солод смешивают с горячей водой, затем последовательно нагревают до определенных температурных диапазонов с целью активизации разных групп ферментов, отвечающих за вкус, крепость, плотность, прозрачность и пенообразованние в пиве.

С химической точки зрения затирание солода является продолжением процесса соложения – проращивания и сушки зерна для образования ферментов, выступающих катализаторами реакций. При соложении рушатся глюканы (молекулы полисахарида) в клеточных оболочках, а также расщепляются белки, что снижает вероятность мути и повышает биологическую устойчивость сусла.

Модификация солода – это степень разрушения глюканов и белков в зерне. Процесс не имеет ничего общего с генномодифицированными продуктами, происходит на солодовне естественным путем и безопасен для здоровья человека.

Большинство продаваемого сегодня солода является полностью модифицированным, поэтому можно ограничиться только осахариванием. Обязательно соблюдение всех температурных пауз требуется только для домашнего и солода неизвестного происхождения.

Температурные паузы при варке пива

Точная длительность всех температурных пауз зависит от рецепта пива и типа солода.

1. Кислотная пауза (35-45°C, 15-70 минут). Понижает кислотность затора. В результате пиво получается прозрачным. В основном требуется для солода, прошедшего легкую обжарку, или при добавлении в сусло солода из пшеницы, ржи либо овса. Проблема в том, что ощутимое снижение кислотности достигается только после 60 минут варки.

Для перестраховки модифицированному ячменному солоду без обжарки достаточно 15-минутной кислотной паузы.

2. Белковая пауза (44-59°C, 10-15 минут). Происходит расщепление белков, что уменьшает стойкость пены. Также белковая пауза повышает экстрактивность и снижает вязкость затора в случае редких перемешиваний при варке.

3. Осахаривание (61-72°C, 50-120 минут). Обязательная пауза для любого типа солода (степени модификации), при которой крахмал превращается в нужный для брожения сахар и формируется плотность пива.

За осахаривание сусла для пива отвечают два фермента: альфа-амилаза и бета-амилаза. При 61-67°C активируется бета-амилаза, чем дольше работает этот фермент, тем суше и крепче получается пиво. При повышении температуры до 68-72°C в действие вступает альфа-амилаза, образующая несбраживаемые сахара, которые делают пиво сладким, но снижают содержание алкоголя, поскольку падает концентрация сахаров, подходящих дрожжам для переработки на спирт.

4. Мешаут или мэш-аут (77-79°C, 5 минут). Требуется для остановки работы ферментов. Производится перед внесением хмеля. Практическая цель – уменьшить вязкость, увеличить скорость фильтрации сусла и полнотелость пива.

Очень важно, чтобы при промывке подушка из дробины, а также само сусло после фильтрации имели нужную температуру, иначе ферменты продолжат работу.

При температуре выше 80°C в сусле появляются танины, вследствие чего во вкусе появляется терпкость.

Однопаузное затирание (66-67°C, примерно 60 минут). Методика для начинающих пивоваров, у которых нет автоматизированного оборудования. Подходит только для модифицированного солода. Температурный диапазон однопаузного затирания является золотой серединой для альфа- и бета-амилазы. В результате получается умеренное крепкое и достаточно плотное пиво, но пропадает возможность корректировать органолептические свойства напитка только изменением температуры и длительности варки.

О практическом совмещении разных видов пауз в домашнем пивоварении с минимальными усилиями подробно рассказано на видео.

Хотя тема ферментов и оптимальных условий их воздействия может показаться неопытному пивовару запутанной и сложной, владение этими знаниями крайне важно в тех случаях, если речь идет о выборе подходящего способа затирания солода, или о том, как решать возникающие проблемы исключительно путем изменения способа затирания солода. В настоящей статье рассматриваются три способа затирания.

В ПРИНЦИПЕ, ВСЕ СПОСОБЫ ЗАТИРАНИЯ СОЛОДА можно разделить на две группы: настойные и отварочные.

При настойном способе затирания солода весь объем засыпи затирают с главным наливом, а затем нагревают. После нагрева до заранее установленной температуры нагрев прекращают и выдерживают так называемую паузу в течение заданного времени при фактической температуре. После выдержки паузы ведут нагрев до следующего заранее определенного значения температуры. Затем весь затор перемещают в фильтровальный аппарат или заторный фильтр для получения сусла.

При применении отварочного способа также затирают весь объем засыпи с главным наливом, однако при нагревании отбираютчасть густой массы затора, так называемую отварку. Эту часть затора кипятят, а затем снова добавляют к оставшемуся в чане затору. Температура всего затора при этом повышается. Среди отварочных способов, в свою очередь, выделяют одно-, двух и трехотва-рочные способы затирания.

Кроме того, существуют многочисленные вариации основного способа и специальные способы затирания солода, однако в рамках небольшого курса для пивоваров нс хватило бы времени, чтобы описать их все. Поэтому основные способы будут продемонстрированы всего на одном или двух примерах.

Настойный способ затирания солода

Данный способ затирания, пожалуй, можно назвать «классическим способом затирания солода», если такой термин вообще применим. При этом способе смешивают засыпь, то есть подлежащий переработке солод, с наливом, то есть объемом воды, используемой для затирания, при температуре затирания солода. Затем нагрев чередуют с паузами при определенной температуре, соответствующей оптимальной температуре воздействия отдельных ферментов. Таким способом пивовар обеспечивает возможность расщепления ферментов при оптимальной для каждого из них температуре.

Массовое соотношение засыпи к главному наливу гидромодуль зависит от типа пива и других факторов, в частности, от качества солода. Как правило, исходят из соотношения 1:4 (10 кг солода, 40 л воды) для светлых сортов пива, для темных сортов готовится более густой затор с соотношением примерно 1:3.

Температура затирания зависит от того, какую схему затирания солода выберет пивовар. Затирание хорошо растворенного солода вполне можно вести при более высокой температуре. Затирать такой солод можно при температуре около 50 °С, частично даже при 62 °С. Далее мы рассмотрим классический настойный способ затирания солода и подробнее остановимся на отдельных процессах.

Затирание при 35 °С, продолжительность паузы 15 минут.

Солод затирают с водой, при этом большая часть растворимых в воде веществ, в частности, ферментов, сразу переходит в раствор. В результате высвобождения ферментов их действие в дальнейшем усиливается. Оптимальная температура воздействия мальтазы достигнута, однако доля мальтозы, которая могла бы быть использована, крайне мала,так как прочие амилазы пока не получили возможности оказывать свое воздействие. На этом этапе, в основном, размачиваются составные части солода, и размягчаются скелетные вешества. Поддерживаются благоприятные условия для развития протеолиза, начинающего свое действие позже при более высокой температуре. Происходит расщепление β-глюканов.

Нагрев до 50 °С, скорость нагрева — 1 °С/мин, продолжительность паузы — 30 минут.

Так называемая «белковая пауза» создает оптимальные температурные условия для большинства протеолитических ферментов. Расщепляются высокомолекулярные белковые фракции, высвобождается аминный азот, имеющий существенное значение для последующего этапа брожения. Продолжается расщепление β-глюкана. Крахмальные зерна, до этого еще частично окруженные скелетными веществами, на этом этапе в большей степени доступны для последующего расщепления под действием ферментативных процессов.

Нагрев до 62 °С, скорость нагрева — 1 °С/мин, продолжительность паузы — 40 минут.

β-амилаза демонстрирует максимальную активность, происходит интенсивное расщепление крахмала. Расщепление (β-глюкана практически прекращается, высвобождение β-глюкана усиливается, так как создаются оптимальные температурные условия для β-глюкансолюбилазы.

Нагрев до 70 °С, скорость нагрева — 1 °С/мин, продолжительность паузы — 45 минут.

α-амилаза достигает максимальной активности, происходит интенсивное осахаривание, йодная проба свидетельствует об окончании процесса осахаривания. Все перечисленные процессы происходят еще до окончания паузы, тем не менее, паузу необходимо выдержать до конца, так как продолжается расщепление других декстринов.

Нагрев до 78 °С, скорость нагрева — 1 °С/мин, продолжительность паузы — 10 минут.

α-амилаза продолжает действовать, хотя и менее активно. При этой температуре завершается затирание солода, то есть затор перекачивают в фильтрационный аппарат или заторный фильтр для отделения сусла начинают фильтровать . Указанную скорость нагрева 1 °С/мин следует рассматривать как нижний предел. С точки зрения технологи и, вести нагрев медленнее нежелательно.

По той же причине в течение всего процесса затирания обязательно вести перемешивание затора, чтобы обеспечить интенсивное смешивание и дать возможность ферментам достигнуть достаточной концентрации субстрата. Однако перемешивание не должно быть настолько интенсивным, чтобы дать возможность большому количеству воздуха попасть в затор, так как под воздействием поступающего из воздуха кислорода в заторе протекают нежелательные реакции окисления.
Совокупная продолжительность описанного выше способа затирания солода составляет чуть меньше трех часов. Указанная продолжительность пауз является ориентировочной. В зависимости от сырья и сорта готового пива может меняться продолжительность пауз. Однако важно знать вес процессы, протекающие при каждом температурном режиме, так как варьирование времени и, в меньшей степени, температуры, в процессе затирания может оказать решающее влияние на параметры готового пива. Варьирование параметров затирания также дает пивовару возможность реагировать на изменение качества солода и, таким образом, хотя бы частично компенсировать возможные недостатки.

Отварочный способ затирания солода

В описании настойного способа затирания солода можно было отметить, что часть ферментов достигает максимальной активности тогда, когда уже, собственно, слишком поздно, то есть, можно сказать, что «неверна последовательность», в которой ферменты достигают пика активности. Еще один недостаток настойного способа затирания заключается в том, что расщепление и распад веществ солода происходит за счет ферментативной активности,поддерживаемой перемешиванием. Отварочные способы стремятся минимизировать данные недостатки. При отварочном способе затирание на начальном этапе проводится так же как и при настойном способе, а затем части затора (отварки) отделяются от основного объема, обрабатываются в другой емкости и часто даже доводятся до кипения. При кипячении содержащийся в солоде крахмал лучше растворяется, благодаря чему он становится более доступным для воздействия ферментов. За счет пауз при нагреве отварок происходит изменение оптимальной температуры отдельных ферментов или групп ферментов в отварках, что ведет к реакциям обмена веществ, подлежащих расщеплению. При добавлении отварки после кипячения к основному затору в условиях более низкой температуры в результате смешивания пик активности наступает у других ферментов, действующих при более низких температурах. Так обходным путем, то есть путем приготовления отварок, устанавливается «правильная последовательность» активности ферментов.

Трехотварочный способ затирания солода
Данный способ получил название «трехотварочный способ затирания» по числу отварок из густой части затора.

Затирание при 35 °С, пауза 20 минут при постоянном перемешивании,затем 5 минут без перемешивания
Затирание ведется в соотношении 1:3. При выборе температуры и продолжительности паузы руководствуются теми же технологическими принципами, что и при настойном способе. Пятиминутная пауза без перемешивания используется для осаждения твердых частиц солода. Далее со дна заторного чана извлекают первую часть затора, так называемую густую отварку (густой затор с соотношением от 1:2 до 1-2,5). Для отварки берут почти 1/3 часть всего затора.
Оставшийся затор имеет более жидкую консистенцию, однако содержит большое количество ферментов,так как многие ферменты уже перешли из солода в раствор во время предварительной паузы продолжительностью 20 минут, выдерживаемой при 35 °С. Несмотря на это, в густом заторе также содержится количество ферментов, достаточное для протекания необходимых процессов расщепления на следующем этапе обработки густого затора.

В то время как в остальной части затора поддерживается температура затирания 35 °С, часть затора нагревается в отдельной емкости до 100 °С при постоянном помешивании. Во время 35-минутного кипячения части затора происходит растворение экстракта, содержащегося в солоде. При нагревании отварка проходит через все оптимальные температурные режимы, характерные для описанных выше ферментов, поэтому в заторе протекают те же процессы расщепления, что и при настойном способе затирания. Однако вследствие отсутствия пауз и быстрого прохождения оптимальных температурных режимов процесс расщепления не столь интенсивен.

После завершения кипячения отварка снова смешивается с остальным затором. Температура всего затора повышается до 50 °С, то есть до температуры белковой паузы. Затем затирание ведется в течение еще 5-10 минут, то есть выдерживается белковая пауза всего затора при постоянном перемешивании, затем мешалка отключается, чтобы дать затору осесть. Через 5 минут осаждения извлекается вторая часть затора для отварки. При этом также берется густая часть затора в объеме примерно 1/3 от общего объема затора. Отварка снова нагревается до 100 °С с одной непродолжительной паузой при температуре осахаривания.

После кипячения в течение почти 30 минут отварка снова смешивается с остальной частью затора, температура которой поддерживалась на уровне 50 °С в течение всего времени кипячения. Температура затора составляет от 62 °С до 65 °С. Затирание продолжается в течение примерно 10 минут. Затем мешалка снова выключается, затор должен осесть. Теперь берется часть жидкого затора для третьей отварки (в соотношении от 1:4 до 1:5), объем которой также составляет примерно 1/3 от общего объема затора.

Третья отварка кипятится в течение примерно 15 минут, в то время как в остальном заторе поддерживается температура от 62 °С до 65 °С. После добавления третьей отварки к остальной части затора температура затора достигает 75 -78 °С. После еще одной паузы продолжительностью 10 минут затирание завершается.

Далее будут описаны процессы, протекающие на отдельных этапах. В процессе затирания солода растворимые компоненты и многие ферменты сразу переходят в раствор. Отобранная для отварки густая часть затора, подвергающаяся кипячению, содержит большое количество твердых компонентов, оставшаяся жидкая часть затора содержит большую часть растворенных ферментов. Благодаря медленному нагреву густая часть затора, в которой присутствует значительная часть ферментов, нагревается выше оптимального температурного режима, характерного для отдельных ферментов. Б результате в заторе протекают те же процессы, что и при настойном способе затирания, хотя, возможно, и в неполном объеме. При последующем кипячении густой части затора происходит денатурирование содержащихся в нем ферментов, однако вследствие физического разрушения структуры, причиной которого является кипячение, вещества, которые должны подвергнуться расщеплению, такие как крахмал и гуммиобразные вещества, в гораздо большей степени подвержены воздействию. При добавлении густой части к основной части затора, остающейся в чане во время кипячения отварки, температура повышается примерно до 50 °С, что соответствует температуре белковой паузы. Подвергнутые воздействию при кипячении белки теперь расщепляются более активно. После короткой паузы отбирается следующая часть затора для отварки, затор снова проходит через все температурные стадии, таким образом, происходят дальнейшие процессы расщепления. При последующем кипячении густой части затора снова происходит расщепление твердых частиц в отварке. Смешивание с частью затора, оставшейся в чане, доводит температуру затора до температуры осахаривания. Осахаривание происходит довольно быстро, так как при втором кипячении произошло достаточное расщепление содержащихся в солоде зерен крахмала. Последняя часть затора, отбираемая для отварки, не требует дальнейшего расщепления, третья отварка очень жидкая и, соответственно, содержит больше ферментов. Пока кипятится третья отварка, в густой части затора протекают дальнейшие процессы растворения, продолжается расщепление крахмала и декстринов. Активность ферментов в отварке прекращается, в первую очередь, для предотвращения слишком интенсивного расщепления составных веществ, в частности, белков, чтобы исключить отрицательное влияние на такие качества готового нива, как стабильность пены. При добавлении последней отварки к части затора, оставшейся в чане, температура затора достигает температуры завершения затирания. Название «трехотварочный способ затирания» звучит слишком пространно и скучно. На практике затирание солода таким способом длится в совокупности от четырех до пяти часов. Однако описанный здесь способ нельзя назвать «стандартным» отварочным способом затирания солода. Скорее, он может рассматриваться как основа отварочного способа затирания. Опытный пивовар, исходя из знаний о трехотварочном способе затирания и протекающих процессах, может внести изменения в способ затирания. Так, на основании трехотварочного способа затирания солода были разработаны двух- и одно-отварочные способы, при применении которых отварка отбирается и кипятится всего два раза или один раз. Выбор способа затирания солода во всех случаях зависит от типа готового пива и используемого исходного солода.

Вывод
Подводя итог, можно сказать, что затирание солода является одним из ключевых процессов пивоварения. Здесь пивовар оказывает наибольшее влияние на процесс, и именно здесь требуется наибольший опыт и самые глубокие знания о протекающих процессах, чтобы полностью освоить «инструмент» затирания солода.

Что важного узнали из этой статьи?

1. Отварочное затирание применяться для , а также характерно для некоторый стилей пива (Wiezen, German lager);
2. Для используем классическое инфузионное затирание;
3. Режимы температурных пауз и работа ферментов.

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

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

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.

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 мы можем 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

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

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.

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.

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.

Затирание солода для пива - один из самых сложных процессов и, пожалуй, самый важный в домашнем пивоварении. Именно он формирует ту базу, на основе которой будет зиждиться наше будущее пиво - сусло. Его возможно избежать, используя уже готовые , но такую свободу в выборе рецепта и такие возможности повлиять на конченый вкус продукта дает только зерновое пивоварение, без затирания в котором не обойтись. С этим и связанно, что обычно зерновое пивоварение неминуемо становится следующим шагом в эволюции пивовара после экстрактного, который приходится делать несмотря на все трудности, финансовые и временные затраты. Так же для осуществления затора нужные определенные знания, особенно в теории так называемых температурных пауз. Об этом и будет речь в этой статье.

Затирание солода - это процесс приготовления пивного сусла, при котором молотый смешивают с водой и выдерживают при определенных температурах. Делается это для активации различных ферментов с целью расщепления ими глюканов, крахмалов и белков. Активность различных ферментов зависит от температуры, а на выполнение поставленных перед ними задач им нужно определенное время. С этим и связанна необходимость осуществления температурных пауз. Точная длительность всех температурных пауз зависит от рецепта пива и типа солода. Всего можно выделить 4 вида температурных пауз:

1.Кислотная пауза (35-45°C, 15-70 минут). Названа так, поскольку во время кислотной паузы понижается pH затора до нужных значений. Правда, ощутимое снижение кислотности достигается только после 60 минут варки, да и при использовании современного и различных добавок к воде, способных повлиять на pH, необходимость в этом отпадает. Поэтому эта пауза часто игнорируется пивоварами.

Но помимо снижения кислотности при данных температурах также разрушаются глюканы, которые превращают затор в клейстер. Больше всего глюканов во ржи, пшенице, овсе и слабомодифицированых солодах и при использовании подобных ингредиентов желательно произвести данную паузу в течении 15 минут. Известно, что глюканы ответственны за помутнение в пиве.

2.Белковая пауза (44-59°C, 10-15 минут). На этих температурах происходит расщепление белков. Это благотворно влияет на пенообразование и на стойкость пивной пены, так же повышает экстрактивность сусла. Стоит отметить, что в этой паузе задействованы два фермента.

При температуре 44-50°C работают протеазы, расщепляющие белки на аминокислоты, которые впоследствии будут питательными веществами для дрожжей.

А при температуре 50-59°C уже другие протеазы расщепляют белок на вещества, способствующие прозрачности пиву и пенообразованию.

3.Осахаривание (61-72°C, 50-120 минут). Ключевая пауза для любого типа (степени модификации), без которой никак нельзя обойтись. Она отвечает за превращение крахмала в нужный для брожения сахар, что и отразилось в её названии.

В этой паузе так же задействованы два фермента (альфа-амилаза и бета-амилаза). Они так же работают при несколько различных температурах и по разному влияют на конечный продукт.

При 61-67°C активируется бета-амилаза, чем дольше работает этот фермент, тем суше и крепче получается пиво. Требуется довольно долгая пауза (порядка двух часов), что бы фермент отработал полностью и получилось довольно сухое пиво.

При повышении температуры до 68-72°C в действие вступает другой фермент — альфа-амилаза. Он образует несбраживаемые сахара, которые формируют тело пива, делает пиво сладким, но уровень алкоголя в пиве при этом будет ниже, поскольку снижается концентрация сахаров, подходящих дрожжам для переработки на спирт.

4.Мешаут или мэш-аут (77-79°C, 5 минут). Не совсем температурная пауза в том определении, которое мы дали выше, так как во время неё не осуществляется работа ферментов, а напротив - служит для её остановки. Производится перед промывкой солода для уменьшения вязкости сусла и увеличения скорости фильтрации, что особенно важно в случаях, когда затор и варка сусла производится в различных емкостях и требуется слив сусла из заторника. Воду для промывки следует использовать такой же температуры, что бы не допустить продолжение работы ферментов. А при температуре выше 80°C в сусле начнут образовываться танины, из-за которых вкусе появляется терпкость.

Очень популярным, особенно среди начинающих пивоваров является однопаузное затирание (66-67°C, примерно 60 минут). Такой способ подходит для модифицированного солода и сортов без специальных солодов вроде ржи и пшеницы. Он будет особенно удобен для пивоваров не имеющих автоматизированного оборудования и позволит получить пиво умеренной крепость с ощутимым телом. Это достигается за счет нахождения температуры в диапазоне, в котором в равной силе работают оба фермента, отвечающих за осахаривание.

И нужно сказать пару слов о модификации солода, а именно, что большинство являются именно модифицированным. Это означает то, что большая часть глюкана и белка уже разрушена и для получения хорошего сусла достаточно только преобразовать крахмал в сахара. Модификация солода осуществляется на солодовне и не несет в себе никаких негативных последствий для здоровья человека или качества пива. Все это делает использование такого солода предпочтительным и позволяет опустить значительную часть температурных пауз, что значительно сократит время приготовления и упростит его процесс.

Подробнее тему затирания и температурных пауз можно обсудить на нашем форуме .