Осветление пива
Еще одной важной задачей отдедения дображивания является осветление пива. Молодое пиво поступает в отделение дображивания в большей или меньшей степени мутным. В ходе дображивания компоненты пива, образующие муть (дрожжевые клетки, белковые и дубильные вещества) оседают. При этом выделяются горькие вещества. Этот процесс оказывает существенное влияние на округление вкуса, пеностойкость и физико-химическую стабильность пива.
Осветление пива зависит от нескольких факторов — от содержания и свойств компонентов мути, от температуры дображиваемого пива, интенсивности дображивания, габаритов и высоты емкости для дображивания (площади осветления), а также от продолжительности дображивания. Осветление проходит тем быстрее, чем больше масса и объем компонентов мути. Дрожжевые клетки при оседании увлекают с собой часть уже выделившихся белковых и хмелевых веществ, причем хлопьевидные дрожжи осаждаются быстрее пылевидных. Количество дрожжевых клеток, которое при перекачивании на дображивание составляет от 10 до 15 млн/1 мл пива, уменьшается к концу дображивания у хлопьевидных дрожжей до 0,2-0,5 млн, а у пылевидных дрожжей остается во взвешенном состоянии еще 1-2 млн клеток. При дображивании в крупных вертикальных танках с сильной конвекцией при сокращенной продолжительности дображивания в пиве все еще присутствует 2-5 млн дрожжевых клеток, а при использовании способов ускоренного брожения и дображивания — еще больше.
Осаждение коллоидных белково-дубильных веществ происходит лишь после их агрегирования в крупные комплексы. Если это происходит после оседания хлопьевидных дрожжей, то осветление замедляется или в пиве остается «белковая вуаль». При известных условиях в сочетании с дальнейшим легким снижением pH обусловить длительное осветление могут пылевидные дрожжи, однако, как правило, пиво из сусла, сброженного пылевидными дрожжами, особенно при условии небольшой продолжительности дображивания, получается более мутным, чем пиво, полученное с использованием хлопьевидных дрожжей. Бактерии, вызывающие порчу пива, которые обнаруживаются в виде мути только в случае очень сильного инфицирования уже во время дображивания, не оседают или оседают очень медленно, из-за чего пиво постоянно остается мутным или же мутнеет еще сильнее.
Снижение содержания азотистых соединений можно объяснить дефицитом высокомолекулярных веществ, доля которых уменьшается примерно на 10 %; осаждаются (в зависимости от интенсивности дображивания) 10-20% антоцианогенов пива и 3-12 % горьких веществ. Продолжительность осветления зависит от температуры пива — чем ниже температура, тем медленнее протекает осветление. Под действием холода сначала выделяются растворимые белково-дубильные соединения, которые в виде тонкодисперсной коллоидной мути осаждаются очень медленно или сохраняются в виде мути (в случае практически прекратившегося дображивания). Благодаря продолжающемуся охлаждению пива и интенсивному дображиванию эти коллоиды укрупняются и оседают или легко удаляются фильтрованием.
Тем самым улучшаются не только пеностойкость и стабильность пива, но и округлость вкуса. Если пиво выдерживается в теплом отделении дображивания, то есть при температуре от 2 до 3 °С, то уже при этой температуре оно существенно осветляется. Если на поздней стадии дображивания происходит охлаждение до -1 °С, то коллоидное помутнение хотя и возникает, но оно тонкодисперсно и с трудом поддается фильтрованию вследствие нехватки дрожжей и CO2. Теплая выдержка в отделении дображивания стимулирует также действие протеолитических ферментов дрожжей с последующим выделением дрожжевого белка, оказывающего отрицательное влияние на свойства пива (в первую очередь на полноту вкуса). При слишком теплой выдержке в отделении дображивания, а также очень высоком содержании дрожжей в молодом пиве содержание аминного азота повышается на 10-15 %, что сопровождается увеличением значения pH.
При описанных условиях в пиво могут также переходить протеазы дрожжей, которые в ходе дображивания и позже после розлива расщепляют белковые фракции, стимулирующие пенообразование, вызывая существенное снижение. Интенсивность дображивания играет решающую роль в перемещении массы пива благодаря подъему пузырьков CO2, которые при контакте с поверхностью дрожжевых клеток вызывают хлопьеобразование компонентов мути и повышают их способность к осаждению. Этот эффект особенно заметен в случае активного дображивания при низких температурах пива — например, при использовании доли пылевидных дрожжей или при внесении большого количества завитков.
Важны также габариты и высота танков для дображивания. С увеличением высоты танков эффективная поверхность осветления уменьшается, кроме того, возрастает высота падения частиц мути. С другой стороны, этому недостатку способна в некоторой степени противодействовать конвекция пива, обусловленная охлажением противотоком в танке.
При дображивании в ЦКТ после предшествующего созревания и охлаждения конвекция уже не наблюдается. Осаждение частиц мути, которая наряду с небольшим количеством дрожжей включает лишь белково-дубильные вещества, протекает очень медленно (от 0,1 до 0,2 м/сут), и, таким образом, между нижней и верхней зонами танка возникают существенные различия. В этом случае целесообразно после прекращения конвекции и отделения осадка провести в течение 3-6 ч продувку СО, (3-5 г/гл в час), что позволяет добиться укрупнения частиц мути и ускорить их седиментацию.
Осаждению частиц мути противодействует вязкость пива. Высокой вязкостью характеризуется крепкое пиво и пиво, приготовленное из слаборастворенного солода или по короткому способу затирания. Продолжительность дображивания и созревания пива оказывает то естественное действие, что с течением времени частицы мути медленно оседают, но положительный аспект проявляется только при условии поддержания низких температур (-1 °С) и активном дображивании до конца. Для ускорения осветления можно использовать механические (на основе поверхностной адсорбции) или химические средства (реакции осаждения или разложения).
В ФРГ в соответствии с Законом о налогообложении пивоварения для осветления разрешено применение только веществ, полностью удаляемых из пива (так называемые «технические вспомогательные вещества»), так что химические средства осветления запрещены.
Из механических средств осветления часто применяют стружку. Частицы буковой или ореховой стружки имеют длину 15-20 см и ширину 3-5 см. Это позволяет увеличить поверхность осветления танков для дображивания на основе адсорбции компонентов мути поверхностью стружки. При этом осветляющее действие поддерживается лишь при интенсивном дображивании или перемещении пива. Стружку засыпают через люк в пустой танк, а затем перекачивают в него пиво. Новую стружку перед использованием необходимо пропарить и промыть. Использованную стружку промывают и стерилизуют в специальных моечных машинах. Высокие трудозатраты, риск инфицирования и потери пива привели к разработке био- или ультрастружки, которая представляют собой небольшие просмоленные частицы древесины, вносимые как в бродильном отделении (2-3 г/гл), так и в отделении дображивания (5-20 г/гл). Алюминиевая фольга при внесении в количестве 5-10 г/гл обладает осветляющим действием только в том случае, если у нее шероховатая поверхность.
В последнее время осветление стружкой несколько утратило свое значение, так как пиво после завершения дображивания все равно осветляется методами сепарирования или фильтрования. Таким образом, стружке отводится лишь роль улучшения фильтрования и разгрузки фильтра. Благодаря эффекту адсорбции стружка может способствовать формированию округлости вкуса пива. Другими веществами адсорбирующего действия являются материалы типа рыбьего клея на основе, в основном, желатина. Расход сухого рыбьего клея составляет 3-5 г/гл. Под действием pH пива, дубильных веществ и спирта рыбий клей по мере снижения температуры выпадает в осадок в виде пленки, увлекает на дно частицы мути. Существуют также вещества растительного происхождения, например, агар-агар или карраген (ирландский мох), активным веществом которых являются высокомолекулярные углеводы (их использование в Германии запрещено).