Пена пива

Свидетельством высокого качества пива является хорошее пенообразование и стойкость пены. С ними, как правило, связаны и другие положительные свойства — гармоничность вкуса и игристость пива. Пенообразование происходит при реализации пива в розлив в результате образования большого числа пузырьков CO2 и захваченного воздуха. При увеличении в жидкости площади границы раздела с поверхностно-активными веществами пива эти пузырьки насыщаются. Чем ниже (до определенной степени) поверхностное натяжение пива, тем пузырьки пены меньше по размеру и тем больше становится их общая поверхность; таким образом, при их подъеме па них собирается больше поверхностно-активных веществ. На образование этой поверхности влияет также содержание CO2, однако в зависимости от состава пива слишком высокое содержание CO2 обусловливает обильное выделение пузырьков и их поверхность не насыщается должным образом ПАВами.

Пеностойкость. Большое значение для ценообразования и пеностойкости пива имеет способность поверхностно-активных веществ образовывать эластичную пленку. Чтобы пена была стойкой, поверхностно-активные вещества должны реагировать друг с другом при уменьшении поверхностного натяжения, причем они частично коагулируют и выпадают в осадок. В первом случае благодаря вторичной реакции пена улучшается, а во втором происходит снижение пеностойкости.

Разрушение пены начинается с того, что пузырек пены лопается и образующая его пленка стекает вниз, при этом стимулируются процессы испарения,и пена в верхнем слое уплотняется. Более высокая вязкость поверхности и меньший диаметр пузырьков пены предотвращают стекание пленки с лопнувших пузырьков, и разрушение пены замедляется.

К веществам, положительно влияющим на качество пены, относятся прежде всего поверхностно-активные вещества в эластичной пленке пузырьков газа. К ним принадлежат высокомолекулярные продукты расщепления белков, молекулярная масса которых составляет от 10000 до 60000. Важна также гидрофобность этих высокомолекулярных белковых соединений. Положительно влиять на качество пены могут и низкомолекуряпые соединения, однако они могут вытеснять из слоя пены высокомолекулярные группы, в связи с чем важна доля высокомолекулярных соединений относительно низкомолекулярных — в частности, доля высокомолекулярного азота, осаждаемого с MgSO4, отражает общее содержание азота (> 20 %). Гликопротеиды придают поверхностно-активным пленочным образованиям (белковым) высокую вязкость, повышающую стабильность пены.

Вторая группа веществ, обусловливающих свойства пены, хотя и поверхностно-активиа, но не способна участвовать в образовании эластичных оболочек пузырьков газа. В данном случае речь идет о горьких веществах хмеля, меланоидинах и полифенолах, которые благодаря комплексообразованию с белками укрепляют сформировавшуюся пленку. Дубильные вещества и антоцианогены способны на определенных стадиях окисления и конденсации вызывать коагуляцию и, таким образом, ухудшение качества пены. Этиловый спирт и некоторые побочные продукты брожения могут до некоторой степени улучшать свойства пивной пены, снижая поверхностное натяжение.

Третья группа представляет собой вещества, повышающие вязкость, — гумми-вещества ячменя, глюкан и пентозаны. Наряду с вышеуказанными свойствами, вещества этой группы могут играть роль своего рода защитных коллоидов, стабилизирующих образовавшиеся комплексы.

Вещества, негативно влияющие на пену, вытесняют соединения, образующую пленку, с поверхности и ослабляют тем самым слой пены. К таким веществам относят полифенолы, спирт и некоторые побочные продукты брожения, так как повышенное содержание аминокислот негативно сказывается на пене (при этом гидрофильные аминокислоты вызывают более сильное ослабление пены, чем гидрофобные). К липидам, негативно влияющим на пену, относят моно- и диглицериды (даже при незначительном их содержании, менее 0,3 мг/л). Стерины нарушают структуру пены при их содержании более 0,5 мг/л, насыщенные высшие жирные кислоты — при содержании более 1 мг/л, а ненасыщенные — более 0,3-0,5 мг/л, причем этот эффект усиливается в результате образования смешанной пленки. Свободные низшие жирные кислоты (C6-C12), образующиеся при брожении, влияют на пену негативно — например, содержание каприновой кислоты в 1 мг/л ухудшает пеностойкость на 1,3 с, а содержание капроновой кислоты в 3-5 мг/л даже на 4-6 баллов (по Россу и Кларку). Нейтральные липиды (в частности, фосфолипиды) также способны ухудшать пеностойкость, особенно в соединении с триглицеридами.

Содержание CO2 в пиве имеет большое значение для образования и стойкости пены. При содержании CO2 0,4-0,5 % масс, высота пены возрастает пропорционально содержанию CO2, однако на стойкость пены CO2 не влияет.

Свойства пивной пены зависят в том числе и от ячменя — от его сорта, года сбора урожая и области произрастания. Повышенное содержание белка (до 11 %) оказывает положительное влияние, а его содержание менее 9,5 % иногда отрицательное. В формировании пены играет роль доля высокомолекулярных белковых фракций и гликопротеинов.

Влияние высокой степени растворения солода на пивную пену оценивают по-разному. Слабо растворенный солод или добавка солода короткого ращения привносит в сусло больше вязких субстанций, положительно влияющих на пену. При высокой степени растворения снижается, хоть и не безусловно, абсолютное содержание высокомолекулярных азотсодержащий соединений, но относительная доля общего азота уменьшает содержание гликопротеидов. Хорошо и равномерно растворенный (гомогенный) солод дает лучшую сбраживаемость солодового экстракта, что приводит к быстрому главному брожению и к продолжительному выделению экстракта при низких температурах в отделении дображивания. В благоприятных условиях положительный для ценообразования состав сусла может сохраняться вплоть до получения готового пива. Солод, получаемый из ячменя с повышенной ферментативной активностью, требует ведения солодоращения при средней влажности, причем степень необходимой гомогенизации с учетом хорошей дальнейшей обработки препятствует сокращению продолжительности проращивания при снижающихся температурах. Повышенные температуры сушки (70-90 °С) способствуют улучшению пенообразования, как и добавка карамельного солода (более 3 % на засыпь).

Все мероприятия, способствующие расщеплению белков, а также веществ, образующих белковую матрицу, одновременно вызывают снижение содержания коллоидов, положительно влияющих на пенообразование (высокомолекулярного азота, гликопротеинов, глюкана). Как правило, это низкие температуры затирания и значительные паузы в температурном интервале 45-55 °C, затирание при недостатке воздуха, а также пониженное значение pH затора. Благодаря затиранию при 60-65 °С, при значении pH 5,5-5,6, а также увеличенной продолжительности паузы при 70-72 °С (для растворения гликопротеидов) наблюдается противодействие слишком сильному расщеплению.

При осветлении во взвеси могут остаться высшие жирные кислоты и нейтральные липиды, особенно при отделении сусла от осадка, следствием чего может быть ухудшение пеностойкости и плотности пены. Продолжительное кипячение сусла уменьшает объем пены, что объясняется обильным осаждением коагулируемого азота. В современных варочных системах при использовании выносного кипятильника или внутреннего кипятильника с сужающимся конусом необходимо контролировать температуру ТЭНа и продолжительность кипячения (в зависимости от температуры в сусловарочном котле).

Недостаточное удаление осадка взвесей горячего сусла в дальнейшем, на стадии брожения, приводит к наличию в нем высших жирных кислот и нейтральных липидов. В осадке могут содержаться дрожжи, что, как и недостаточное аэрирование сусла, приводит к медленному протеканию главного брожения и дображивания и впоследствии — к негативному влиянию на пену. Холодное отделение мути с помощью способа флотации осаждает липиды из пенистой деки. Наиболее значительные потери ненасыщенных жирных кислот возникают при холодном фильтровании сусла, однако могут иметь место и при интенсивном аэрировании при помощи трубки Вентури и/или стационарного миксера.

В зависимости от используемой расы и штамма дрожжей пена бывает разной, но при этом отличия в пенообразующих свойствах не так заметны, как при использовании дрожжей, поврежденных в результате неправильного ведения брожения, из-за нехватки питательных веществ в сусле и его недостаточного аэрирования, из-за позднего сбора дрожжей, а также в результате неправильного хранения (давление, CO2, температура, время). Причинами ухудшения качества пены могут быть повышенные температуры брожения и применение давления. Если дрожжи при этих условиях поглощают слишком малое количество свободного аминного азота, то при слишком долгом пребывании в пиве они продуцируют основные аминокислоты, фосфаты, нуклеотиды, жирные кислоты и протеолитические ферменты. Внесение дрожжей в количестве около 25 x 106 клеток, сильное аэрирование, главное брожение при температуре 9 °C, разбавление различных штаммов дрожжей молодым пивом, а также холодное хранение (в конце 1-3 нед. при -1 °С) способствуют формированию «правильной» структуры пены. При окончательном созревании вносят также завитки для ускоренного расщепления 2-ацетолактата, что приводит к снижению выделения жирных кислот и свободного аминного азота с улучшением качества пены.

Слишком продолжительное «теплое» хранение пива с высоким содержанием дрожжей приводит к явному снижению пенообразующей способности из-за выделения дрожжами вышеуказанных веществ. Воздействие протеаз дрожжей продолжается и в бутилированном пиве, особенно при его хранении в теплых условиях. Инактивировать ферменты помогает кратковременная температурная обработка, по они все равно остаются в ниве вплоть до разрушения пены.

Высококачественное фильтрование (с использованием обеспложивающих фильтров) приводит (преимущественно в первый час) к заметному уменьшению пенообразующей способности. Добавление некоторых стабилизаторов, например, щелочного бентонита и ферментов, снижает высоту пены, на которой могут отрицательно сказываться колебания давления в процессе розлива. Пиво из несоложеного сырья со значительной долей кукурузы, риса или сахара характеризуется меньшим количеством баллов по Россу и Кларку, однако плотность пены не снижается.
Негативно сказываются на качестве пены нарушения в технологии, в частности, применение сжатого воздуха, содержащего смазочные масла, и обработка фильтра и установки розлива загрязненным маслами паром.

Нa качество пены влияют и способы реализации пива в розлив — снижение давления насыщения CO2 в трубопроводе, использование для розлива неподходящего оборудования, загрязнения в пивопроводе снижают качество пены, как и использование бокалов с жировым налетом при неудовлетворительной их мойке (необходимо использовать лишь рекомендуемые моющие средства).

Улучшение качества пены при помощи вспенивающих средств в ФРГ запрещено. Добавление солей железа (0,6 г/гл) во избежание потемнения пены осуществляют, как правило, вместе с восстанавливающими средствами. Препараты на основе высокомолекулярных белковых соединений и солей металлов (например, железа или никеля) бывают в виде альгинатов, дозируемых (5-10 г/гл) в качестве производных альгиновой кислоты (пропиленгликольальгинат, альгинат натрия). Улучшает качество пены и гуммиарабик, вносимый частично уже в солод, однако некоторые подобные средства нарушают гармоничность вкуса пива и снижают его стабильность. Кроме того, соли железа могут способствовать проявлению гашинг-эффекта.