Трехотварочный способ затирания
Процессы затирания, которых известно довольно много, были разработаны на основе практических данных. Только позднее стали приниматься во внимание соображения теоретического характера, а именно при желании получить из солода как можно больше экстракта в виде первого сусла и охмеленного сусла, состав которых наиболее соответствовал бы изготавливаемому типу пива. По этим же причинам выбранный способ затирания изменяется в деталях в зависимости от типа и качества солода, состава производственной воды, производственного оборудования и т. п. При переработке одинакового сырья и воды с помощью различных способов затирания можно получить пиво различного качества. Поэтому нельзя проводить затирание по шаблону, однако, с другой стороны, нет необходимости изменять без видимых причин оправдавший себя способ затирания.
Декокционные способы
На начальной стадии ремесленного производства пива экстракт получали только путем настаивания при различной температуре. Точно неизвестно, когда в ЧССР начали кипятить отдельные части затора. В первом чешском пивоваренном документе, каким является трактат «О пивоварении» (из хозяйственных книг Крыштофа Фишера 1679 г., переведенных с латинского языка Яном Барнером), изданный в 1706 г., есть только упоминание о кипячении трех или четырех частей затора, однако это еще не был отварочный процесс, а только вынужденный шаг, связанный с недостаточным объемом тогдашних котлов. Точное описание трехотварочного способа опубликовал Поупье только в 1794 г. Он первым привел также температуры отдельных отварок, а именно величины 37, 55, 58 и 63° R, которые немного отличаются от температур, позднее научно обоснованных. Поупье был решительным сторонником кипячения заторов, которое он обосновывал повышением выхода экстракта, улучшением качества и другими преимуществами. Вполне вероятно, что в это время на некоторых пивоваренных заводах еще применяли инфузионный способ.
Трехотварочный способ затирания.
Этот классический способ сохранился до наших дней и является основой разработанных позднее способов затирания. Он дает надежные результаты и при переработке некачественного солода, поскольку при постепенном повышении температур проявляется действие всех важнейших ферментов, а кипячение густых частей заторов облегчает и переработку недостаточно растворенного солода. Однако этот способ требует много времени, что повышает расходы.
При трехотварочном способе дробленый солод затирается холодной водой и заторная масса запаривается горячей водой до 37-38С. Этот процесс в основном применяется только при производстве темных сортов пива. Для светлого пива затирание проводят прямо в теплую воду так, чтобы температура заторной массы составила 37-38°С. Тем самым затирание сокращается за счет времени, необходимого для запаривания, и весь процесс продолжается 20-25 мин. Сразу же после окончания смешивания около 1/3 затора спускают в заторный котел. Необходимо, чтобы эта первая часть затора была наиболее густой консистенции. Остальная часть затора остается в заторном чане, если он имеет хорошую теплоизоляцию при 35-37°С на все время переработки первой отварки, т. е. на 1,5-2 ч. При этой относительно низкой температуре не происходит существенных ферментативных процессов, однако кислотность медленно возрастает, отчасти в результате деятельности кислотообразующих микроорганизмов. При опытах с разной производственной водой был обнаружен рост кислотности в пределах, соответствующих снижению рН на 0,1-0,3.
Первая отварка между тем нагревается в котле приблизительно на 1С за 1 мин. Между 50-55°С раньше вводили выдержку расщепления белков, так называемую пептонизирующую выдержку, продолжающуюся около 10 мин. Однако в ней нет необходимости, поскольку оставшаяся в заторном чане после перекачки второй отварки часть затора находится при указанной температуре довольно долго. При затирании плохо растворенного солода при достижении температуры 68-72°С или еще выше вводят следующую выдержку, при которой ожидают пока затор полностью не осахарится. При переработке хорошо растворенного солода и эту выдержку можно исключить, однако, несмотря на это осахаривание контролируют реакцией на йод. После достижения 75°С отварку быстро доводят до кипения. При переработке темного солода первую отварку кипятят, как правило, 30 мин, а в отдельных случаях и дольше, у светлого солода 20-30 мин. Дальнейшее кипячение при производстве темных сортов пива облегчает доосахаривание заторов и одновременно способствует более полному вкусу пива. При производстве светлых сортов пива, наоборот, интенсивность окрашивания должна быть ниже, а менее продолжительное кипячение заторов способствует также улучшению вкусовых качеств пива. При кипячении затора в результате коагуляции выделяется часть белков, уничтожаются все присутствующие ферменты и микроорганизмы, и несколько повышается кислотность затора.
После кипячения первой отварки оставшаяся в чане часть хорошо перемешивается и к ней перекачивают прокипяченную часть затора. Перекачивание нельзя вести быстро, чтобы затор частично не запарился, а тем самым не были разрушены имеющиеся в нем ферменты. Перекачка длится обычно 10-15 мин. После основательного перемешивания температура затора в чане повышается до 50-54Х. Если он перемещан так, что вся часть прокипяченного затора пришла в соприкосновение с жидким остатком, содержащем ферменты, в заторный котел из чана снова перекачивают 1/3 затора, самую густую (вторая отварка). Оставшиеся 2/3 затора оставляют в чане при 50-52°С на 1 или 1,5 ч; важно, чтобы температура не снижалась ниже указанного предела. При этой температуре прежде всего действуют протеазы, однако начинается и расщепление крахмала. Температуры около 50°С благоприятны также для фосфатаз, из которых действует главным образом фитаза; при продолжительной выдержке кислотность затора возрастает и образуются буферные растворы, присутствие которых положительно влияет на течение дальнейших технологических процессов.
Вторую отварку нагревают в котле приблизительно при тех же условиях, что и первую. Однако разжижение и осахаривание крахмального клейстера происходит быстрее, поскольку вторая отварка содержит прокипяченные части первой отварки, а также следующую непрокипяченную часть затора с активными ферментами. Подогрев идет сначала медленно до 75°С, а потом температуру быстро доводят до кипения. Осахаривание контролируют реакцией на йод и, если процесс проводить правильно, нет необходимости дожидаться полного осахаривания.
При производстве темных сортов пива вторую отварку кипятят 30 мин, для светлых сортов — 15-20 мин. Еще до окончания кипячения второй отварки в заторном чане включают мешалку и только в хорошо перемешанную массу медленно перекачивают прокипяченную вторую отварку. Температура должна подняться до 64-66С. Когда температура всего затора в чане выравняется, мешалку останавливают и в заторный котел из чана перекачивают необходимое количество жидкой третьей отварки.
Объем первой и второй отварки достаточно определять приблизительно; обычно выпускают около 1/3 общего объема. При этом не является недостатком, если при перекачивании прокипяченной отварки в чане достигается необходимая температура, а в котле еще есть небольшой остаток. У котлов с прямым обогревом даже необходимо, чтобы дно осталось закрытым. А вот третью отварку нужно перекачивать в чан из заторного котла без остатка, и поэтому необходимо определять ее объем более точно.
В заторном чане после выпуска третьей отварки в заторный котел на 1-1,5 ч остается часть затора при оптимальной температуре для осахаривающей р-амилазы (60-65°С). Твердые части солода при кипячении в обоих предшествующих отварках стали доступными для действия ферментов, и поэтому при переработке плохо растворенного солода образуется избыток мальтозы. Это проявляется внешне в потемнении поверхности заторной массы.
Жидкая третья отварка может нагреваться в котле быстрее, так как содержит только небольшое количество неосахаренного крахмала и кипятится обычно 10-15 мин. При кипячении происходит разрушение ферментов и приостанавливается их дальнейшее действие. После перекачки третьей отварки из заторного котла в чане должна быть достигнута температура 75-78°С. Более высокие температуры непригодны, поскольку инактивируются оставшиеся ферменты и тем самым не обеспечивается доосахаривание остатков крахмального клейстера, которые освобождаются из солодовых оболочек. В чане заторная масса основательно перемешивается, чтобы по всему объему выравнялась температура, и перекачивается в фильтрационный чан или фильтр-пресс. Тем самым заканчивается осахаривание, которое у трехотварочного способа продолжается 5,5 и 6,5 ч.
Трехотварочный способ имеет некоторые технологически важные преимущества. Основательное перемешивание и кипячение заторов ускоряет процессы растворения. Продолжительные выдержки, при которых заторная масса и отварки остаются в заторном чане, благоприятны для химических и ферментативных реакций. Изменяя соответствующим образом время и температуру при этих выдержках, а также время кипячения, можно регулировать действие ферментов и тем самым изменять состав охмеленного сусла главным образом до достижимой степени сбраживания (отношение Сахаров к несахарам) и степени расщепления белков. При затирании дробленого солода холодной водой и удлинением в связи с этим процесса затирания в раствор переходит больше веществ из оболочки (каучукообразных и дубильных), которые влияют на вкус и пенистость пива.
При трехотварочном способе можно перерабатывать дробленый солод грубого помола, а также плохо растворенный солод без снижения выхода экстракта. Грубый помол облегчает фильтрацию сусла и дает лучшие результаты при выщелачивании дробины. Отмечается, что после перекачки прокипяченной первой отварки снижается активность ферментов на 77% но сравнению с заторной массой, второй отварки — на 56% и после третьей — на 26%- Однако этот факт не является решающим, поскольку ферменты действуют также в период выдержек в затором чане и прокипяченная третья отварка может осахариться и при пониженном действии ферментов. Большим недостатком трехотварочного способа является трудоемкость, продолжительность и повышенное потребление энергии. Для современных солодов высокого стандартного качества, получаемых из тонких селекционных ячменей, не требуется трехотварочный способ затирания.