Каким образом вкус и аромат пива меняется под воздействием кислорода

Каким образом вкус и аромат пива меняется под воздействием кислорода Кислород

Что такое окисление?

Окисление- это потеря электронов молекулой, атомом или ионом с увеличением степени окисления.

Редукция-присоединение атомом, молекулой или ионом электронов с уменьшением степени окисления.

  • Редокссокращение от названия химической реакции-реакции окисления
  • Как и все химические реакции, окисление ускоряется с повышением температуры

Предотвращение csa – основы

  • Если возможно, продуйте все приемные сосуды CO2.
  • Осторожно переливать так, чтобы не разбрызгивать
    • Starsan в верхней части сифона для уменьшения пузырей
    •  Наполнение сосуда под давлением CO2
  • При длительном хранении
    • Избегайте любого свободного пространства под пробкой
    • Избегайте ведер или других проницаемых материалов (силиконовые пробки)
  • Не добавляйте воду (кроме деаэрированной) после ферментации.
  • Дрожжи поглощают кислород, особенно когда они активны

Аэрация сусла

  •  Хочу добавить кислород, а не окисление!
  • Сусло должно быть ниже 27гр.C, желательно уже взбитое
  • Содержание O2 в охлажденном сусле до 8-14 частей на миллион поможет создать стерины для размножения дрожжей
    • Слишком много O2- токсично для дрожжей
  • Для пива высокой плотности можно насыщать кислородом несколько раз (до начала активного брожения)
  •  60 секунд с чистым O2
  • Невозможно перенасыщение кислородом стерильным воздухом (макс. 8 частей на миллион)
  •  После начала брожения защищать от проникновения воздуха / O2

Базовый рецепт

Метод: мини-партии, варка в мешке (BIAB)

Объем (после кипячения): 3,8 литра

Начальная плотность пива: 1,056

Конечная плотность пива: 1,014

Солод: 907г дробленого двухрядного солода

Хмель: 7,1 г Cascade [7% альфа-кислот] в вирпуле

Дрожжи: полпакета Safale US-05 American Ale Yeast

Для проведения каждого эксперимента необходимо следовать одним и тем же алгоритмам действий, изменяя только необходимую переменную.

Инструкция: поместите измельченный солод в нейлоновый мешок для зерна и отложите в сторону. Нагрейте 2,8 литра воды до температуры 72 °C. Снимите котел с огня, затем опустите в него мешок с солодом и перемещайте солод по кругу замешивающими движениями.

Нужно чтобы все крупинки зерна хорошо смочились водой. Измерьте температуру жидкости. Она должна быть на уровне 66 °C. Возможно, придётся немного нагреть жидкость или добавить холодной воды. Не забывайте вращать мешок, чтобы стабилизировать температуру в котле.

Как только целевая температура будет достигнута, накройте котел и утопите мешок. Оставьте на 60 минут. Спустя первые 30 минут проверьте температуру. Если она упала более чем на пару градусов, поставьте котел обратно на горелку, чтобы поднять температуру до нужного уровня.

В конце часа нагрейте дополнительно 1,9 л воды до температуры 77 °C. Медленно поднимите мешок с зерном над котлом. Осторожно пролейте горячую воду через зерно в котел, чтобы вымыть еще немного сахара. Добавьте в котел еще 0,9 л воды. Прокипятите сусло в течение часа, а затем уберите котел с огня.

Добавьте хмель для охмеления в вирпуле. Накройте крышкой и дайте настояться в течение 20 минут. Затем охладите сусло до 21 °C, перелейте его в тару, при необходимости добавьте воды. Внесите дрожжи и установите гидрозатвор.

Сбраживайте каждую мини-партию при температуре 20 °C. После броженияразлейте в бутылки с добавлением для карбонизации 12 г сахара.

Горячая аэрация

Во время варки причиной бед может стать горячая аэрация. При более высоких температурах кислород активнее вступает в реакцию с другими веществами, поэтому нужно ограничить доступ воздуха. То есть обращаться с затором и суслом как можно аккуратнее: воздерживаться от замешивания воздуха в слой зерна, следить за тем, чтобы рециркулирующее сусло плавно перетекало обратно в затор, избегать разбрызгивания во время переливания сусла из фильтр-чана и давать суслу полностью остыть прежде чем переливать его в бродильную емкость.

Стоит отметить, что авторы некоторых современных источников относятся к угрозам горячей аэрации скептически. В частности, команда Brülosophy провела ряд экспериментов, призванных дать понимание того, как горячая аэрация влияет на вкус в долгосрочной и краткосрочной перспективе.

Оценка результатов показала, что воздействие не было статистически значимым. Возможно, дело в том, что кипячение может уменьшить количество растворенного кислорода, что в дальнейшем избавит от его негативного воздействия. Лично я стараюсь быть осторожным и избегать горячей аэрации, но не исключаю, что это может быть лишь суеверием. Тем больше оснований для включения этого воздействия в наш эксперимент.

Горячее окисление

  • Солодовые липиды, жирные кислоты, фенолы и меланоидины окисляются даже во время соложения
    • Происходит еще быстрее при температуре затора / кипения
      • 4-5 частей на миллион в заторной воде, 1-3 частей на миллион из затора, 1-2 частей на миллион из окружающей среды.
    • Кипячение сусла удаляет кислород, а не окисление
  • Окисленные соединения могут действовать как окислители после ферментации
    • Окисление без молекулярного кислорода вызывает окисление пивных спиртов и образование летучих альдегидов
    • Связи между альдегидами и природными соединениями серы в результате метаболизма дрожжей со временем разорвутся, высвободив альдегиды
    •  Обычно через 3-4 недели после завершения брожения
  • Любые брызги горячего сусла (> 27гр.C) могут вызвать HSO
  • Полное исключение HSO может вызвать препятствовать коллоидному помутненеию

Горячее окисления (hsa)

Горячее окисление-миф, правильно?

Дегустация

Дайте пиву две-три недели на карбонизацию, а затем проведите дегустацию. Правильно приготовленная партия будет служить эталоном. Сравните её вкус с каждой партией, сваренной с нарушением технологического процесса, и с пивом, хранившимся в тепле. Начните с поиска визуальных отличий. Получилась ли какая-то партия более темной или более мутной? Какие заметны отличия между партиями?

Затем вдохните аромат и оцените эффект сухого охмеления в контрольной партии. Есть ли отличия от пива из окисленных партий? Теперь можно переходить к оценке вкуса. Обращайте внимание на ароматы. Не появился ли аромат хереса? Есть ли привкус картона или бумаги? Нет ли заплесневелого вкуса?

Это отличная возможность оценить воздействие горячей аэрации на практике. Заметны ли отличия от контрольной партии, или они почти неуловимы? Если различия действительно есть, сравните вкус партии, окисленной в ходе горячей аэрации, и партии, контактировавшей с кислородом после брожения.

Затем сравните образцы с нормальной карбонизацией с теми, что хранились в тепле. Заметны ли какие-то отличия? Есть ли ярко выраженные отклонения? Особенно интересно проследить изменения вкуса в бутылке из контрольной партии.

Другие записи этого автора:

Вайценбок (weizenbock). почему он заслуж …

Задавайте вопросы!

Обсудим?

Симпозиум

Измерение o2 в пивоваренной воде

При производстве купажированного пива с более низкой плотностью важно использовать подготовленную воду, которая была должным образом деаэрирована.

В процессе приготовления пива с высокой плотностью эта способность значительно снижает общее количество растворенного кислорода, которое будет обнаружено в пиве после смешивания.

Измерение кислорода o2 в пиве

После одного дня брожения уровень кислорода падает ниже значения 30 ppb. В результате дрожжи расщепляют ферментируемый сахар производящий алкоголь и другие побочные продукты. Некоторые из этих побочных продуктов чрезвычайно чувствительны к окислению, в их числе находятся полифенольный хмель и солодовые ароматизаторы.

Считается, что британский бочковой эль не требует такого измерения, поскольку он по-прежнему содержит дрожжи, и традиционно эль подавали, позволяя воздуху войти в бочку. На практике происходит значительное окисление, и это, наряду с последствиями микробного загрязнения, передающихся через воздух, приводит к очень короткому сроку годности.

В результате аккуратного обращения и точного измерения кислорода в пиве на пивоварне, содержание кислорода в упаковке будет менее 100 ppb. При этом срок годности пива будет значительно продлен, что положительно скажется на покупательском спросе вашей продукции.

Измерение растворенного кислорода o2 в сусле

При ферментации кислород необходим для надлежащего роста дрожжевых клеток. Во время варки практически весь кислород выводиться из сусла, поэтому после охлаждения до соответствующей температуры кислород необходимо добавлять с помощью инъекций или аэрации.

В традиционном процессе пивоварения сусло насыщается кислородом до необходимого уровня , примерно 8-12 ppm, хотя для некоторых современных видов дрожжей этот уровень может достигать 20 ppm.

Для измерения растворенного кислорода в сусле, включая горячее, компания АкваАналитикс рекомендует использовать контроллер Orbisphere 410 совместно с датчиком кислорода. Данная система работает в режиме inline, предоставляя достоверные результаты в режиме реального времени.

При добавлении кислорода или воздуха в сусло необходим точный контроль. Избыток кислорода приводит к нежелательному, быстрому и чрезмерно интенсивному брожению. Уровень кислорода в сусле должен быть оптимизирован на основе рекомендаций производителей дрожжей и плотности сусла.

И наоборот, недостаток кислорода на начальных стадиях приводит к плохому брожению и может привести к повышению уровня ацетил-коэнзима Ав дрожжевых клетках. Это, в свою очередь, может привести к увеличению количества сложных эфиров и другим нежелательным привкусам в пиве.

Какие приемы используют технологи?

Все пустые емкости содержат в себе воздух, а значит и кислород. При перекачке в пустую емкость затора, сусла или пива неизбежно приведет к контакту с воздухом. Что придумали технологи? Решение довольно простое и лаконичное: заполнять все емкости снизу.

Если с емкостями все просто, то, как же быть с трубопроводами? Протяженность их довольно большая и контактная зона внушительная. Зачастую они заполнены воздухом или водой, которая контактирует с промежуточными фазами (затором, суслом) или с готовым пивом. Что можно предпринять в этом случае?

Чтобы минимизировать контакт с кислородом трубопроводы и емкости заполняют углекислым газом. Данный газ не только инертен для пива, но и желателен. В самом пиве содержится углекислый газ и эта среда для него наиболее гармонична.

Что касается воды, то здесь приходят на помощь установки дегазации. Они работают по принципу обратного осмоса и удаляют из воды все растворенные газы. Такая вода носит название диаэрированной. Она повсеместно применяется в пивоваренном производстве. Контакт с такой водой не грозит промежуточным продуктам или пиву контакту с кислородом.

Зачастую на пивоваренных предприятиях используется углекислый газ, полученный при брожении. В этом вопросе очень важно не игнорировать сброс в атмосферу первых порций смешанного с воздухом углекислого газа из бродильного танка. Направление его на рекуперацию производится только по достижении концентрации CO2 не менее 99%.

Какие приемы применяются на стадиях производства?

Почему пивовары не любят кислород?
На стадии затирания и кипячения сусла температура среды достаточно высокая, поэтому кислорода в ней минимальное количество.

В процессе брожения дрожжи потребляют практически весь кислород, который был в сусле и оставался в бродильном танке при его заполнении. Если произвести измерение концентрации кислорода через несколько суток от начала брожения, то его значение будет равным нулю.

Еще одно серьезное испытание – это фильтрация пива. В основном для осветления пива применяется фильтр-пресс, где есть две секции: намывная и стерильная. Здесь важно вытеснить весь воздух до попадания пива. В первой секции производят «намывку» кизельгуровых фракций.

Наиболее ответственный участок – это розлив пива в бутылки . Здесь контакт с воздухом неизбежен. Бутылка после мойки идет по конвейеру к пивораливочной установке. Она наполнена воздухом, и если в нее налить пиво, то концентрация кислорода в продукте будет колоссальной. Такое пиво уже после нескольких месяцев хранения потеряет вкусовую стойкость.

Что можно предпринять для предотвращения этого эффекта? В пиворазливочном аппарате предусмотрено устройство, называемое клапаном предварительного вакуумирования. С помощью него из бутылки удаляется весь воздух.

Пиво наливается в такую бутылку и направляется к укупорочному аппарату. Здесь также затаился подвох. Как известно, бутылка наполняется пивом не по самое горлышко. Существует так называемое газовоздушное пространство. Верхняя часть остается свободной и туда легко проникает воздух.

Если такую бутылку с пивом закупорить, то в ней неизбежно начнутся процессы окисления. Кислород из воздушного пространства перейдет в растворимую форму и начнет взаимодействовать с компонентами пива. Но как можно этого избежать? Есть очень умное решение: впрыск горячей воды.

Бутылка наполняется пивом, и в нее сразу же впрыскивается тонкая струйка горячей воды. Происходит мгновенное вспенивание пива и эта обильная пена выталкивает весь воздух из свободного пространства бутылки. Затем бутылка должна быть незамедлительно и качественно укупориться пробкой.

При соблюдении всех этих режимов и приемов концентрация кислорода в пиве будет минимальной. Нормативным содержанием растворенного кислорода в пиве считается интервал от 0,00 до 0,05 мг/л. Содержание кислорода в газовоздушном пространстве бутылки также контролируется и нормируется Оно должно быть не более 0,15 мг/л.

Кислород и окисление

  • Окислители – обладают способностью окислять другие вещества (получают электрон)
    • Кислород – сильный окислитель, но не единственный
    • Кислород, катализируемый металлами (медью, железом), образует высокоактивные радикалы, которые быстро реагируют с компонентами пива.
    • Перекись водорода, отбеливатель (хлор) также окисляют
  • Восстановителями называются вещества, отдающие электроны. Во время реакции они окисляются. Поскольку окислитель присоединяет электроны, степень окисления его атомов может только уменьшаться. Наоборот, восстановитель теряет электроны и степень окисления его атомов должна повышаться.
    • Метабисульфит натрия / калия
    • Аскорбиновая кислота (витамин С)
    • Редуктоны – присутствуют в пиве.
  • Воздух содержит 21% кислорода
  • Восстановительный потенциал – способность уменьшать окисление

Кому нужен кислород в процессе пивоварения?

Единственный участник пивоваренного процесса, который рад кислороду – это дрожжи. Их специально насыщают кислородом перед началом брожения, и этот процесс называется оксигенацией. Кислород необходим дрожжевой клетке для роста и деления. Доказано что дрожжи не прошедшие оксигенацию размножаются хуже и брожение идет медленнее. Поэтому процесс оксигенации дрожжей считается обязательным. Также производится аэрация сусла перед началом брожения.

Окисление солода

  • Шелуха защищает солод от окисления
  • После измельчения окисляется намного быстрее
  • Влага ухудшает качество ядра и свежесть солода
  • Затхлый, несвежий, потеря богатого вкуса зерна
  • Хранить в сухом прохладном месте.
  • Используйте закрытые ведра или контейнеры для корма.

Окисление хмеля

  • Пеллеты служат дольше, чем шишки
  •  Масла и альфа-кислоты разлагаются вместе
    • Бета-кислоты становятся горькими при окислении
    • Альфа: соотношение бета покажет потенциал хранения
  • Хранить в холоде и вдали от кислорода
    •  Вакуумная упаковка и хранение в морозильной камере
  • Посмотрите / почувствуйте / понюхайте весь хмель перед использованием
  • Откажитесь от коричневого, «сырного» хмеля – имейте запасной

Окислительные ароматы в пиве

  • Солодовые фенолы – снижение вкуса / аромата, терпкость солода
  •  Полифенолы хмеля – уменьшение вкуса / аромата, резкость / терпкость
  •   Меланоидины – природные антиоксиданты
    •   Мед, вкус ириса (2,3-пентандион) – приторные нотки
    •   Шерри / бордо с высоким содержанием спирта, спиртуозностью (бензальдегид / миндаль)
    •   Необходим для окисления спиртов
  •   Темный солод – антиоксиданты, возможно появление соевого соуса, металлического привкуса
  •  Жирные кислоты (чрезмерное количество осадка) – мыльный / козий(козлиная нотка)
  •   Кислоты хмеля – валериановая (сырный, потный носок) и масляная (рвотный оттенок) кислоты
  •   Масло хмеля – травяное, древесное
  •   Потемнение цвета
  •   Ребрышки (ржаные ноты) – листья черной смородины (фруктовые) / кошачий вкус – перезрелые или испорченные фрукты или овощи
  •   Сидр / шерри – ацетальдегид (старые / гнилые яблоки) и уксусная кислота (уксус)

Отклонения

Помимо основной партии сварите партии со следующими отклонениями.

Окисление зерна: примерно в середине процесса затирания достаньте мешок, откройте его и немного перемешайте дробину, чтобы аэрировать её. Затем погрузите обратно в котел.

Переливание горячего сусла перед кипячением: сразу после затирания, прежде чем приступить к кипячению, резко перелейте сусло в другой котел.

Переливание горячего сусла после кипячения: прежде чем охлаждать сусло, резко перелейте его во второй котел.

Небрежно переливание готового напитка: после первичного брожения резко перелейте пиво в другую емкость.

Небрежный розлив: перед розливом резко перелейте пиво в другую емкость.

Хранение в тепле: из каждой партии, включая контрольную, отложите одну бутылку и храните при температуре 27 °C или выше.

После прекращения нагревания

Когда сусло остынет, и мы будем готовы внести дрожжи, кислород на некоторое время станет нашим другом. Он поможет дрожжам построить прочные клеточные стенки во время репродуктивной фазы брожения. Впрочем, это недолгая передышка. После завершения первичного брожения кислород дрожжам больше не нужен, и он снова становится нашим врагом.

Незначительное окисление всё же неизбежно. Даже если вы будете сливать пиво с осадка осторожно, не расплёскивая, его поверхность всё равно будет контактировать с воздухом. При розливе в бутылки проблема усугубляется за счет более сильного напора. Во время карбонизации дрожжи поглотят часть кислорода, скопившегося в свободном пространестве над пивом, но это все равно влияет на и так небольшой срок хранения большинства сортов домашнего пива.

Если воздействие горячей аэрации — спорный вопрос, то окисление при неаккуратном обращении с напитком после первичного брожения сомнений не вызывает. Возникновение посторонних запахов и вкусов в таком случае отнюдь не миф. Дополнительным толчком к окислению может послужить хранение в тепле, что обеспечит больше энергии для запуска окислительных процессов.

Признаки окисления

Окислившееся пиво легко распознать по вкусу и аромату. Отличительными признаками будут привкус картона или бумаги. Могут также появиться винные, землистые и затхлые нотки. Некоторые разновидности крепкого пива, такие как барливайн или имперский стаут, могут по счастливой случайности получить в результате окисления привкус хереса или изюма, но пивоварам все равно нужно быть начеку.

Помимо этих очевидных последствий, окисление способно сделать вкус пива тусклым, притупляя как горечь хмеля, так и богатство солодового вкуса. Иногда окисление способствует образованию маслянистого диацетила в результате расщепления ацетальдегида. Есть также некоторые менее критические визуальные последствия, такие как потемнение напитка. Очень часто пиво становится мутным, и внешний вид пива становится столь же неприятным, как и вкус.

Чаще всего это происходит из-за кислорода, попавшего на этапе варки, брожения или розлива, но причиной может стать и окисление сырья. Как правило, все дело в ингредиентах, утративших свежесть из-за неправильного хранения. Хмель может потерять горечь в результате распада альфа-кислот.

Давайте отложим в сторону несвежие ингредиенты и пристально рассмотрим сам процесс производства пива, чтобы понять, когда и как может попасть кислород.

Роль кислорода в пивоварении

Роль кислорода в пивоварении

I

Тш О’Рурк

Лондонский институт и Английская гильдия пивоваров

Биологические системы

в пивоварении

В процессе солодоращения (прорастание зерна, обычно ячменя) зерну необходимо находиться в богатой кислородом окружающей среде. Углекислый газ, образовавшийся при дыхании зерна, должен быть удален. Для этого через зерно продувают воздух на следующих стадиях процесса солодоращения: при хранении ячменя; во время замачивания; во время прорастания. Затем свежепроросший солод высушивают, живая часть зародыша погибает, и солод не нуждается более в кислороде.

Дрожжи также используют кислород. Хотя брожение является анаэробным процессом (происходит в отсутствие воздуха), дрожжевые клетки нуждаются в кислороде для роста.

Анаэробное дыхание:

Сахар — Спирт С02 Энергия (АТФ).

Дрожжи поглощают молекулярный кислород в начале брожения, и клетка использует его для образования стерола и ненасыщенных жирных кислот, которые являются важными компонентами дрожжевой мембраны. Если стеролы (например, эргостерол) и ненасыщенные жирные кислоты (например, олеиновая кислота) будут внесены непосредственно в сусло, то кислород дрожжам не потребуется.

С точки зрения высвобождающейся энергии аэробное дыхание более эффективно, чем анаэробное. Однако стремление использовать кислород дрожжами для аэробного дыхания подавляется процессом, механизм которого описан как эффект Крэбтри. В присутствии глюкозы (около 1 мас.%) дрожжи ЗассНаготусез используют ее для выработки спирта, а кислород — необходимых жирных компонентов.

При недостатке липидов происходит неправильное брожение, способствующее неадекватному воспроизводству дрожжевых клеток, которое, в свою очередь, приведет к медленному и затухающему брожению, появлению постороннего запаха (т.е. плохому удалению диацетила и ацетальдеги-да), медленному приросту биомассы дрожжей с недостаточной жизнеспособностью, плохому образованию эфиров.

Избыток кислорода приводит к быстрому сбраживанию; избыточному росту дрожжей и, следовательно, потерям пива; высокому эфирообразованию (в результате получается пиво с фруктовым запахом).

Аэрация сусла

Сусло обычно аэрируют между аппаратом для осветления сусла (гидроциклонным аппаратом), охладителем сусла и бродильным аппаратом (перед внесением дрожжей).

На большинстве пивоварен аэрируют сусло в холодном состоянии — после охладителя сусла.

Для увеличения растворимости кислорода в воде (или сусле) существует несколько систем, которые включают: аэрацию в средней секции двухсекционного охладителя сусла во избежание турбулентности потока в пластинчатом охладителе; использование нержавеющей стали и керамических свечей на линии охлаждения сусла для образования микропузырьков; использование статических мешалок на линии продвижения турбулентного потока; использование систем Вентури, кото-

рые увеличивают давление для улучшения проникновения газа в раствор.

Растворяется только часть введенного газа. Хорошая система аэрирования должна включать в себя измерительное устройство, расположенное довольно далеко от точки ввода воздуха, которое определяет растворенный кислород и сообщает результат контрольной системе.

Необходимое количество растворенного кислорода зависит от штамма дрожжей и начальной плотности сусла. Сусло для традиционного эля и лагерного пива, обычно имеющее относительную плотность не выше чем 1,045 (12 %), требует 6-8 мг/дм3 растворенного кислорода. При выработке высокоплотного пива начальная плотность сусла возрастает до 1,080 (20 %). В этих условиях дрожжам для развития требуется не менее 16 мг/дм3 растворенного кислорода. Из табл. 2 видно, что невозможно добиться такого показателя, используя кислород растворенного воздуха, для этого требуется впрыскивание чистого кислорода.

Реакции окисления

Реакции окисления и восстановления в природе происходят постоянно. Так как мы живем в богатой кислородом атмосфере, продукты постоянно медленно окисляются.

Молекулу, которая теряет электроны, называют окисленной. Если одна молекула теряет электрон, то другая должна его принять. Последняя молекула называется восстановленной.

В этом случае кислород принимает свободные электроны и, следовательно, выступает как окислитель. Но в этом процессе сам кислород будет восстановлен.

Таблица 7

Горячая аэрация Холодная аэрация

Преимущества

Стерильный воздух Лучшая растворимость кислорода

Лучше смешивание в охладителе сусла Меньше риск окисления сусла

— Меньшее поглощение кислорода на химическое окисление компонентов сусла

Меньше риск появления постороннего запаха

и нестабильности

Недостатки

Меньшая растворимость кислорода Воздух должен быть простерилизован перед аэрированием

Риск окисления сусла Требуется отдельная система смешивания кислорода

Часть кислорода будет израсходована

на окисление компонентов сусла

Риск появления посторонних запахов

(чеснока и старения), развивающихся в пиве

Таблица 2

Среда для растворения кислорода Концентрация кислорода, мг/дм3, при температуре, °С

0 | 5 | 10 | 15 | 20

Насыщенная вода 14,5 12,7 11,2 10,0 9,9

Насыщенное сусло (12%-ное) 11,6 10,4 9,3 8,3 7,4

ПИВО и НДПИТКИ

2•2003

24

Рис. 1. Предполагаемый механизм старения (Kaneda Н. и др. 1999)

Окисленный

Картонный

Сухофруктов Терпкий

Горечь

Метаболический «Кошачий»

Продолжительность хранения

Рис. 2. Изменения вкуса пива в результате окисления

Кислород обычно существует в трип-летном состоянии (3О2). В этой форме он не очень реакционноспособен и должен быть активирован энергией (света или тепла) или катализирован металлом (медь или железо). Тогда он образует активные радикалы, такие, как перекисный и гидро-перекисный.

Радикалы быстро реагируют с компонентами сусла и пива с образованием окисленных компонентов, некоторые из которых влияют на качество конечного продукта, например вкус старения обусловлен образованием карбонилов (например, транс-2-ноненала); ускоренное образование холодной и постоянной мути происходит из-за окисления полифенолов; терпкость и цветность пива увеличиваются из-за окисления полифенолов.

Предлагаемый механизм для этих изменений показан на рис. 1.

Окислительные изменения практически неизбежны, они значительно влияют на вкус и аромат пива. Единственно, что может сделать пивовар, — повлиять на скорость, с которой эти изменения происходят, так как, несмотря на длительность хранения, пиво должно обладать оптимальными органолептическими показателями (рис. 2).

Контроль над кислородом

и продуктами окисления

Пивоваренное сырье

Условия хранения и обработки пивоваренного сырья влияют на старение пива. Существуют литературные данные об образовании фермента липоксигеназы во время солодоращения, что предположительно ведет к увеличению содержания липидов в сусле.

Именно от качества сырья зависит наличие компонентов в пиве, приводящих к старению, (таких, как липиды), или веществ, защищающих сусло или пиво от окисления (например, меланоидины и по-

лифенолы, имеющие редуцирующую способность).

Варочный цех

Окисление затора и сусла — предмет подробного изучения, и большинство разработчиков варочного оборудования проектируют производительную и перекачивающую системы так, чтобы минимизировать поглощение кислорода путем затирания и перекачки затора снизу в днище аппарата; промывки и установки рециркуляционной системы в фильтрационном аппарате так, чтобы ввести сусло под слой жидкости; создания системы, которая не усиливает аэрацию во время кипячения.

Это способствует снижению концентрации кислорода. Однако далее много кислорода вносится с пивоваренной водой (при затирании и промывании), которая, хотя и деаэрирована, содержит около 30 мг кислорода на 1 кг солода в заторе.

Процессы окисления, происходящие в варочном цехе, значительно увеличивают содержание окисленных компонентов (ли-пидов и полифенолов), но пока неизвестно, насколько это влияет на процесс старения фасованного пива. Эти процессы окисления используют редуцирующий потенциал затора и сусла, при этом получается пиво с низкой редуцирующей способностью, которое теоретически склонно к быстрому окислению.

В литературе существуют противоречивые мнения, описывающие окисление сусла и затора с различным количеством кислорода. Исследования на пилотной установке с наблюдением за окислением затора путем сравнения обычного пивоварения (менее чем 40 мг кислорода на 1 кг дробленого солода) с сильно сниженным окислением (1 мг кислорода на 1 кг дробленого солода) не привело к производству пива с улучшенной стабильностью вкуса.

Однако отмечена следующая разница между образцами пива: более быстрое фильтрование затора получено с менее

окисленным затором и с меньшей степенью окисления белков, и в результате с меньшим количеством дисульфидных связей между полипептидами. Окисленные белки полимеризуются с образованием ди-сульфидных мостиков (рис. 3); меньшее пенообразование при использовании менее окисленного затора; при менее окисленном заторе получается пиво с более высоким редуцирующим потенциалом; более высокий уровень окисления приводит к увеличению цветности сусла и готового пива; пиво, полученное из затора с более высоким уровнем окисления, содержит меньше полифенолов (на незначительном уровне).

Брожение

Воздух или кислород вводят в сусло непосредственно перед брожением для стимуляции роста дрожжей. Живые активные дрожжи хорошо адсорбируют кислород, и он быстро ассимилируется еще до того, как начнет проходить химическое окисление. В конце брожения молодое пиво целиком анаэробно и свободно от кислорода.

Производство пива

После брожения пиво способно к окислению. Пока активные дрожжи еще находятся во взвешенном состоянии, можно ввести много кислорода. При отсутствии активных дрожжей будет происходить окисление, приводя к описанным выше реакциям старения. Поэтому следует принимать следующие меры во избежание проникновения кислорода: противодавление должно создаваться инертным газом (СО2 или азотом); для прокачивания через пи-вопроводы должна быть использована деаэрированная вода; все разбавления должны быть проведены деаэрированной водой; промывать все изгибы и оборудование следует деаэрированной водой; должно быть уделено внимание предотвращению подтекания в насосах, местах соеди-

2•2003

|ПИ

НАПИТКИ

25

Л

г ; Образование

, / дисульфидных

ч ‘ ( мостиков

>

Рис. 3. Окисление белков

при формировании дисульфидных связей

Серебряный анод

4Ag 4CL-

4AgCL 4e-

X

Электролит (50%-ный, насыщенный KCL)

Полипропиленовая мембрана

Платиновый катод 4H 4e- O ^ 4H O

Рис. 5. Платиновый электрод

нения и т.п., где может просочиться воздух; трубы должны быть спроектированы абсолютно моющимися; производство пива в больших танках позволяет снизить уровень окисления; когда аппараты и дозаторы свободны, насосы должны отключаться автоматически; при работе с сепараторами должен быть использован инертный газ; необходимо эффективно удалять кислород из деаэрированной воды.

Плохая конструкция труб

может привести

к проникновению кислорода (рис. 4)

Путем аккуратных операций и хорошего проектирования производства проникновение кислорода может быть предотвращено. Пиво должно быть направлено на розлив с содержанием растворенного кислорода менее 50 мкг/дм3.

Розлив (в мелкую тару)

Попадание кислорода в пиво во время розлива его в бутылки и банки неизбежно. При проектировании линий розлива предусматривались следующие мероприятия для минимизации проникновения кислорода в пиво: наполнение счетчика давления наполнителя аппарата инертным газом; промывание или двойная предэвакуация бутылок инертным газом; промывание газом для уменьшения количества воздуха в воздушном пространстве; обведение линий розлива (укупорки) каналами с инертным газом; удаление кислорода от пробок для защиты от окисления.

Применение современных технологий позволяет выпускать пиво с содержанием кислорода менее 100 мкг/дм3. Пивовары должны стремиться к выпуску продукции с содержанием кислорода менее 500 мкг/дм3.

Поддержание концентрации кислорода в конечном продукте на низком уровне позволяет значительно задержать начало старения пива.

Антиоксидаты

Существуют другие способы по увеличению антиоксидантной способности пива.

Как отмечено ранее, сырье влияет на способность пива к старению. Использование темного солода и высокая задача хмеля позволяют лучше сохранить качество пива.

Неосветленное нестерилизованное пиво содержит дрожжевые клетки, которые способны поглотить остаточный кислород, приобретенный во время розлива.

Диоксид серы, образующийся во время брожения, является антиоксидантом. Уровень Б02 натурального происхождения может быть увеличен во время брожения путем снижения скорости прироста дрожжевых клеток при помощи более низкой температуры брожения; уменьшения аэрирования сусла; снижения засева дрожжей; начальной плотности сусла; увеличения добавок сульфата в затор; выработки прозрачного сусла.

Антиоксиданты, такие, как диоксид серы и аскорбиновая кислота (или аскор-бат натрия), добавляют в пиво обычно до розлива. Установлено, что наиболее эффективно одновременное добавление двух антиоксидантов.

Удаление ионов металлов, в частности железа и меди, снизит темпы окисления. Это может быть проконтролировано путем анализа сиропов и кизельгура.

Пиво в торговой сети

Многие сорта пива уже на выходе с предприятия проявляют признаки старения. Во время хранения этого продукта постепенно ухудшается вкус.

Большинство светлых сортов пива (лагерного и светлых элей) проявляет признаки старения через три месяца после розлива, несмотря на то, что их срок хранения 1 год или более. Стабильность вкуса темных сортов выше.

Совершенствование технологического процесса позволяет существенно улучшить стабильность вкуса пива, но для сохранения его качества необходимо соблюдать правильные условия транспортирования после розлива и дальнейшего хранения.

Из этого вытекают следующие вопросы:

должно ли пиво иметь срок годности 12 месяцев? Ведь супермаркеты могут продать скоропортящийся продукт в течение нескольких дней;

надпись «использовать до…» дает ограниченную информацию о продукте. Только главный пивовар, устанавливая срок годности, предоставляет возможность покупателям судить о свежести пива;

хранение пива при низких температурах в торговой цепочке уменьшает степень его окисления;

если хранение в холоде не может быть обеспечено, естественно, необходимо избегать содержание пива в теплых местах. Пиво, хранящееся при 30 °С, портится в 25 раз быстрее, чем при 0 °С.

Однако не все покупатели не любят окисленный старый вкус пива. Многие потребители из Северной Америки ассоциируют этот вкус с импортными брэндами из Европы и других регионов, и потребление свежего пива производит на них меньшее впечатление.

Измерение

Чтобы можно было проконтролировать что-либо, надо это измерить. Институт пивоварения (1оВ) рекомендует следующие методы измерения концентрации кислорода.

• Метод извлечения воздуха с использованием каустической соды для адсорбции СО2 и определением количества воздуха в газовом пространстве. Этот метод не может быть применен при использовании азота для поддавливания или карбонизации смешанным газом.

• Карминный метод, где индигокармин реагирует с кислородом. В результате получается синее окрашивание (А615).

• Определение с помощью платинового электрода, который может измерить количество кислорода в растворе. Возможно как лабораторное использование этого метода, являющегося стандартным, так и в потоке (рис. 5).

Однако «важен не кислород, количество которого мы можем определить…, а важно изучить его влияние». Поэтому на предприятиях необходимо проводить дегустации и анализировать собственную продукцию в течение всего срока годности, чтобы оценить, как будет сохраняться пиво.

ЛИТЕРАТУРА

1. Annemuller G. и др. Brauwelt International, 2001, april.

2. O’Rurke T. Australia and NZ Institute of Brewing Convention, 1992, march.

3. Bamfort C. Brewers Guardian, 2000, april.

4. Kaneda H. и др. MBAA Техническое совещание, 1999, № 1.

ПИВО » НАПИТКИ

2•2003

26

Следующий шаг

Есть ряд других переменных, с которыми можно поиграть, но интереснее будет повторить эксперимент с более сложным базовым рецептом. Более насыщенный солод, особенно меланоидиновый, способен придать напитку нотки хереса. Более высокая степень охмеления даст возможность лучше оценить воздействие кислорода на хмелевой профиль.

Также интересно сварить пару партий с несвежими ингредиентами: одну с сухим солодовым экстрактом, контактировавшим с воздухом в течение недели, а другую с хмелем, который лежал в открытой пачке при комнатной температуре.

Помните: основная цель — выделить признаки окисления и понять, как оно может навредить пиву.

Транс-2-нонаналь (бумажный оттенок)

  • На вкус как картон / мокрая бумага
  •    Альдегид / карбонил
  •   В основном вызвано окислением липидов и окисленных свободных жирных кислот
    •   линолевая и линоленовая кислоты из пивоваренного ячменя
  •   Порог вкуса около 0,1 частей на миллиард.
  •   Сульфиты взаимодействуют с транс-2-нонаналем, что приводит к потере бумажного характера
  •   Возможно возникновение при соложении / HSA

Холодная аэрация (csa)

  • Весь контакт воздуха / кислорода после ферментации окисляется
    • При более низких температурах окисляется медленнее
  • TDO – общий растворенный кислород (растворенный в жидкости)
    • Может быть измерено с помощью измерителя TDO
    • Из переливов / упаковки, разбрызгивания
  • TPO – общий кислород в упаковке (TDO свободное пространство)
  • 20-30 лет назад, 1000 частей на миллиард TPO (1ppm) приемлемо
  • Профи стремятся к показателю <100 частей на миллиард TPO (0,1 ppm)

Чем это объяснить?

Как известно, кислород – один из самых сильных окислителей в природе. Из-за его воздействия ржавеет металл, стареют люди и портятся многие продукты питания. Пиво также подвержено негативному влиянию кислорода.

В пиве в относительно небольшом количестве содержатся жирные кислоты. Они при взаимодействии с кислородом образуют так называемые карбонилы старения. Эти соединения превращают ароматный напиток в жидкость с сомнительным затхлым запахом. К тому же окислительные процессы негативно сказываются на цвете пива.

Из янтарного он превращается в темный, пропадает блеск. Проще говоря, пиво теряет свой товарный вид. Это крайне нежелательно для пивовара. Поэтому они скрупулезно составляют технологические схемы и оптимизируют процессы таким образом, чтобы исключить или минимизировать контакт с воздухом.

Эксперимент

В нашем эксперименте мы проверим влияние воздействия кислорода на нагретое зерно, сусло, а также на пиво после первичного брожения. Мы также рассмотрим, как влияет на вкус температура хранения. Поскольку в ходе эксперимента может измениться и цвет, в основе рецепта нашего пейл-эля будет лежать только зерно. Я рекомендую обращаться с контрольной партией предельно аккуратно.

Итого

  • Используйте свежие ингредиенты
  • Темный солод, меланоидины и хмель поглощают кислород
  • Свести к минимуму аэрацию горячей стороны
  • Практикуйте контакт без кислорода на холодной стороне
    • Полностью промойте все приемные сосуды
    • Стойка с использованием давления CO2 в продуваемом сосуде
    • Шапка пены на пиве
  • Держите готовое пиво как можно холоднее и пейте свежим!
  • Насколько приемлемо окисление для ВАС?
Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий