Брожение и сбраживаемость пива
История брожения пива
Пиво начали делать люди с доисторических времен во всем мире, не понимая науки процессов брожения, которые происходили. Скорее всего первое брожение было спонтанным с дикими дрожжами. Дикие дрожжи живут везде. Медовуха была, скорей всего, первой сбраживаемой жидкостью, а брожение могло произойти, из-за дождевой воды, которая заполняла улей с медом в дереве. Присутствующие дикие дрожжи начинали брожение жидкости, образуя спирт. После того, как божественный опьяняющий эффект алкоголя был обнаружен человеком, алкоголь стал являться важной частью нашей жизни.
Пиво стало для древнего человека надежным способом утоления жажды, так как запасы воды в основном были загрязнены. Пиво употребяли, кроме мужчин, женщины и дети.
Существует предположение, что Египетская цивилизация образовалась от необходимости выращивать зерновых культур для пива. Кочевые охотники-собиратели заселялись, чтобы помочь с посевом, сбором и хранением ячменя.
Вот почему так важно проводить санитарию с умом, когда делаете пиво, вино или медовуху. Дрожжевые клетки должны иметь возможность размножаться и доминировать при брожение, чтобы другие нежелательные микроорганизмы не могли иметь шанс закрепиться и испортить ваше пиво. Чем быстрее начнется активное брожение, тем меньше шансов у вредителей. Именно поэтому мы делаем дрожжевые стартеры, чтобы дать дрожжам возможность расти быстрей, чем любой другой организм и тем самым вытеснять их из пива. Они все еще там, но в таком минимальном количестве, что не влияет на ароматику, вкус и внешний вид вашего пива.
Объяснение процесса брожения
Сначала процесс брожения кажется довольно простым. Дрожжи добавляются в ваше охлажденное сусло, и они начинают потреблять кислород, питательные вещества и размножаться. Они будут продолжать размножаться до тех пор, пока весь кислород не израсходуется. Затем они атакуют сахар в пиве, так как это их последняя еда. Брожение может быть настолько энергичным, что пенная шапка будет возвышаться на 30 см или более над верхней частью пива с активным выделением СO2.
Алкоголь, CO2 и другие побочные продукты, такие как сивушные спирты (или сивушные масла) производятся с брожением дрожжей. Сивушные масла представляют собой смесь органических кислот, высших спиртов (пропиловый, бутиловый, амиловый), альдегидов, сложных эфиров, являющиеся между собой сородичами. Именно эти сородичи предположительно вызывают похмелье.
Этот процесс продолжается, пока все простые сахара не перебродят в пиве. Дрожжи начнут успокаиваться. Некоторые падают в спячку на дно емкости, в то время как другие продолжают питаться более сложными сахарами и другими побочными продуктами в пиве. В какой-то момент, дрожжи съедят все, что есть. Дрожжи не делают больше ничего, и теперь скапливаются в нижней части бродильной емкости и ждут больше пищи.
Процесс брожения, как правило, занимает около недели для большинства сортов пива. При более высоких температурах, образуется больше побочных продуктов (от фруктовых эфиров до сивушных спиртов) придающие пиву фруктовый и фенольный вкус и аромат. При более низких температурах дрожжи действуют гораздо медленнее и побочных продуктов образуется по-минимуму. Это одно из основных различий между лагером (холодное брожение) и элем (теплое брожение).
Лагер против Эля
Лагер намного чище, чем эль с более ощутимыми ароматами солода и хмеля. Эль же обладает гораздо более сложным фруктовым и пряным характером в аромате и вкусе. Хотя существует некоторая линейная зависимость от температуры. Эль сброженный при холодных температурах будет иметь меньше «Элевый характер» и более «Лагерный характер». И наоборот, лагер сброженный при теплых температурах, такой как Калифорниа комэн бир, покажет больше «Элевого характера» с более фруктовым / пряным производством эфиров.
Требовательность дрожжей
Другое дело, что им нужен кислород. Они используют кислород для формирования клеточных стенок, когда они размножаются. Эти клеточные стенки состоят из стеринов и ненасыщенных жирных кислот. Если кислорода не хватает в пиве дрожжи перестают вырабатывать стерины. А их отсутствие означает, что дрожжи не смогут синтезировать свои клеточные стенки, таким образом они должны прекратить размножаться.
Недостаток кислорода (и стеринов для роста клеток) ограничивает рост дрожжевых клеток в пиве. Недостаток кислорода будет производить пиво с низкой аттенюацией (не полностью сброженные, оставив пресные сахара). Вот почему так важен кислород в вашем сусле. Особенно в более высокоплотном пиве.
Кислород улетучивается, когда сусло кипятится. Маленькие исхищрения при переливе сусла в бродильную емкость позволяет вам лучше насытить его кислородом. Вы сможете аэрировать сусло переливая его «туда-обратно» из котла в бродильную емкость. Лучший способ заключается в использовании аквариумного насоса с воздушным камнем. Так как вы добавляете атмосферный » воздух» в сусло, уровень кислорода сложно получить меньше определенного уровня, обычно, это около 8 мг/л (ppm). Это минимальное количество кислорода, необходимое для хорошего брожения.
Лучшим способом аэрации сусла является использование чистого кислорода и камня-рассекателя (на самом деле это не камень, он из нержавеющей стали). Вы сможете приобрести редуктор и шланг с фильтром в большинстве магазинах домашнего пивоварения. Небольшие кислородные баллоны можно приобрести в сварочных магазинах.
Необходимое к оличество чистого кислорода будет варьироваться в зависимости от плотности вашего сусла. Я, обычно, добавляю кислород около 45-60 секунд для сусла плотностью ниже 1.070 и около 1,5 минут (90 секунд) для более плотного пива (барливайны). Перенасыщение пива кислородом может вызывать изменение вкуса от чрезмерного образования сложных эфиров. Это результат «окислительного стресса» дрожжей. Нет точного согласия в том, как много чистого кислорода необходимо добавлять, так как еще недостаточно исследований проведено в этой области.
Когда в вашем распоряжении появятся инструменты для домашнего пивоварения : такие как надлежащий засев дрожжей, хорошая аэрация сусла, правильный выбор дрожжей и хороший контроль температуры брожения, ваше пиво сделает квантовый скачок в качестве. Делайте все это правильно, и вы сможете контролировать аттенюацию (степень сбраживания) вашего пива. Последовательное использование даст стабильные результаты. Какой толк в том, что вы сделали действительно отличное пиво, но только один раз? Если вы не сможете повторить его, то это был просто несчастный случай. Возьмите подробные записи, того что происходило в течение всего процесса пивоварения от выбора воды до карбонизации пива, и вы сможете повторить свое лучшее пиво.
Температура брожения пивного сусла
Температура брожения сусла зависит от типа дрожжей, который вы используете. Дрожжи верхового брожения создают яркий профиль всевозможных элей и бродят при 18 о С или в диапазоне 10-24 о С.
Лагеры (пилзнер, хелль, дункель, портер, бок и другие) сбраживают штаммами низового брожения, в среднем, при 10 о С. Разные лагерные штаммы бродят в диапазоне 0-15 о С.
Что если температура брожения сусла пива будет слишком низкой?
При снижении температуры ниже нормы брожение останавливается совсем или протекает медленно. Так, сроки брожения увеличиваются с 4-7 дней до 2-3 недель, потому что дрожжи на холоде менее активны и “засыпают”.
Что если температура будет слишком высокой?
Дрожжи могут отбродить за 1-3 дня, если температура на 5-10 о С выше нормы, но с неприятными последствиями:
Температура брожения должна быть постоянной, а норма зависит от рецепта домашнего пива и выбранного штамма. Например, некоторые бельгийские эли с фруктово-цветочным букетом рекомендуют сбраживать при температуре 23-25 о С.
Если в обычной городской квартире нет возможности и оборудования для регулирования температуры, можно выбрать штамм дрожжей, который бродит в тепле и дает нейтральный профиль, например, Nottingham Ale или Safale US-05.
Отдельная тема — температура вторичного брожения или дображивания, созревания. После завершения бурной и тихой стадий основного брожения, молодое пиво постепенно охлаждают до 0-2 о С и выдерживают так в течение 2-4 недель. За это время дрожжи переработают диацетил, остатки сахаров, вкус станет более гладким, насыщенным.
Вы уже выбрали себе подарок на день рождения, новый год, 23 февраля или день пивовара? Предлагаем отечественную, надежную и недорогую пивоварню Люкссталь 8m. С ней проще варить легкий вайсбиры и плотный портер, затирать и сбраживать. И вам не придется отскребать дробину со дна.
Кстати, вот здесь можно изучить реальные отзывы на домашние пивоварни. Они помогут сделать правильный выбор и никогда не жалеть о нем.
Брожение
Брожение или ферментация — один из основных процессов в приготовления пива. При брожении, сахарá находящиеся в пивном сусле сбраживаются дрожжами в спирт и углекислый газ
Дрожжи являются живыми организмами, поэтому обращаться с ними надо деликатно, не подвергая их стрессам, возникающим при резких перепадах температуры, резкой смены плотности среды, увеличении содержания спирта, или давления. При неблагоприятных факторах дрожжи могут замедлить, остановить «работу» или вообще погибнуть.
Дрожжи можно разбродить заранее, для того чтобы они быстрее начали работать, и соответственно уменьшился риск заражение сусла.
За 20-30 минут до внесения дрожжей в сусло, возьмите чистую продезинфицированную банку, налейте чистой воды (не используйте дистиллированную воду или воду из под обратного осмоса) превышающей в 10 раз вес дрожжей, с температурой 30-35°С, рассыпьте дрожжи по поверхности воды, аккуратно перемешайте, не взбалтывая, накройте салфеткой, оставьте на 15 минут, затем еще раз перемешайте и дайте постоять 5 минут.
Дозировка дрожжей обычно указана на упаковке производителя и может варьироваться от 5 до 15 г на 23 литра пива.
После того как сусло готово к внесению в него дрожжей, проконтролируйте чтобы разница температур не была большой, лучше всего добавлять сусло к дрожжам небольшими порциями, для того чтобы дрожжи не получили температурный стресс. Затем вылейте дрожжевую суспензию в сусло и аккуратно, не сильно, перемешайте.
Для размножения жидких дрожжей можно воспользоваться магнитной мешалкой или аэратором, с соответствующими мероприятиями по дезинфекции. Некоторые производители сухих активных дрожжей рекомендуют рассыпать дрожжи по поверхности сусла, не перемешивая.
Температура сусла при внесении дрожжей верхового брожения должна находиться в пределах 23–27°С
При использовании дрожжей низового брожения температура сусла при внесении дрожжей должна находиться в районе 17–23°С, температура брожения 9–15°С, норма внесения примерно 20–50 г на 23 литра пива
Закройте плотно емкость, установите гидрозатвор, налив в него до половины, кипяченой воды с добавлением дезинфицирующего средства. Поставьте емкость на возвышение, для того чтобы удобнее было впоследствии разливать по бутылкам.
Желательно, чтобы во время брожения, температура окружающего воздуха сильно не менялась. Не надо тревожить, перемешивать, болтать пиво во время брожения.
Время начала брожения может быть разным от 2 до 24 часов, это во многом зависит от температуры сусла и от состояния дрожжей. Оптимальная температура брожения 20°С, при температуре 16–18°С брожение протекает медленно и может достигать 2–3 недель, при температуре 24–26°С брожение протекает слишком бурно в течении примерно 3–5 дней. При бурном брожении в пиве появляются нежелательные ароматы, оно становится мутным, дрожжи долго находятся во взвешенном состоянии, пиво долго осветляется.
Дрожжи начинают потреблять сахар, выделяя при этом алкоголь и углекислый газ, гидрозатвор начинает булькать громко и интенсивно, и по мере сбраживания выделение пузырьков понемногу затихает. Дрожжи размножаются и образуют на поверхности пену, которую вы можете снять через 24–36 часов после начала брожения. В пене вместе с дрожжами находятся смолы и масла, а также побочные продукты брожения, которые могут оставить нежелательный привкус. При снятии пены необходимо принять все предосторожности, чтобы пиво не заразилось.
Если емкость герметичная вы заметите окончание брожения по редкому выделению углекислого газа через гидрозатвор. Можно воспользоваться ареометром-сахарометром, с его помощью можно следить за ходом брожения и определить его окончание. Если показания ареометра не меняются в течение 2 дней, основное брожение окончено.
По окончании брожения на поверхности не должно быть пены, пиво не должно сластить, дрожжи должны осесть на дно, а пиво осветлиться. Если мутное пиво разлить по бутылкам, образуется большой дрожжевой осадок, который придаст пиву нежелательный дрожжевой (квасной, бражный) привкус, а при открывании бутылки дрожжи устремляясь вверх, переболтают все пиво. Но и затягивать с переливом не следует, т.к. в кристально прозрачном пиве может не оказаться достаточного количества дрожжей, и при добавлении сахара на карбонизацию, его могут начать потреблять другие микроорганизмы.
При измерениях ареометром: для легкого светлого пива показания не должны превышать 2%, для темных или крепких сортов конечная плотность может находиться в пределах до 2,5%. При приготовлении пива с высокой начальной плотностью или если вместо сахара использовалось концентрированное пивное сусло, конечная плотность может быть выше.
Налейте в цилиндр для измерений или мерный стакан пиво, чтобы была возможность полностью погрузить туда ареометр, взболтайте несколько раз, чтобы пузырьки газа растворенного в пиве исчезли и не искажали измерений. Погрузив сухой ареометр в цилиндр, прочитайте показания на уровне глаз, учитывая при этом поверхностное натяжение жидкости.
Для определения потенциального содержания алкоголя, необходимо измерить начальную плотность сусла, до внесения дрожжей, и конечную плотность пива по окончанию брожения.
Приблизительно алкоголь можно посчитать по формуле: (НП – КП) / 2 (НП-начальная плотность, КП-конечная плотность.)
Воспользуйтесь таблицей плотности пива и потенциального содержания алкоголя.
Производство пива в домашних условиях: особенности температурного режима
Прежде всего определимся, что пиво сначала должно сбродить. Это первый этап, где нужна определённая температура, комфортная для правильной работы дрожжей. Далее – пиво карбонизируется (насыщается углекислотой). Это процесс карбонизации и последующего созревания пива. Тут также важна определённая температура – чтобы пиво «дошло» и раскрыло вкус.
Разберём сначала первый этап – брожение.
Кроме «обычных», есть элевые дрожжи с рекомендованной более высокой температурой брожения – например French Saison М29 от Mangrove Jack’s (диапазон 29-35°С) или Safale BE-134 от Fermentis (диапазон 18-28°С). Эти штаммы рекомендованы для пива бельгийской стилистики «Saison» и удобны тем, что ими можно сбраживать пиво при комнатной температуре. Эти дрожжи привносят в пиво фруктово-пряную ароматику и гвоздичные ноты, которые как раз отличают этот стиль пива. Часто сэйзоны пивовары варят именно летом, не заморачиваясь с охлаждением
Обычно для охлаждения большинство пивоваров используют термочехол или термобокс – по причине наибольшей доступности. О системах и методах охлаждения ферментера подробнее можно почитать на форуме Wine-Beer.ru, например, в этой статье: http://wine-beer.ru/. /?hl=охлаждение
Итак, вы выдержали своё пиво на брожении рекомендованные 14 дней, затем вы его охладили и готовы переливать по бутылкам, добавив сладкое. Начинается этап карбонизации. Естественной карбонизации, т.е. добавление сладкого (в отличие от принудительной карбонизации углекислотой). При какой температуре и сколько выдерживать молодое пиво?
Итак, ваше домашнее пиво готово. Можно пробовать?
Не спешите. Перед дегустацией пиво рекомендуется охладить в холодильнике 1-2 дня. И только тогда пробовать на вкус.
Уроки пивоварения. Часть 5-я, заключительная.
Сусло (которое сварено в 4-й части) закачивается в бродильный чан или бродильный танк, находящийся в бродильном подвале. Температура сусла при этом порядка 10-17°С. Одновременно в сусло добавляют дрожжи (около 0,3-0,6 л/гл). Избыток дрожжей вовсе не обеспечивает лучшего брожения. В этом случае лишь увеличится число слабых и мёртвых дрожжевых клеток в бродильном танке.
Дрожжи задаются с помощью насоса или инжектора прямо в поток сусла в суслопроводе. Дрожжи должны хорошо размешаться в массе сусла, чтобы брожение происходило равномерно во всей варке.
В процессе брожения образуются
• алкоголь
• углекислота
• вкусовые вещества
Дрожжи, точно так же, как и все остальные живые организмы. нуждаются в поступлении энергии (питании) для осуществления своего обмена веществ. Дрожжи преобразуют химическую энергию (сахар), имеющуюся в сусле, и потребляют её. В ходе этого процесса образуются алкоголь (этиловый спирт) и углекислота (двуокись углерода, углекислый газ). Этот процесс называется брожением. Образовавшийся алкоголь (спирт) является отходом жизнедеятельности дрожжей. Когда его концентрация приближается к 7,5-8,5%, способность дрожжей к брожению значительно ухудшается. При концентрации 12.5% дрожжи погибают. Содержание алкоголя (спирта) в самых крепких сортах пива приближается к этим значениям. Имеется в виду пиво, сваренное обычным способом. Сорта с повышенным содержанием алкоголя (спирта) производятся методами, отличными от обычного брожения.
Важными предпосылками для хорошего брожения являются
• правильно выбранная температура
• достаточное аэрирование (насыщение кислородом)
• правильно выбранное количество дрожжей
• дрожжи хорошего качества и нужных свойств
Ход процесса брожения
Важно, чтобы брожение началось как можно быстрее. В противном случае пивным дрожжам составят конкуренцию бактерии и дикие дрожжи, готовые бурно размножаться в богатом питательными веществами сусле. Когда брожение уже началось, вновь образующиеся алкоголь и двуокись углерода воспрепятствуют жизнедеятельности большинства микроорганизмов. По истечении 12 часов можно заметить первые признаки начавшегося брожения. Так как сусло при этом бывает насыщено углекислым газом, на его поверхности видны мелкие пузырьки и образуется похожая на сливки пена. Температура начинает повышаться. В процессе брожения, кроме прочего, выделяется тепло. Чтобы температура не слишком повышалась, бродящее сусло охлаждают. Таким образом поддерживают постоянную температуру сусла, что очень важно для вкуса будущего пива данного сорта. В ходе всего процесса брожения образуется углекислота. Часть её растворяется в пиве. Но через некоторое время пиво углекислотой насыщается. Продолжающую выделяться двуокись углерода отводят из танка по специальному трубопроводу. Протеиновые соединения, выпадающие в осадок во время брожения, называются холодным трубом. Большая часть протеинов образует хлопья и опускается на дно танка. Эту часть удаляют одновременно с отбором отработанных дрожжей.
Верховое и низовое брожение
Брожение может происходить двумя различными способами. Различают верховое и низовое брожение. В основных чертах оба эти способа схожи. Однако они различаются в том, что касается типа дрожжей, температурного режима и способа отбора дрожжей по окончании брожения. На завершающей стадии верхового брожения дрожжи собираются на поверхности пива, в то время как при низовом они опускаются на дно. Верховое брожение применяется при изготовлении эля, стаута и многих сортов пшеничного пива. Низовое брожение лучше годится для производства лагерного и среднеевропейских типов пива. Как правило, температура выше при верховом брожении.
Низкокалорийное пиво (лайт)
При производстве низкокалорийного пива выбраживают и те сахара, которые не сбраживаются при обычном брожении. Этого добиваются, добавляя в бродильный танк специальный фермент, способный преобразовать обычно несбраживасмые сахара в сбраживаемые. Кривая на графике брожения такого пива выравнивается только в самом низу диаграммы. Она показывает, что к моменту окончания брожения весь сахар, присутствовавший в сусле, переработан.
“Ледяное пиво” сильно охлаждают, как можно ближе подходя к точке замерзания. Как правило, это делают в момент перекачки пива из лагеря на фильтрацию. При таком охлаждении изменяются некоторые вкусовые характеристики пива.
Выдержка в лагерном подвале
После завершения основного брожения зелёное пиво необходимо выдержать, чтобы оно приобрело соответствующий вкус и аромат. При этом пиво насыщается углекислотой. При использовании комби-танков для брожения пива выдержка (дображивание) происходит в нем же. Выдержку можно разделить на два этана: созревание (дображивание) и стабилизация.
Во время выдержки происходит следующее:
• пиво осветляется (дрожжи и некоторые другие вещества осаждаются)
• улучшаются вкус и аромат пива
Существуют различные методы съема дрожжей из пива. После окончания брожения дрожжи опускаются на дно (при низовом брожении) и собираются в донной части. Дрожжи верхового брожения из открытых бродильных чанов собирают сверху, так как они по окончании брожения собираются на поверхности пива. После отбора дрожжей зелёное пиво выдерживается (дображивает).
Как уже говорилось, важно, чтобы в начальной стадии брожения сусло было насыщено воздухом (кислородом). Во время выдержки, напротив, наличие кислорода совершенно нежелательно. Он окисляет вещества, содержащиеся в пиве, и ухудшает вкус пива. Поэтому очень важно, чтобы при созревании не происходило его контакта с воздухом.
Углекислота в пиве
Двуокись углерода растворяется в пиве при
• низкой температуре
• высоком давлении
В процессе основного брожения образовался ряд веществ, негативно влияющих на его вкус. Такие вещества образуются, прежде всего, в течение первой стадии брожения. Некоторые из этих веществ летучие и исчезают, когда начинает выделяться углекислый газ. Но решающими для дозревания напитка являются химические реакции, происходящие с участием оставшихся в пиве дрожжевых клеток.
Горечь в пиве также становится более чистой в процессе выдержки. После брожения и созревания (дображивания) температуру понижают до приблизительно 0°С. Затем пиво оставляют ещё на несколько суток для стабилизации.
После выдержки в лагере пиво приобретает желаемые свойства. Однако оно всё ещё содержит дрожжи и осадок, образованный, кроме прочих веществ, протеинами. Всё это делает пиво мутным.
Высококачественное пиво должно иметь следующие свойства:
• быть прозрачным
• быть стерильным
• быть стабильным
Чтобы биологическое качество продукта не ухудшалось, дрожжи следует удалить. Протеин также необходимо убрать, чтобы пиво было стабильным и в бутылке потом не появлялся осадок. Чтобы удалить эти вещества, пиво нужно профильтровать. Для этого его пропускают через фильтр. Чаще всего этой операции предшествует сепаратор, отделяющий грубые примеси. Фильтрованное пиво направляют в форфасы.
Пиво проходит следующие стадии:
• сепарирование (сепаратор)
• охлаждение
• фильтрация
В целях удаления из пива крупных частиц его пропускают через сепаратор. Аппарат работает по принципу центрифуги. Пиво поступает во вращающуюся камеру, где центробежная сила отбрасывает тяжёлые частицы на периферию.
Несмотря на проведённое сепарирование в пиве всё еще присутствуют посторонние частицы. Многие из них настолько малы, что их даже невозможно разглядеть в обычный оптический микроскоп. Исходя из этого можно было бы предположить, что эти включения не влияют на прозрачность пива. Однако из-за того, что частицы не растворены, пиво выглядит мутным, если держать его против света. Для удаления этих частиц приходится использовать очень тонкие фильтры. Принцип фильтрации заключается в том, что пиво пропускается сквозь фильтр, состоящий из ряда фильтровальных полотен.
Фильтрующий материал действует как абсорбент и через некоторое время насыщается уловленными веществами. Поэтому его нужно регулярно обновлять. Эту операцию производят, дозируя новую порцию чистого фильтрующего материала и подаваемое на фильтр пиво. Материал отлагается на полотна фильтра и вновь активирует его работу.
Фильтрующие материалы (среды)
Обычно в качестве фильтрующего материала используется кизельгур (диатомит). Это, вероятно, древнейшее из вспомогательных фильтрующих средств. Кизельгур состоит из скелетов (панцирей) микроскопических диатомовых водорослей, отложившихся на дне озёр и морей. Отложения происходили в начале периода миоцена 21 миллион лет назад. При изготовлении фильтрующего материала эти скелеты сначала размалываются в порошок. Затем органические вещества разрушаются путём нагревания.
Вода, применяемая для заполнения системы фильтров и трубопроводов перед началом фильтрования и после окончания, не должна содержать слишком много кислорода- Поэтому нельзя использовать обычную водопроводную воду без ее предварительной обработки. Такую обработку проводят с помощью двуокиси углерода (углекислого газа) или азота в специальной деаэрационной установке. В нормальных условиях в воде содержится 10-12 ррm кислорода», а после деаэрации на станции деаэрации концентрация кислорода не должна превышать 0,1 ррm. ppm (particals per million) – количество молекул кислорода на один миллион молекул воды.
