Стойкость пива

Пиво, разлитое в транспортную тару, должно в течение определенного времени сохранять свои исходные свойства, главным образом вкус и запах, прозрачность и пенистость. Видимым признаком, по которому обычно определяется стойкость пива, является прозрачность. Время, которое проходит от розлива пива (обычно в бутылки) до образования заметного помутнения или осадка при установленной температуре (20 или 25°С) определяет стойкость пива.

Помутнения образуются в хранящемся пиве по разным причинам. Различают помутнения биологические, образующиеся в результате размножения дрожжей или других микроорганизмов, и небиологические (коллоидные), образующиеся при нарушении коллоидного равновесия. В связи с этим различают также биологическую и небиологическую (физико-химическую или коллоидную) стойкость пива.

Биологическая стойкость

Пиво с общепринятой точки зрения является бедной питательной средой. Его сбраживание приближается к конечной степени сбраживания, так что оно содержит только незначительное количество сбраживаемых веществ; а, кроме того, содержит спирт и горькие хмелевые вещества, которые тормозят развитие микроорганизмов. Пиво имеет сильнокислую реакцию и в закрытом сосуде обладает свойствами анаэробной среды. При этих условиях в пиве может размножаться очень ограниченное количество микроорганизмов, которыми пиво загрязнялось в ходе производственного процесса или вторично при заключительных операциях. Скорость размножения этих микроорганизмов зависит от их исходного количества, вирулентности и других влияний; в зависимости от этого рано или поздно в пиве образуется осадок или помутнение. Размножение микроорганизмов (включая культурные дрожжи) в разлитом пиве всегда снижает его биологическую стойкость.

Дрожжевое помутнение. Дрожжевое помутнение в пиве могут вызвать дрожжи как культурные, так и дикие. Помутнение, вызванное культурными дрожжами, не вредит пиву, однако потребитель оценивает его отрицательно как всякое иное помутнение. Пиво, помутневшее от диких дрожжей, считается больным и испорченным.

Дрожжевое помутнение образуется чаще всего в молодом, невыдержанном пиве, содержащем после розлива в транспортную тару большую долю сбраживаемого экстракта. Культурные дрожжи или проходят через фильтр или попадают в пиво из трубопроводов и разливных аппаратов как вторичное загрязнение. Попадая в пиво, они размножаются и за короткое время образуют густое помутнение.

Дрожжевое помутнение грубозернистое и быстро образует осадок. После его осаждения пиво прозрачно, его вкус бывает измененным в незначительной мере и пенистость бывает очень хорошей.

Против помутнения, вызванного культурными дрожжами, можно бороться тем, что выпускать пиво со степенью сбраживания, близкой к конечной. Одновременно пиво следует предохранять от соприкосновения с воздухом. Пиво нужно достаточно долго выдерживать и перед розливом хорошо профильтровывать.

Помутнение, вызванное дикими дрожжами, бывает тонким; дикие дрожжи осаждаются очень медленно или вообще не осаждаются, а если и образуется осадок, то легкий хлопьевидный, который очень быстро поднимается. Пиво приобретает посторонний привкус различной интенсивности в зависимости от интенсивности помутнения, иногда фруктовый, иногда терпкий. Запах пива тоже изменяется.

Дикими дрожжами считаются все посторонние, вредные для пива дрожжи. Чаще всего встречаются: Sacch, cerevisiae Hanseu, var. ellipsoideus, которые морфологически ничем не отличаются от культурных дрожжей, однако образуют клеточные пучки, как верховые дрожжи; Sacch, pastorianus Hauseu образуют удлиненные клетки, которые можно очень легко отличить от культурных дрожжей.

Дикие дрожжи активизируются, как правило, только тогда, когда деятельность культурных дрожжей приостанавливается, т. е. в лагерных танках. У плохо фильтрованного пива они могут размножиться в транспортной таре.

В отличие от культурных дрожжей некоторые виды диких дрожжей размножаются даже в пиве, сброженном до конечной степени сбраживания и лишенном воздуха, однако их развитие в таких условиях замедленно.

Инфицирование дикими дрожжами довольно редко. Оно практически прекратилось как только были внедрены чистые культуры дрожжей из аппаратов по разведению чистых культур. Основным способом борьбы против помутнений от диких дрожжей является соблюдение биологической чистоты во время всего производственного процесса.

Бактериальное помутнение. Бактериальное помутнение свидетельствует о серьезных недостатках в биологической чистоте при производстве пива.

Бактериальные помутнения всегда очень тонкие, часто образуют только вуаль и, как правило, не осаждаются. Одновременно с образованием бактериального помутнения изменяется вкус, который обычно нельзя исправить.

Настоящие бактериальные загрязнения вызывают чаще всего два вида молочных бактерий, а именно: палочные молочные бактерии и кокковидные молочные бактерии, образующие тетрады, называемые пивной сарциной.

Поскольку палочные молочные бактерии (Lactobacillus pastorianus) гетероферментативные, то при сбраживании сахаридов кроме молочной кислоты, которая является главным продуктом, образуются еще кислоты: уксусная и муравьиная и другие продукты. Молочные палочные бактерии избирательно аэробные и малочувствительны к спирту и горьким хмелевым веществам.

Помутнения, вызванные палочными молочными бактериями, отличаются шелковистым блеском, который заметен, когда помутнение наиболее интенсивно. Позже помутнение уменьшается и на дне образуется легкий осадок. Повышенная кислотность пива, замутненного молочными бактериями, неприятно отражается на вкусе только тогда, когда образовалось много молочной кислоты. Такое пиво имеет хорошую пенистость.

Пивная сарцина (Pedicoccus cerevisiae) состоит из кокков, диплококков и тетракокков. Тетрады характерны для пивной сарЦины, которая по ним отличается от безвредных кокков. Пивная сарцина очень хорошо размножается без доступа кислорода. Горькие хмелевые вещества не оказывают почти никакого влия-ния на рост педиококков.

Помутнения, вызванные педиококками, проявляются в опалесценции пива, которая считается недостатком фильтрации; только позже образуется слабое молочное помутнение. Вкус и запах пива при сильном загрязнении неприятно сладкий от диацетила и пиво считается непригодным. Педиококковые помутнения относили к наиболее опасным биологическим недостаткам пива и они встречаются чаще у темного пива, чем у светлого.

Помутнение, вызванное уксусными бактериями (род Acetobacter), в разлитом в транспортную тару пиве бывает редко. Как типичные аэробы, уксусные бактерии могут размножаться только в пиве чрезмерно аэрированном и негерметично закрытом. Присутствие уксусных бактерий проявляется обычно опалесценцией, которая временами усиливается, однако осадок не образуется. При образовании уксусной кислоты вкус и запах пива быстро изменяются; пиво относительно быстро прокисает и приобретает неприятный кислый вкус.

Против бактериальных помутнений можно бороться, поддерживая чистоту в производстве, санитарную профилактику и регулярный биологический контроль.

Биологические помутнения часто не бывают однородными. Бактериальные помутнения могут сопровождать дрожжевые помутнения. Искусственной мерой для увеличения биологической стойкости является пастеризация пива.

Физико-химическая стойкость

Пиво с биологической стойкостью, искусственно продленной путем пастеризации, не бывает неограниченно стойким. При длительном хранении или охлаждении до 0°С в нем в результате нарушения физико-химического равновесия коллоидных компонентов образуются коллоидные помутнения. В отличие от биологических помутнений, при возникновении которых пиво портится постепенно, образование коллоидных помутнений сопровождается только небольшими вкусовыми изменениями. Современные потребители требуют пиво с хорошим блеском и считают очень слабое коллоидное помутнение признаком плохого качества пива.

Коллоидные помутнения. При нарушении равновесия коллоидной системы в пиве сначала образуется едва заметная вуаль, которая усиливается в помутнение, и, наконец, образуется осадок. У нормального, хорошо фильтрованного пива при охлаждении до 0°С образуется холодное помутнение. Это обратимое помутнение, которое исчезает через несколько часов после нагревания пива до обычной температуры. При продолжительном хранении в пиве образуется устойчивое помутнение.

Скорость образования коллоидных помутнений и осадков различна и изменяется от случая к случаю. Значительное влияние оказывает температура, pH, присутствие кислорода, соли и следов тяжелых металлов, сотрясения (перемешивание), свет и т. д.

Холодное помутнение в номенклатуре ЕБК определяется как помутнение, которое образуется при 0°С и снова растворяется при 20°С. Его интенсивность может колебаться от абсолютно слабой вуали до полной непрозрачности, а именно от степени переохлаждения и времени, в течение которого низкая температура действовала. Оно возникает в непастеризованном и пастеризованном пиве; пастеризованное пиво более склонно к холодному помутнению. Эта склонность возрастает со временем в зависимости от температуры хранения, при этом продолжительное время и высокие температуры хранения усиливают склонность пива к образованию холодного помутнения.

Образование холодного помутнения объясняется [25] образованием коацерватов при взаимном объединении частиц лиофильных коллоидов с разными зарядами. Образовавшиеся таким образом мицеллы при потере воды (дегидратации) при низких температурах осаждаются в виде помутнений и входят в раствор при повторном приеме воды (регидратация) при нагревании. Из лиофильных коллоидов так реагируют прежде всего полипептиды и сахариды, которые адсорбируются на полифенолах [36].

Устойчивое помутнение необратимо и не исчезает при температурах выше 20°С. Оно образуется в пиве спустя продолжительное время. По Хелме, усиление устойчивого помутнения сопровождается снижением склонности пива к образованию холодного помутнения. Устойчивое помутнение возникает при старении коллоидов, которому способствует повышенная температура (главным образом при пастеризации) и процессы окисления; отсюда первоначальное название - окислительное помутнение.

Между устойчивым и холодным помутнением нет существенной разницы; холодное помутнение является частью субстанции устойчивого помутнения [37]. Обратимое помутнение образуется при реакции полифенолов с полипептидами, которые взаимно скрепляются H-связями, довольно нестойкими. Устойчивое помутнение образуется или при умножении числа H-связей или при возникновении ковалентных связей.

Химический состав коллоидных помутнений. Раньше считали, что коллоидные помутнения образуют только азотистые вещества (белки), содержащиеся в пиве. Однако постепенно установили, что помутнения содержат еще различные другие вещества. В настоящее время известно, что коллоидные помутнения содержат фракции полипептидную и полифенольную как основные компоненты, а также другие вещества, главным образом сахариды и некоторые катионы, правда, только в незначительных количествах. Как уже говорилось, между холодным и устойчивым помутнением нет существенной разницы. Устойчивое помутнение имеет более высокую молекулярную массу около 43 000 (Вальдшмидт - Лейтц, 1959).

Химический состав коллоидных помутнений пива колеблется в широких диапазонах: от 40 до 76% белков (т. е. от 6,5 до 12,4% N), от 7 до 55% полифенолов (дубильных веществ), от 3 до 13% сахаридов и всегда небольшое количество зольных остатков, содержащих тяжелые металлы (цитирование по Де Клерку).

Белковая фракция коллоидных помутнений пива содержит в качестве главного компонента высокомолекулярные пептиды. Моштек и Дир [38] определили по кислому гидролизу белковой фракции 16 разных аминокислот, среди которых преобладала глютаминовая кислота, аланин, пролин и аспарагиновая кислота. Большая часть этих аминокислот встречается также во всех ячменных белках. Подобные выводы вытекали из работ зарубежных исследователей.

По высокому содержанию серы (от 1,9 до 2%) в холодном помутнении Сандегрен указывает на присутствие веществ, происходящих из ячменного рβ-глобулина в белковой фракции холодного помутнения. О присутствии азота, растворимого в этаноле, свидетельствуют продукты расщепления гордеина.

На основе приведенных и некоторых других данных предполагается, что коллоидное помутнение пива содержит компоненты всех белковых фракций исходного солода (ячменя).

Полуфенольная фракция коллоидных помутнений включает антоцианогены, производные лигнина и сложные эфиры простых фенолов [39]. Количественно эта фракция меньше, чем белковая, ее компоненты происходят преимущественно из солодовых оболочек и только небольшая часть из хмеля. Из антоцианогенов был идентифицирован цианидин и делфинидин, а именно в количестве 5,1% в холодном помутнении и 3,1% в устойчивом (выражено как цианидин) [40]. Лигнина в холодном помутнении было обнаружено (высчитано из производных) от 5,7 до 9,7% [39]. Из дубильных веществ была идентифицирована галловая кислота, флороглюцин и другие (в целом меньше чем 1%); танин не был обнаружен.

Сахаридная фракция холодных и стойких помутнений (от 2 до 13%) содержит глюкозу (2-6%). Из пептоз в холодном помутнении были обнаружены арабиноза, ксилоза и рибоза [10].

Зольных остатков коллоидные помутнения содержат от 1 до 8%. Среди них тяжелые металлы главным образом медь и железо, далее олово и алюминий, и в следах ряд других металлов.

Коллоидная стабильность пастеризованного пива различна и колеблется от нескольких месяцев до 1 года. Высокой коллоидной стабильности нельзя достичь без искусственной стабилизации, которая была описана ранее.