Затирание солода — этап варки пива из зерна, который нельзя пропустить. В результате затирания из смешанного с водой солода получается сладкое сусло, которое в дальнейшем будет сброжено дрожжами. Дрожжи съедят сахар и переработают его в спирт. Процесс затирания состоит из нескольких температурных пауз. Эти температурные паузы наравне с ингредиентами (солод, хмель, вода) влияют на вкус, крепость и аромат будущего пива.
Перемолотый солод смешивают с водой, обычно в соотношении 1 кг солода на 4 л воды. Полученную смесь называют «затор». Затор необходимо нагреть, но важно не просто нагреть до нужной температуры, но и выдержать эту температуру в течение определённого времени, т.е. выдержать «температурную паузу». В зависимости от качества солода и желаемых характеристик пива, может потребоваться выдержка нескольких температурных пауз.
Температурные паузы при затирании солода
В соложенном зерне (солоде) содержатся ферменты. При определённой температуре эти ферменты превращают сложные вещества, содержащиеся в солоде, в простые. Разные ферменты активизируются при разных температурах, поэтому требуется выдерживать несколько температурных пауз.
Чтобы определить, какие температурные паузы понадобятся, необходимо решить, пиво с какими характеристиками вы хотите получить (крепкое или лёгкое, сладкое или сухое и т.д.) и солод какого качества будет использоваться (степень его модифицированности).
Рассмотрим, какие температурные паузы существуют, что происходит на каждой из них, как они влияют на характер пива.
1) Кислотная пауза (35-44℃, 15-60 минут). Во время этой паузы pH затора понижается (повышается кислотность). Кроме того глюканы, которые делают солод вязким, а пиво могут сделать мутным, разрушаются.
При использовании ржаного, пшеничного, овсяного, а также слабо модифицированного солода кислотную паузу рекомендуется выдерживать в течение 60 минут — концентрация глюканов в этих видах солода очень высока. Если этого не сделать, пиво получится мутным. В то же время в затор можно добавить молочную кислоту или кислый солод — эта мера снимет необходимость выдержки кислотной паузы.
В сильно и хорошо модифицированном солоде (число Кольбаха от 40%) глюканов мало, поэтому они не влияют на качество сусла и конечного пива. Однако если при использовании конкретного солода пиво получается мутным, в ходе следующей варки стоит выдерживать как минимум 15-минутную кислотную паузу.
2) Белковая пауза (45-59℃, 15-30 минут). Цель паузы — расщепление белков для получения полнотелого пива с устойчивой пенной шапкой. Кроме того, во время этой паузы из солода высвобождается крахмал, который в дальнейшем распадётся на сбраживаемые и несбраживаемые сахара.
Белковую паузу целесообразно проводить при использовании солода с числом Кольбаха от 30 до 44%, а также при использовании в заторе помимо хорошо модифицированного солода также и несоложенного зерна (более 25% от всей смеси). Рекомендуемая температура от 49 до 54℃. Оптимальная длительность паузы 20-30 минут.
Сильно модифицированный солод (число Кольбаха от 44%) не нуждается в этой паузе, так как все белки в нём уже расщеплены.
3) Осахаривание (60-72℃, 30-120 минут). Ключевая пауза в процессе затирания. Во время этой паузы происходит распад крахмала на сбраживаемые и несбраживаемые дрожжами сахара. Сбраживаемые сахара дрожжи переработают в спирт, а несбраживаемые останутся в неизменном виде — они определяют сладость и полнотелость пива. Осахаривание производится с помощью двух ферментов:
- Альфа-амилаза. Пик активности в диапазоне 68—72°C. Создаёт в сусле большое количество несбраживаемых сахаров (дрожжи не могут их переработать), поэтому пиво в итоге получается более сладким и полнотелым.
- Бета-амилаза. Пик активности при 60—63°C. Способствует расщеплению сложных сахаров до простых. Именно простые сахара дрожжи способны переработать в спирт. Если выдерживать эту температуру в течение 1 часа, получится более сухое пиво.
Осахаривание можно проводить при «средней» температуре (66—67°C). Тогда в результате получится сбалансированное пиво с умеренным телом, не слишком сладкое. При затирании с одной (осахаривание) или двумя (белковой и осахаривания) температурными паузами выдерживают именно эту температуру в течение 60 минут
4) Мэш-аут (76-78°C, 3-5 мин). Технически мэш-аут не считается температурной паузой, это скорее просто этап, на котором высокая температура деактивирует ферменты. Мэш-аут также нужен для того, чтобы сделать затор менее вязким и подготовить его к фильтрации сусла (проводят сразу после затирания). Обратите внимание, во время мэш-аута нельзя допускать падения температуры ниже 76℃, в противном случае ферменты снова активизируются.
Фермент липаза и ненасыщенные жирные кислоты
Первым в таблице указан фермент липаза. Он расщепляет в присутствие кислорода липиды до ненасыщенных жирных кислот (НЖК). НЖК ухудшают качество пены, придают пиву «картонный» аромата, а так же приводят к его быстрому старению.
По этой причине затирание лучше проводить при температуре выше 62 0С с подкислением затора до рН 5,0–5,2. Так же необходимо принимать меры по снижению кислородного окисление. Для этого на всех этапах изготовления пива старайтесь снижать контакт воздуха с продуктом. Зерно после дробления лучше сразу использовать на затирание или же хранить при низких температурах 0-10 0С, желательно в герметичных бункерах заполненных углекислым газом, азотом или под вакуумом. В заторной и промывной воде старайтесь удалять кислород кипячением или продувом углекислым газом (барботирование). Переливы из емкости в емкость желательно осуществлять снизу вниз или медленной струйкой по стенке емкости, чтобы не допускать вспенивание и аэрирование продукта.
Модифицированность солода и её влияние на выбор пауз
При затирании необходимо учитывать степень модифицированности солода — она влияет на количество температурных пауз, которые требуется выдержать, а также на их длительность.
Модифицированность солода определяется степенью расщепления в нём глюканов и белков. Процесс модификации происходит в зерне естественным путём в ходе соложения: глюканы и белки, содержащиеся в нём, разрушаются и преобразуются в ферменты. Чем выше степень расщепления (а значит и выше количество ферментов) в солоде, тем выше степень его модифицированности.
Определить степень модифицированности солода можно, опираясь на число Кольбаха — этим индексом определяется соотношение растворимых белков к их общему количеству. Считается, что слабо модифицированный солод имеет индекс не выше 30-35%, число Кольбаха умеренно модифицированного солода лежит в пределах 36-40%, хорошо модифицированный имеет индекс 40-44%, а сильно модифицированный — 44-48%.
В большинстве случае современный солод известных производителей является умеренно (число Кольбаха 36-40%) или хорошо (40-44%) модифицированным.
Влияние степени модифицированности солода на количество температурных пауз при затирании
Сильно модифицированный солод (ч. Кольбаха 44-48%). В сильно модифицированном солоде степень расщепления глюканов и белков высока. Поэтому для получения сусла остаётся запустить только процесс преобразования крахмала в сахара, т. е. выдержать температурную паузу осахаривания и провести мэш-аут.
Хорошо модифицированный солод (ч. Кольбаха 40-44%). То же самое касается хорошо модифицированного солода. Однако, выдержав помимо осахаривания и белковую паузу, можно улучшить выход экстракта из солода, а также сделать пиво более полнотелым.
Слабо (ч. Кольбаха 30-35%) и умеренно (ч. Кольбаха 36-40%) модифицированный солод. Слабо и умеренно модифицированный, а также домашний солод требует выдержки всех температурных пауз, так как процесс образования ферментов в нём не завершился.
Немного о самой технологии
Для каждого вида пива понадобится собственная технология затирания.
Первоначально солод нужно перемолоть на мельнице. Не нужно доводить молотый солод до однородности. В нем могут присутствовать как мелкие, так и крупные крупинки.
Тонкая мука тоже может быть в солоде, причем части зерна остаются не тронутыми. Соотношение больших и маленьких частиц в перемолотом солоде влияет на то, какое пиво в итоге должно получиться.
После этого проводится смешивание дробленого солода и воды в затирочной емкости:
- В этот момент возобновляется функция ферментов, которая была приостановлена во время сушки солода.
- Во время активации ферментов они начинают превращать крахмал, из которого сырье состоит на 70%, в солодовый сахар.
- Для ускорения процесса ферментизации получившуюся солодовую кашу или затор постепенно нагревают до температуры 76 °C.
Выбор температурных пауз в зависимости от желаемых характеристик пива
Понимание процесса затирания позволяет создавать пиво с желаемыми характеристиками — сухое или сладкое, бархатистое или терпкое, и т.д.
В процессе затирания можно повлиять на следующие характеристики пива:
- Крепость. Чем дольше длительность паузы осахаривания при 60—63°C, тем крепче будет пиво.
- Прозрачность. Выдержка кислотной и белковой паузы поможет получить прозрачное пиво. В ходе этих пауз разрушаются вещества, вызывающие его помутнение.
- Сладость и тело. Чтобы сделать пиво сладким и полнотелым, рекомендуется выдержать паузу осахаривания при температуре 68—72°C, умеренным — 66—67°C, сухим — 60—63°C.
- Стойкость пены. Достигается путём выдержки белковой паузы длительностью 20-30 минут при температуре 49-54℃.
Фильтрация и промывание
Начинаем фильтрацию. В заторном баке у нас уже находится фильтровальная система, которую мы подключили к сливному крану. Ждем минут 5-10, пока дробина уляжется, и открываем кран.
Первые 3-5 литров мутного сусла сливаем в отдельную емкость и выливаем назад в заторник. Таким образом, переливаем до тех пор, пока не пойдет чистое, прозрачное сусло. Процесс фильтрации по времени обычно занимает от 30 минут до 1 часа и более.
Итак, сусло начинает сливаться в подготовленную емкость.
Фильтрация сусла
Фильтрование сусла
В процессе слива сусла, постепенно, не давая оголятся дробине и не взбалтывая ее, нужно доливать заранее прокипяченную воду. Для того чтобы вымыть оставшиеся экстрактивные вещества. Температура промывочной воды должна быть 76-78 градусов. Чтобы не поднимать дробину со дна и не ухудшать фильтрацию, я кладу в заторник тарелку и аккуратно лью промывочную воду. Можно вырезать круг из фольги, проделать небольшие отверстия и положить сверху дробины.
Не нужно давать оголяться дробине во время фильтрации, она всегда должна быть скрыта под водой во избежание окисления до тех пор, пока вы не выльете всю промывочную воду.
Промывочную воду, нагретую до 78°С, нужно приготовить заранее. Ее нужно столько, чтобы отфильтрованного сусла на выходе получилось примерно около 27-29 л, беря во внимание что какое-то количество воды выкипит при долгом кипячении. Перед началом кипячения советуем еще раз проверить полноту осахаривания по йодной пробе, так как во время фильтрования в раствор еще попадут не полностью осахаренные крахмальные частицы. Если при этом йод поменяет цвет, следует подержать сусло при температуре 75-77°С до полного осахаривания и только после этого кипятить его.
Далее, после фильтрации, моем и чистим заторник, снимаем фильтровальную систему, переливаем сусло из емкости снова в заторник и начинаем кипячение. У кого имеется отдельный варочный бак или котел, отфильтровывайте сусло прямо в него.
Ферменты и оптимальный температурный диапазон их работы
Ферменты представляют собой специальные белки, которые являются катализаторами и ускорителями процессов брожения. Ферменты и другие белки, представляют собой длинные молекулы аминокислот, которые могут насчитывать до 87 тысяч звеньев. Часть молекул аминокислот свернута в спираль, часть представляет собой лист. Как правило, все белки достаточно слабы с молекулярной точки зрения и быстро разрушаются, они держат свою форму исключительно благодаря силам Ван-Дер-Ваальса. Такие молекулярные силы очень слабы, и они могут просто порваться от изменения кислотности среды или от повышения температуры. Фермент, для ускорения расщепления крахмала, просто прикрепляется к определенному элементу крахмала, и ускоряет процесс его расщепления на две молекулы сахара.
Сам же процесс расщепления представляет собой гидролиз, однако, без воды гидролиз (то есть разрушение) белка шел бы очень долго. Фермент амилаза прикрепляется сразу к двум молекулам, которые станут сахаром, и ускоряет реакцию между ОН-основанием воды и Н-молекулой воды. В результате молекула крахмала разрывается, образовывая две молекулы сахара, а фермент освобождается и идет «искать» другую молекулу крахмала.
Если же поврежден сам фермент, то он не может работать для разрыва молекул крахмала, и полностью деактивируется. При этом говорят, что фермент денатурировал, то есть разрушился. ОН способен разрушиться от лишней температуры или от слишком высокой или низкой кислотности среды. Денатурация – необратимый процесс, и испорченный фермент не может вернуться в свое состояние снова. Каждый фермент обладает своей оптимальной температурой работы, и подавляющее большинство книг по пивоварению обладают информацией о «температурных режимах работы» различных ферментов.
Рядовому пивовару не нужно знать подробный механизм работы. Стоит просто понимать, что ферменты – это своего рода механизма, которые работают сами по себе, не расходуясь, но только в строгих рамках температуры (температурных паузах). При этом работа ферментов несвязанна между собой, и каждый из ферментов работает независимо. Каждый фермент работает при любой температуре, не превышающей температуру разрушения. Задача пивовара состоит в том, чтобы поднять температуру так высоко, чтобы ферменты работали максимально эффективно и быстро, но не так высоко, чтобы ферменты просто разрушились. При этом нужно понимать, что система достаточно инертна, и ферменты разрушаются ни молниеносно. Так, Альфа-амилаза разрушается при температуре 65 градусов по Цельсию, однако, потребуется около часа, чтобы полностью разрушить все молекулы.
Таким образом, скорость ферментации зависит от концентрации ферментов, от его плотности в сусле, от температуре и кислотности (то есть pH) сусла. Для управления процессом затирания можно оперировать любым из этих четырех факторов, притом можно работать как отдельно с каждым фактором, так и вместе с несколькими факторами.
