Сегодняшняя тема карточек из серии об основах пива — пивные дрожжи. Мы расскажем, какие есть виды дрожжей, что происходит с ними перед задачей в сусло и как именно протекает процесс брожения.
Дрожжи — микроорганизмы, которые относятся к группе одноклеточных грибов. Судя по раскопкам археологов, дрожжи применялись в пивоварении тысячи лет назад — еще в Древнем Египте.
В 1680 году дрожжи впервые увидел голландский натуралист Антони ван Левенгук в самодельном приборе — предшественнике современного микроскопа. Исследователь не зафиксировал движение, из-за чего решил, что это зерна крахмала.
В 1697 году немецкий химик и врач Георг Эрнст Шталь сформулировал теорию о том, что гниение и брожение являются процессами одного типа, индуцируемыми некими внутренними подвижными телами. В дальнейшем многие ученые приходили к выводам, что причиной брожения являются живые тела.
И после длительных изысканий, благодаря французскому микробиологу Луи Пастеру, в 1857 году дрожжи были признаны живым организмом, а также описаны базовые принципы брожения. Затем в 1881 году химик лаборатории датской компании Carlsberg Эмиль Христиан Хансен выделил чистую культуру дрожжей (ЧКД) и через два года впервые использовал ее для получения пива. После этого Хансен участвовал в создании первой классификации дрожжей.
Также еще с древних времен применяются дикие дрожжи, о которых мы рассказали подробнее в отдельном материале.
Пивные дрожжи — это микроорганизмы семейства сахаромицетовых, рода почкующихся грибов.
При задаче в пивное сусло они потребляют кислород и питательные вещества. Когда заканчивается кислород, они переключаются на брожение. В таком случае идет превращение сахаров в спирт, углекислый газ и не менее важные эфиры и фенолы, влияющие на вкус и аромат.
Несмотря на известные мифы, при производстве пива спирт никогда не добавляется, поскольку его производят именно дрожжи.
Пивоваренные дрожжи доступны в разных формах — сухой и жидкой, — но прежде всего они делятся на дрожжи верхового и низового брожения.
Дрожжи верхового брожения (вид Saccharomyces pastorianus) во время ферментации поднимаются на поверхность и образуют плотную пенную шапку. Лучше всего они работают при температуре от 18 до 30 градусов, благодаря чему образуется больше эфиров и других побочных продуктов брожения, которые придают пиву фруктовые и пряные вкусы и ароматы.
Дрожжи низового брожения (вид Saccharomyces cerevisiae) сбраживают сусло при низких температурах — 8-15 градусов. После этого они спускаются на дно емкости. Низовыми они называются потому, что опускаются туда значительно раньше дрожжей верхового брожения. При этом образуется значительно меньше побочных продуктов брожения, благодаря чему лагеры имеют более чистый вкусо-ароматический профиль.
Конечно, можно применять холодное брожение и в случае использования верховых дрожжей, как и теплое брожение с низовыми (например, Steam Beer).
Применение жидких и сухих дрожжей имеет свои достоинства и недостатки. Жидкие дрожжи более жизнеспособные и быстро забраживают. Их можно собирать после окончания главного брожения и использовать повторно. В то же время, чтобы использовать жидкие дрожжи необходимо дополнительное оборудование.
Сухие дрожжи продаются в удобной упаковке. Их достаточно регидрировать в воде или сусле и можно задавать в варку. Это существенно облегчает работу с дрожжами, но они менее жизнеспособны по сравнению с жидкими. Этим фактором также обусловлено меньшее количество генераций при повторной задаче.
На крупных пивоваренных заводах, где имеется своя лаборатория, перед использованием в производстве чистой культуры дрожжей происходит ее разведение, проверка на качество и контроль состояния.
В первый день подготавливается пастеризованное сусло для ЧКД. Во второй — в стерильном микробиологическом боксе сотрудники лаборатории специальным инструментом переносят ЧКД из пробирки в 100 мл стерильного сусла.
На протяжении суток при комнатной температуре для ускорения размножения дрожжей их помешивают. Так производится наращивание биомассы и из 1 миллиона дрожжевых клеток в сусле за сутки получается уже 10 миллионов.
На третий день, после проверки чистой культуры на качество, в которой не должно быть ни бактерий, ни диких дрожжей, ни мертвых клеток более 1%, 100 мл переливают в литр стерильного сусла. Теперь клеток стало около 50-60 миллионов.
На четвертый день сусло насыщают кислородом в специальной колбе Карлсберга — это аэрация, которая нужна для дополнительной кислородной подпитки дрожжей для дальнейшего разведения.
В колбе Карлсберга также находится подготовленное стерильное сусло. Происходит все тот же процесс, способствующий размножению культуры. Здесь количество клеток достигает 100 миллионов. А в производство требуется передать не менее 100 миллионов дрожжей, при этом после каждого этапа разведения каждая партия проходит микробиологический контроль. При достаточном количестве клеток на пятый день дрожжи уходят в производство.
Теперь дрожжи проходят несколько танков от наименьшего к наибольшему объему для дополнительного наращивания массы и начала сбраживания. В каждом таком YPT-танке (Yeast Propagation Tank — танк для размножения дрожжей) дрожжи находятся не более двух дней. Всего на весь процесс уходит две недели.
Теперь эта чистая культура дрожжей используется в варке пива, а после разбраживания и охлаждения происходит сбор новой генерации дрожжей, поскольку их можно повторно использовать до пяти циклов. Но бывает так, что, например, четвертый и пятый сбор невозможен, что в частности происходит после варки крепких сортов с алкоголем выше 10–12%, поскольку дрожжи мутируют или теряют жизнеспособность.
Перед каждым циклом дрожжи снова проходят микробиологический контроль, посев на бактерии-вредители, жизнеспособность дрожжей и содержание гликогена.
