Сегодня многие домашние пивовары используют технику пошагового затирания солода. Пошаговое затирание позволяет контролировать процесс подготовки сусла, позволяет последовательно повышать температуру затора, получать сухое или сладкое пиво, контролировать то, какое именно пиво у вас получится на выходе, пустое или бархатистое, кисловатое или сладкое. Количество различных температурный пауз позволяет очень тонко настраивать вкус будущего продукта, делать процесс приготовления домашнего пива повторяемым и прогнозируемым.  Знание химии, органики и биохимии позволяет пивоварам составлять правильное расписание повышение температуры, планировать температурные паузы.

            Немного теории соложения

Ключевым процессом в пивоварении является соложение. Затирание солода и использование температурных пауз в пивоварении – это всего лишь частный случай соложения, один из его этапов.

Основная задача, которую необходимо достигнуть при соложении – это старт роста ячменя. После того, как ячмень начал расти, его подсушивают, дабы остановить рост ростков. Именно этот этап соложения является наиболее важным и наиболее ответственным, ведь он отвечает за основание и создание ферментов, которые являются основными.

Кроме того, именно этот этап является началом расщепления глюканы в клеточных оболочках, а также началом расщепления белков. Это позволяет насытить продукт необходимыми для начала пивоварения аминокислотами, которые я являются основной причиной роста дрожжей.  Кроме того, именно этот этап отвечает за отсутствие мути в готовом пиве, а также увеличении биологической устойчивости готового напитка.

Степень расщепления глюканов и белков – не что иное, как модификация.  Сегодня же большая часть продаваемого и доступного солода является модифицированной. То есть глюканы и белки способны расщепиться до такой степени, что необходимо просто начать процесс конвертации крахмала в сахар, и дополнительно заниматься модифицированием не нужно. С другой стороны, не модифицированный солод (или слабо модифицированный солод) позволяет более точно контролировать процесс приготовления как сусла, так и готового пива.

Как правило, модифицированное зерно имеет мягкую оболочку, в то же время как несоложенное зерно достаточно твердое. Производители солода часто продают как соложенный, так и не соложенный ячмень. Если у вас солод неизвестного качества, то в этом случае необходимо использовать пошаговый метод затирания, или, как его еще называют, отварочный метод.

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.

Кислотная пауза при пивоварении

Кислотная пауза используется сразу же после замачивания. При этом она возможна для проведения практически при любом способе затирания солода. При кислотной паузе pH сусла снижается о нужных значений, а также полностью разрушаются глюканы, которые способны прекратить сусла в клейстер. Как правило, во время этой температурной паузы рамки температуры находятся в пределах от 35 до 45 градусов. При этом фермент фитаза полностью разрушает молекулу фитина, в результате чего освобождается фитиновая кислота, которая и повышает кислотность среды (то есть понижает pH сусла).

Стоит помнить, что фермент фитаза очень чувствительна к излишней температуре, поэтому подавляющее большинство молекул просто разрушается при нагреве во время соложения. Фитаза присутствует только в тех видах солода, которые проходили минимальную обжарку. Она очень активно работает только тогда, когда солод не жарился, а вода при соложении была использована достаточно мягкая. Кислотная пауза длится около одного часа, и, если честно, многие пивовары ее просто-напросто пропускают и игнорируют, сразу повышая температуру дальше. Действительно, при достаточно сильной сушке солода выдерживать кислотную паузу просто нет смысла, так как вся фитаза просто разрушена.

Еще один процесс, который характерен для этой кислотной паузы – это расщепление глюканов, сложных углеводов, которые содержатся в зернах вместе с крахмалом. Больше всего глюканов во ржи, пшенице и овсе, а также в слабомодифицированных солодах. Именно бета-глюканы отвечают за то, что пиво будет мутным. Если вы хотите получить кристально чистое пиво, то, помимо обязательной фильтрации, стоит выдержать кислотную паузу в пивоварении.

Белковая пауза в пивоварении

Белковая пауза – это пауза на температуре около 45-59 градусов. Белковая температурная пауза характерна работает сразу двух ферментов – это работа протеиназы и пептидаза. Эти ферменты относятся к классу гидролаз, которые и расщепляют непосредственно аминокислоты в белках. В результате работы протеиназа расщепляет длинные аминокислоты на множество аминокислот средней длины, а также отщепляет концевые аминокислоты от молекул белков.

Для создания пива длинные молекулы аминокислот не нужны, ведь большое количество длинных и нерасщепленных белков приводит к мутности в пиве. Да и само пиво будет весьма нестабильно. В то же время аминокислоты средней длины позволяет достичь пивной пене стабильности, стойкости. Пептидаза оптимально работает при 45-53 градусах, а протеиназа – при 55-58 градусах. Выдерживание паузы в 15-20 минут в 55-58 градусов позволяет существенно снизить помутнение в пиве, при эмто не оказывая никакого влияние на пенообразование напитка и на его вкусе. Проводить белковую паузу пи температуре 45-52 градуса не стоит, так как в этом случае будут большие проблемы с пенообразованием будущего пива. Температурная пауза в 55-58 градусов удобна еще тем, что она снижает вязкость будущего пива.

Белковая пауза очень эффективна в том случае, если сусло густое, где воды всего около двух литров на один килограмм солода. После проведения белковой паузы солод можно немного разбавить чистой водой, сделать его более жидким.  При этом лучше заливать солод горячей водой, одновременно повышая температуру сусла.

Стоит отметить, что работа бета-глюканазы из кислотной паузы наблюдается и сейчас, однако, скорость работы этого фермента слишком низкая.

Отличительной особенностью этой паузы является еще и то, что от нее зависит количество готового сусла. Кроме того, лишнее помешивание и время выдерживания прямо влияет на готовый аромат напитка, на экстрактивность затора.

Осахаривание

Подробно о процессе осахаривания мы уже писали в соответствующей  статье.

Стоит отметить, что это единственная температурная пауза, без которой нельзя обойтись во время пивоварения. Если используют полностью модифицированный солод, то часто только эта пауза и остается для пивовара. Основной смысл этапа осахаривания – это преобразование крахмала в сахар. Это проводиться с использованием двух ферментов, которые называются диастатическими.

Первый фермент – это бета-амилаза, которая откусывает концы молекулы кразхмала, образовывая мальтозу. Этот фермент работает в начале температурного диапазона этой паузы. Второй фермент, альфа-амилаза, работает в диапазоне 68-72 градуса, и его основная задача заключается в разрывании молекулы крахмала в случайных местах. Фермент очень длинный, громоздкий, в результате образуются несбраживаемые сахара декстрины. Именно они делают пиво сладким. Короткая пауза в 20 минут в густом заторе делает пиво сладким и плотным.  Именно на этом этапе делают основной акцент пивовары, колторые делают пиво из солодов с низкой диастатической активностью, например, пейл.

Пауза осахаривания длится около двух часов, потому что ферментам требуется время, чтобы разрушить все молекулы крахмала, а эти молекулы достаточно длинные. При этом делать долгую паузу в начале диапазона не стоит, так как от этого пиво будет очень сухим и будет содержать очень мало сахара.  Работая в рамках температуры 66-67 градусов ферменты образуют умеренно сбраживаемое сусло, которое и является самым популярным у домашних пивоваров. Работа в районе 68-70 градусов позволит получить полнотелое сладкое пиво, однако, не слишком навязчивое.

Пауза осахаривания проводиться при температуре 61-71 градус, или, если нужен более узкий диапазон, при 66-70 градусах. Небольшие всплески температуры как в одну, так и в другую сторону допускаются, не оказывают влияние на вкус напитка.

Чем лучше проведено этап осахаривания, тем больше будет сахара в готовом сусле, и, следовательно, лучше будет идти процесс брожения. Проверить качество можно йодной пробой – взять капельку сусла, капнуть на белую тарелку, после чего добавить немного спиртового раствора йода, который есть, наверное, в каждом доме. Если йод посинел, значит, осахаривание нужно продолжить, и крахмала в сусле еще много. Если цвет не изменился и остался коричневым, значит, весь крахмал превратился в сахар.

Мэш-аут

Необязательная температурная пауза в пять минут на 76-77 градусах. Данная пауза позволяет достичь нужной полноты вкуса пива. Фильтрованное пиво не должно остывать ниже этой температуры. Пауза мэш-аут позволяет снизить вязкость сусла, сделать сусло более жидким. С чисто технической точки зрения, эта пауза удобна тем, что повышает текучесть сусла и, следовательно, существенно ускоряет процесс последующей фильтрации.