на что влияет экстрактивность начального сусла в пиве
Плотность или экстрактивность пивного сусла. Что это говорит о пиве?
Многие при выборе пива обращают внимание лишь на то, темное оно или светлое. Некоторые еще смотрят на крепость или содержание алкоголя (спирта). И подавляющее большинство совсем не уделяет внимания плотности пивного сусла, которое тоже указывается на этикетке бутылки или пивной банке. А ведь этот показатель тоже немало может сказать о том напитке, что вы вскоре попробуете. Вот о нем здесь и поговорим.
Что плотность или экстрактивность сусла говорит о пиве?
Экстрактивность начального сусла на этикетке или пивной банке обозначается в процентах. Эти самые числа означают процент сухого вещества от общего объема готового сусла перед началом его брожения. Грубо говоря, содержание солода и хмеля в воде, если все по классике делается. Или дополнительно сахара, риса, глюкозной или кукурузной патоки, а также других ингредиентов, используемых для приготовления всевозможных пивных напитков.
Так вот этот показатель напрямую влияет на вкусовые качества готового напитка. Чем выше процент, тем более терпким и насыщенным пивко будет. Соответственно, чем ниже, тем более легким и питким пиво окажется.
Существует даже особая таблица плотности пива (пивного сусла), в котором прописывается зависимость экстрактивности от крепости готового напитка. Чем выше плотность, тем выше и крепость. Подобные таблицы можно найти в Интернете, если хотите заняться домашним пивоварением. Однако они все же весьма приблизительны. Многое зависит от использованного сырья, типа пивных дрожжей и еще многих мелочей.
Больше того, существуют способы при одной и той же начальной плотности (экстрактивности) пивного сусла добиться повышенной крепости пива. Например, за счет применения шампанских дрожжей, которые погибают при более высоком содержании спирта. А также за счет заморозки продукта с отделением воды (здесь срабатывает разность температур замерзания жидкостей).
В Шотландии вон вообще сделали пиво «Змеиный яд» с содержанием спирта в 67,5% как раз за счет 15-кратной заморозки с отделением воды. Притом что это реально пиво из солода и хмеля, без добавления спирта. Просто его объем уменьшился в 10 с лишним раз от первоначально приготовленного варианта.
Как выбирать пиво по плотности его сусла?
Так в чем польза этого показателя на этикетке или банке? Чем меньше экстрактивность (плотность) пивного сусла, тем более легким и питким будет напиток. У безалкогольных вариантов этот показатель обычно меньше 5%. У светлых в среднем 11-13%. Темные же отличаются повышенной плотностью в 12-20%, хотя может быть и больше.
Соответственно, если в жаркий или теплый день хочется просто утолить жажду и насладиться легким и незамысловатым пивком, берите вариант с наименьшей экстрактивностью (плотностью) начального сусла.
Если же предстоит серьезное застолье с мясными блюдами и прочей мощной закуской, выбирайте образцы с повышенным процентом. Они окажутся более насыщенными и терпкими во вкусе. Как раз под такую закуску и просто неспешную дегустацию.
Однако помните, что показатель этот ничего не говорит о качестве самого пива. А рассказывает лишь об одном из ощущений от дегустируемого напитка. Но умение выбирать пивко еще и по этому показателю обязательно улучшит ваши взаимоотношения с любимым пенным напитком!
На пиве пишут: «экстрактивность начального сусла»
Если коротко, это плотность пива
Иными словами — количество сухих веществ, которые содержались в сусле перед тем, как в нем побывали дрожжи. И переработали сухие вещества в алкоголь и углекислый газ — то есть сделали пиво.
А берутся сухие вещества из солода и непророщенных зерен (если они нужны по рецептуре). Есть еще вариант влить в сусло мальтозной патоки, но мы так никогда не поступаем — потому что любим классические технологии пивоварения.
Вот так «пивной» ГОСТ Р 53358-2009 объясняет, что такое экстрактивность начального сусла: «Массовая доля сухих веществ в начальном пивном сусле, выраженная в процентах».
Отметка на этикетке «Экстрактивность начального сусла 12%» означает, что сусло на 12% состояло из сухих веществ, содержащихся в солоде (а остальные 88% занимала вода). В готовом пиве этих веществ почти не остается: их «съедают» дрожжи.
Экстрактивность начального сусла формируется во время затирания. Это первый этап производства пива, когда дробленый солод и зерно добавляют в чан с подогретой водой, где пророщенные зерна выдерживают до двух-трех часов. В это время ферменты, содержащиеся в солоде, переводят некоторые его вещества — прежде всего крахмал и белок — в раствор сахаров и аминокислот. При разной температуре воды активизируются разные ферменты и растворяют в воде разные вещества. Поэтому смесь воды и солода постепенно нагревают, выдерживая паузы при нужных температурах. Так «вытягивают» те компоненты, которые нужны пивовару. И в тех пропорциях, как он задумал.
Она влияет на вкус и питкость
Чем экстрактивность начального сусла выше — тем ярче и полнее солодовый вкус пива. Чем ниже плотность — тем пиво более питкое, легкое, освежающее. Например, плотность эля «Ледокол» — 17%, и это напиток с насыщенным вкусом. «Халзан» — наоборот, легкий освежающий лагер: экстрактивность начального сусла для него — 10%.
Но важно помнить, что горечь пива не зависит от плотности, потому что за этот показатель отвечает хмель (его добавляют позже). Так, легкое Zlatovice заметно горче того же «Ледокола» — за счет разного количества хмеля.
А еще — на крепость
Как мы уже выяснили, почти все твердые вещества, которые солод отдает воде во время затирания, перерабатывают дрожжи. Их добавляют после того, как фильтруют затор и получают прозрачное сусло. Да, сусло — это тот же затор, но без остатков солода: он уже отдал всё, что требовалось, и больше не нужен. Прозрачное сусло кипятят с хмелем, получается охмеленное сусло. Его остужают и дают наконец поработать дрожжам. Чем больше у них пищи — тем больше алкоголя они производят.
В большинстве случаев крепче то пиво, где выше экстрактивность начального сусла (и наоборот). Примерное содержание алкоголя можно вычислить, разделив плотность напитка на 2,5. Прямой зависимости тут нет: всегда будет погрешность, а порой и вовсе случаются сильные несовпадения.
Экстрактивность начального сусла Zlatovice — 10%, алкоголь — 4,1%; «Очаково Оригинального» — 12%, алкоголь — 5%; «Столичного двойного золотого» — 13%, алкоголь — 5,5%. Ну а «Ледокол» имеет плотность 17%, а алкоголя в нем 8%. Ну вы поняли. Впрочем, прием вряд ли вам пригодится в жизни: по закону на пиве указывают и экстрактивность начального сусла, и крепость.
Экстрактивность начального сусла в пиве: что это такое?
На этикетках и в сопроводительных документах на пиво указывается такой показатель, как экстрактивность начального сусла. Под ним понимают выраженное в процентном отношении количество сухих веществ в начальном сусле. Большее их количество делает продукт более «плотным», т. е. насыщенным веществами, перешедшими в него из зерновых. Он обладает глубоким, выраженным солодовым вкусом. Напиток с небольшим процентом таких компонентов воспринимается как более легкий, освежающий, хорошо утоляющий жажду.
Начальное сусло пива: что это?
Состав натурального пива включает сусло — смесь воды и экстрактивных, т. е. способных раствориться и при затирании перейти в раствор, веществ, получаемых из солода и несоложеных добавок. Большая их часть — это сахар, в который преобразуется крахмал ячменя и других зерновых. Именно он формирует «тело пива» — ощущение его структуры и вкуса, а также обеспечивает остаточную сладость.
Количество таких составляющих максимально именно в начальном сусле, т. е. таком, которое еще не подверглось воздействию пивных дрожжей. В процессе жизнедеятельности дрожжи преобразуют сахар в алкоголь и углекислый газ, т. е. происходит процесс брожения. Если доля сухих веществ в продукте до начала брожения составляла 12%, то после его завершения она будет равна 2-3%. Напиток станет менее плотным, но будет содержать алкоголь.
Часто существует прямая зависимость между экстрактивностью начального, не контактировавшего с дрожжами отвара и крепостью готового продукта — чем выше экстрактивность, тем больше содержание алкоголя. Ведь большее количество сахара может преобразоваться в больший процент спирта. При этом экстрактивность не влияет на горечь напитка. Ее обеспечивает хмель, который добавляется позже, а не во время формирования экстрактивности в процессе затирания, т. е. выдержки дробленого солода в емкости с подогретой водой.
На что влияет экстрактивность начального сусла в пиве
Химический состав
Пиво содержит летучие продукты (метаболиты) спиртового брожения и несброженные экстрактивные вещества.
Химический состав пива колеблется в довольно широком диапазоне в зависимости от типа пива. В сущности он зависит от состава засыпи, от экстрактивности исходного сусла и от степени сбраживания. Влияние на качество пива имеет прежде всего основные продукты спиртового брожения, т. е. этиловый спирт (этанол) и углекислый газ. Влияние нормальных побочных продуктов брожения может быть хотя и заметным, но несущественным. Остатки несброженного экстракта должны соответствовать данному типу пива. Если они слишком большие, то это отрицательно действует на качество пива.
Летучие вещества
Кроме этилового спирта (этанола) и углекислого газа пиво содержит небольшое количество летучих высших спиртов, альдегидов, органических кислот, эфиров и некоторых других веществ. Кроме того, пиво содержит воздух, который из-за содержания кислорода является компонентом вредным и нежелательным. В качестве побочного продукта брожения пиво всегда содержит глицерин, который не летуч, и поэтому считается составной частью экстракта.
Содержание этилового спирта (этанола) оказывает решающее влияние на качество пива и зависит у каждого вида (концентрация начального сусла) пива от степени сбраживания. Спирт является важным вкусовым компонентом, повышающим полноту вкуса. Одновременно он повышает также биологическую стойкость пива тем, что тормозит развитие некоторых видов бактерий.
В чешском светлом пиве содержание спирта колеблется приблизительно в следующих пределах [1]:
Темное пиво менее сброжено и поэтому имеет более низкое содержание спирта.
Содержание углекислого газа колеблется обычно от 0,35 до 0,40, самое большее до 0,45 мае. %. Пиво с более высоким содержанием углекислого газа является перешпунтованным. Хотя углекислый газ является вторым основным продуктом спиртового брожения, степень насыщения пива не зависит непосредственно от его образования в процессе производства, поскольку главное брожение протекает в открытых резервуарах. Его содержание в пиве устанавливается только при дображивании и зависит главным образом от избыточного шпунтового давления и температуры. Искусственное насыщение пива углекислым газом (карбонизация) не характерна для чехословацкого пивоваренного производства.
Углекислый газ является характерным и с точки зрения качества очень важным компонентом пива. Пиво, правильно насыщенное углекислым газом, имеет свежий вкус и является освежающим напитком.
Тот факт, что углекислый газ выделяется из пива довольно медленно и мелкими пузырьками, объясняется в классической литературе его частичной адсорбцией на коллоидных веществах. Предполагается, что чем лучше углекислый газ в пиве «связан», тем медленнее он освобождается и тем меньших размеров образует пузырьки. По Гуггенбергеру [2], 98-99% всего углекислого газа присутствует в пиве в виде свободного углекислого газа (CO2), физически растворенного, а оставшиеся 1-2% в виде угольной кислоты (H2CO3). Выделение углекислого газа из пива, по данным Гуггенбергера, происходит согласно общему закону выделения газов из перенасыщенных растворов. Даже при наибольшем перенасыщении недопустимо, чтобы углекислый газ выделялся из пива при самопроизвольном образовании новых пузырьков. Его выделение ограничено на поверхности, соприкасающейся с пространством, наполненным газом, которым являются пузырьки завихренного газа или остатки газа на неувлажненных поверхностях стенки резервуара и на частицах взвесей. Углекислый газ начинает выделяться, если снижается его парциальное давление ниже давления шпунтования. Начальная скорость выделения с высоким экстремумом снижается уже спустя короткое время и дальнейшее выделение определяется скоростью перемещения новых молекул углекислого газа внутри жидкости; тем самым скорость выделения сильно ограничивается.
Высшие спирты образуются при брожении дезаминированием аминокислот. Это летучие вещества с определенным запахом и вкусом, которые заметны и в сильно разбавленных растворах. В пиве с этой точки зрения они проявляются только после этерификации, которая происходит при продолжительной выдержке пива.
Из альдегидов, как компонент пива, является ацетальдегид, содержание которого колеблется около 5 мг/л [3].
Наконец, пиво содержит небольшое количество сернистых соединений. Это прежде всего от 2 до 16 мг/л двуокиси серы.
Обычно от 59 до 94% связанной [6], от 0,4 до 2,9 мг/л сульфгидрильных соединений [7], от 0,01 до 0,07 мг/л летучих меркаптанов [7, 8] и сероводород в количестве до 0,04 мг/л [8].
Экстрактивные вещества
В зависимости от вида пива (экстрактивность исходного сусла) и степени сбраживания готовое пиво содержит от 2,5 до 5% экстрактивных веществ, среди которых преобладают сахариды (80-85%). Следующими компонентами являются в порядке замещения азотистые вещества (от 6 до 9%) глицерин (5-7%), минеральные вещества (3-4%), горькие вещества, дубильные вещества и красители (2-3%), органические (нелетучие) кислоты (0,7-1%) и незначительное количество витаминов [3].
Среди сахаридов в пиве преобладают декстрины (от 60 до 75%), следующими компонентами являются моносахариды, простейшие олигосахариды (от 20 до 30%) и пентозаны (6-8%) [9].
Декстрины, содержащиеся в пиве, являются химически неточно определенными продуктами неполного гидролиза солодового крахмала, катализированные α-амилазой солода. Это аморфные вещества с прямыми и разветвленными цепочками, несбраживаемые пивоваренными дрожжами. Содержание декстринов в пиве в сущности обусловлено солодом и процессом затирания.
В пиве содержится пивной экстракт как сбраживаемый, так и несбраживаемый. Содержание сбраживаемых сахаров зависит преимущественно от ведения главного брожения и дображивания. Пиво, сброженное до степени конечного сбраживания, содержит мало мальтозы и мальтотриозы, иногда также следы глюкозы, фруктозы и галактозы. Зильберайзен [10] количественно определил в светлом лагерном пиве (11,3%) наряду с тремя сбраживаемыми сахарами (глюкоза, мальтоза, мальтотриоза) [8] несбраживаемых сахаров (пентоза, изомальтоза, наноза, 4-α-изомальтозил-D-мальтоза, мальтотетраоза, мальтопентаоза, мальтогексаоза и мальтогептаоза. Из пентоз были идентифицированы арабиноза, ксилоза и рибоза.
Пентозаны, содержащиеся в пивном экстракте (6-8%), происходят из солода, в котором они образуются путем ферментативного гидролиза гемицеллюлоз при соложении.
С помощью бумажной хроматографии удалось обнаружить в пиве более 20 аминокислот [3]. Больше всего обнаружено пролина (около 200 мг/л), α-аминомасляной кислоты, β-аланина, фенилаланина; тирозина и валина содержится от 50 до 100 мг/л. Аргинин, аспарагиновая кислота, гистидин, изонейрин, лейцин, треонин и триптофан встречаются в небольших количествах, а β-аланин, аспарагин и цистин дают лишь следы. Одни аминокислоты встречаются в изменяющихся количествах, другие лишь в некоторых случаях.
Кроме названных низкомолекулярных веществ пиво содержит ряд летучих аминов (метиламин, диметиламин, этиламин, изобутиламин, изоамиламин и триметиламин) и нелетучих (тирамин, гордеин) [11].
Минеральных веществ в пиве содержится от 3 до 4% из экстракта. Их содержание зависит от состава сырья. Наряду с солодом оказывает влияние и производственная вода. Около 1 /3 приходится на соли натрия и калия, соли фосфорной кислоты составляют также 1 /3 и силикаты (SiO2) около 1 /10. Следы дают от 0,1 до 5 мг/л алюминия, бария, хрома, меди, железа, марганца, молибдена, свинца, олова, стронция, титания, ванадия и цинка [12, 13].
Содержание в пиве полифенольных (дубильных) веществ, горьких веществ (изогумулонов) и красителей составляют 2-3% от экстракта. Из всех дубильных веществ (150-300 мг/л) 2 /3 происходят из солода и Уз из хмеля [14]. Дубильные вещества оказывают определенное влияние на вкус пива. Однако более важно их влияние на небиологическую стойкость пива. Кроме дубильных веществ в группе полифенолов широко представлены антоцианогены, которым приписывают наибольшее влияние на образование коллоидных помутнений в пиве [15, 16]. Это вещества, содержащие катехины и соединения, подобные лигнину. Вещества этого типа вместе с флавинами и каротиноидами являются одновременно красителями. Основную группу пивных красителей составляют меланоидины, образующиеся при сушке солода. Далее в качестве красителей действуют флобафены, образующиеся при окислении дубильных веществ.
В качестве побочных продуктов брожения в пиве содержится глицерин (0,2-0,3% от общего экстракта).
Экстракт пива содержит ряд различных органических, нелетучих кислот, в целом от 300 до 400 мг/л. Содержание отдельных кислот в экстракте колеблется. Энебо и другие [17] обнаружили 90 мг/л лимонной кислоты, по 40 мг/л янтарной и яблочной кислот, по 20-30 мг/л фумаровой, пировиноградной, мезаконовой и левулиновой и менее 5 мг/л α-кетоглутаровой, каприловой, капроновой и каприновой.
Ниже приведено содержание витаминов в пиве [29] (в мкг)
Из витаминов в пиве встречаются витамины В-комплекса из ячменя; их основная часть собирается в дрожжах. И наоборот, в пиве не присутствуют витамины, растворимые в жирах (A, D, Е, К). Нет в пиве и витамина С, который образуется при прорастании ячменя, так как при сушке он уничтожается [18].
Ряд авторов обнаружили, что содержание отдельных витаминов и некоторых ростовых веществ в пиве колеблется и в значительной мере зависит от экстрактивности исходного сусла.
Химический состав и качество пива
С точки зрения качества имеет значение прежде всего концентрация исходного сусла. Это основная величина, характеризующая вид пива, и поэтому для готового пива по анализу она должна отвечать установленной экстрактивности после округления до 1 /10 при допустимом отклонении ±0,3%. В практике концентрация отдельных партий пива одного вида не должна колебаться. Отклонения ниже минимальной и выше максимальной величины недопустимы, более высокие величины, кроме того, не обоснованы экономически. Конструкция исходного сусла р определяется косвенно расчетом из содержания спирта А и действительного экстракта n и приводится в процентах по массе. Для расчета используется так называемая большая формула Баллинга
Из этой формулы с помощью математического преобразования можно получить уравнение
Выражение в скобках было пересчитано для обычных величин p (2А+n) и А и соответствующие коррективы величины К приведены в таблице. Формула Баллинга после уточнения К имеет простой вид
Таблица исправлений К приведена в книге «Технология солода и пива», ч. II, с. 160 и 161.
Уравнение Баллинга несколько раз подвергалось критике. В последний раз Тролле [20] указал, что величины, высчитанные по формуле Баллинга, приблизительны, поскольку количество дрожжей, образовавшихся при брожении не постоянно, а колеблется в зависимости от сорта пива и под влиянием многих других факторов. Однако и его формула не нашла распространения, так как для расчета необходимо установить для каждой контролируемой варки содержание азота в сусле, в пиве и в снятых дрожжах.
Содержание действительного и видимого экстракта и спирта изменяется не только в зависимости от сорта пива, но и для каждого отдельного сорта также изменяется в зависимости от степени сбраживания. От степени сбраживания и соответствующего ей отношения между содержанием экстракта и спирта в определенной мере зависят важнейшие органолептические свойства пива, а также его стойкость, главным образом биологическая.
Относительно высокое содержание спирта благоприятно для вкусовых качеств; он является важным компонентом, повышающим полноту вкуса.
Высокое содержание несброженного экстракта, наоборот, всегда отрицательно влияет на вкус пива, особенно светлого пива пильзенского типа. Несброженный экстракт не повышает полноту вкуса, а, наоборот, неприятен и груб на вкус и снижает биологическую стойкость пива.
Действительная степень сбраживания светлого пива (при выпуске его) должна быть не менее 50%. У молодого, невыдержанного пива бывает ниже 45%.
Стандарт на качество не устанавливает непосредственных требований к степени сбраживания пива и к содержанию экстракта. Однако, если он определяет минимальное содержание спирта, то тем самым ограничивает минимальную степень сбраживания пива, а следовательно, и максимальное содержание остаточного экстракта.
Другим важным свойством пива является кислотность, которая определяется или как титруемая кислотность, или, что значительно чаще, характеризуется концентрацией водородных ионов (pH), определяемых электрометрически. Стандарт на пиво устанавливает максимальную кислотность, которую нельзя превышать. Это позволяет, в частности, быстро определить, не прокисло ли пиво в результате инфицирования, например, лактобактериями.
Для качества кислотность пива имеет более серьезное значение. Более высокая естественная кислотность благоприятно действует на весь производственный процесс. Она создает необходимые условия, ускоряющие гидролитическое расщепление при затирании, а также процессы осаждения и осветления при дальнейшей обработке сусла. Кислотность также положительно влияет на вкусовые качества и стойкость пива.
Стандарт на пиво устанавливает титруемую кислотность светлого разливного пива до 4,0 мл 1 н. раствора NaOH и до 6,0 мл у лагерного и специального пива. У темного пива требования такие же, однако у специального пива с более высокой экстрактивностью предел смещен несколько дальше до 6,2 мл 1 н. раствора NaOH.
Нормальный pH пива колеблется от 4,4 до 4,6. Стандарт устанавливает для всех сортов светлого и темного пива предел от 4,1 до 4,8. В соответствии с указанными требованиями к титруемой кислотности во всем производственном процессе следует стремиться к тому, чтобы пиво имело по возможности более низкий pH. Обычно pH пива не опускается ниже 4,3 ни при снижении временной жесткости пивоваренной воды, ни при искусственном подкислении заторов. Это связано с тем, что при более низком pH в заторах более интенсивна ферментативная деятельность, под влиянием которой в сусле возрастает содержание буферов, которые при последующем брожении препятствуют сдвигу pH в кислую сторону. Обработка больших количеств заменителей солода, которые содержат меньше буферов, чем солод, обеспечивает снижение pH пива до 4 или немного ниже.
Несоблюдение требуемого по стандарту цвета светлого пива не допускается. Для светлого пива большим недостатком является цвет более темный, чем слишком светлый, в то время как у темного пива, наоборот, недостатком является слишком светлый цвет.