Влияние изменений температуры осахаривания
и продолжительности ее действия

Анализ практических показателей

Скорость ферментативных реакций возрастает с увеличением температуры и достигает максимума при оптимальной температуре. При дальнейшем повышении температуры скорость реакции в результате инактивации ферментов быстро падает почти до нуля. Оптимальная температура не постоянна и колеблется в зависимости от продолжительности реакции.

Например, осахаривание крахмала, катализируемое амилазами, при кратковременном воздействии (5 мин) наиболее интенсивно при температурах около 75°С, а при долговременном воздействии (2 ч) лучший результат был получен при температуре около 60°С.

Расщепление крахмала при осахаривании зависит от температуры и качественно и количественно. Это вызвано тем, что декстринирующая а-амилаза при высоких температурах осахаривания более стойка, чем осахаривающая р-амилаза. В производственных заторах а-амилаза имеет температурный оптимум около 70°С, а р-амилаза от 60 до 65°С. Следовательно, на практике с помощью выдержек при различных температурах можно до определенной степени изменять соотношение сбраживаемых Сахаров и несбраживаемых декстринов в сусле.

Больше всего мальтозы образуется при осахаривании в интервале температур от 60 до 65°С. Кольбах отмечал, что основная часть мальтозы образуется при указанной температуре под действием р-амилазы в течение 15 мин, хотя затор дает с йодом цветную реакцию и позже.

Следовательно, в этот короткий период в целом достигается состав сусла, соответствующий конечной степени сбраживания, которая позднее повышается уже незначительно под действием амилаз на прокипяченную часть затора и в результате доосахаривания в остатке после спуска последнего затора. При температурах 75—78°С под действием а-амилазы на остатки неосахаренного крахмала образуются почти одни декстрины, так что на конечную степень сбраживания это уже не отражается.

Чтобы на практике получить охмеленное сусло с высокой степенью сбраживания, целесообразно стимулировать деятельность Р-амилазы введением выдержки (от 15 до 20 мин) при низкой температуре осахаривания (от 60 до 65°С); при последующем нагреве до 70—75°С затор осахаривается в течение нескольких минут.

Часто осахаривание проводят и при постепенном подогреве (1°С за 2 мин) затора в интервале температур осахаривания, например, между 65 и 72°С. Если же, наоборот, надо понизить конечную степень сбраживания охмеленного сусла, то следует стимулировать действие а-амилазы в ущерб р-амилазе осахариванием при более высоких температурах (свыше 70°С). Если осахаривание проводится при температуре от 68 до 72°С, то одновременно действуют обе амилазы. При этом образуется достаточное количество мальтозы, хотя и меньше, чем при 60—65°С; одновременно довольно быстро происходит декстринизация, так что затор осахаривается быстро, т. е. не дает с йодом цветной реакции.

При переработке хорошего солода, как правило, нет необходимости применять осахаривающую выдержку при переработке второй отварки (иногда второй и третьей отварки). Затор осахаривается в соответствующем интервале температур при медленном нагревании (1°С за 1 мин). Продолжительность осахаривающих выдержек при осахаривании обычно определяется временем, необходимым для достижения полного осахаривания.

Ошибкой является осахаривание заторов при высоких температурах осахаривания (около 75°С). Хотя в результате того, что заторы осахариваются быстро и это дает экономию во времени; охмеленное сусло содержит много декстринов и имеет низкую конечную степень сбраживания; в пиве образуется мало спирта, вкус его пустой и в делом менее приятный. Следовательно, экономия во времени в данном случае не оправдана, так как получается пиво худшего качества. Наоборот, время расходуется впустую, если осахаривающая выдержка применяется после того, как исчезла цветная реакция на йод.

Согласно существующему мнению расщепление белков происходит при температуре от 40 до 70°С. Оно не ограничено так называемой температурой пептонизации 45—55°С, при ней оно лишь происходит интенсивнее.

В практике это означает, что белки расщепляются при температурах затирания до 70°С, таким образом оба процесса протекают не только последовательно, но и одновременно. Было доказано [10], что при выдержке при 70°С выравнивается соотношение фракций азотистых веществ. Этот факт снижает практическое значение так называемой температуры пептонизации, при которой только при особо благоприятном рН под действием пептидаз солода может образоваться небольшое количество низкомолекулярных продуктов расщепления белка (формольный азот).

Во всем же интервале температур проявляется преимущественно действие протеиназ, под действием которых образуются высоко- и среднемолекулярные продукты расщепления белков; содержание стойкорастворимого азота тем самым возрастает. По английским источникам (Гопкинс и Краузе, 1-936) более выгодно проводить пептонизирующую выдержку при 60°С, чем при 50°С, как это принято в ЧССР. Протеиназа инактивируется в заторах при 60°С в течение 1 ч, а при 70°С очень быстро.

Активность пептидаз солода при классических способах затирания отражается на заторе и отдельных его частях. Максимальную активность имеют пептидазы в осахаренной первой отварке перед кипячением. Это объясняют освобождением связанных пептидаз при температурах осахаривания. При ускоренном способе затирания при температуре 61—63°С, наоборот, условия неблагоприятны для протеолиза. Активность пептидаз солода снижается вскоре после осахаривания его. Однако, несмотря на это, не существует большой разницы в соотношении отдельных фракций азотистых веществ в готовом охмеленном сусле.

При переработке нормально растворенных солодов происходит удовлетворительное с количественной точки зрения расщепление белков главным образом в остатке после спуска первой отварки в двухотварочных способах затирания, иногда после спуска второй отварки при трехотварочном способе. Только в случае, если был использован недостаточно растворенный солод, при переработке первой отварки применяют пептонизирующую выдержку при 50°С. Если нужно добиться, более основательного расщепления, то эта выдержка должна быть достаточна продолжительной.

Из сказанного выше вытекает, что на состав азотистых веществ в готовом охмеленном сусле существенное влияние оказывает не температура затирания, а степень растворения белков в солоде. При затирании соотношение отдельных фракций выравнивается независимо от градации температур. При переработке недостаточно растворенного солода введение выдержки при так называемой температуре пептонизации (от 45 до 55°С) дает возможность устранить ряд технологических трудностей.

Степень расщепления белков в сусле существенно влияет на физико-химическую стойкость браги. Однако при затирании невозможно непосредственно контролировать расщепление белков или управлять им так, чтобы образовалось как можно меньше фракций, которые позже образуют муть с дубильными веществами солода и хмеля, или с нуклеиновыми кислотами солода и продуктами их расщепления.

Поэтому выбирается косвенный способ, заключающийся в том, что в ходе всего технологического процесса стимулируется коагулирование фракций, вызывающих образование мути. Этим обеспечивается хороший брух охмеленного сусла, коагуляция мути в грубой форме, хорошее осветление пива при дображивании и т. д. Наконец, пиво стабилизируют дополнительным снижением содержания высокомолекулярных белков путем осаждения, адсорбцией или расщеплением препаратами, содержащими активные пептидазы.