Всичко за температурните прекъсвания в пивоварството: киселинни и протеинови прекъсвания и ензими

Днес много домашни пивовари използват техниката на стъпково каша. Стъпка по стъпка смесване ви позволява да контролирате процеса на приготвяне на пивната мъст, позволява ви последователно да повишавате температурата на кашата, да получавате суха или сладка бира, да контролирате какъв вид бира получавате, празна или кадифена, кисела или сладка. Броят на различните температурни паузи ви позволява много фино да настроите вкуса на бъдещия продукт, което прави процеса на приготвяне на домашна бира повторяем и предвидим. Познанията по химия, органика и биохимия позволяват на пивоварите да създадат правилния график за повишаване на температурата, да планират температурни паузи.

Малко теория за малцирането

Ключовият процес в пивоварството е малцуването. Разбиването на малц и използването на температурни прекъсвания при варенето е само частен случай на малцуване, един от неговите етапи.

Основната задача, която трябва да се постигне с малцоването, е да започне растежа на ечемика. След като ечемикът започне да расте, той се изсушава, за да спре растежа на кълновете. Именно този етап от малцуването е най-важният и най-отговорният, тъй като той е отговорен за основаването и създаването на ензимите, които са основните.

Освен това именно този етап е началото на разграждането на глюканите в клетъчните мембрани, както и началото на разграждането на протеините. Това ви позволява да наситете продукта с аминокиселините, необходими за започване на варенето, които са основната причина за растежа на дрождите. В допълнение, този етап е отговорен за липсата на мъгла в готовата бира, както и за повишаване на биологичната стабилност на готовата напитка.

Степента на разграждане на глюканите и протеините не е нищо друго освен модификация. Днес по-голямата част от продавания и наличен малц е модифициран. Тоест, глюканите и протеините са в състояние да се разграждат до такава степен, че просто трябва да започнете процеса на превръщане на нишестето в захар и не е необходимо да правите допълнителна модификация. От друга страна, немодифицираният малц (или леко модифицираният малц) позволява по-прецизен контрол върху процеса на варене както на пивната мъст, така и на готовата бира.

Като общо правило, модифицираните зърна имат мека обвивка, докато немалцовите зърна са доста твърди. Производителите на малц често продават както малцов, така и немалцов ечемик. Ако имате малц с неизвестно качество, тогава в този случай трябва да използвате метода на поетапно смесване или, както се нарича още, метода на отваряване.

Ензимите и техният оптимален температурен диапазон

Ензимите са специални протеини, които са катализатори и ускорители на процесите на ферментация. Ензимите и другите протеини са дълги аминокиселинни молекули, които могат да имат до 87 000 единици. Някои от молекулите на аминокиселините са навити, други са лист. По правило всички протеини са доста слаби от молекулярна гледна точка и бързо се разрушават, запазват формата си единствено благодарение на силите на Ван дер Ваалс. Такива молекулярни сили са много слаби и могат просто да се счупят от промяна в киселинността на околната среда или от повишаване на температурата. Ензимът, за да ускори разграждането на нишестето, просто се свързва със специфичен елемент от нишестето и ускорява процеса на разделянето му на две захарни молекули.

Самият процес на разцепване е хидролиза, но без вода хидролизата (т.е. разрушаването) на протеина би отнела много дълго време.Ензимът амилаза се свързва с две молекули наведнъж, които ще станат захар и ускорява реакцията между ОН-базата на водата и Н-молекулата на водата. В резултат на това молекулата на нишестето се разпада, образувайки две захарни молекули, а ензимът се освобождава и отива да „търси“ друга молекула на нишестето.

Ако самият ензим е повреден, тогава той не може да разгражда молекулите на нишестето и е напълно деактивиран. В същото време те казват, че ензимът е денатуриран, тоест той се е сринал. OH може да се срине от прекомерна температура или от твърде висока или ниска киселинност на средата. Денатурацията е необратим процес и разваленият ензим не може да се върне отново в своето състояние. Всеки ензим има своя собствена оптимална работна температура и по-голямата част от книгите за пивоварството съдържат информация за "температурните режими" на различните ензими.

Средностатистическият пивовар не трябва да знае подробната механика на това как работи. Просто трябва да разберете, че ензимите са вид механизми, които работят сами, без да се изразходват, но само в строги температурни граници (температурни паузи).В същото време работата на ензимите не е свързана една с друга и всеки от ензимите работи независимо. Всеки ензим работи при всяка температура, която не надвишава температурата на разрушаване. Задачата на пивовара е да повиши температурата толкова високо, че ензимите да работят възможно най-ефективно и бързо, но не толкова високо, че ензимите просто да се разграждат. В същото време трябва да се разбере, че системата е доста инертна и ензимите се унищожават със светкавична скорост. И така, алфа-амилазата се унищожава при температура от 65 градуса по Целзий, но ще отнеме около час, за да унищожи напълно всички молекули.

Така скоростта на ферментация зависи от концентрацията на ензими, от плътността му в мъстта, от температурата и киселинността (т.е. pH) на мъстта. За да контролирате процеса на смесване, можете да работите с всеки от тези четири фактора, освен това можете да работите както поотделно с всеки фактор, така и заедно с няколко фактора.

Пауза за варене на киселина

Киселинният остатък се използва веднага след накисване. В същото време е възможно да се извърши с почти всеки метод на пасиране на малц. По време на киселинната пауза pH на пивната мъст пада до желаните стойности и глюканите са напълно унищожени, които са в състояние да спрат пивната мъст в паста. По правило по време на тази температурна пауза температурата варира от 35 до 45 градуса. В същото време ензимът фитаза напълно разрушава молекулата на фитин, в резултат на което се освобождава фитинова киселина, която повишава киселинността на средата (т.е. понижава pH на пивната мъст).

Струва си да си припомним, че ензимът фитаза е много чувствителен към прекомерна температура, така че по-голямата част от молекулите просто се унищожават при нагряване по време на малцуване. Фитазата присъства само в малцове, които са претърпели минимално печене. Работи много активно само когато малцът не е изпечен и водата, използвана за малцуване, е достатъчно мека.Киселинната пауза продължава около един час и, честно казано, много пивовари просто я пропускат и игнорират, веднага повишавайки температурата допълнително. Наистина, при достатъчно силно изсушаване на малца, просто няма смисъл да се поддържа киселинна пауза, тъй като цялата фитаза просто се унищожава.

Друг процес, който е характерен за тази киселинна пауза, е разграждането на глюкани, сложни въглехидрати, намиращи се в зърнените храни заедно с нишестето. Най-много глюкани има в ръжта, пшеницата и овеса, както и в леко модифицираните малцове. Именно бета-глюканите са отговорни за това, че бирата ще бъде мътна. Ако искате да получите кристално чиста бира, тогава освен задължителната филтрация трябва да издържите киселинна пауза в варенето.

Протеинът остава при варене

Протеинова пауза е пауза при температура около 45-59 градуса. Протеинова температурна пауза се характеризира с работата на два ензима наведнъж - това е работата на протеиназата и пептидазата. Тези ензими принадлежат към класа на хидролазите, които директно разцепват аминокиселините в протеините.В резултат на работата протеиназата разделя дългите аминокиселини на много аминокиселини със средна дължина, а също така отделя крайните аминокиселини от протеиновите молекули.

Дългите аминокиселинни молекули не са необходими за създаването на бира, тъй като голям брой дълги и неразделени протеини водят до помътняване на бирата. Да, и самата бира ще бъде много нестабилна. В същото време аминокиселините със средна дължина позволяват на бирената пяна да постигне стабилност и издръжливост. Пептидазата работи оптимално при 45-53 градуса, а протеиназата - при 55-58 градуса. Поддържането на пауза от 15-20 минути при 55-58 градуса ви позволява значително да намалите мъглата в бирата, без да оказвате никакво влияние върху разпенването на напитката и върху нейния вкус. Не си струва да държите протеинова почивка при температура 45-52 градуса, тъй като в този случай ще има големи проблеми с разпенването на бъдещата бира. Температурна пауза от 55-58 градуса също е удобна, защото намалява вискозитета на бъдещата бира.

Протеиновата почивка е много ефективна, ако пивната мъст е гъста, където има само около два литра вода на килограм малц.След протеиновата пауза малцът може леко да се разреди с чиста вода, за да стане по-течен. В този случай е по-добре да налеете гореща вода в малца, като същевременно повишите температурата на пивната мъст.

Заслужава да се отбележи, че работата на бета-глюканазата от киселинната пауза се наблюдава сега, но скоростта на този ензим е твърде ниска.

Отличителна черта на тази пауза е и фактът, че количеството готова пивна мъст зависи от нея. В допълнение, прекомерното разбъркване и времето за отлежаване пряко влияе върху готовия вкус на напитката, екстракта от кашата.

Захаризиране

Вече писахме подробно за процеса на озахаряване в съответната статия.

Заслужава да се отбележи, че това е единствената температурна пауза, без която не можете да се справите по време на варене. Ако се използва напълно модифициран малц, тогава често само тази пауза остава за пивовара. Основната точка на етапа на озахаряване е превръщането на нишестето в захар.Това се прави с помощта на два ензима, наречени диастатични.

Първият ензим е бета-амилазата, която отхапва краищата на молекулата на нишестето, образувайки малтоза. Този ензим работи в началото на температурния диапазон на тази пауза. Вторият ензим, алфа-амилазата, работи в диапазона 68-72 градуса и основната му задача е да разчупи молекулата на нишестето на произволни места. Ензимът е много дълъг, обемист, което води до образуването на неферментиращи декстринови захари. Те правят бирата сладка. Кратка пауза от 20 минути в гъста каша прави бирата сладка и плътна. Именно на този етап основният акцент се поставя от пивоварите, които правят бира от малцове с ниска диастатична активност, като например бледата.

Паузата на озахаряването трае около два часа, тъй като на ензимите е необходимо време, за да разградят всички молекули нишесте, а тези молекули са доста дълги.В същото време не трябва да правите дълга пауза в началото на диапазона, тъй като това ще направи бирата много суха и ще съдържа много малко захар. Работейки при температура от 66-67 градуса, ензимите образуват умерено ферментираща мъст, която е най-популярна сред домашните пивовари. Работейки около 68-70 градуса, ще се получи плътна, сладка бира, без да е натрапчива.

Паузата на озахаряването се извършва при температура 61-71 градуса или, ако е необходим по-тесен диапазон, при 66-70 градуса. Разрешени са малки температурни изблици както в едната, така и в другата посока, които не влияят на вкуса на напитката.

Колкото по-добър е етапът на озахаряване, толкова повече захар ще има в готовата пивна мъст и следователно процесът на ферментация ще бъде по-добър. Можете да проверите качеството с йоден тест - вземете капка пивна мъст, капнете я върху бяла чиния и след това добавете малко алкохолен разтвор на йод, който вероятно има във всеки дом. Ако йодът стане син, тогава озахаряването трябва да продължи и в пивната мъст все още има много нишесте.Ако цветът не се е променил и остава кафяв, значи цялото нишесте се е превърнало в захар.

Разбийте

Незадължителна температурна пауза от пет минути при 76-77 градуса. Тази пауза ви позволява да постигнете желаната пълнота на вкуса на бирата. Филтрираната бира не трябва да се охлажда под тази температура. Паузата за каша ви позволява да намалите вискозитета на пивната мъст, правейки я по-тънка. От чисто техническа гледна точка тази пауза е удобна с това, че увеличава течливостта на пивната мъст и следователно значително ускорява последващия процес на филтриране.