Брожение и сбраживаемость пива

Дрожжевое брожение является самым магическим процессом, происходящем на пивоварне. Процесс не очень хорошо знаком начинающим пивоварам, поэтому здесь происходит, как правило, много ошибок. Большинство домашних пивоваров просто задают свои дрожжи, которые были в пивном наборе, надеясь на лучшее. Это чрезвычайно важная часть пивоваренного процесса. Изучение того, что происходит при брожение сделает вас более успешным пивоваром. Брожением можно управлять, как и многими другими процессами в пивоварение. Перед тем как научиться контролировать брожение, вам нужно сначала понять его.

История брожения пива

Пиво начали делать люди с доисторических времен во всем мире, не понимая науки процессов брожения, которые происходили. Скорее всего первое брожение было спонтанным с дикими дрожжами. Дикие дрожжи живут везде. Медовуха была, скорей всего, первой сбраживаемой жидкостью, а брожение могло произойти, из-за дождевой воды, которая заполняла улей с медом в дереве. Присутствующие дикие дрожжи начинали брожение жидкости, образуя спирт. После того, как божественный опьяняющий эффект алкоголя был обнаружен человеком, алкоголь стал являться важной частью нашей жизни.

Сначала процесс брожения был не понятен. Тот кто постоянно занимался прививанием дрожжей в напитках, вероятно, воспринимался волшебником с божественной магической силой. Различные способы были обнаружены для сохранения и передачи дрожжей от одной партии к другой. Делали это либо перемешиванием пива, вина или медовухи одной и той же лопаткой каждый раз, или добавляли фрукты, затем удаляли и сохраняли их для следующей партии, поэтому дрожжевая закваска была ключом к улучшению качества древних сброженных напитков.

В Древнем Египте пиво делали, добавляя закваску (в которой содержатся дрожжи) на влажный недавно проросший ячмень и осторожно выпекали, пока только сформируется корочка. Это позволяло хранить хлеб в течение определенного периода времени без порчи. Затем хлеб разводили в дождевой воде и оставляли бродить для пива. Первое пиво было, вероятно, пресным или еще хуже мутным и нефильтрованным. Человеку приходилось пить его через фильтрующую соломинку, чтобы не захватить горький осадок.

Пиво стало для древнего человека надежным способом утоления жажды, так как запасы воды в основном были загрязнены. Пиво употребяли, кроме мужчин, женщины и дети.

Существует предположение, что Египетская цивилизация образовалась от необходимости выращивать зерновых культур для пива. Кочевые охотники-собиратели заселялись, чтобы помочь с посевом, сбором и хранением ячменя.

После того, как процесс брожения и сами дрожжи стали понятны - лицо пивоварения изменилось навсегда. Санитария стала важным наряду с размножением дрожжей. Улучшение качества полученного пива, вероятно, было впечатляющим. Конечно, никто не может на самом деле знать, какое пиво было на вкус даже пару сотен лет назад. Но с нашими научными знаниям, мы можем предположить или получить довольно хорошее представление.

В 1836 году Каньяр де Ла-Тур  доказал, что пивные дрожжи - это живые организмы, а не химические вещества, как все считали ранее. Он также сказал, что эти дрожжевые клетки участвуют в образование спиртового брожения. Но сказать, что дрожжи участвуют и то, что они единственная причина брожения - есть две разные вещи.

В 1860 году Луи Пастер стал не первым человеком, который обнаружил дрожжи. Но он стал первым кто понял, что брожение было вызвано жизнью микроорганизмов и что эти организмы и есть дрожжевые клетки. Г-н Пастер так же доказал, что дрожжи не нуждаются в кислороде чтобы жить, как и большинство микроорганизмов. Дрожжи в присутствии кислорода будут размножаться, и когда весь кислород расходуется начнется брожение. Луи Пастер изобрел пастеризацию, чтобы убить дрожжи и остановить дальнейшее брожение. Пастеризация была применена к пиву в 1876 году, а остальное уже история.

Вот почему так важно проводить санитарию с умом, когда делаете пиво, вино или медовуху. Дрожжевые клетки должны иметь возможность размножаться и доминировать при брожение, чтобы другие нежелательные микроорганизмы не могли иметь шанс закрепиться и испортить ваше пиво. Чем быстрее начнется активное брожение, тем меньше шансов у вредителей. Именно поэтому мы делаем дрожжевые стартеры, чтобы дать дрожжам возможность расти быстрей, чем любой другой организм и тем самым вытеснять их из пива. Они все еще ​​там, но в таком минимальном количестве, что не влияет на ароматику, вкус и внешний вид вашего пива.

Объяснение процесса брожения

Сначала процесс брожения кажется довольно простым. Дрожжи добавляются в ваше охлажденное сусло, и они начинают потреблять кислород, питательные вещества и размножаться. Они будут продолжать размножаться до тех пор, пока весь кислород не израсходуется. Затем они атакуют сахар в пиве, так как это их последняя еда. Брожение может быть настолько энергичным, что пенная шапка будет возвышаться на 30 см или более над верхней частью пива с активным выделением СO₂.

Алкоголь, CO2 и другие побочные продукты, такие как сивушные спирты (или сивушные масла) производятся с брожением дрожжей. Сивушные масла представляют собой смесь органических кислот, высших спиртов (пропиловый, бутиловый, амиловый), альдегидов, сложных эфиров, являющиеся между собой сородичами. Именно эти сородичи предположительно вызывают похмелье. 

Этот процесс продолжается, пока все простые сахара не перебродят в пиве. Дрожжи начнут успокаиваться. Некоторые падают в спячку на дно емкости, в то время как другие продолжают питаться более сложными сахарами и другими побочными продуктами в пиве. В какой-то момент, дрожжи съедят все, что есть. Дрожжи не делают больше ничего, и теперь скапливаются в нижней части бродильной емкости и ждут больше пищи.

Процесс брожения, как правило, занимает около недели для большинства сортов пива. При более высоких температурах, образуется больше побочных продуктов (от фруктовых эфиров до сивушных спиртов) придающие пиву фруктовый и фенольный вкус и аромат. При более низких температурах дрожжи действуют гораздо медленнее и побочных продуктов образуется по-минимуму. Это одно из основных различий между лагером (холодное брожение) и элем (теплое брожение).

Лагер против Эля

Лагер намного чище, чем эль с более ощутимыми ароматами солода и хмеля. Эль же обладает гораздо более сложным фруктовым и пряным характером в аромате и вкусе. Хотя существует некоторая линейная зависимость от температуры. Эль сброженный при холодных температурах будет иметь меньше "Элевый характер" и более "Лагерный характер". И наоборот, лагер сброженный при теплых температурах, такой как Калифорниа комэн бир, покажет больше "Элевого характера" с более фруктовым / пряным производством эфиров.

Другое отличие, и что обычно разделяет два типа дрожжей - это то, что лагерные дрожжи во время брожения находятся в большей массе в или вблизи нижней части пива, а элевые, наоборот, в верхней части, а затем выпадают на дно по окончанию брожения. Поскольку дрожжи есть везде, имеет смысл, что некоторые были адаптированными к более холодному климату. Пиво, которое выдерживается в холодных климатических условиях, так в Германии оно хранилось в ледяных пещерах, чтобы сохранить его от порчи в течение жарких летних месяцев. Нормальные элевые дрожжи не смогут продолжить переработку побочных продуктов первичного брожения в такой холодной среде. Те дрожжи, которые присутствовали на территории Германии в течение зимы были уже адаптированы для холодного брожения в процессе эволюции. Как только дрожжи изучили, стало ясно, что это был другой тип дрожжей, чем Элевые дрожжи, которыми они являлись изначально. Благодаря процессу хранения пива в пещерах мы получили слово "лагер", которое в переводе с немецкого языка означает "хранить".

Требовательность дрожжей

Дрожжам для жизнедеятельности нужны определенные вещи - это сахара, аминокислоты, жирные химические вещества, называемые липидами и незначительное количество минералов, таких как цинк и медь. К счастью, все это уже скорее всего есть в пивном сусле, и нет необходимости в добавление дополнительных питательных веществ для дрожжей, чтобы они хорошо справлялись со своей задачей.

Другое дело, что им нужен кислород. Они используют кислород для формирования клеточных стенок, когда они размножаются. Эти клеточные стенки состоят из стеринов и ненасыщенных жирных кислот. Если кислорода не хватает в пиве дрожжи перестают вырабатывать стерины. А их отсутствие означает, что дрожжи не смогут синтезировать свои клеточные стенки, таким образом они должны прекратить размножаться.

Недостаток кислорода (и стеринов для роста клеток) ограничивает рост дрожжевых клеток в пиве. Недостаток кислорода будет производить пиво с низкой аттенюацией (не полностью сброженные, оставив пресные сахара). Вот почему так важен кислород в вашем сусле. Особенно в более высокоплотном пиве.

Кислород улетучивается, когда сусло кипятится. Маленькие исхищрения при переливе сусла в бродильную емкость позволяет вам лучше насытить его кислородом. Вы сможете аэрировать сусло переливая его "туда-обратно" из котла в бродильную емкость. Лучший способ заключается в использовании аквариумного насоса с воздушным камнем. Так как вы добавляете атмосферный "воздух" в сусло, уровень кислорода сложно получить меньше определенного уровня, обычно, это около 8 мг/л (ppm). Это минимальное количество кислорода, необходимое для хорошего брожения.

Лучшим способом аэрации сусла является использование чистого кислорода и камня-рассекателя (на самом деле это не камень, он из нержавеющей стали). Вы сможете приобрести редуктор и шланг с фильтром в большинстве магазинах домашнего пивоварения. Небольшие кислородные баллоны можно приобрести в сварочных магазинах.

Необходимое количество чистого кислорода будет варьироваться в зависимости от плотности вашего сусла. Я, обычно, добавляю кислород около 45-60 секунд для сусла плотностью ниже 1.070 и около 1,5 минут (90 секунд) для более плотного пива (барливайны). Перенасыщение пива кислородом может вызывать изменение вкуса от чрезмерного образования сложных эфиров. Это результат «окислительного стресса» дрожжей. Нет точного согласия в том, как много чистого кислорода необходимо добавлять, так как еще недостаточно исследований проведено в этой области.

Когда в вашем распоряжении появятся инструменты для домашнего пивоварения: такие как надлежащий засев дрожжей, хорошая аэрация сусла, правильный выбор дрожжей и хороший контроль температуры брожения, ваше пиво сделает квантовый скачок в качестве. Делайте все это правильно, и вы сможете контролировать аттенюацию (степень сбраживания) вашего пива. Последовательное использование даст стабильные результаты. Какой толк в том, что вы сделали действительно отличное пиво, но только один раз? Если вы не сможете повторить его, то это был просто несчастный случай. Возьмите подробные записи, того что происходило в течение всего процесса пивоварения от выбора воды до карбонизации пива, и вы сможете повторить свое лучшее пиво.