Лекция: ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ ПИВА

Стойкость пива при хранении — один из важных показа­телей его качества. Она определяется временем (в сутках), в тече­ние которого разлитое пиво остается прозрачным.

Различают биологическую стойкость, характеризующую устой­чивость пива к помутнению и появлению осадка в результате размножения дрожжей и других микроорганизмов, и белково-коллоидную, нарушение которой проявляется в образовании небиоло­гического помутнения как в непастеризованном, так и в пастери­зованном пиве.

Поэтому стабилизация пива — основная задача заключитель­ного этапа пивоварения. В основе коллоидных помутнений пива при охлаждении лежит образование комплекса нейтральных по­лисахаридов, белков, полифенолов и ионов поливалентных метал­лов. Доля углеводов, в основном в виде глюкана, в коллоидных частицах мути составляет до 80 %. В белковый комплекс частиц входят β-глобулин, альбумин и гордеин ячменя. В глобулине много серосодержащих аминокислот (9,4 % суммы цистеина и цистина и 3,2 % метионина), что способствует образованию пере­крестных дисульфидных связей между белками. В частицах мути находят 16 видов щелочно-земельных и тяжелых металлов. Золь­ность коллоидного осадка обычно составляет 0,7—3,3 %, но может достигать 14%. Металлы участвуют в образовании комплексов белков и дубильных кислот, катализируют окисление дубильных веществ, предшествующее их полимеризации. Существенный вклад в скрепление коллоидных частиц вносит образование водородных связей между гидроксильными группами полифенолов и кисло­родными атомами карбонильных групп белков. Основной путь укрупнения коллоидных частиц — окислительная полимеризация полифенолов в присутствии растворенного кислорода.

Для повышения стойкости пива кроме общеизвестных приемов (переработка качественного сырья, строгое соблюдение техноло­гических и санитарных режимов производства на всех его стадиях и др.) предложены физико-химические (в основном адсорбцион­ные) и ферментативные способы.

Имеются сведения о том, что все испытанные стабилизаторы оказывают отрицательное влияние на пеностойкость пива, поэто­му одновременно требуется применение и стабилизаторов пены.

Для предотвращения коллоидного помутнения пива необхо­димо гидролизовать полимеры, входящие в состав коллоидных частиц. Большинство ферментативных способов стабилизации основано на применении протеолитических ферментов, т. е. на расщеплении белковой составляющей коллоидных частиц. На­ряду с этим используются препараты амилаз, глюканаз, целлюлаз. За рубежом в качестве протеазы широко применяют папаин, на основе которого созданы различные коммерческие пре­параты для стабилизации пива. Помимо папаина применяется бромелаин, фицин, пепсин. В отечественной практике пиво стабилизируют с помощью микробных ферментных препаратов Протосубтилина, Амилоризина, Пектофоетидина, Целлолигнорина, Берзина П-7.

Для стабилизации пива используют как индивидуальные фер­ментные препараты, так и мультиэнзимные композиции.

В отечественной практике обрабатывают как пиво, так и сусло. Обработка сусла позволяет избежать нежелательных последствий внесения обсемененных препаратов, а также сочетать эффекты стабилизации пива и интенсификации жизнедеятельности дрож­жей за счет действия протеолитических ферментов. Фермент­ные препараты, внесенные в охмеленное сусло при температуре 30...40 °С, действуют в процессе охлаждения сусла до температуры брожения.

Установлено эффективное воздействие препаратов Амилопроторизина Г10Х и Г20Х на высокомолекулярные полимеры сусла и молодого пива, что создает перспективу их применения для повы­шения коллоидной стойкости пастеризованного и стабилизиро­ванного светлого пива. Использование этих препаратов позволяет получать пиво с меньшей вязкостью, более глубоко выброженное, с высоким содержанием спирта и меньшим содержанием высоко­молекулярных белковых веществ. При этом лучшее пиво по вкусу, качеству пены и осветлению получается при использовании Амилопроторизина Г20Х, обладающего высокой протеолитической активностью.

Для повышения стойкости светлого пива возможно приме­нение Протосубтилина. Оптимальные условия введения препара­та в охмеленное сусло — температура 30 °С, дозировка препарата 2г/гл (активность препарата 100ед/г), длительность обработки 10—40 мин. В готовом пиве снижается содержание белковой фракции А (по Лундину), а стойкость после пастеризации соста­вила 42—46 сут против 20 сут в контроле.

При действии препаратов с активностью кислых экзопротеаз в сусле образуются свободные аминокислоты, что тормозит синтез дрожжами разветвленных аминокислот — предшественников выс­ших спиртов и диацетила. В результате обработки сусла препара­тами Пектофоетвдин П10Х, Целлолигнорин П10Х содержание выс­ших спиртов в готовом пиве снижается на 6—7 %. Этого не проис­ходит, если обработку проводят на стадии дображивания пива.

Для повышения коллоидной стойкости светлого пива возмож­но применение композиции из препаратов Пектофоетидин П10Х и Целлолигнорин П10Х, вносимой в сусло при температуре 40 °С, в концентрации 2 г/гл, в диапазоне соотношений от 3:1 до 1:1 при длительности обработки 20 мин. В результате ферментатив­ной обработки содержание высокомолекулярных азотистых ве­ществ в сусле снижается на 35 %, полисахаридов — на 34 %. Стой­кость готового пива увеличивается с 1 до 9 мес.

Определенный интерес для пивоварения представляет отече­ственный препарат Коллагеназа, выделяемый из гепатопанкреаса крабов в виде водного экстракта, не обладающий амилолитической и осахаривающей способностями. Коллагеназа обладает высо­кой коагулирующей способностью, образует макромолекулярные комплексы с белками пива и остаточными дрожжами, что усили­вает эффект стабилизации.

Сопоставляли действие Коллагеназы, папаина и комплекса Амилоризин П10Х — Протосубтилин Г20Х на стойкость пива «Хамовническое». Первые два препарата вносили на стадии дображивания, а ферментный комплекс — в начале брожения. По характеру действия Коллагеназа сопоставима с папаином, взятым в невысо­кой дозировке по протеолитической активности (соответственно 510 и 140 ед/гл). При обработке Коллагеназой белковая фракция А (по Л ундину) снизилась на 30 %, стойкость готового пива увели­чилась с 30 до 135 сут (табл. 8.3).

Наиболее стабильное пиво получают, применяя, комплекс фер­ментов, гидролизующих азотистые, гумми-вещества, декстрины, полифенолы и антоцианогены в сочетании с аскорбиновой кисло­той или глюкозооксидазой, дополнительно предохраняющими го­товое пиво от воздействия кислорода воздуха.

Повышение эффекта стабилизации достигается при дополни­тельной обработке пива сорбентами, связывающими полифенолы. В качестве сорбентов используют сильноосновные аниониты на основе полистирола, например АВ-17-П, с помощью которого из сусла и пива можно избирательно удалить 20—40 % общего коли­чества полифенолов, практически не изменяя содержания других компонентов. Удаление полифенолов оказывает благотворное вли­яние на жизнедеятельность дрожжей, ферментативную активность, скорость сбраживания сусла.

Для стабилизации пива от помутнений микробиологического происхождения могут быть также использованы ферментные пре­параты. Повышение биологической стойкости возможно за счет лизиса бактериальной и дрожжевой микрофлоры пива. Для этой цели пригодны препараты лирических ферментов широкого спект­ра действия, прежде всего литические экзопротеазы, которые про­являют активность в отношении клеток грамположительных и грамотрицательных бактерий, дрожжей и других групп микроор­ганизмов. Универсальность литических экзопротеаз основана на том, что они воздействуют на белковые компоненты, присутствую­щие в клеточных стенках микроорганизмов всех таксономических групп. В качестве препарата литических экзопротеаз может быть рекомендован Лизосубтилин или его иммобилизованная форма — Фермосорб. Препараты протеаз общего типа, такие, как Протосубтилин, Проторизин, папаин, пепсин и др., также способны вызы­вать лизис микроорганизмов, хотя и в меньшей степени. Протеазы активируют автолиз микроорганизмов, что в условиях лимитации роста приводит к снижению их численности. Поэтому примене­ние протеаз для стабилизации пива от коллоидных помутнений одновременно повышает и его биологическую стойкость.

Перспективно использование в пивоварении, в частности для стабилизации пива, нерастворимых иммобилизованных фермен­тов. К их преимуществам следует отнести легкость выделения из реакционной смеси фильтрацией или центрифугированием и воз­можность многократного использования, например в качестве наполнителя колонны, через которую протекает пиво, в непре­рывном потоке.

Несмотря на определенные успехи, достигнутые при примене­нии ферментных препаратов как улучшителей биологической стой­кости пива, в дальнейшем предстоит совершенствование способов ферментативной обработки пива, возможно, путем сочетания их с адсорбционными методами. Исследования в этом направлении продолжаются. Однако следует иметь в виду, что для эффективно­сти действия любых стабилизаторов и получения качественного пива с высокой стойкостью обязательным условием является стро­гое соблюдение технологии и санитарного режима производства.