Грибное царство
В современной систематике живого мира эукариотические (имеющие ядро) организмы делят на царства протистов, растений, животных и грибов. Выделить грибы в отдельное царство было решено относительно недавно, и связано это с тем, что у грибов есть признаки как животных, так и растений. Грибы не фотосинтезируют, у них гетеротрофный тип питания, то есть для жизнедеятельности им требуются органические вещества. Грибы накапливают гликоген, а не крахмал. При всех этих «животных» признаках грибы неподвижны и имеют клеточную стенку, что роднит их с растениями.
Царство грибов делится на несколько отделов, но в рамках этой статьи нам интересен отдел Аскомикота, в котором есть некоторые съедобные грибы (например, сморчки), плесневые грибы (например, пеницилл, давший человечеству первый антибиотик), а также одноклеточные грибы – дрожжи.
Брожение – жизнь без кислорода
Дрожжи – единственный эукариотический организм, способный в бескислородных условиях переключаться с дыхания на брожение. При дыхании (аэробном гликолизе) глюкоза разлагается на воду и углекислый газ:
C6H12O6 + 6О2 — > 6H2O + 6CO2.
При брожении (анаэробном гликолизе) из глюкозы образуется этиловый спирт и все та же углекислота:
C6H12O6 — > 2С2H5OH + 2CO2.
Дыхание выгоднее в энергетическом плане, поэтому при наличии кислорода дрожжи дышат, так же как и другие организмы. Переход на брожение происходит в условиях недостатка воздуха. Благодаря этой особенности дрожжей у человека и появилась возможность изготовлять спиртные напитки.
Любой крепкий напиток в своей основе содержит этиловый спирт, который получается путем сбраживания углеводов различного происхождения (извлекаемых из ягод, фруктов, тростника, картофеля, зерна и т.д.). Сейчас наука позволяет производить этанол синтетически, получать его гидролизом целлюлозы и прочими способами. Но потребитель, конечно, склонен приобретать натуральный продукт, будь то водка, коньяк или виски. Поэтому крепкие напитки, получаемые перегонкой из сброженного дрожжами сырья, всегда будут востребованы. И если для напитков с высоким содержанием алкоголя дрожжи нужны только в качестве «поставщика» спирта и не имеют значительного влияния на вкус конечного продукта, то для такого напитка, как пиво, крайне важны и другие вещества, выделяемые дрожжами в процессе брожения. Поэтому с развитием пивоварения неизбежно развивается и наука о пивоваренных дрожжах.
Как выбрать дрожжи для пива
Выбор дрожжей для конкретного стиля пива достаточно сложный и не ограничивает разделением штаммов на «верховые» и «низовые». Есть ряд параметров, которые обычно указываются производителем, на которые следует обратить внимание и, исходя из этих параметров, подбирать штамм для конкретно взятого случая. К таким параметрам обычно относят: степень сбраживания, характеристики флокуляции, толерантность к алкоголю и вкусо-ароматический профиль, который дрожжи сообщают пиву.
Степень сбраживания
Сбраживание показывает, какой процент сахара потребляют дрожжи в процессе ферментации. Обычно этот показатель варьируется от 65% до 85%. Чем он меньше, тем больше в пиве остаётся сахаров после ферментации. Желательная степень сбраживания частично является вопросом стиля и отчасти личным предпочтением. Многие стили пива требуют остаточной сладости и один из способов добиться этого – подобрать правильный штамм дрожжей, со средней (73-77%) или низкой (до 72%) степенью сбраживания. Обычно производители различных штаммов дрожжей указывают диапазон их степени сбраживания, но следует понимать, что этот показатель зависит не только от дрожжей, а и от условий ферментации: температурного режима, плотности сусла и т.д.
Флокуляция дрожжей
Флокуляция – это готовность, с которой дрожжевые клетки после окончания ферментации слипаются и, достигнув критический массы, опускаются на дно ферментера, образуя плотный дрожжевой осадок. Каждый штамм дрожжей флокулирует в разной степени. Одни делают это хорошо, полностью оседая на дно ферментера, оставляя позади полностью прозрачное пиво. Другие, наоборот, флокулируют плохо, оставляя рыхлую пушистую массу дрожжей по всему объему отбродившего сусла.
Для элевых дрожжей флокуляция может быть низкой, средней и высокой, а вот лагерные, обычно, относят к среднефлокулирующим. С одной стороны, оставшиеся дрожжи делают пиво мутным и сообщают ему не всегда желаемый дрожжевой привкус, а с другой – некоторые стили в этом нуждаются. Слишком высокая флокуляция может уменьшить степень сбраживания, а также увеличить содержание некоторых побочных продуктов, которые поглощаются дрожжами в последнюю очередь (например, диацетил).
Производительность дрожжей по содержанию алкоголя
Толерантность к алкоголю описывает, сколько этилового спирта может выдержать дрожжевой штамм, прежде чем перестанет работать. Не многие штаммы выдерживают более 8% этилового спирта в сусле, но для большинства пивных стилей этого объема более чем достаточно. Если вы собираетесь варить крепкое пиво (Доппельбок, Айсбок, Балтийский Портер, Имперский Стаут и т.д.) или, например, вы решили использовать пивные дрожжи для приготовления браги для виски, вам точно понадобятся дрожжи с высокой толерантностью к алкоголю.
Польза дрожжей во вкусе пива
Каждый штамм дрожжей создаёт определённый вкусо-ароматический профиль, который соответствует тому или иному стилю пива и, обычно, описывается производителем этих дрожжей. Все штаммы, без исключения, производят в процессе ферментации различное количество побочных продуктов брожения, среди которых наиболее значимыми и влияющими на вкус и аромат, за исключением углекислого газа и этилового спирта, являются эфиры, фенолы, альдегиды и высшие спирты.
Эфирные соединения привносят в напиток фруктовый характер, что характерно для большинства элей и пшеничных сортов. Фенолы ассоциируются с пряностями. Высшие спирты (сивушное масло) участвуют в формировании сложных эфиров. Прежде чем покупать дрожжи определённого штамма, обязательно ознакомьтесь с их характеристиками, где обычно указывается, какие из вкусо-ароматических соединений они производят в большем количестве (обычно это характерно для элевых дрожжей).
Немного истории
Приготовление различных продуктов брожения насчитывает уже не одну тысячу лет, на протяжении которых люди, даже не догадываясь о существовании дрожжей, невольно производили их селекцию. Если говорить о пивоварении, то в каждой пивоварне была своя культура дрожжей благодаря непрерывности производства, когда снимаемая из бродильных емкостей масса раз за разом задавалась в следующую партию пивного сусла. Постоянное использование этой массы приводило к тому, что отбирались именно те дрожжи, которые наилучшим образом подходили этой пивоварне с точки зрения температуры брожения, состава сусла и прочего. Поскольку дрожжи размножаются почкованием и дочерняя клетка несет в себе все признаки материнской, то дрожжевые культуры были очень устойчивы и обеспечивали пиву каждой пивоварни уникальный вкус и аромат.
Между расположенными поблизости пивоварнями происходил обмен дрожжами, и так возникали стили пива, свойственные определенному региону. В случае длительной изоляции пивоварни в ней появлялся свой штамм дрожжей, что приводило к появлению новой разновидности пива. Нередко бывало и так, что из-за перерыва в производстве пива (например, из-за войны) происходила потеря дрожжевой культуры, в результате чего мог быть утрачен какой-то пивной стиль.
В XIX веке пивоварение стало из ремесла постепенно превращаться в науку. В 1857 году Луи Пастер приступил к изучению брожения и объяснил этот процесс жизнедеятельностью дрожжей, а уже в 1883 году в лаборатории пивоварни Carlsberg была разработана методика выделения чистой дрожжевой культуры.
В память об этих открытиях вид дрожжей низового брожения в настоящий момент называется Saccharomyces pastorianus var. carlsbergensis. Другой основной вид, используемый в пивоварении, это Saccharomyces cerevisiae – дрожжи верхового брожения.
Лагер нуждается в «некотором» охлаждение
Начинающие пивовары часто торопятся купить свой первый лагерный набор, планируя сварить его у себя дома. Но, увы, большинство из этих начинаний заканчиваются неудачей, так как настоящий лагер не может должным образом сбраживаться без охлаждения до низкой температуры (около 11-12 C). В результате брожения при комнатной температуре образуется в избытке эфиров (фруктовых или пряных), сивушных спиртов, диацетила (ирисок) и серного запаха. Кроме того лагер имеет очень легкое тело и вкус, поэтому любые недостатки можно легко заметить в нем.
По этой причине вам нужно поддерживать холодное брожение в рекомендуемом диапазоне температур для ваших дрожжей либо с помощью специального холодильника для пива, или в холодной ледяной ванне (периодически подкидывая лёд для поддержания температуры). Обратите внимание, что большинство бытовых холодильников не приспособлены к температуре для лагеринга, поэтому может потребоваться отдельное устройство регулирующее температуру (терморегулятор), которое подключается к стенке холодильника. Такое устройство можно найти во многих магазах для домашнего пивоварения
Верх и низ
Верховые и низовые дрожжи различаются как морфологически, так и физиологически. И те, и другие различия влияют на процесс производства пива.
Так, при верховом брожении дрожжевые клетки долго не разделяются при почковании, образуя большие сообщества, похожие на гроздья винограда. Углекислый газ, выделяемый при брожении, выталкивает скопления дрожжей наверх. Из-за этой особенности дрожжи верхового брожения можно снимать с поверхности бродильного чана (если, конечно, пивоварня оборудована цехом открытого брожения, а не более современными ЦКТ).
Различаются дрожжи и по температуре брожения. Низовое брожение проводят обычно в диапазоне 5–12 °С, а верховое – при 16–25 °С.
Существуют и другие различия. Но, учитывая современные тенденции в пивоварении, стоит остановиться на тех особенностях дрожжей, которые и дают пивовару возможность получать разнообразное пиво. Наибольший интерес представляют биохимические процессы, благодаря которым при брожении могут в большем или меньшем количестве появляться вещества, влияющие на вкус и аромат пива.
Выбор и производители дрожжей
В США среди домашних пивоваров жидкие дрожжи пользуются большой популярностью. Это связано с их доступностью, так как их культивацией занимаются две крупные местные компании – это Wyest и White Labs. А высокий спрос среди местных пивоваров, не позволяет им залеживаться на полке длительное время.
В России же ситуация обратная. У нас правят балом сухие дрожжи из-за большей доступности. Только более опытные пивовары приобретают жидкие дрожжи и размножают их, делая дрожжевую закваску, которую принято называть стартером. А также находятся некоторые энтузиасты-пивовары, которые сами в домашних условиях культивируют и выращивают штаммы дрожжей для собственных нужд и делятся ими с другими пивоварами.
Побочные продукты брожения
Продуктами метаболизма дрожжей при брожении являются различные вещества. Букет молодого пива формируется преимущественно альдегидами (в особенности ацетальдегидом, определяющим вкус «зеленого яблока»), диацетилом и сернистыми соединениями. Образование этих веществ зависит скорее от температуры брожения и нормы внесения дрожжей, а не от используемых штаммов. Для процесса расщепления диацетила во время созревания пива также важна скорее общая жизнеспособность дрожжей, нежели конкретный штамм.
А вот букет готового пива, создаваемый высшими спиртами и эфирами, в значительной степени зависит от используемой расы дрожжей. Эфирные группы – это главные композиции аромата готового пива. Особенное значение эфиры имеют для сортов пива верхового брожения, которое сбраживается при высоких температурах.
Возьмем для примера популярное немецкое пшеничное пиво типа вайсбир (Weissbier). Это пиво известно своим характерным ароматом, который целиком обусловлен дрожжами. Важнейшие побочные продукты брожения в случае пива вайсбир – это 4-винилгваяколь и изоамилацетат. В зависимости от концентрации этих веществ пиво может иметь более фруктовый, банановый аромат или, напротив, фенольный, пряный. Корректировать аромат пшеничного пива можно температурами затирания, брожения, аэрацией сусла. Но невозможно получить аромат настоящего вайсбира, не используя при этом правильного штамма дрожжей.
Другой пример – белое берлинское пиво (Berliner Weisse). Также, как и баварский вайсбир, это пиво верхового брожения с использованием пшеничного солода в засыпи. Но для него используются не только дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae, но и Brettanomyces bruxellensis, а также молочнокислые бактерии.
Как результат, мы имеем два совершенно разных типа пшеничного пива. И если потребителю в целом все равно, какие дрожжи были использованы, то по вкусу и аромату он безошибочно отличит баварский вайсбир от берлинер-вайсе.
Зачастую границы между стилями пива проходят по концентрациям специфических продуктов брожения, выделяемых определенными дрожжевыми штаммами. Таким образом, используемый штамм может являться критерием стиля пива.
Сухие и жидкие дрожжи
В магазинах домашнего пивоварения можно встретить дрожжи в жидкой и сухой форме. Жидкие дрожжи культивируются в жидкой питательной среде (пивное сусло) и затем фасуются в запаянные пакеты или флаконы/пробирки. Сухие дрожжи культивируются также как и жидкие, но затем дегидратируются (обезвоживаются) и фасуются в вакуумные или заполненные инертным газом пакеты по 10, 11.5 или 500 гр. Каждый тип дрожжей имеет свои плюсы и минусы.
Преимущество жидких дрожжей над сухими:
- Более высокое качество – считается, что они обладают более высокой чистотой, поэтому более предпочтительней у опытных пивоваров;
- Широкий ассортимент штаммов дрожжей – так как не все штаммы дрожжей способны выдержать дегидратацию (сушку), жидкие дрожжи обладают более широким ассортиментом из которого можно выбрать более подходящие дрожжи для конкретного стиля пива.
Преимущество сухих дрожжей над жидкими:
- Они лучше хранятся – это одно из ключевых преимуществ. Жидкие дрожжи теряют около 20% своих жизнеспособных дрожжевых клеток каждый месяц. Это означает, что срок годности обычного флакона или дрожжевого пакета составляет примерно 6 месяцев. Сухие дрожжи, как правило, теряют 2% или еще меньшую жизнеспособность каждый месяц. Это означает, что если пакет правильно хранить в холодильнике его можно хранить в течение двух или трех лет;
- Не нуждаются в стартере – так как свежего пакета/флакона жидких дрожжей хватает примерно на 10 литровую партию пива, а при более длительном хранение еще меньше, поэтому они нуждаются в стартере, чтобы размножить количество дрожжей и достичь необходимой нормы засева. Сухие дрожжи, как правильно, не требуют стартер, так как одного 10 гр пакетика хватит на 20-30 литровую партию. Их достаточно просто увлажнить в теплой воде, а затем задать в сусло. Если вам нужно больше дрожжей, тогда можно купить два пакетика или сделать стартер также как для жидких дрожжей.
- Менее дорогие и более доступные – пакетик сухих дрожжей более в два-три раза дешевле аналогичных жидких дрожжей, что делает их популярными среди домашних пивоваров. Не смотря на то, что ассортимент штаммов сухих дрожжей намного ниже, чем жидких, они более доступны в магазинах для домашнего пивоварения, так как не каждый магазин готов рисковать и закупать жидкие дрожжи с более коротким сроком годности.
Штаммы дрожжей
В XX веке началась планомерная работа по выделению различных штаммов дрожжей. Большой вклад в эту работу внесла немецкая дрожжевая лаборатория Hefebank Weihenstephan, существующая с 1940-х годов. Изначально в задачах лаборатории было выделение дрожжей низового брожения для промышленного пива. Так появился известнейший штамм W-34/70, изолированный из проб пива конкретной швейцарской пивоварни. Затем стала вестись работа по изолированию штаммов для различных немецких типов и сортов пива. Впоследствии в коллекцию вошли штаммы дрожжей из различных стран. Работа по выделению новых штаммов продолжается и сейчас, причем намного более интенсивно, чем в прошлом. И это не удивительно, учитывая серьезные требования к разнообразию ассортимента пива на современных производствах.
Бум на рынке малого пивоварения привел к появлению тысяч новых пивоварен, у многих из которых нет собственных микробиологических лабораторий, а, следовательно, и возможности поддерживать у себя чистые дрожжевые культуры. На помощь таким пивоварням приходят лаборатории, подобные Hefebank Weihenstephan, где можно подобрать и регулярно обновлять штамм, соответствующий поставленным целям.
Бывает и так, что, используя свои дрожжи долгое время, пивовар получает пиво с необычными свойствами. Остается только выделить чистую культуру и оставить ее на хранение в дрожжевом банке. Так даже на базе известных штаммов появляются новые, с уникальными характеристиками.
Работая над рецептами, пивовары обычно уделяют много внимания солоду и хмелю, но зачастую мало задумываются о влиянии дрожжевого штамма на вкус и аромат пива. А ведь чистый штамм – это залог неизменности стиля пива.
В мире существует несколько известных дрожжевых лабораторий, готовых предложить дрожжи для самого разного пива с гарантированным качеством штаммов. Коллекции штаммов в них во многом схожи, поэтому можно выбирать любой известный бренд. Главное – не ограничивать себя «сухим предложением», ведь далеко не каждый дрожжевой штамм может быть высушен!
