Краткое содержание диацетила в готовом пиве

Обновлено: 07.07.2024

Из вицинальных дикетонов наибольшее внимание, как индикатору созревания пива, уделяется диацетилу, который имеет специфический запах и вкус. Для этого вещества характерны очень низкие пороговые концентрации (0,1-0,3 мг/дм 3 ), при превышении которых диацетил придает пиву нечистый вкус − от сладкого до противного, а в очень больших концентрациях обладает запахом прогорклого масла [51]. Содержание этого дикетона в пиве в зависимости от штаммовых особенностей дрожжей колеблется от 0,035 до 1,21 мг/дм 3 [10, 36].

1.1.1 Образование диацетила в процессе производства пива

Диацетил - (2,3-бутандион, диметилглиоксаль) СН₃СОСОСН₃, молекулярная масса - 86,1; желто-зеленая жидкость с запахом прогорклого топленого масла; температура плавления - 3 °С, температура кипения - 88 °С; d₄ 18 = 0,9808; n_D 20 = 1,3951; растворим в воде (25%) и органических растворителях [56].

Образование диацетила дрожжами связанно с синтезом валина. Исходным продуктом его образования считается пировиноградная кислота, которая при участии кофермента А, обладающего функцией ацетилирования, переходит в ацетомолочную кислоту, а из нее путем декарбоксилирования образуется ацетоин, который окисляется в диацетил (рис.1.1).

Как видно из схемы, представленной на рис. 1.1, последние три продукта представляют собой три ступени окисления ацетомолочной кислоты. Первые два (2,3-бутандиол и ацетоин) являются нормальными продуктами брожения и находятся в пиве в значительных количествах. При дальнейшем окислении этих продуктов образуется диацетил.

CH₃–CO–COOH Пировиноградная кислота

CH₃–CO–C(CH₃)OH–COOH Ацетомолочная кислота

Окисление Окис.

CH₃–CHOH–CHOH–CH₃ CH₃–CO–CHOH–CH₃ CH₃–CO–CO–CH₃.

2,3-Бутандиол Восстановление Ацетоин Восст. Диацетил

Рис. 1.1. Схема образования диацетила в процессе производства пива

Образование диацетила наблюдается на первой стадии брожения, когда дрожжи активно размножаются, и происходит энергичный азотистый обмен. В зависимости от технологии получения пива пик синтеза диацетила может приходиться на 2-5 сутки процесса главного брожения. Затем, при дображивании пива, происходит восстановление его в ацетоин, а затем в 2,3-бутандиол. При нормальных условиях технологического процесса концентрация диацетила уменьшается до 0,1 мг/дм 3 и становится ниже пороговой [7, 33, 51].

1.1.2 Факторы, влияющие на образование диацетила

Содержание диацетила в бродящем сусле зависит от многих факторов: штаммов дрожжей, нормы внесения дрожжей и их бродильной активности, температуры брожения, содержания кислорода в сусле и др.

Влияние штамма дрожжей на содержание диацетила. Количество образующегося диацетила зависит от штаммовых особенностей дрожжей. Известно, что разные пивоваренные штаммы отличаются по синтезу диацетила в широких пределах [33, 36, 57]. Сравнительная характеристика пивоваренных штаммов дрожжей по синтезу диацетила представлена в табл. 1.1 [36].

Таблица 1.1−Сравнительная характеристика штаммов дрожжей по синтезу диацетила

Стоит отметить, что чувствительность к диацетилу у всех людей разная. Отдельные источники утверждают, что порядка 20 процентов населения вообще не способны обнаружить диацетил даже при его достаточно большой концентрации. В то же время, некоторые люди чувствительны даже к небольшому его количеству.

СТИЛИ ПИВА, В КОТОРЫХ ДИАЦЕТИЛ ПРИВЕТСТВУЕТСЯ

В отдельных случаях крайне небольшая концентрация диацетила является приемлемой. В некоторых стилях его присутствие может быть даже обязательным. Практически все эли в своем ароматическом профиле в незначительной концентрации содержат диацетил, но наиболее приемлемым его присутствие считается в шотландских элях.

Диацетил продуцируют некоторые молочнокислые бактерии, в большей степени Pediococcus damnosus и его присутствие особым образом дополняет вкусовой профиль старых Фландрийских коричневых и красных элей. В незначительной концентрации его присутствие допускается в чешских пилснерах и венских лагерах.

В руководстве по стилям BJCP от 2015 года приведены нормы содержания диацетила для конкретных видов пива. Эти параметры несколько отличаются от тех, которые были опубликованы в версии руководства от 2008 года. Соответственно для тех стилей, которые в данном перечне отсутствуют наличие диацетила считается нежелательным.

ПРИВКУС ДИАЦЕТИЛА

Диацетил и 2,3-пентандион привносят в пиво характерный маслянистый вкус и аромат, а также вызывают ощущение слизи или маслянистости во вкусе. В некоторых сортах, особенно в темных британских элях, на низких уровнях эта шелковистость может показаться подходящим дополнением, добавляя вкусу пива вес и подчеркивая его солодовость. Однако диацетил может быть нестабильным и его положительные вкусовые качества коими они являются на начальных этапах созревания пива, после длительной выдержки могут стать неприятными.

ТЕМПЕРАТУРА

ДРОЖЖЕВЫЕ ШТАММЫ

Некоторые штаммы производят больше диацетила чем другие. Например высокофлокулянтные дрожжи оставляют больше диацетила в пиве, потому как они выпадают в осадок раньше, чем переработают произведенный диацетил. Раннее удаление дрожжей из сусла или их недозасев также являются следствием повышенного содержания диацетила.

Если вы сбраживаете пиво с помощью элевого штамма дрожжей, который обладает высокой флокуляцией и вырабатывает большое количество диацетила, то после достижения суслом целевой конечной плотности оставьте его на первичном брожении еще на несколько дней, это поможет снизить его уровень до значения ниже порогового. В течение этого времени дрожжи поглотят диацетил и посредством ферментативного расщепления преобразуют его в ацетоин и 2,3-бутандиол, которые имеют бОльшие пороги органолептической обнаруживаемости.

БАКТЕРИИ

Еще одним источником диацетила являются молочнокислые бактерии, появляющиеся в сусле из-за бактериального заражения. Вполне очевидно, что данную причину лучше всего устраняют надлежащие методы санитарной обработки оборудования. Если заражение все же произошло, то от диацетила можно попробовать избавиться внесением в инфицированное сусло свежей дрожжевой культуры. Но стоит иметь ввиду, что такой способ сработает, если содержание диацетила не превышает пороговое, которое способны переработать свежевнесенные дрожжи.

Если в пиве содержится высокий уровень диацетилового прекурсора (предшественника) - ацетолактата, то диацетил может образовываться уже после розлива в бутылки. Созревание пива в бутылках с внесенными свежими дрожжами позволяет переработать бактериальный диацетил. Такой метод получил название Kräusening и широко применяется на немецких пивоварнях. Он позволяет бороться с большей частью источников его появления.

КИСЛОРОД И ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Хорошее аэрирование сусла перед задачей дрожжей имеет большое значение для их здоровой жизнедеятельности, что в свою очередь также способствует снижению уровня диацетила в готовом пиве. В то же время попадание кислорода в пиво после окончания брожения может привести к появлению прекурсоров диацетила и, соответственно, к его последующему проявлению.

Одним из таких предшественников является ацетолактат - промежуточное соединение, вырабатываемое дрожжами во время производства аминокислоты валина (2-амино-3-метилбутановой кислоты — алифатической α-аминокислоты, одной из 20 протеиногенных аминокислот, входящих в состав практически всех известных белков).

Ацетолактат, который не используется для производства валина, может превращаться в диацетил посредством окислительно-восстановительной реакции, особенно если это сопровождается повышением температуры и доступом к кислороду.

Обеспечение хороших условий для жизнедеятельности дрожжей, начиная с самого начала этапа брожения, помогает им сохранять свою активность на протяжении достаточно длительного промежутка времени и повышает их способность перерабатывать остаточный диацетил. При низком уровне нутриентов (питательных веществ) дрожжи вынуждены сами вырабатывать аминокислоты и другие питательные вещества, что замедляет брожение, ослабляет сами дрожжи и приводит к высоким концентрациям прекурсоров диацетила, таких как ацетолактат. Сусло, в котором наблюдается дефицит питательных веществ, особенно свободного аминоазота, более восприимчиво к выработке диацетила, так как в нем может отсутствовать в достаточном количестве валин - жизненно необходимая для дрожжей аминокислота. Дело в том, что когда дрожжи потребляют валин, подавляется реакция, вызывающая превращение ацетолактата в диацетил, и если он и образуется, то в минимальном количестве. Соответственно сусло с достаточным количеством свободного аминоазота обладает хорошей концентрацией валина и в нем при брожении вырабатывается минимальное количество диацетила. Наиболее частыми причинами низкого содежания свободного аминоазота в сусле являются применение солодового экстракта с его дефицитом (свободного аминоазота) и использование избыточного количества несоложённого сырья.

Многие из нас устроены так, что не способны ощутить незначительного содержания этого вещества. Однако особо чувствительные особы, глотнув немого пива, непременно отметят наличие в нем нот приторности и ощущение неприятной маслянистой пленки во рту. Согласитесь, довольно неприятные ощущения. Такой эффект производит на рецепторы человека особое вещество - диацетил.

Что такое диацетил?

По своей природе диацетил является вицинальным дикетоном, и в букете молодого пива играет непоследнюю скрипку. Его производят дрожжи в процессе жизнедеятельности. Но именно дрожжи его и перерабатывают в процессе дображивания или матурации, если технологичность этого этапа была соблюдена верно. Поэтому отсутствие диацетила или его незначительное (неощутимое) содержание в готовом пиве является мерилом соответствия всем технологическим параметрам. Если же в пиве явно ощутимы маслянистость и навязчивая приторная сладость, то это говорит о нарушениях в осуществлении процессов брожения и дображивания.

Однако, для некоторых сортов элей наличие диацетила является нормой. Сливочный, сметанный вкус и аромат ирисок придают этим напиткам изюминку и особую неповторимость. Для лагера эти нюансы неприемлемы.

Откуда он возникает?

Образование диацетила происходит в несколько этапов.

Этап 1. Формирование предшественников

Эти вещества образуются в процессе метаболизма дрожжевых клеток и не обладают вкусом или запахом. Ацетогидрокислоты свободно выделяются в бродящую среду, а их количество напрямую зависит от некоторых факторов:

Разновидность дрожжевого штамма. Каждый из них отличен по способности к образованию ацетогидрокислот;
Количество внесенных в сусло дрожжевых клеток. Здесь зависимость прямо пропорциональная: чем больше дрожжей, тем больше предшественников диацетила они выделят в пиво. Однако, есть и положительный момент: большая популяция в два счета справится с образовавшимся диацетилом;
Кислород. Если при брожении есть прямой доступ кислорода, то образование ацетокислот будет происходить в ускоренных темпах.

Зависимость производства дрожжами предшественников диацетила от этих факторов очевидна, однако целенаправленно воздействовать каким-либо из них на выделение ацетокислот дрожжами практически невозможно.

Этап 2. Предшественники превращаются в диацетил

Осуществляется эта метаморфоза в процессе окисления. В результате ацетогидрокислоты преобразуются в диацетил или пентадион. Эти два вещества называются вицинальные дикетоны. Обычно этот процесс протекает легко и дрожжи не влияют на него никаким образом. Но некоторые факторы существенно интенсифицируют данный процесс:

Низкие показатели рН;
Повышенные значения температуры;
Прямой доступ кислорода.

Все эти показатели способствуют переходу ацетокислот в вицинальные дикетоны, и с этими процессами пиво начинает созревать. Большим плюсом и заделом для более стабильного пива является максимальный переход ацетокислот в диацетил.

Этап 3. Дрожжи нейтрализуют диацетил

Далее в процесс вступают дрожжи. Они преобразуют диацетил и пентадион в бутандиол, вкус и запах которого человеком не воспринимаются. Процесс это задуман самой природой, и дрожжевая клетка может переработать диацетила в десятки раз больше, чем сама его производит. В этом вопросе главное знать следующие положения:

Большая часть диацетила расщепляется в процессе брожения, при дображивании этот процесс замедляется;
Все штаммы дрожжей обладают практически равным потенциалом в восстановлении диацетила;
Умеренно высокие показатели температуры брожения и концентрации дрожжей – залог отсутствия диацетила в готовом пиве.

Но, допустим, существует проблема. Было получено пиво с высоким содержанием вицинальных дикетонов. Опытные пивовары утверждают, что данную проблему можно решить. Технологи применяют некоторые приемы, которые способствуют более полному восстановлению диацетила. Это могут быть следующие манипуляции:

Добавление молодого пива способствует решению проблемы, так как дрожжи в активной фазе способны переработать максимальное количество диацетила;
Перекачивание пива из одной емкости в другую либо сброс давления в бродильном танке способствует поддержанию достаточной концентрации дрожжей в пиве.

Не стоит забывать, что скрытую угрозу представляют остающиеся в пиве предшественники диацетила. В любой момент они могут вступить в реакцию с кислородом и перейти в состояние вицинальных дикетонов, что негативно влияет на вкус и аромат готового продукта. Поэтому пивовар должен неусыпно следить за тем, чтобы кислород не попал в пиво либо максимально минимизировать данный контакт.

О чем нужно знать пивовару?

Если пивовар меняет температуру и время брожения, он обязательно должен подумать о том, что это может привести к повышению концентрации диацетила в пиве. Чтобы этого не случилось, следует помнить о следующем:

Ускоренное сбраживание экстрактивных веществ сусла до достижения конечных показателей должно сопровождаться повышением температуры (до 18˚С) и пониженными показателями рН при минимизированных рисках контакта с кислородом;
Препятствовать оседанию дрожжей при холодном дображивании.

При лабораторном исследовании содержания общего диацетила в готовом пиве должно составлять не более 0,1 мг/л. Под этим понятием подразумевается сумма вицинальных дикетонов и их предшественников. Если этот показатель превышает норматив, то следует предпринять меры, указанные выше, либо скорректировать ход технологического процесса.

А мы с вами, наслаждаясь вкусом и ароматом пива, наверняка оценим все старания пивоваров, которые неусыпно следят за тем, чтобы коварный диацетил не испортил нам органолептического удовольствия от употребления этого любимого пенного напитка.

Продолжая наше путешествие по списку посторонних вкусов Программы сертификации пивных судей (BJCP), сегодня мы подошли к следующему пункту: диацетил. Обычно описывается как имеющий искусственный масляный аромат (например, попкорн в кинотеатре), который оставляет во рту ощущение масляного пятна, диацетил на самом деле вырабатывается в различных количествах всеми штаммами дрожжей во всех видах ферментации.

Бактерии тоже могут вырабатывать диацетил. Если вы когда-нибудь пробовали калифорнийское шардоне, которое больше напоминало вам масло, чем вино, то вы на собственном опыте испытали экстремальный пример яблочно-молочного брожения, бактериального процесса, при котором яблочная кислота превращается в молочную кислоту и, как вы уже догадались, диацетил.

В некоторых стилях пива, особенно в пиве с Британских островов, допустимо небольшое количество диацетила. Он никогда не должен приближаться к уровню калифорнийской масляной бомбы Шардоне, но небольшое количество может дополнить фруктовые эфиры местных дрожжей. С другой стороны, любой ощутимый диацетил строго запрещен в немецком пивоварении, и пивовары идут на все, чтобы от него избавиться.

Итак, мы установили, что диацетил образуется в результате ферментации и, как правило, он нежелателен. Как нам это контролировать? Вот как сократить количество масла до минимума.

Читайте также: