Способы проведения дозирования дрожжей
В современных автоматических системах дозирования дрожжей для моментального количественного определения концентрации жизнеспособных клеток применяются датчики биомассы на основе измерения диэлектрических свойств жизнеспособных клеток, так что объем биомассы дрожжей количественно определяется по емкостному сопротивлению.

Мониторинг и управление процессом брожения
На большинстве пивоваренных предприятий контроль брожения осуществляется по существу пассивно. Основное внимание уделяется тому, чтобы при наполнении бродильного танка были обеспечены требуемые условия (см. предыдущий раздел), после чего скорость брожения регулируется применением охлаждения. Регулирование температуры во всех танках обычно осуществляется с помощью единой системы контроля параметров на базе микропроцессоров типа ACCOS, позволяющей следить за температурой во всех танках и сравнивать фактические значения с ожидаемыми для отдельных стадий брожения.

Определение концентрации
Практика управления ходом брожения по изменению удельной плотности сусла во многом обязана тому, что пивовары привыкли определять концентрацию Сахаров из-за требований некоторых систем налогообложения. Можно определять изменение и других взаимосвязанных параметров. Так, предлагается измерять такие параметры, как скорость образования С02, экзотермию, снижение значения рН, количество жизнеспособных дрожжевых клеток и образование паров этанола в свободном пространстве бродильного танка.

Определение момента окончания брожения
Для максимального повышения КПД бродильного танка необходимо по возможности быстро определить момент окончания брожения. Что касается многих современных методов ускоренного брожения, то окончание брожения оценивается по достижении минимальной общей концентрации вицинальных дикетонов. После этого дрожжи собирают, а пиво охлаждают — либо оставляют для последующего холодного созревания (если используется однотанковый способ брожения и дображивания), либо перекачивают в отдельный танк для дображивания.

Удаление дрожжей и опорожнение бродильного танка
Перед опорожнением ЦКТ необходимо удалить осадок осевших в конусной части дрожжей. Эту операцию можно выполнять вручную по результатам визуального контроля молодого пива через смотровое стекло, расположенное на магистрали удаления осевших дрожжей. Системы автоматического удаления дрожжей на основе контроля емкостного сопротивления биомассы дрожжей описаны в работе.

Солод и соложеное сырье. Движущие силы перемен
В начале XXI века движущими силами перемен в технологии солодоращения можно считать требования к безопасности пищевых продуктов, рациональному использованию энергии и к охране окружающей среды. Нововведения в области оборудования для переработки солода, по-видимому, стабилизировались, и основное внимание в настоящее время уделяется обеспечению качества солода и внедрению передового опыта, позволяющего минимизировать затраты и привлечь инвестиции.

Распределение дрожжей в бродильном танке
Считается, что распределение дрожжевых клеток в цилиндроконических емкостях в ходе брожения на самом деле иное, чем фактически измеренное. В большинстве ЦКТ происходит естественное перемешивание за счет подъема пузырьков С02 и движения слоев под действием тепла. Механические месильные органы обычно не применяют, если только ЦКТ не используют в качестве унитанков (танков универсального назначения) или если дрожжи характеризуются не слишком сильным хлопьеобразованием.

Структура товарной цены
В настоящее время существует определенная структура товарной цены на пивоваренный ячмень, и сбалансировать цену и качество совсем не просто. Пивоваренный ячмень, как правило, должен иметь низкое содержание белка и, таким образом, он стоит дороже. На цену влияет также урожайность пивоваренного ячменя в конкретный год — в «хорошие» годы предложение пивоваренного ячменя избыточно и цена снижается, а в «плохие» годы его цена возрастает. Время от времени неурожай в отдельных регионах может приводить к неожиданному росту цены на пивоваренный ячмень.

Сбор С02 . Моделирование процесса брожения
Те пивовары, которые по экономическим соображениями все еще не собирают С02, будут вынуждены это делать из-за требований к охране окружающей среды, так как велика вероятность введения платы за неконтролируемый выброс СО, в атмосферу. Еще недавно качество приобретаемого С02 оставляло желать лучшего, так как в нем содержались примеси, в частности, бензол. Собственный С02, вырабатываемый в процессе брожения и собираемый с помощью специальной аппаратуры, более чистый в экологическом отношении.

Снижение концентрации вицинальных дикетонов
Дозирование дрожжей в танк осуществлялось в течение короткого промежутка времени сразу после начала подачи сусла. Можно допустить, что поток подаваемого в танк сусла отчасти не являлся турбулентным, что стало причиной недостаточного перемешивания в ранней фазе брожения. Состояние недостаточного перемешивания сохранялось до начала подъема пузырьков С02, образующегося в результате размножения дрожжей. Седиментация дрожжей почти не зависела от снижения плотности и охлаждения.

Селекция ячменя — общепринятая норма
У селекции высококачественного пивоваренного ячменя насыщенная и успешная история, однако для признания новых сортов солодовщиками и пивоварами, требуются довольно большие затраты. Расчетные затраты на конкретную селекционную программу приближаются к 2 млн евро в год. Их необходимо компенсировать путем сбора своего рода роялти («процентов») за высевание каждого сорта — такая система защищает «авторские права» селекционеров. От начального скрещивания двух линий до признания нового сорта пригодным для солодоращения и пивоварения может проходит примерно 11 лет.

Кинетические модели
У этих типов моделей есть свои достоинства и недостатки. Качество кинетических моделей зависит от точности выявления и описания важнейших биохимических реакций, на которых эти модели основаны. Во многих случаях эти реакции еще не до конца изучены — это относится, в частности, ко взаимосвязи между условиями брожения и образованием аромат- и вкусообразующих веществ пива, продуцируемых в результате жизнедеятельности дрожжей.

Экспериментальное солодоращение
Результат оценки не всегда является официальной рекомендацией — она предназначена для сравнения новых сортов с уже существующими, солодовенные и пивоваренные свойства которых известны. Наиболее систематическими по подходу представляются системы Великобритании и Франции, в которых оценка сильно структурирована и основывается па решении специальных оценочных комиссий. В состав их членов на всех этапах входят селекционеры, солодовщики и пивовары. Канадская система также основывается на анализе свойств, но выполняемом меньшим числом участников. В Австралии и США оценка проводится строго и в технологическом ключе, но в основном только пивоварами, а не различными комитетами.

Непрерывное брожение
Рост интереса к непрерывному брожению в 1960-70-е гг. не привел к его широкому распространению. В настоящее время ситуация по большому счету не изменилась, хотя в 1990-е гг. был отмечен рост интереса к биореакторам с иммобилизованными дрожжами, которым был посвящен отдельный симпозиум ЕВС «Применение иммобилизованных дрожжей в пивоварении», прошедший в 1995 г. в финском городе Эспоо.

Перспективы в области селекции ячменя
При значительном количестве генетических комбинаций, возможных при селекционном скрещивании ячменя, желательно иметь побольше уверенности в том, что желательный ген(ы) будет действительно присутствовать в новом сорте. Современные методы селекции ячменя не могут дать гарантию, что проведенное скрещивание приведет к появлению сорта, пригодного для солодоращения. Хотя теоретически для изменения генетических последовательностей в новых сортах можно использовать методы генной инженерии, общественность по-прежнему эту технологию не приемлет.

Тепловая обработка
После этого его подвергают тепловой обработке (при 90 °С в течение 7 мин), охлаждают до 15 °С и подают в биореакторы с иммобилизованными дрожжами. Во избежание порчи пива в ходе тепловой обработки содержание растворенного кислорода должно поддерживаться на возможно низком уровне. Сочетание анаэробных условий и тепла благоприятствует превращению части осацетолактата в ацетоин, а также снижает содержание микроорганизмов.

Солодовенное и пивоваренное производство
Наряду с работами в этой области существует и возможность улучшить свойства ячменя более традиционными методами. В традиционной селекции скрещивают ячмень одной и той же генетической линии. Вариант, возникший в результате такого скрещивания, должен давать женскую линию, неспособную к самоопылению и скрещиванию с ячменем других генетических линий. Полученные таким образом сорта оказались более сильными и получили название гибридных. В Великобритании кормовой сорт Colossus стал первым гибридным ячменем, который будет включен в реестр рекомендованных сортов HGCA. Как и большинство гибридов F1, он более сильный и, по данным селекционеров, характеризуется большей урожайностью, чем сорта, скрещенные традиционным образом.

Переработка солода. Оборудование
Оборудование для производства солода в течение многих лет оставалось практически неизменным благодаря надежности и рентабельности. Последовательность технологических операций во всем мире одинакова. Отсортированное по размерам зерно (что гарантирует одинаковое водопоглощение) замачивают в течение 48 ч, применяя два «мокрых» замачивания; влажность проросшего зерна составляет 44-46%.

Высокоплотное пивоварение
Для увеличения производительности бродильного танка на крупных пивоваренных предприятиях наиболее распространенной технологией стало высокоплотное пивоварение. Концентрация начального сусла при этом составляет 15-17 ° Плато. Верхние границы для высокоплотного пивоварения определяются максимальной концентрацией сусла, которое может выпускаться из варочного цеха без снижения его выхода, и влиянием высокоплотного сусла на дрожжи и их сбраживающую способность. В настоящее время наблюдающееся негативное влияние на ход брожения перевешивает преимущества повышения выхода варочного цеха.

показателями для регулирования проращивания
Основными показателями для регулирования проращивания являются температура и влажность. Регулирование осуществляется мощными вентиляторами и впрыском воды в поток воздуха с помощью либо сжатого воздуха, либо вращающихся отражательных экранов. Наиболее существенной инновацией в конструкции солодорастильных аппаратов является увеличение объема загрузки. Некоторые новые круглые солодорастильные аппараты имеют диаметр до 35 м с объемом загружаемого материала 600 т, а в течение 10 лет ожидается увеличение вместимости подобных аппаратов до 1000 т.

Физиология дрожжей и ход брожения
Физиологическое состояние дрожжей и ход брожения тесно взаимосвязаны. В последнее время особое внимание уделяется двум аспектам — во-первых, оценке реакции дрожжей на стрессы и способам ее выявления при увеличении скорости брожения, и, во-вторых, влиянию неправильного обращения с дрожжами на изменение физиологических свойств засевных дрожжей и на методы оценки изменчивости их свойств.

Вопросы безопасности пищевых продуктов и санитарно-гигиенические мероприятия
Контрольно-регламентирующие органы и аудиторские структуры. Безопасность пищевых продуктов и ее гарантия на всех стадиях переработки пищевого сырья является вторым по важности требованием потребителей после цены и обеспечивается путем внедрения системы отслеживания продукта по всей цепи сбыта. В Великобритании после вступления в силу в 1990 г. Закона о безопасности пищевых продуктов {Food Safety Act) от всех предприятий по производству пищевых продуктов потребовалось повышенное внимание к вопросам санитарии и гигиены.

Оценка физиологического состояния дрожжей
Энтузиазм в области разработки новых методов оценки жизнеспособности дрожжей и их физиологического состояния (тесты по определению жизнеспособности дрожжей) не угасает — см., например, работы и др. Тесты по определению физиологического состояния дрожжей затрагивают многие вопросы метаболизма дрожжей и их клеточного строения, важных для хода брожения. К ним, в частности, относятся индикаторы стресса, возраст дрожжей, структура клеточной стенки (индикатор хлопьеобразующей способности дрожжей), работа клеточной мембраны, наличие резервных углеводов и способность к сбраживанию.

Оценка рисков по программе НАССР
Оценка рисков по программе НАССР выполняется комплексной группой, в состав которой должны входить все категории персонала — операторы установок, инженеры, микробиологи и менеджеры. Возглавляет эту группу сертифицированный специалист по НАССР. Группа внимательно рассматривает каждую технологическую операцию производства солода и выделяет критические контрольные точки (ККТ, ССР), то есть такие точки, после которых никакой другой контроль не может предотвратить превращения солода в опасный пищевой продукт, то есть «зоны повышенного внимания». Примером ККТ может служить магнит над конвейером, по которому осуществляется загрузка солода в грузовик для отправки его потребителю.

Разделение пивоваренной промышленности
Разделение пивоваренной промышленности на небольшие предприятия и крупные холдинги с заводами в разных странах, становится все более выраженным. Крупные производители чаще применяют инновации в области брожения и в других сферах производства из-за конкуренции по себестоимости продукции. Скорее всего, именно это питает потребность в повышении производительности варочных цехов за счет использования более концентрированного сусла, сбраживаемого как можно быстрее.

Отслеживание продукции и «должное отношение»
В настоящее время возможность отслеживания продукции является ключевой областью правового регулирования. На практике отслеживание солода по цепи сбыта уже сейчас проводится лучше, чем это требуется нормативными актами, однако последние, несомненно, будут еще более ужесточаться. Не так давно (в 2002 г.) работа но определению основных понятий в области отслеживания продукции в рамках ЕС начала приносить свои плоды. В США Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов также выпустило Акт о противодействии биотерроризму (2002 г.), согласно которому необходимо хорошо отслеживать выпускаемую пищевую продукцию (правда, не в целях борьбы с ее фальсификацией, а для защиты от возможных экстремистских действий).

Содержание пестицидов и микотоксинов
То, что ячмень, поставляемый для солодоращения, должен быть чистым, без следов химикатов и без признаков размножения грибов и присутствия насекомых, то есть всего, что могло бы нанести вред здоровью человека, является не обсуждаемым условием поставок. Для определения, что является вредным, а что нет, существуют местные, национальные и международные нормативные акты, устанавливающие предельно допустимые нормы. В разных странах приемлемые для пивоваренного ячменя предельно допустимые нормы по пестицидам зачастую варьируют, однако существует международный стандарт по их остаточному содержанию, опубликованный Комиссией Кодекса Алиметариус по пищевым добавкам и загрязняющим веществам (CCFAC).

Оценка загрязнения микотоксинами
Что касается микотоксинов, то здесь ситуация несколько иная, поскольку большое значение имеют регион произрастания и агрономическая практика. К 2003 г. было отмечено существенное увеличение числа стран, внедривших нормы на содержание микотоксинов (теперь их почти 100), и в них проживают 90% населения. Наиболее острой проблема микотоксинов является для стран, где выращивают кукурузу, особенно восприимчивую к размножению грибов.

Пробоотбор
В целях валидизации эффективности пробоотбора при приемке в течение всего года берут пробы ячменя из силосов с высушенным ячменем. Первые пробы берут сразу после сбора урожая, а вторую серию проб — через 6 мес. хранения. Их анализы позволяют выявить полевые грибы и «грибы хранения». Проблема микотоксинов в разных странах воспринимается по-разному в зависимости от климатических условий и возделываемых зерновых культур.

Введение
Зерновое пивоваренное сырье и добавки перед использованием проходят тщательный отбор по качеству. Показатели качества зернового сырья, используемого для солодоращения и в качестве несоложеного сырья, существенно различаются. От этих показателен зависят способы хранения и переработки пивоваренного сырья. Выбор сырья во многом определяется его генетическими показателями и факторами окружающей среды в регионе его выращивания — почвой, климатическими условиями, а также применявшимися агротехническими приемами. Несмотря на то что факторы окружающей среды крайне важны для опенки пригодности хлебных злаков для пивоварения, основное внимание ниже уделим генетическим и сортовым особенностям зерновых культур.

Проверок много — что дальше?
Для руководителей солодовенного производства проведение проверок каждый месяц совершенно не удивляет, и в последние 10 лет это стало основной особенностью солодоращения. На большинстве предприятий быстро почувствовали всю пользу внедрения систем управления качеством по ISO 9000 и их модернизации в виде ISO 9001 (2000 г.), установивших необходимость отчетности по ключевым показателям эффективности (КПЭ).

История
На раннем этапе пивоварение полностью зависело от произраставших в данной местности сельскохозяйственных культур, которые зачастую представляли собой разнородные смеси тех или иных их видов, и их гомогенность зависела лишь от производителя ячменя. Оценка качества ограничивалась визуальным осмотром, который не всегда проводился тщательно, как это видно из письма Джорджа Вашингтона Клементу Бидуэллу от 6 октября 1788 г. (из других писем попятно, что Джордж Вашингтон поставлял ячмень соседу-пивовару): «Мой ячмень выращивается из семян, которые вы для меня получаете от м-ра Хейнса, и, как я уже упоминал в предыдущем письме, в нем встречаются примеси овса. И хотя мне говорят, что для солода это не очень важно, тем не менее вновь сеять его мне не хочется».

Ячмень. Химический состав
Основным сырьем для производства пива является ячмень. Химический состав его зависит от сорта, климатических и почвенных условий. Особенно сильно это сказывается на содержании белка и на соотношении отдельных его фракций.

Методы анализа солода
Методы анализа солода в течение многих лет устоялись, так что новые методы анализа не легко включить в традиционный их перечень. Большинство международных контрактов основываются на методах ЕВС, однако поскольку пивоварение довольно традиционно, во многих случаях встречаются требования предоставлять данные анализов и по другим методам, например ЙпВ или ASBC.

Оценка качества
В большинстве программ оценки качества зерна используются собственные критерии пли стандарты, с которыми сравнивают новые селекционные сорта или их варианты. Это позволяет проводить сравнение всех участвующих в испытаниях линий, особенно если один или более параметров под влиянием условии окружающей среды приближаются к границе допустимых значений. В программах оценки качества по-прежнему используются традиционные экспериментальные методы, в частности лабораторное солодоращение, где стремятся одинаково исследовать нее потенциально новые сорта (и их варианты) ни попаренного ячменя.

Охрана окружающей среды.
Считается, что солодовенные предприятия по отходам, попадающим в землю, воздух или воду, оказывают относительно слабое воздействие на окружающую среду. Основным компонентом сточных вод является, конечно, замочная вода, причем на многих предприятиях имеются собственные станции водоочистки. От предприятий, производящих обычный светлый солод для пива низового или верхового брожения и расположенных вдали от жилых массивов, шума и пыли немного. От предприятий, производящих специальные типы солода (жженый, карамельный и др.) может исходить запах, создающий определенные неудобства, если не контролировать выводимые в атмосферу газы с помощью соответствующего оборудования.

Оценка качества ячменя. Оболочка зерна
Оценка качества ячменя представляет проведение несложных стандартных анализов, большинство из которых применяются как по месту закупки, так и в программах оценки качества. Минимальные требования к качеству ячменя должны быть заданы до оценки качества солодоращения.

Углеводы ячменного зерна
К углеводам ячменного зерна относятся крахмал, сахара, гемицеллюлоза и целлюлоза. Крахмал — наиболее важный углевод ячменного зерна, содержание его в ячмене обратно пропорционально количеству белка и прямо пропорционально количеству экстракта.

Вода
В среднем в процессе солодоращения используется 4-5,5 м3 воды/т готового солода; примерно 90% ее относится к технологической воде. Подлежащие очистке сточные воды составляют 80-85 % всей технологической воды, поступающей в замочный чан, так что для солодовенного предприятия мощностью 100 000 ф количество очищаемых сточных вод обычно приближается к 400 000 м3/г. При наличии очистных станций эти жидкие стоки можно очищать непосредственно на предприятии (аэробным методом), но это требует небольшой предварительной обработки, поскольку значение рН варьирует от нейтрального до слегка кислого (рН 6,8-7,0).

Прорастание и состояние покоя
Целью большинства селекционеров является обеспечение быстрого прорастания зерна после короткого послеуборочного периода, причем успех любого нового сорта обусловлен равномерностью прорастания. На равномерность прорастания существенно влияют физические свойства зерна и условия произрастания ячменя. Одним из важнейших показателей, влияющих на способность к прорастанию, и неотъемлемым признаком сорта ячменя является период покоя.

Послеуборочное дозревание
Свежеубранный ячмень прорастает плохо. Несмотря на то, что зерно достигло морфологической зрелости, физиологическая зрелость его наступает лишь через несколько недель послеуборочного дозревания.

Энергопотребление. Первичное энергопотребление
Затраты на энергию из-за роста цен представляют собой одну из наиболее быстро растущих статей расхода в солодовенной промышленности, и в течение последних нескольких лет они растут ежегодно примерно на 25%. В настоящее время энергопотребление составляет около 830-1010 кВт-ч/т солода, включая газ (750-850 кВт-ч/ т) и электроэнергию (80-160 кВт-ч/т), что дает около 20% накладных расходов.

Содержание белка. Показатели солода
Одним из наиболее важных требований к качеству при поставках пивоваренного ячменя является содержание в нем белка. Определение содержания белка по методу Кьельдаля является довольно трудоемким и подразумевает использование вреднных химикатов, в связи с чем ему на смену пришел метод спектрофотометрии в ближнеинфракрасной области спектра (NIR).

Хранение ячменя
Во время роста и созревания зерна в ячмене содержится большое количество влаги, которая необходима для передвижения питательных веществ. По мере созревания зерна количество воды снижается.

Системы замкнутого водоснабжения
Так как затраты на обработку сточных вод довольно высоки, а допуски по сточным водам будут постоянно ужесточаться, задачи по использованию рециркуляционной воды ставятся перед всеми менеджерами солодовенного предприятия. Некоторые солодовенные заводы расположены на водоносных слоях и пользуются своими скважинами, позволяющими получать относительно дешевую воду (по сравнению с теми предприятиями, которые пользуются системами коммунального водоснабжения), однако независимо от источника водоснабжения необходимо учитывать все возможности для повторного использования воды — как для мойки, так и для обеспечения технологического процесса.

Кукуруза. Рис
Кукурузу в пивоварении применяют как несоложеный материал, в виде муки пли крупки. Известно несколько подвидов кукурузы, различающихся по составу.

Органолептическая оценка солода и ингредиентов на его основе
В стремлении к повышению качества и разработке новых брендов все важнее становится внимание к используемому пивоваренному сырью. Некоторые фирмы уже начали использовать органолептическую оценку всего пивоваренного сырья — от жидких экстрактов до кизельгура. Существует хорошо отработанная система профилирования вкуса и аромата солода и продуктов из него, хотя в настоящее время она используется в основном лишь при разработке новых продуктов.

Дополнительное сырье на основе солода
Солод, изготовленный традиционными способами, впоследствии может быть переработан в целях получения ингредиентов, легко вводимых в состав напитков или иных пищевых продуктов для формирования или усиления их вкуса и аромата, также для улучшения их перерабатываемое™.

Степень растворения. Разность экстрактов солода тонкого и грубого помолов
Пивоварам требуется солод с унифицированной степенью растворения, и поэтому важной характеристикой новых сортов пивоваренного ячменя является сбалансированность степени растворения. Многие традиционные методы анализа степени растворения применяются до сих пор, а некоторые уже вышли из употребления. Выбор метода измерения зависит от сортовых особенностей солода (обусловленных генетически) и условий произрастания.

Хмель
Специфические составные части хмеля придают пиву присущие ему вкусовые и ароматические особенности. Других продуктов для замены хмеля не существует. К специфическим веществам хмеля относятся горькие смолы и эфирные масла.
Кроме того, в хмеле в небольших количествах содержатся жирокрасящие вещества, сахара (глюкоза и фруктоза), пентозаны и органические кислоты.

Ингредиенты на основе солода
В профилировании вкусо-ароматических характеристик ингредиентов на основе солода используют те же термины, что и для солода. Единственное различие заключается в подготовке образцов. Почти все ингредиенты (кроме муки) можно дегустировать без подготовки, так как они легко растворяются во рту. Если планируется расширенная дегустация, то рекомендуется растворить экстракты солода так, чтобы он не давал ощущения сладости.

Содержание р-глюкана. Мутность сусла. Рыхлость солода
р-глюкан является основным компонентом клеточных стенок ячменя. Обычно на его долю приходится 4-7% массы зерна, причем самая высокая его концентрация — в эндосперме. Определяют р-глюкан в конгрессном сусле как единственный показатель растворения углеводов. Повышенное содержание р-глюкана снижает выход экстракта, повышает вязкость сусла и нива п способствует образованию мути

Дубильные вещества
Дубильные вещества хмеля играют большую роль в осаждении белковых веществ при кипячении сусла. В это время из хмеля в сусло переходит часть белков Общее количество белков сусла остается почти прежним, но качественный состав их меняется.

Некоторые тенденции
В грядущее пятилетие будут преобладать уже существующее внимание к вопросам отслеживаемости продукции, безопасности пищевых продуктов и охраны окружающей среды. Исходя из этого, нормативные акты относительно отслеживания продукции будут еще более ужесточаться. Известно, что если зерно от различных поставщиков загружается в один силос, то возможность отслеживания источника поставок утрачивается. Вместе с тем такой силос представляет собой единую партию зерна, и возможность ее отслеживания в дальнейшем сохраняется, хотя при реальной угрозе безопасности пищевых продуктов, возможно, придется списать большие объемы зерна. Поэтому вполне вероятно, что все больше внимания будет уделяться размерам силосов, позволяющим минимизировать возможные риски.

Анализ конгрессного сусла
Для проведения многих анализов готовят конгресснос (лабораторное) сусло. Этот лабораторный экстракт основывается па традиционных технологиях пивоварения (для высокоплотного пивоварения его не используют). Американское общество химиков-пивоваров (The American Society of Brewing Chemists, ASBC) в настоящее время еще разрабатывает метод оценки высокоплотного сусла 1141.

Хранение хмеля
Специфические хмелевые вещества очень нестойки к окислению, поэтому при хранении должны быть устранены пли сведены до минимума все моменты, способствующие окислению и порче хмеля. Наиболее благоприятной для хранения хмеля является температура близкая к 0° С, но и при этой температуре хмелевые вещества частично изменяются, количество α-кислоты и мягких смол постепенно понижается, а твердых смол повышается.

Традиционные методы селекции хмеля на основе массового отбора
По сравнению с селекцией других культивируемых сельскохозяйственных культур селекция хмеля находится еще в стадии младенчества, и особенно это касается применения и совершенствования классических способов селекции и генной инженерии. Такое положение является следствием, с одной стороны, статуса хмеля как «второстепенной» сельскохозяйственной культуры и ограниченностью его использования в целях ароматизации, а с другой — необходимостью поддерживать постоянное качество конечного продукта.

а-Амилаза. Диастатическая сила
При оценке качества на основе определения степени сбраживания обычно используют методику определения конечной степени сбраживания (КСС). Ее определение в Европе п Австралии проводится в холе испытаний улучшенных линий ячменя, однако в Северной Америке это еще не стало общепринятой практикой. Трудности измерения степени сбраживания описаны в работе. К более широкому применению определения КСС может привести разработка ускоренных методов определения КСС, лучше отражающих широкий спектр применяемых технологии пивоварения.

Технологические процессы. Соложение
Замочка ячменя. Процесс соложения состоит из замочки ячменя, солодоращения и сушки. Первые два этапа не могут рассматриваться   как самостоятельные. Для получения солода хорошего качества необходим постепенный переход первого этапа во второй.

Вода
Солевой состав воды влияет на качество пива. Вода является средой, в которой протекают все технологические процессы, являющиеся  в основном  биохимическими.

Коммерциализация новых сортов пивоваренного ячменя
Производители пива должны выпускать напиток с постоянными свойствами и качеством, способный сохранять доверие старых потребителей и привлекать новых, а это ведет в целом к довольно медленному переходу на новые сорта зернового сырья, причем в засыпи солода преобладают один-два сорта зерновых. Остальная (меньшая) часть засыпи может состоять из других сортов, как новых, так и выходящих уже из употребления. Как правило, во всем мире возделывают и используют в производстве солода всего несколько сортов ячменя. Хотя в распоряжении стран-членов ЕС имеется довольно много разных сортов ячменя, возделывают там преимущественно лишь немногие из них.

Кислород. Методы замочки
Анаэробное дыхание вредит жизнедеятельности зародыша и допускать его при замочке не следует. Раствор спирта концентрацией 0,1% угнетающе действует на морфологическое развитие зерна, а 0,8%-ный раствор почти полностью подавляет рост.

Канада
В Канаде почти все программы по улучшению сортов ячменя поддерживаются федеральными или местными органами власти. Усилия селекционеров с ярового шестирядного ячменя, который доминировал вплоть до середины 1980-х гг., переключились на яровой двухрядный ячмень, поскольку на местном и зарубежном рынках возрос спрос на канадский двухрядный пивоваренный ячмень. Исследование качества первых генераций выполняется с использованием лабораторного солодоращения и прогностических испытаний, которые проводятся либо по месту разработки, либо организацией под названием Agriculture Agri-Food Canada (AAFC).

Ращение ячменя
Во время замочки вода растворяет все растворимые вещества зерна, которые расходуются на дыхание и синтетические процессы в зерне. Дальнейшее пополнение питательных веществ связано уже с ферментативными превращениями в зерне и ведет к постепенным изменениям строения составных частей ячменя: зерно становится менее твердым и, в конце концов, превращается в зеленый солод, зерна которого без особого усилия можно растереть между пальцами.

Ранние попытки гибридизации
Многие вопросы истории селекции хмеля достаточно подробно рассмотрены в работе, и здесь мы приведем лишь краткое резюме наиболее важных событий. Целенаправленные усилия по гибридизации сортов хмеля, сопровождаемой отбором, начались лишь с начала XX в. До этого времени единственным сортом хмеля, способным претендовать на то, чтобы считаться генетически улучшенным по сравнению с дикими видами, был американский сорт Cluster.

США
Усовершенствованием пивоваренного ячменя в США занимаются самые разные организации — университеты, федеральные и частные организации. Селекционная деятельность стимулируется главным образом потребностями внутреннего рынка, причем внимание уделяется как шестирядному, так и двухрядному ячменю. Современный рынок пивоваренного ячменя базируется в основном на яровых сортах, но определенные усилия прикладываются и в области озимых сортов пивоваренного ячменя.

Изменения состава веществ ячменя
Условия действия ферментов при проращивании не являются оптимальными, поэтому активность их проявляется замедленно и результаты действия ферментов сравнительно небольшие, например, степень распада крахмала составляет 5'%. Крахмал идет на формирование вегетативных частей будущего растения, на дыхание и частично на образование Сахаров. Вид крахмальных зерен меняется, в них появляются поперечные трещины и они легче подвергаются воздействию амилазы. Содержание амилозы в составе крахмала немного увеличивается и несколько повышается температура клейстеризации.

Достижения в области селекции хмеля. Методы гибридизации
Почти всегда в программах селекции хмеля для определения потомства с наилучшими свойствами использовались простые протоколы отбора по фенотипу, и отобранные растения служили основой для сорта. Многие сорта начала XX в., например, Brewers Gold и Bullion стали результатом потомства, полученного перекрестным опылением и отобранного по максимальному содержанию альфа-кислот и высокой урожайности.

Австралия. Европейские страны
Производство ячменя в Австралии зависит от региона возделывания, поскольку ячмень выращивают во всех штатах — в Новом Южном Уэльсе, Квинсленде, в Южной Австралии, в штатах Виктория и Западная Австралия, а также на Тасмании. Работы по улучшению сортов пивоваренного ячменя ведутся почти исключительно в государственном секторе в рамках конкретных программ в каждом из штатов.

Сушка солода
В зеленом солоде содержится около 45% влаги, а в сухом солоде — около 3'%. Для сохранения ферментативной активности солод сушат при постепенном повышении температуры. При этом температурные условия и состояние влажности меняются, а это сопровождается разным поведением ферментов.

Классические методы селекции культурных сортов хмеля
Дальнейший прогресс в методах селекции обеспечило использование тест-кроссов (анализирующего скрещивания) мужских растений для определения их селекционной ценности. Селекционная ценность — это термин, используемый для описания потенциального генетического вклада индивидуальных мужского или женского родительских растений.

Некоторые тенденции
В предыдущих разделах мы вкратце описали возможные направления модификации сортов ячменя и перспективы дальнейших исследований. В будущем для оценки качества ячменя и других зерновых, применяемых в пивоварении, понадобится более глубокий анализ компонентов пива. Даже при полном понимании процессов солодоращения и пивоварения процедуры оценки новых сортов ячменя должны быть более точными, экономически обоснованными и затрагивать наследуемые характеристики.

Аромат и цвет солода
Аромат и цвет солода при сушке образуется вследствие реакции между накопившимися аминокислотами и сахарами, обладающими карбонильной (альдегидной или кетонной) группой

Мутационное скрещивание
Последние работы американских селекционеров, некоторые другие, а также ранее выполненные исследования продемонстрировали экономическую эффективность селекции по таким признакам, как урожайность, содержание горьких кислот и эфирных масел. Эти работы подтвердили наблюдения селекционеров, что мужских родителей можно отбирать для скрещивания на основании характеристик их женского потомства. Кроме того, было показано, что в случае некоторых признаков (например, содержание альфа-кислот) отбор мужских родителей оказался очень точным благодаря использованию соответствующих тест-кроссов, выращенных на разных участках.

Оценка поздних генераций ячменя. Геном ячменя
Существуют свои ограничения и в оценке более поздних генераций ячменя, когда для испытаний имеется больше зерен. Современные методы оценки качества солода не вполне отражают потребности пивоваров в том, что касается перерабатываемости солода и вкуса пива (пока не начнутся экспериментальные варки; данных об этом очень мало, если они вообще есть).

Вылежка высушенного солода
Высушенный солод для приобретения свойств полноценного продукта должен быть подвергнут вылежке, которая продолжается несколько недель. Предварительно солод освобождают от ростков. Необходимость  этого объясняется тем, что ростки очень гигроскопичны и притягивают большое количество влаги, чрезмерно повышающей влажность солода, а также тем, что в них содержится алкалоид горденин, обладающий неприятным горьким вкусом, передающимся пиву. Более легко и полно ростки можно отделить от теплого зерна, так как они в это время хрупкие.

Молекулярные технологии совершенствования культурных сортов хмеля
Большинство исследований по селекции хмеля в последние 10 лет было сосредоточено на получение того уровня генетических знаний, который был достигнут для других видов сельскохозяйственных культур. Особая (практически отраслевая) природа хмелеводства и его статус как второстепенной сельскохозяйственной культуры, а также географически ограниченные области возделывания обусловили постоянный дефицит финансирования, необходимого для успехов в изучения генома хмеля.

Традиционные сырьевые добавки. Ячмень
Несмотря на то что сырьевые добавки можно получать из любого источника углеводов, в настоящее время для производства дополнительного пивоваренного сырья используют пять основных злаковых культур — ячмень, кукурузу, рис, сорго и пшеницу. Ниже мы рассмотрим их подробнее, главное внимание уделив качественным и технологическим характеристикам.

Клейстеризация. Осахаривание
Следует отметить очень важный для пивоварения факт — в присутствии амилазы температура клейстеризации крахмала снижается примерно на 20°, так как клейстеризация крахмала происходит одновременно с ферментативным действием. Как известно клейстеризация ячменного крахмала заканчивается при температуре 80°С, т. е. при температуре, когда действие амилаз уже подавляется, ферменты же, понижая температуру клейстеризации, как бы спасают себя.

Молекулярные исследования генетического разнообразия
В одном из первых исследований генетических различий в хмеле использовался RAPD-анализ 24 новых линий хмеля, причем полиморфные полосы образовали 9 из 60 праймеров, что свидетельствовало о небольшом генетическом разнообразии отобранных линий хмеля. Три праймера, А11, А17 и С9, изучавшиеся на расщепление в пяти различных семействах, дали расщепление в соотношениях, соответствовавших законам Менделя.

Ферменты солода
В последние годы улучшившееся понимание структуры мембран в клеточных стенках крахмалистого эндосперма ячменя и нативных ингибиторов ферментов ячменя позволили производителям ферментных добавок более специфически подходить к их свойствам, повысив технологические свойства добавок из необработанного ячменя. При приготовлении пива с использованием вместе с соложеным ячменем добавок зернового ячменя и не оптимальном внесении ферментных препаратов повышение доли зерновых добавок может привести к снижению выхода экстракта, содержания а-аминного азота в сусле и сбраживаемости, а также к повышению вязкости сусла и содержания р-глюкана.

Клейстеризация. Осахаривание
Следует отметить очень важный для пивоварения факт — в присутствии амилазы температура клейстеризации крахмала снижается примерно на 20°, так как клейстеризация крахмала происходит одновременно с ферментативным действием. Как известно клейстеризация ячменного крахмала заканчивается при температуре 80°С, т. е. при температуре, когда действие амилаз уже подавляется, ферменты же, понижая температуру клейстеризации, как бы спасают себя.

Варочный процесс
Процесс приготовления охмеленного пивного сусла состоит из дробления солода, его затирания, фильтрации и выщелачивания затора, кипячения и охмеления сусла и охлаждения.

Генетические различия растений хмеля
Как бы ни были теоретически важны генетические различия между женскими растениями новых поступлений хмеля в пределах коллекции зародышевой плазмы, в практическом смысле они имеют не столь важное значение. Хмель принадлежит к раздельнополым сельскохозяйственным культурам и для производства новых потомственных линий требует опыления от мужских растений из новых поступлений хмеля.

Клейстеризация ячменя. Кукуруза.
Неустойчивая к воздействию высоких температур а-амилаза из Bacillus subtilis широко используется для расщепления клейстернзованного крахмала и высокомолекулярных декстринов до низкомолекуляриых декстринов и сбраживаемых Сахаров. Можно также использовать термостойкую а-амилазу из Bacillus licheniformis, которая инактивируется лишь в условиях, близких к температуре кипения. Таким образом, она может гидролизовать крахмал, даже если его набухание и кленстсризация происходят при более высокой температуре, чем обычно.

Превращение белковых веществ
В зависимости от количества мальтозы в сусле меняется его сбраживаемость. Изменяя температуру осахаривания и время выдержки, можно в производственных условиях регулировать сбраживаемость сусла; при задержке на более низких температурах значительно накапливается мальтоза, а при быстром переходе температуры 65 к 75° С уменьшается количество сбраживаемых веществ и повышается содержание несбра-живаемых.

Микросателлитный анализ
Сведения об использовании микросателлитов для дифференциации генотипов хмеля, оценки генетического разнообразия и классификации генотипов по группам подобия поступают от разных групп ученых. Одна из них в целях различения культурных сортов хмеля сравнивала микросателлиты с RAPD; оказалось, что наиболее типичными повторностями динуклеотидов в хмеле являются (GA)n и (GT)n.

Рис
Пивоваренный рис является побочным продуктом производства пищевого риса. В ходе помола риса полностью удаляют наружные слои оболочки, алейроновый слой и зародыш с минимальным повреждением крахмалистого эндосперма, и в результате получают цельные зерна пищевого риса, используемого в кулинарии.

Превращение фосфорных соединений. Режимы затирания
Температурный оптимум фитазы лежит при 48° С, а кислотный при рН 5,2, поэтому белковая пауза (50° С) является более или менее благоприятной для повышения содержания фосфорной кислоты за счет этого фермента. Кроме фитина из солода в сусло переходят и другие соединения, содержащие фосфор: нуклеиновые кислоты и лецитин (см. разделы «Нуклеотиды» и «Жиры и липоиды»), В основном эти соединения распадаются при соложении, но и при затирании сусло пополняется этими соединениями.

Молекулярные маркеры и генетическое картирование
Первое сообщение о применении молекулярных маркеров для исследований хмеля появилось в работе по идентификации мужских сеянцев хмеля. Используя 900 RAPD-праймеров для суммарной мужской или суммарной женской ДНК от одного скрещивания, ученые идентифицировали 32 меченых участка, связанных исключительно с мужской ДНК. Эти 32 праймера впоследствии были использованы для скрининга отдельных мужских и женских линий хмеля, причем было идентифицировано три праймера, последовательно  ассоциировавшихся с признаком мужского пола.

Сорго
Сорго, как и ячмень, может использоваться в различном виде, включая соложеное сорго, крупу, экструдированное сорго, очищенное от оболочек, и несоложеное цельнозерновое сорго. Каждый материал имеет свои достоинства и недостатки.

Достоинства микросателлитов и AFLP-маркеров
Проведенные исследования позволяют сделать некоторые общие выводы об относительных достоинствах микросателлитов и AFLP-маркеров в изучении генетического разнообразия. Вопреки некоторым сообщениям, метод микросателлитов не является универсальным и однозначно лучшим. В целом ряде работ с применением AFLP-метода (в дополнение к микросателлитам) AFLP-маркеры давали более высокое разрешение. В работе сообщается, что четырех локусов микросателлитов, использованных в исследовании, оказалось недостаточным для дифференциации сортов Hersbrucker к Hallertauer, тогда как с помощью метода AFLP это удалось.

Метод затирания с кипячением
Основные принципы настойного и отварочного методов сохранены в методе затирания с кипячением всей густой части затора. Он является модификацией отварочного метода, в котором сохраняются почти все ферменты солода, и имеет еще одно преимущество — кипятятся почти все сухие вещества затора, причем исключается повторное кипячение, имеющееся при затирании с двумя или тремя отварками, и кипятится та часть затора, которая вовсе не кипятилась при отварочном методе. Повторное кипячение неблагоприятно в том отношении, что крупные частицы шелухи, необходимые для создания нормального фильтрующего слоя неизбежно разрушаются.

Крупа сорго. Экструдированное сорго
Как и у других злаков, качество крупы сорго зависит от качества зерна, применяемых способов помола, содержания жиров и сырой клетчатки, а также от выхода экстракта. Пивоваренную крупу сорго получают сухим помолом обрушенного зерна, причем выходу крупы способствует высокая доля стекловидного эндосперма. Одна из основных проблем использования в пивоварении крупы сорго в качестве добавки состоит в недостаточной производительности фильтрования сусла.

Подкисление и гипсование заторов
В заторе условия концентрации водородных ионов для большинства ферментов не являются оптимальными. Вытяжка из солода в заторном чане имеет рН 5,7—6,0, а при применении повышеннокарбонатной воды даже 6,1—6,2. При дальнейшем затирании рН снижается до 5,7—5,9 и самые важные ферменты не получают условий для эффективного действия. Поэтому некоторое повышение концентрации водородных ионов является  желательным.

Идентификация и экспрессия генов
У хмеля были идентифицированы и охарактеризованы несколько генов или областей промоторов. Первыми клонированными и идентифицированными генами были гены 7SL РНК, четыре из которых были клонированы и впоследствии охарактеризованы in vitro с использованием гетерологичной системы экспрессии (экстракт клеток HeLa). В указанной работе у четырех клонов было установлено различие скорости транскрипции в системе экспрессии, и авторы высказали предположение, что это свидетельствует об уровне комплексности, необходимой для 7SL РНК. Те же исследователи провели саузерн-блоттинг и изучение Hind III с помощью рестриктазы и пришли к выводу, что некоторые гены 7SL РНК размещены в геномных кластерах.

Несоложеное зерновое сорго
При приготовлении пива с добавками несоложеного сорго приходится учитывать множество технологических факторов — вместимость варочного аппарата, энергозатраты и высокую температуру клейстеризации сорго (71-80 °С). Во многих работах предлагаются разные режимы получения затора с низкой вязкостью независимо от доли вносимых в ячменный солод добавок сорго. В частности, сорго можно нагревать до 80-100°С в присутствии термостабильной бактериальной ос-амилазы.

Фильтрация заторов
Фильтрация затора является чисто физическим процессом, в котором жидкая фаза отделяется от твердой; в дальнейшем, когда происходит выщелачивание дробины, имеют место и химические явления. Фильтрующим материалом являются нерастворившиеся части затора, расположившиеся на ситчатом днище чана.

Применение ферментных препаратов
При применении не более 25% несоложеных злаков ферментных систем солода вполне достаточно для их переработки. Если затираемых несоложеных материалов больше, то приходится добавлять ферментные препараты. Значительное распространение получили препараты из плесневого гриба аспергиллюс оризае, предложенные сотрудниками Украинского научно-исследовательского института пищевой промышленности Е. Я. Калашниковым и Д. Б. Лифшиц.

Генная инженерия хмеля. Прочие работы по исследованию хмеля на молекулярном уровне
Первая публикация, посвященная генетической модификации хмеля, появилась в 2003 г. Для модификации сорта Tettnangerc помощью гена-репортера* GUS (β-глюкуронидазы) была использована Agrobacteiium. Одной из основных проблем еще до проведения успешной модификации хмеля была регенерация немеристематической ткани. В указанной работе дан отличный анализ путей решения этих проблем — ученые сосредоточились на двух наиболее важных вопросах: условиях, при котором донорская ткань была получена, и гормональной обработке для индуцирования органогенеза.

Африканские пивоварни
При приготовлении сусла с использованием южноафриканского красного сорго (50%) для увеличения экстрактивности и минимизации технологических трудностей понадобилось внесение термостойкой бактериальной а-амилазы, бактериальной нейтральной протеазы и грибной а-амилазы. При фильтровании сусла затор на основе сорго вел себя аналогично свежеприготовленному пиву из 100% ячменного солода. Органолептический анализ показал, что существенных различий между пивом из сорго и пивом из ячменного солода нет, однако при брожении видимая степень сбраживания сусла из сорго меньше, чем у сусла из 100% ячменного солода.

Влияние температуры. Выщелачивание дробины
Большое влияние на скорость фильтрации оказывает температура. Пористость фильтрующей массы больше при высокой температуре. Вязкость фильтруемого сусла также зависит от температуры: с повышением ее вязкость понижается, что в свою очередь ускоряет фильтрацию. Для примера приводим вязкость воды при разной температуре. Вязкость зависит от концентрации сусла.

Сравнение результатов
Если сравнивать результаты, полученные в последнее десятилетие, с предшествующей работой в области селекции хмеля, то их можно назвать своего рода революцией. Еще 50 лет назад немногие существовавшие тогда программы по селекции хмеля были посвящены массовому отбору клональных репликатов, а 10 лет назад почти вся селекция сводилась к применению несложных родословных методов.

Пшеница
Пшеница входит в состав бельгийских и немецких сортов «белого» пива. Традиционное бельгийское белое пиво обычно приготавливают из 60% ячменного солода и 40% несоложеной пшеницы, а немецкие сорта пшеничного пива — из 50-80% пшеничного солода. Применение пшеницы связано скорее с традициями, чем с экономическими причинами, однако существенно сказывается на объемах производства и качестве готового продукта.

Коагуляция белков
Сусло должно кипятиться продолжительное время, что необходимо для коагуляции белков и превращения горьких веществ хмеля; интенсивность кипячения должна быть высокой. Кипячение сусла сопровождается образованием хлопьев; этот процесс протекает в две стадии: денатурация белка как коллоида, и дальнейшее слипание частиц денатурированного белка в хлопья. В пивоварении этот процесс  называют  «образование  бруха».

Источники получения новых добавок. Несоложеный тритикале
Применение в пивоварении традиционных добавок уже достаточно устоялось, но существует много и других источников углеводов. Некоторые из добавок уже используются пивоваренными предприятиями, а другие благодаря их составу имеют хорошие перспективы стать ценными сырьевыми добавками.

Растворение и превращение горьких веществ хмеля
Растворимость α- и β-кислот в воде (и в сусле) очень небольшая и зависит от величины рН и температуры. В 1 л раствора при рН 4,94 растворяется 65 мг а-кислоты и 8 мг β-кислоты, а при рН 6,24 — соответственно 740 и 16.

Хмелевое масло
После кипячения с хмелем в сусле остаются лишь тяжелые фракции эфирного хмелевого масла. Легкие фракции улетучиваются с паром, выводимым из сусловарочного котла. При этом они окисляются, что изменяет их вкус и аромат, поэтому нельзя допускать, чтобы конденсат паров вместе с этими окисленными фракциями масла возвращался в сусло. Необходимо отводить его из вытяжной трубы суслова-рочного котла в сторону. Наиболее полно используется эфирное масло последней порции хмеля, задаваемой в конце кипячения сусла или даже при прохождении через хмелецедильник.

Инновации. Высокотемпературная микронизация
В пивоварении могут использоваться самые разные предварительно переработанные добавки — крупа, хлопья, обжаренное и экструдированное зерно, мучные фракции и сиропы. Ниже рассмотрим четыре разных способа переработки дополнительного пивоваренного сырья — уже хорошо отработанную технологию высокотемпературной микронизации, фракционирование зерна и потенциальные возможности этой технологии для улучшения качества пива, использование в качестве перспективной технологии высокого гидростатического давления и некоторые достижения в развитии ферментных технологии.

Охлаждение сусла
При охлаждении сусла поглощается кислород, который химически действует на вещества сусла, выделяются образовавшиеся осадки и испаряется влага. Кислород поглощается, растворяясь при понижающейся температуре и химически связываясь веществами сусла при их окислении. Этот процесс способствует выделению коагулируемого белка. Неполнота выделения его препятствует нормальному размножению дрожжей.

Фракционирование зерна как физический способ улучшения качества пива
Для фракционирования зерен солода на несколько компонентов был разработан ряд физических способов. Не так давно появившаяся технология фракционирования солода включает обдирание и полирование зерен солода в шлифовальной машине с последующим их разделением на фракции с помощью вибросита. По такой технологии зерна солода разделяют на три фракции: внутреннюю, наружного слоя и шелуху (оболочки).

Брожение и выдержка пива
В пивоварении одним из основных процессов является спиртовое брожение. Сахара, содержащиеся в сусле, превращаются в спирт и углекислый газ, что производится дрожжами; при этом на рост и размножение дрожжей расходуется небольшая часть веществ сусла.

Состав дрожжей
В дрожжевых клетках имеется круглое или овальное ядро с нежной оболочкой; внутри ядра содержится прозрачная жидкость, среди которой находятся палочковидные зернистые структуры хроматина. В состав ядра входят дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и нуклепротеиды.

Отдельные фракции
Отдельные фракции могут использоваться так, как описано выше, или подвергаться дальнейшей обработке для получения побочных продуктов — фракций муки, В- и А-крахмала и различных сиропов. Такие побочные продукты можно использовать в процессе пивоварения более традиционным способом. Фракции А- и В-крахмалов можно вносить как добавку при затирании в сухом виде или в виде водной суспензии.

Образование высших спиртов
Хорошим азотистым питанием для дрожжей являются сернокислые и фосфорнокислые аммонийные соли, аммиачные соли органических кислот и аминокислоты. Долгое время считалось, что аминокислоты при брожении отщепляют аминогруппу, которая превращается в аммиак и идет на построение белка, а углеродный остаток затрачивается на образование высших спиртов. Происходит реакция дезаминирования.

Обработка под высоким гидростатическим давлением
Термин «высокое гидростатическое давление» (ВГД) используют применительно к высокому давлению (100-1000 МПа) в присутствии избытка воды. Идея использования ВГД в переработке пищевых продуктов является не новой и возникла более 100 лет назад. В настоящее время растет интерес к использованию ВГД, поскольку данный метод имеет некоторые преимущества по сравнению с другими способами переработки и консервирования пищевых продуктов.

Применение ВГД
Этими высвобождающимися под давлением белками оказались преимущественно глобулины Glb 33, a-Glb и альбумин Alb 16, а это значит, что почти 80% аллергенных белков остались в зерне. Чтобы увеличить влияние ВГД на растворение и высвобождение аллергенных белков, применяют обработку протеазой. Так как давление способствует проникновению протеазосодержащего раствора через клеточные стенки и мембраны в клетки эндосперма, то сочетание этих двух способов обработки способствует более эффективному высвобождению аллергенных белков.

Цвет деки
По мере сбраживания дрожжевые клетки, собираясь в хлопья, оседают на дно бродильного чана; дрожжевые клетки покрываются слизистой пленкой в основном белкового характера, клеящие свойства этой пленки способствуют хлопьеобра-зованию. В процессе хлопьеобразования и оседания дрожжей большую роль играет заряд, который несут отдельные клетки.

Выдержка пива
Зеленое пиво в открытых бродильных чанах содержит примерно 0,15—0,20% углекислого газа (в закрытых чанах больше), в готовом пиве должно содержаться свыше 0,3'% углекислого газа, поэтому при дображивании, которое имеет место при выдержке пива, должно быть сброжено еще некоторое количество Сахаров, чтобы возместить разницу в указанных величинах и покрыть те потери углекислоты, которые могут быть при перекачках, фильтрации и розливе пива. Обычно для этого достаточно 1'% сбраживаемого экстракта.

Ферментные технологии
В пивоварении при рассмотрении добавок практически невозможно обойтись без ферментных препаратов и проблем их применения. Как рост использования дополнительного сырья неизбежно означает увеличение применения ферментных препаратов, так и разработки в области ферментной технологии ведут к увеличению их использования. Внесение экзогенных ферментов в течение столетий успешно применялось для производства широкого спектра пищевых продуктов.

Улучшение свойств
После выявления взаимосвязи между структурой различных а-амилаз из Bacillus и особенностями продуцируемых ими веществ была решена проблема формирования панозы в технологическом процессе (в присутствии в ходе осахаривания активной а-амилазы). Еще одним прорывом в области переработки крахмала стало появление эффективных ферментных препаратов, гидролизующих крахмал и способных действовать при температурах ниже температуры клейстеризации.

Готовое пиво
Из сусла в пиво переходят все несбраживаемые вещества и часть сбраживаемых, но не подвергнутых брожению. Между содержанием экстракта в сусле и полученным в результате брожения спиртом и оставшимся несброженным экстрактом существует прямая зависимость.

Привкус пива
При несоблюдении санитарных условий работы пиво приобретает неприятные привкусы, среди которых следует отметить, так называемый, подвальный привкус, который особенно ярко выражен в пиве, выдерживаемом в танках с плохой внутренней изоляцией.

Разработка новых напитков. Хаппошу. Безглютеновое пиво
В прошлом главным стимулом для использования сырьевых добавок (в частности сиропов) была их более дешевая стоимость, а также перспектива повышения производительности без необходимости увеличения площадей. Кроме того, некоторые добавки позволяли пивовару лучше регулировать качество готового пива относительно его вкуса, цвета и коллоидной стабильности.

Муть. Осадок
Пиво должно быть прозрачным, это достигается фильтрацией. Однако хорошо осветленное (даже до блеска) пиво со временем мутнеет и из него выпадают осадки.

Новые представления и возможности
В настоящее время при любом упоминании в пивоваренных кругах о «генетике дрожжей» обычно закатывают глаза и всячески демонстрируют полное отсутствие интереса, но так было не всегда — в последние 25 лет наблюдался заметный рост интереса к генетике, а затем наметился явный спад. Причиной этого стали резкие изменения в международной практике пивоварения. Совокупное воздействие новых нормативных актов, предпочтений потребителей, их покупательной способности, глобализации и консолидации в промышленности изменили картину до неузнаваемости.

Перекачивание затора. Фильтрование затора
Зачастую современные варочные цеха (отделения) проектируют одноуровневыми из-за необходимости снижения капитальных затрат. В результате затор из заторного аппарата приходится перекачивать насосом в оборудование для фильтрования. При таком перекачивании очень важно свести к минимуму усилия сдвига (касательные напряжения), поскольку поглощение кислорода, высвобождение β -глюкана и измельчение частиц снижают качество и скорость фильтрования.

Научные основы
Дрожжи Saccharomyces cerevisiae являются одноклеточным микроорганизмом, представляющим царство грибов. В отличие от бактерий, у дрожжей имеется ядро, и они характеризуются как низшие эукариоты (высшим эукариотом является человек — Homo sapiens). Одна из причин огромной роли дрожжей в биологии состоит в том, что они являются превосходной моделью для оценки того, то может случиться с человеком.

Геном дрожжей
В геноме содержится вся наследственная информация, закодированная в ДНК (в клеточном ядре или в митохондрии). Он содержит нуклеотидные последовательности, которые кодируют гены (потенциальные белки) и последовательности некодирующих областей ДНК.

Базы данных по грибам
Еще одним примером может служить «fungal alignment viewer» — программа для просмотра в Интернете базы данных по грибам, позволяющая сравнить последовательности нуклеотидов из S. cerevisiae с другими близкородственными видами этого рода дрожжей, геномно сопоставимыми. Несмотря на постоянное внесение изменений и уточнений, геном из 16 хромосом включает 6604 потенциальных белка (или открытых рамок считывания), из которых в настоящее время описаны 67%. Из оставшихся белков 21% неохарактеризованы, а у 12% характеристика вызывает сомнение. Этот моментальный снимок генома может быть далее разделен на категории:

Микромассивы
С определением генетической последовательности дрожжей и других геномов центр внимания биологов переместился с частной (ген) на общую (геном) перспективу и логически распространилось на взаимосвязь между генотипом и фенотипом , в результате чего зародились новые научные дисциплины — «транскринтомика», «протеомика» и «метаболемика», в рамках которых изучаются соответственно экспрессия генов, ее регуляция и продуцирование метаболитов. Анализ транскрипции в масштабе генома применяется в пивном брожении.

Разведение дрожжей
«Отцом» чистой культуры дрожжей в пивоваренной промышленности признается Эмиль Христиан Хансен. После внедрения Хансеном его революционной технологии в копенгагенской пивоварне Карлсберг в 1884 г. эта процедура разведения дрожжей на пивоваренных предприятиях мало изменилась. Вполне справедливо, уделяя главное внимание важности санитарно-гигиенического состояния и чистоте штамма, процедура разведения до сравнительно недавнего времени была больше ориентирована на брожение в небольших объемах, чем собственно на процесс размножения дрожжей.

Успехи генной инженерии
Отправной точкой многих исследователей в 1980-е гг. были надежды, что модифицированные штаммы пивоваренных дрожжей будут работать лучше или иначе. Пик публикаций по генетике дрожжей  в основном был следствием того оптимизма, который сопровождал разработку технологий генетической модификации.

Неудачи генной инженерии
Несмотря на очевидные позитивные аспекты целей улучшения штаммов, ни одно пивоваренное предприятие в мире не попыталось внедрить генетически модифицированные дрожжи. Хотя получение разрешения на их использование — задача весьма обременительная, а необходимость специальной маркировки продукта несколько двусмысленна, именно опасение резко отрицательной реакции общественности заставляет предприятия отказаться от попыток стать лидерами в области использования генно-модифицированного сырья.

Генетическая нестабильность - проблема или новые возможности?
Сообщения о генетических изменениях пивоваренных дрожжей, хотя и нечастые, означают, что их нестабильность — это не домыслы, а факт. С точки зрения «большой науки» такие изменения являются проявлением естественной эволюции как реакции на какое-либо селекционное «давление», проявляющееся в улучшении жизнеспособности дрожжей. В дрожжах такие изменения включают «локальную амплификацию генов, изменение числа копий хромосом и внутри- и межхромосомные транслокации».

Разведение чистой культуры в лаборатории
Независимо от способа поступления чистых штаммов дрожжей (на скошенной питательной среде или в жидкой культуре) цель лабораторной стадии разведения состоит в том, чтобы получить достаточное количество биомассы, позволяющее без проблем перейти к разведению дрожжей на производстве. Это достигается последовательными пересевами все увеличивающегося объема культуры, которые преследуют двойную цель — увеличения биомассы и проверки санитарно-гигиенического состояния дрожжей. Несмотря на всю важность продолжительности пересевов, главное здесь — предотвратить риск контаминации, что определяет надежность сочетания объема культуры, концентрации дрожжей и продолжительности инкубации.

Генетические различия между видами дрожжей
В рамках таксономических исследований стремятся «разработать "естественную" классификацию, которая отражала бы эволюцию и филогенетические отношения организмов и методику, с помощью которой можно было однозначно идентифицировать представителей отдельных видов». Это очень сложная и специализированная область деятельности, подверженная частым изменениям в названиях, что «надолго сделало специалистов по таксономии объектами насмешек других ученых-биологов». Изменение названий связано с двумя основными факторами.

Побочные продукты брожения
Вкус и аромат пива во многом зависит от тех побочных продуктов брожения, которые сопровождают основной процесс разложения сахара на спирт и углекислоту. Этиловый спирт на органолептические свойства пива не влияет; другие продукты в этом отношении более активны, например сивушные масла, в состав которых входят высшие спирты, кислоты, сложные эфиры и ацетальдегид.

Высокий выход экстракта
На заторном фильтр-прессе может проводить до 14 варок в сутки, а на обычном фильтр-чане — 10-12 варок. Фильтрование в фильтр-чанах при более низкой удельной засыпи происходит быстрее, однако более объективные данные можно получить из сравнения общего количества произведенного сусла в неделю. Фильтр-чан с засыпью 15 т при 8 варках в сутки дает столько же сусла, сколько заторный фильтр-пресс с засыпью 10 т при 12 варках в сутки.

Таксономия низовых дрожжей
Несмотря на занимательный пример таксономии, повышенное внимание к S. pastorianus связано с более ранним наименованием этих дрожжей — S. carlsbergensis, которые, конечно, хорошо знакомы как низовые (лагерные) дрожжи. Попутно отметим, что данный штамм S. pastorianus syn. Carlsbergensis, имеющийся в коллекциях культур разных стран (см. главу 8), является не чем иным, как «дрожжами низового брожения Carlsberg № 1», датируемыми концом XIX в.

Фильтр-чаны
Фильтр-чан представляет собой округлый резервуар из нержавеющей стали, диаметр которого намного превышает его высоту. Истинное днище может быть плоским или желобчатым. Через съемное днище проходят выпускные патрубки для сусла, которое с их помощью собирается в сборнике сусла для последующей перекачки в сусловарочный котел. Несмотря на то что расход сусла в отдельных отводящих трубах, а следовательно, и потери головных погонов невелики, большое внимание уделяется обеспечению одинакового расхода путем придания конусности и равномерного распределения отводящих труб. Это необходимо для обеспечения равномерной экстракции во всем слое дробины.

Разведение чистой культуры на производстве
Главной причиной разработки систем аэробного разведения дрожжей является неудовлетворенность эффективностью брожения «первой генерацией». Обычно при использовании традиционных анаэробных пропагаторов урожай клеток слишком низок, чтобы обеспечить удовлетворительную норму засева, что ведет к вялому затяжному брожению и получению нестандартного пива. Можно использовать перемешивание и аэрацию, но большого эффекта это обычно не дает.

История
С эволюционной точки зрения эти два вида со временем отделились друг от друга. Возраст S. cerevisiae оценивается примерно в 100 млн лет, тогда как S. bayanus (другой предполагаемый предок — S. pastorianus) отделился от S. cerevisiae 5-20 млн лет спустя. Следует отметить, что использование дрожжей человеком (сначала в брожении винограда) началось относительно недавно и датируется эпохой неолита, то есть имеет примерно 7000-летнюю историю.

Основные тенденции в пивоварении
С укреплением статуса S. cerevisiae в качестве «любимой биологической модели» эукариота будущее становится все более многообещающим. Конечно, основное внимание будет по-прежнему сосредоточено на отношениях между генотипами и фенотипами, а также на изучении сравнительной геномики (как мы надеемся) пивоваренных штаммов как близкородственных, так и более отдаленных.

Заторные фильтр-прессы
В современных заторных фильтр-прессах используется очень тонкий помол солода, максимально повышающий выход экстракта в процессе осахаривания крахмала. Фильтр-пресс состоит из прямоугольных полипропиленовых плит, гидравлически сжатых и образующих водонепроницаемые камеры. Эти плиты снабжены эластичными мембранами, которые могут быть заполнены сжатым воздухом для ускорения фильтрования через проницаемые полипропиленовые салфетки. В наиболее крупный заторный фильтр-пресс с 60-ю плитами входит до 11 т засыпи. Пространство между незаполненной воздухом мембраной и фильтрационной салфеткой составляет всего 40 мм, в связи с чем фильтрующий слой первоначально составляет 40 мм, сокращаясь после раздувания мембраны примерно до 25-30 мм.

Пропагатор
Хорошим примером аэробного пропагатора является пропагатор, применяющийся на двух британских пивоваренных производствах. Стимулом для его разработки стала необходимость перехода к получаемому в результате разведения объему 140 гл для внесения непосредственно в 1500 гл сусла при запланированной норме засева 15 млн клеток/мл.

Внесение дрожжей и их разведение
В «театре» под названием пивоварение дрожжи совершенно неправильно считаются «вспомогательным составом» — ведь в отличие от более «раскрученных актеров» — воды, солода и хмеля — дрожжи участвуют не в одной, а во многих «постановках»! Более того, так как брожение является самым длинным «актом», то дрожжи на сцене «дольше всех». И наконец, в качестве героя, вносящего в действие перелом, дрожжи участвуют в наиболее драматичном событии всего технологического цикла — превращении сусла в пиво. После всего этого просто удивительно, что дрожжи не превозносят и не прославляют как настоящую «звезду» производства пива.

Кипячение сусла
Кипячение сусла — одна из наименее понятных технологических стадий с точки зрения происходящих при этом реакций. Именно она проверяет способности проектировщика оборудования подчеркнуть желаемые аспекты и не допустить проявления нежелательных. Принято считать, что при кипячении сусла должны достигаться следующие цели: удаление летучих веществ, изомеризация хмеля, денатурация белков и их флокуляция (хлопьеобразование), стерилизация, инактивация ферментов, образование ароматических соединений и концентрирование сусла путем выпаривания воды.

Хранение дрожжей
Хотя наиболее предпочтительным способом хранения дрожжей является исполь-зование глубокого замораживания (криогенных температур), оно также не свобод-но от недостатков, заключающихся в технической сложности и дороговизне (как оборудования, так и жидкого азота). Не удивительно поэтому, что данный подход к хранению дрожжей обычно используют централизованные лаборатории крупных пивоваренных холдингов или Национальных коллекций промышленных дрожжей. ' Более удобно и все шире применяется долгосрочное хранение в морозильных установках при -70°С. Такой способ используется фирмой South African Breweries, лабораторией White Labs и многими лабораториями учебных заведений.

Поставка и хранение культурных дрожжей
Ключевыми факторами разведения дрожжей являются требования микробиологической чистоты и выбора соответствующего штамма. Как всегда, это лучше всего достигается применением определенной технологии. Хорошие примеры подходов, используемых пивоварами Великобритании, приведены в работах — для гарантии качества дрожжей применяют и лучшие из апробированных методов микробиологического анализа, и «снятие отпечатков пальцев» ДНК.

Работы по оценке аэробных пропагаторов
Подобные детальные оценки аэробных пропагаторов производственного масштаба немногочисленны и встречаются довольно редко. В одной из работ говорится о потребности в «эффективной аэрации или оксигенации в ходе всего брожения» без какого-либо описания процесса. В работах описываются промышленные решения с точки зрения оптимизации аэрирования и технологии.

Активные сухие дрожжи
Активные сухие дрожжи (ADY, Active Dry Yeasts) уже довольно долго применяют в хлебопекарной промышленности как альтернатива прессованным свежим дрожжам. Преимуществом ADY является их доступность и возможность длительного хранения. Процесс производства таких дрожжей вполне устоялся и осуществляется путем периодического сбраживания мелассы с последующей непрерывной сушкой в туннельных ленточных сушилках, в сушилках с псевдоожиженным слоем или в сушилках для сублимационной сушки.

Основные принципы кипячения сусла
Практически во всех современных системах кипячения для передачи скрытой теплоты суслу используют конденсацию пара. У водяного пара из сусла после его испарения более низкие давление и температура, чем у исходного пара, но в нем содержится вся теплота исходного пара за исключением теплоты конденсата. Таким образом, довольно несложно вычислить точную массу пара, требуемого для обеспечения заданной интенсивности испарения, независимо от типа системы кипячения.

Недостатки активных сухих дрожжей
Активные сухие пивоваренные дрожжи все больше позиционируют как «многофункциональные», причем их применение и возможности меняются от «минипива-рен» до предприятий национального значения. Как мы уже отмечали, возможности связаны с тем, в какой степени сухие дрожжи могут заменить существующую технологию.

Брожение пива
В современном пивоварении бал правит небольшое число крупных фирм-производителей, действующих на международном уровне и выпускающих национальные и мировые бренды (как правило, светлые сорта пива типа Pilsner n Lager, рынок которых характеризуется высокой конкуренцией). Необходимость поддерживать и продвигать мировые бренды в этом высококонкурентном секторе рынка создает стимулы для внедрения инноваций в технологии и практике проведения брожения.

Варочное отделение с фильтр-чаном
Задача варочного отделения заключается в получении основного сырья для приготовления пива — солода, несоложеного сырья и сахаросодержащих добавок, хмеля и воды — и их обработке в целях получения холодного охмеленного сусла, готового для брожения. Предпринимались неоднократные попытки разработать непрерывный процесс, но ни одна из них не нашла должного признания, так что современные технологии (как и технологии ближайшего будущего) представляют собой периодический процесс.

Варочное отделение с заторным фильтр-прессом (майшфильтром). Дробление солода
Основные технологические этапы здесь сходны с технологией на основе фильтр-чана, однако процесс начинается с дробления солода на молотковой дробилке, в которой солод и несоложеное сырье измельчаются до мелкой крупки. Осахаривание затора протекает аналогично фильтр-чану, но отделение сусла от дробины выполняется на тонкослойном заторном фильтр-прессе, технология использования которого в последние 20 лет была существенно усовершенствована.

Сухое дробление. Кондиционированное сухое дробление. Дробление с замочным кондиционированием
Вариантов дробилок сухого помола с разным количеством вальцов (от 2 до 6) очень много, однако в настоящее время на крупных пивоваренных предприятиях предпочитают шестивальцовые дробилки, состоящие из 3 пар вальцов (зазор между вальцами каждой следующей пары меньше, чем у предыдущей). Первая пара вальцов предназначена для предварительного крупного измельчения зерен солода и удаления шелухи, которая затем отделяется на вибросите и отводится, не участвуя, в последующих операциях дробления.

Охлаждение сусла. Осветление холодного сусла
Горячее сусло необходимо охладить в асептических условиях до температуры начала брожения, когда вводятся дрожжи. Обычно температура начала брожения составляет 8-12 °С для пива низового брожения и 16-20 °С для пива верхового брожения, хотя могут использоваться и другие температуры. Охлаждение везде выполняется с помощью пластинчатого теплообменника (одно- или двухступенчатого). Основным охлаждающим агентом служит пивоваренная вода с температурой окружающей среды. В результате охлаждения горячего сусла ее температура повышается обычно до 80 °С, и ее используют для последующих варок. Типичное отношение расхода воды к расходу сусла составляет 1,1-1. Это гарантирует, что суслом нагревается вся пивоваренная вода.

Осветление горячего сусла
Если система кипячения сусла работает должным образом, то в ходе кипячения взвеси горячего сусла, образующиеся прежде всего в результате денатурации белков, способны образовывать крупные частицы. Эти крупные частицы агрегируются силами слабого молекулярного взаимодействия, чему содействует наличие ионов меди. При этом большое значение имеет минимизация усилий сдвига при кипячении сусла и при его перекачке на стадию осветления. Образуется также значительное количество хмелевого осадка, который под действием силы тяжести осаждается вместе со взвесями горячего сусла в течение 30 мин.

Измельчение солода на молотковых дробилках. Мокрое дробление на дисковых дробилках
Измельчение на молотковых дробилках — это сухой процесс, применяемый исключительно для приготовления солодовой крупки для заторного фильтр-пресса. Такая дробилка состоит из перфорированного барабана, внутри которого находится ротор с соединенными с ним «молоточками» свободного качения. Солод подают в центр цилиндра, и он растирается между ротором и перфорированной поверхностью барабана (ситом) до тонкой крупки. Особых требований к размеру частиц крупки не существует.

Системы с внутренним кипятильником
Наиболее распространенный тип сусловарочного котла оснащен внутренним кипятильником в виде кожухотрубного теплообменника. Сусло поступает снизу вверх по трубам в конусную часть, заканчивающуюся выше уровня сусла и ограниченную распределительным экраном. Сусло наталкивается на этот экран и падает на поверхность сусла, а испаряющиеся летучие соединения удаляются через вытяжку в колпаке котла. Основными вариантами этой типовой модели служат конструкции, в которых предпринимаются попытки улучшить теплопередачу путем увеличения скорости потока с помощью циркуляционного насоса, подающего сусло снизу непосредственно под нагреватель. Считается, что это позволяет увеличить число варок между мойками с 4-6 (при использовании классической конструкции) до 14 (при использовании системы фирмы Steinecker).

Заторные аппараты
Разваривание затора и его осахаривание выполняются в сходных отдельных емкостях по периодической технологии, причем емкости для разваривания затора используются при отварочных способах затирания, а также для затирания несоложеных добавок (например, риса и кукурузы). Осахаривание затора преследует следующие цели:

Системы с выносным кипятильником. Аэрация холодного сусла
Инженерная проблема обеспечения высокой плотности теплового потока в данном случае решается за счет увеличения площади поверхности нагревания, а не работы с коэффициентом теплопередачи. При использовании внутренних кипятильников существуют физические ограничения на площадь поверхности нагревания, отсутствующие в случае расположения кожухотрубного теплообменника вне сусловарочного котла.

Устройства для приготовления затора
При использовании мокрого дробления стадия затирания входит в процесс дробления, а при сухом дроблении обычно получают измельченный солод в виде крупки, которую затем затирают в течение 10-15 мин в заторном аппарате (чане). Основное требование для эффективного проведения затирания — это полное увлажнение солодовой крупки путем ее затирания с водой определенной температуры, что позволяет оптимизировать ход осахаривания.

Отгонка летучих соединений. Системы рекуперации энергии
Альтернативным подходом к отгонке летучих соединений является использование располагаемой после вирпула колонны для отгонки с паром. В ходе этого процесса возможно образование большего количества летучих соединений (например, ДМС), если на стадии кипячения сусла превращение их предшественников произошло не полностью. В колонне для отгонки с паром сусло распыляется сверху на насадочную колонну, заполненную керамическими кольцами, которые обеспечивают очень большую площадь поверхности контакта. Пар подается в нижнюю часть колонны и направляется вверх, унося с собой летучие соединения. Общая степень испарения составляет 1-2%.

Управление процессом брожения. Наполнение бродильного танка
В управлении процессом брожения существует 4 аспекта (за исключением мойки):

• обеспечение требуемых условий в момент завершения наполнения бродильного танка;

• мониторинг и контроль хода брожения;

Изменение органолептических свойств
Наконец, большое значение в создании вкуса и запаха пива имеет выдержка. Грубый негармоничный вкус и запах зеленого пива превращаются в благородный, тонкий, приятный, законченный вкус и аромат созревшего пива. В основе процесса созревания лежат окислительно-восстановительные превращения веществ пива.  Взаимодействуют кислород и редуцирующие вещества пива.