БИБЛИОТЕКА ДОМАШНЕГО ПИВОВАРА

 
О компании
Солодовые экстракты
Домашнее пиво и вино
Инструкция
Наборы для приготовления пива дома
Часто задаваемые вопросы
Библиотека домашнего пивовара
Домашнее вино и квас
Микро-пивоварни
На главную

 

Секретная история о сухих дрожжах

Джордж Клейтон Коун,
доктор Томас Томпкинс,
доктор Тобиас Фишборн

Наверное, это первые дрожжи, которые Вы использовали при варке пива. И теперь они стали лучше, чем когда бы то ни было. Заглянем поглубже в процесс создания этого основного домашнепивоваренного продукта.

Приготовление сухих дрожжей прошло долгий путь, начало ему было положено в Египте за 4000 лет до нашей эры. Мы расскажем Вам о секретах дрожжевой "фабрики".

Дрожжи и брожение стали частью повседневной жизни еще раньше, чем 4000 лет до нашей эры, когда появились документальные свидетельства того, что египтяне пили пиво и ели хлеб, сделанный на дрожжах. Дрожжи были одомашнены в виде пены-закваски и передавались из столетия в столетие задолго до того, как появилось хотя бы малейшее понимание того, что же за таинственное вещество это было. Вино, пиво и хлеб стали основными продуктами питания для большинства народов в Средиземноморье.

Изготовление дрожжей в сухой форме также датируется многими столетиями. Дрожжи успешно сушили намного раньше, чем кому-нибудь в голову могла прийти идея относительно того, что же высушивалось. Пекари в эпоху Римской империи имели привилегированное положение, сродни священникам, благодаря их умению создавать это волшебное, таинственное вещество, которое превращало тесто в дрожжевой хлеб. Наряду с высоким положением пришла и огромная ответственность.

Хлеб или жизнь

Хлеб был основой рациона, и Римская армия зависела от стабильности его поставок. Поэтому, если пекарь терял дрожжевую культуру, он часто терял и кое-что более важное - свою жизнь. Имея такой стимул, пекарям не составило большого труда и времени обнаружить, что можно намазать дрожжевую кашицу на пшеничные или другие отруби либо на гипсовые формы и оставить их на солнечном месте для просушки. Когда возникала необходимость в дрожжах, они смешивали высушенное вещество со сладкой жидкостью, и дрожжи снова "оживали". Вариациями на тему этой старой Римской технологии пользуются и по наше время.

В начале 18-ого века побочные продукты пивоваренных заводов, а позднее и винокуренных заводов, использовались для сбраживания хлеба. Вначале пекарни вырастали вокруг пивоваренных заводов для обеспечения ежедневных поставок этой таинственной суспензии, которая заставляла муку так хорошо подниматься.

Индустриальная революция создала больший спрос на хлеб, изготавливаемый промышленным способом, потому что у фабричных рабочих не было времени, чтобы печь свой собственный. Поскольку пекарни стали больше, винокурни получили увеличенный рынок сбыта для побочных продуктов своего производства. К концу 19-ого столетия спрос на дрожжи для хлебопекарного производства намного превышал спрос на алкоголь, необходимый для производства дрожжей. Соотношение было, примерно пять частей дрожжей на каждые 25 частей алкоголя. Потребность - мать изобретения, привела к разработке "венского процесса", который давал 14 частей дрожжей и 30 частей алкоголя. А тут появился и Луи Пастер со своим вкладом, который состоял не только в объяснении причин брожения, но и в фундаментальном наблюдении того, что клеточная масса для определенного количества сахара получалась намного большей, когда выращивалась при наличии воздуха, чем без него, и это стало называться эффектом Пастера.
Последующая работа Пастера и Эмиля Христиана Хансена, выделивших первую отдельную клетку чистой культуры, объяснила роль дрожжей в брожении и важность сбраживания чистой культурой. К концу века несколько фирм уже производили небольшое количество чистых дрожжей из аэрированных зерновых заторов.

В ходе первой Мировой войны появились проблемы с зерном, оно стало труднодоступным и дорогим. Один ученый из Берлина разработал метод получения дрожжей не из зерна, а из патоки, обогащенной солями аммония и фосфатами. Дальнейшие исследования улучшили дрожжевой метаболизм по превращению сахара в клеточную массу, при этом не вырабатывался алкоголь. Это было осуществлено путем сильной аэрации и подкормкой дрожжей по мере их роста постепенно возрастающей нормой раствора патоки и питательных веществ. Сегодня этот процесс все еще применяется в промышленности, его приспосабливают для работы с новыми штаммами.

Массовое производство

Производство активных сухих дрожжей в массовом масштабе началось в начале 40-ых годов в начале второй мировой войны. Американское правительство предоставляло большие гранты дрожжевым компаниям для разработки методов производства больших объемов дрожжей, которые можно было бы отправлять без охлаждения в вооруженные силы.

Первыми сушильными машинами были галтовочные барабаны, за которыми устанавливались туннели. Прессованные дрожжи с влажностью около 70 % выдавливались (экструдировались) в форме макарон на перфорированную стальную ленту конвейера и медленно пропускались через туннель, состоящий из нескольких камер. Температура, влажность и воздушный поток тщательно регулировались в каждой камере с тем, чтобы испарять и удалять влажность из дрожжевых клеток с заданной интенсивностью, которая обеспечивала максимальную жизнеспособность и активность. Дрожжи выходили из последней камеры, имея влагосодержание от семи до девяти процентов. На этот процесс уходило от трех до пяти часов, иногда больше.

В технологии сушки применяются последние достижения и, соответственно, достигнуто лучшее понимание процесса сушки дрожжей. В настоящее время, основная масса дрожжей сушится в сушилках с псевдоожиженным слоем. Прессованные дрожжи выдавливаются в виде нитей по размеру сходных с 0.5-мм карандашным грифельным стержнем на перфорированную сушильная плиту в одной единственной камере. Дрожжи поднимаются при помощи сжатого воздуха (воздушный барботаж), поток, температура и дегидратация которого тщательно контролируются, что позволяет им высохнуть до четырех процентов влажности примерно за полчаса. Некоторые методы позволяют осуществить сушку за 10 минут. Эта быстрая регулируемая сушка позволяет почти полностью сохранить жизнеспособность и активность исходных дрожжей.

Дрожжи из сушилки быстро охлаждают и упаковывают по пакетам в инертной среде из азота, двуокиси углерода или в вакууме для обеспечения им долговременной стабильности. При 40 градусах F (4 градусах C) они сохранят 80% своей первоначальной активности в течение того же самого периода.

Расы дрожжей для пивоваренной промышленности отбираются пивоваренными институтами или пивоваренными заводами. Эти штаммы обычно имеют свою длительную предысторию, когда они выполняли и производили для пивоваров именно то, что им требовалось получить исходя из определенного оборудования и пивного стиля. Культура передается производителю дрожжей для ее производства в промышленном масштабе. Научно-исследовательская лаборатория изучит формы и требования ее роста и произведет небольшое ее количество в сухой форме. Пивоваренный институт или пивоваренный завод сравнят производственные характеристики культуры с характеристиками исходного штамма дрожжей, выращенного традиционным способом. Если эксплуатационные качества сухих дрожжей такие же или лучше чем жидких, начинается их производство в промышленном масштабе.

Рождение лагерных дрожжей

В прошлом большинство дрожжевых штаммов, производимых в промышленном масштабе, были элевыми дрожжами верхового брожения. Эти дрожжи хорошо бродят в температурном диапазоне 15-20 градусов C (59-68 градусов F), при их производстве у них наблюдается такой же рост, как и у хлебопекарных дрожжей, и после сушки они сохраняют хорошие характеристики брожения. Сегодня стало возможным в промышленном масштабе производить лагерные дрожжи низового брожения при помощи специально разработанных способов роста и методик сушки. Лагерные дрожжи бродят при более низких температурах (7-12 градусов C или 44-53 градуса F) и производят настоящее континентальное европейское пиво в лагерном стиле, такое как пилснер. До введения этого новшества, пиво в стиле лагер изготавливалось при помощи высоко флокулентных элевых дрожжевых штаммов. Поскольку дрожжевые штаммы способствуют формированию вкуса и аромата пива, переход на настоящие лагерные дрожжи должно обеспечить больше вкуса и аромата, традиционно связанного с лагерным пивом.

Для составления генетической карты (картирования) ДНК дрожжей и для осуществления метода "отпечатка пальца" с целью быстрой идентификации используются молекулярнобиологические методы, похожие на те, которые применяют и в судебной медицине. Наиболее часто используемые методы: полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ) (restriction fragment length polymorphism или RFLP), полимеразная цепная реакция (ПЦР) (polymerase chain reaction или PCR) и электрофорез в импульсном электрическом поле (pulse field gel electrophoresis или PFGE). Последовательное применение каждого из этих трех методов повышает достоверность идентификации.

Распознавание образов отпечатка пальца ДНК выполняется компьютером, оборудованным сканирующим устройством. Образец сравнивается с сотнями накопленных образцов для быстрого определения его соответствия профилям и идентификациям. Этот образец сохраняется на будущее для того, чтобы быть уверенным, что не произойдет никаких загрязнений исходного штамма и чтобы любые мутации, которые позже могут изменить характеристики брожения, не прошли незамеченными. Культуру затем переносят на многочисленные специальные питательные агаровые пластинки, дают ей вырасти при 86 градусах F (30 градусах C) в течение 24-36 часов, помещают под стерильное масло и поддерживают охлажденной до 39 градусов F (4 градусов C) до момента применения. Образцы приготовляются в большом количестве для того, чтобы избавиться от необходимости делать закваску из единственного образца более одного раза, таким образом, сводя до минимума шанс занесения инфекции на этой ранней стадии.

Контроль качества дрожжей начинается на стадии пробирки в лаборатории, и каждая последующая стадия тщательно контролируется, таким образом, дрожжи точно соответствуют требованиям клиента.

Коммерческое производство дрожжей осуществляется путем аэробного брожения, которое является брожением, стимулируемым подачей воздуха. Аэробное брожение приводит к более эффективному росту дрожжей. У большинства других видов промышленного брожения, как в пивоварении, брожение является анаэробным (без доступа воздуха), и вместо собственно дрожжей здесь желательными являются побочные продукты (алкоголь, эфиры, высшие спирты и двуокись углерода).

В начале

Чтобы начать процесс аэробного брожения, небольшое количество посевного материала чистой культуры помещают в бутыль с шестью литрами стерильной среды культивирования. Для этой и последующих стадий, основной средой является стерилизованная очищенная тростниковая и свекольная патока, которую называют "сусло". В дополнение к суслу, дрожжи получают основные питательные вещества и микроэлементы, необходимые для оптимального роста клеток. Дрожжи уникальны тем, что при помощи фосфорной кислоты могут использовать аммиак в качестве единственного источника азота для производства белка.

Лабораторная стадия и первая стадия на заводе выполняются асептически с минимальной аэрацией. Это необходимо на ранних стадиях, чтобы создать клеточную массу, свободную от инфекции. Для достижения этой цели требуется уделять большое внимание вопросам санитарии. Сусло стерилизуют при 290 градусах F (143 градусах C) в течение 20 секунд. Все оборудование (резервуары, линии, насосы, теплообменники, сепараторы, прессы, экструдеры, и сушильная камера) перед каждым применением чистят химическими препаратами, химически дезинфицируют и затем стерилизуют паром.

Существенным элементом рентабельности при производстве дрожжей является производство клеточной массы без производства алкоголя. Первым необходимым условием является аэрация сусла; вторым - постепенное добавление сусла. Очень важно давать в качестве подкормки ровно столько сусла, сколько его требуется дрожжевым клеткам. Избыток сусла больше чем на 0.05 % в любой момент заставит дрожжи производить алкоголь.

Рост, который происходит на заводе, начиная с первой бутыли вплоть до третьей и иногда четвертой стадии, известен как стадия производства засевного материала. Каждая стадия по мере завершения переходит в следующую более крупную стадию. Благодаря этому методу, менее одного грамма дрожжей менее чем за 72 часа брожения вырастает до многих тонн семенных дрожжей. В конце третьей или четвертой стадии сусло центрифугируют, дрожжи концентрируют и несколько раз промывают, чтобы отделить их от отработавшего сусла. Этот шаг позволяет обеспечить эффективное хранение и работу с дрожжами при подготовке к засеву последней или промышленной стадии. Отделенные дрожжи в водной взвеси оставляют в охлажденных резервуарах-хранилищах при 39 градусах F (4 градусах C). Свободная от инфекции клеточная масса - главнейшая цель семенных стадий.

Последняя стадия

Именно в течение заключительной, промышленной стадии уделяется особое внимание контролируемым темпам роста и добавляемым питательным веществам с тем, чтобы получить дрожжи с оптимальными уровнями белков, фосфатов, гликогена, трегалозы, липидов, витаминов и ферментов, необходимых для поддержки дрожжей на стадии сушки и обеспечения пивоваров дрожжами оптимальной активности. В конце этой стадии, дрожжи выделяют из раствора, несколько раз промывают и оставляют на хранение в охлаждаемых резервуарах до момента сушки.

Жидкость обезвоживают приблизительно до 30 % сухого вещества при помощи вакуум-фильтрации во вращающемся барабане. Лепешка (слой осадка клеток) или прессованные дрожжи выдавливаются в виде макароновидных нитей на специальную барботажную сушилку с псевдоожиженным слоем, где применяя регулируемую технологическую последовательность обезвоживания удается получить готовые сухие дрожжи с влажностью от четырех до семи процентов. Дрожжи охлаждают и сразу же помещают на хранение в инертной среде, затем им упаковывают в вакуумные или заполненные азотом пакеты по 5 и 500 грамм, по одному, 10 или 20 килограммам.

В одном грамме активных сухих дрожжей содержится 20-40 миллиардов дрожжевых клеток. Этот широкий разброс в цифрах вызван отличиями в размерах клеток у различных дрожжевых штаммов. Приблизительно 85-90 % клеток сохраняет свою жизнеспособность в процессе сушки. Каждая живая ячейка сохраняет 100 % своей активности при регидратации в воде при температуре 105 градусов F (41 градус C).

Каждой стадии брожения уделяется максимальное внимание. В лаборатории осуществляется микробиологический, химический, биохимический и ферментационный анализ для обеспечения производства дрожжей однородных по составу, ферментативной активности, жизнеспособности, стабильности и чистоте культуры. Сухие пивные дрожжи оценивают, применяя все стандартные микробиологические тесты, обычно используемые на промышленных пивоваренных заводах. Строго соблюдаются требования специальных тестов на наличие потенциальных инфекционных агентов, бактерий и дрожжей, как это рекомендовано методиками Европейской Конвенции по пивоварению и Американским Обществом Пивоваренных Химиков. Были разработаны молекулярнобиологические методы обнаружения и идентификации даже очень низких уровней заражения. Пивные дрожжи производятся в аэробных условиях, таким образом, снижается потенциальная возможность инфекционного заражения пива, потому что эти микроорганизмы обычно требуют анаэробных условий. Кроме того, хмель и алкоголь в пиве подавляют рост многих видов потенциальных возбудителей инфекции.

Производителям дрожжей известно, что контроль качества не заканчивается на стадии отгрузки. Крайне важно держать дрожжи в прохладном месте, начиная с момента их отгрузки с завода и вплоть до момента засева сусла у конечного потребителя. Дрожжи в сухой форме относительно пассивны, но не инертны. На них неблагоприятно отражается плохое обращение дистрибуторов и потребителей. Во избежание этого стоит дать небольшое предостережение по поводу охлаждения готового продукта.

Возрастающий интерес к домашнему пивоварению, микропивоварению, а также интерес потребителей к качественному и разнообразному пиву заставил многих производителей дрожжей выйти на рынок с лучшим и более широким выбором дрожжевых штаммов. Больше внимания уделяется предоставлению информации о надлежащем хранении и методах регидратации. Пакет с дрожжами всегда должен храниться в прохладном или холодном месте. Оборот запасов должен осуществляться таким образом, чтобы в первую очередь использовались более старые дрожжи.

Одной из привлекательных особенностей использования дрожжей в сухой форме является легкость в приготовлении закваски для добавления в сусло. Медленно помешивая, высыпьте сухие дрожжи в воду, температура которой составляет 100-105 градусов F (38-41градус С). Дайте постоять 15-30 минут. Приблизьте температуру регидратированных дрожжей к температуре сусла. Старайтесь не подвергать дрожжи резкому охлаждению. Добавьте дрожжи в сусло, содержащее большое количество питательных веществ для дрожжей и насыщенное кислородом. Теперь сидите и ждите хороших результатов!

Джордж Клейтон Коун - технический директор American Yeast Co. (Американская Дрожжевая Компания). Доктор Томас Томпкинс занимается исследованиями и разработками для компании Lallemand, Inc, он член Американского Общества Пивоваренных Химиков и участник ряда технических подкомиссий, занимающихся оценкой новых методик обнаружения заражения пивных дрожжей. Доктор Тобиас Фишборн, также занимается исследованиями и разработками в компании Lallemand, учился в Техническом Университете Мюнхена, Weihenstephan, в отделе технологии пивоварения и напитков. Он также занимается поддержанием коллекции культур в банке дрожжей Hefebank Weihenstephan.

Перевод: Ким Афасижев, 08-07-2004

Источник: журнал Zymurgy Vol. 22 No. 2 March/April 1999

Вернуться в Библиотеку

наверх

Реклама: