4.1.2. Коагуляция белков

При кипячении сусла происходит тепловая коагуляция белков, которая протекает в две стадии. На первой стадии происходит дегидратация молекул белка - денатурация, на второй - собственно коагуляция. При потере молекулами белка воды мицеллы из лиофильного состояния переходят в лиофобное и удерживаются в суспензированном состоянии только благодаря собственному заряду. Когда силы молекулярного притяжения преодолевают силы электростатического отталкивания, дегидратированные молекулы слипаются, и образуются хлопья.

На коагуляцию белков влияет рН и концентрация сусла, продолжительность, температура и интенсивность кипячения, присутствие полифенольных веществ и электролитов.

Белки коагулируют при значении рН, близком к их изоэлектрической точке. Разные фракции белков сусла имеют свою изоэлектрическую точку. Однако максимальная коагуляция белка наблюдается при рН 5,2.

С увеличением продолжительности кипячения до двух часов при нормальном давлении усиливается процесс коагуляции. Коагуляция интенсифицируется при увеличении температуры кипячения, что достигается повышением давления.

Степень коагуляции белков напрямую зависит от интенсивности кипячения. Кипячение должно протекать бурно с выделением пузырьков пара. Белки, как ПАВ, концентрируются на поверхности раздела жидкой и газообразной фазы и, таким образом, легче собираются в хлопья.

Коагуляции способствуют ионы Mg²⁺, Ca²⁺, SO₄^2-, Cl^-, дубильные вещества хмеля. В концентрированном сусле процесс коагуляции белков замедляется из-за высокой вязкости сусла и большого содержания защитных коллоидов, например, таких как декстрины. Защитные коллоиды образуют на поверхности дегидратированных молекул белка адсорбционно-гидратные слои, которые препятствуют контакту частиц белка.

Неполная коагуляция белков может быть причиной торможения брожения из-за адсорбции взвешенных частиц на поверхности дрожжей. При этом также наблюдаются плохое осветление пива при дображивании, трудности при фильтровании и склонность пива к коллоидному помутнению.

4.1.3. Стерилизация сусла и другие процессы

При кипячении в сусле погибают микроорганизмы, и оно стерилизуется.

Под действием высокой температуры образуются редуктоны - промежуточные продукты реакции меланоидинообразования, имеющие карбонильную группу. Редуктоны обладают сильными восстанавливающими свойствами. Они ограничивают вредное воздействие кислорода на сусло и пиво и повышают коллоидную и вкусовую стабильность готового напитка. Помимо редуктонов из сахаров и аминокислот при кипячении сусла образуются также меланоидины, которые повышают восстанавливающую способность сусла и являются хорошими пенообразователями.

На данной стадии производства пива повышается цветность сусла за счет реакции меланоидинообразования, карамелизации сахаров и окисления полифенольных веществ; несколько снижается вязкость и рН сусла.

В процессе кипячения сусла улетучивается диметилсульфид (ДМС), который придает пиву вкус и аромат вареных овощей. ДМС образуется при высоких температурах из своего предшественника S-метилметионина (СММ). При кипячении из сусла удаляется ДМС, содержащийся в солоде, и вновь образующийся ДМС. На процесс снижения содержания в сусле диметилсульфида влияет продолжительность и температура кипячения, рН сусла. Чем выше температура и продолжительнее кипячение, тем ниже содержание в сусле ДМС. Низкие значения рН замедляют удаление ДМС.

Превращение СММ в ДМС продолжается и после кипячения сусла с хмелем. Поэтому необходимо как можно быстрее осветлить сусло в гидроциклонном аппарате и охладить его.