Технология за производство на пиво

Една продължителна температурна пауза при 63 ÷ 65°С формира оптимални условия за действието на β-амилазата, в резултат на което се натрупва значително количество ферментируеми захари, т.е. получава се пивна мъст с потенциал за по-високо алкохолно съдържание - висока ферментационна степен. При температура между 70 ÷ 75°С се създават оптимални условия за действие на α-амилазата и се натрупват по-голямо количество декстрини, т.е. пивната мъст е с по-ниска ферментационна степен. Влиянието на тези температури върху майшуването е много съществено и е задължително да се правят паузи при тях.
Трябва да се има предвид, че в хода на майшуването действието на ензимите не е равномерно. Например β-амилазата в началните 10 ÷ 20 минути от процеса рязко увеличава своята активност, докато след около 30 ÷ 40 минути активността й постепенно намалява. Това определя и необходимостта от правилно фиксиране на продължителността на температурните паузи при майшуването.
Важно е да се спомене, че повишаването на температурата на майша над 78 ÷ 80°С е крайно нежелателно. Въпреки че обикновено това води до намаляване на вискозитета, то при висока температура допълнително се разтваря скорбяла от твърдите частици на майша и тя преминава в разтвора. При температура над 80°С, амилолитичните ензими са почти инактивирани и съответно разтворената скорбяла не може да се разгради. Това води до точно обратния и негативен ефект – значително повишаване на вискозитета, съответно и затруднена филтрация на майша. Ето защо това налага при всички методи на майшуване крайната температура да е между 76 и 78°С.

Промени при белтъчните вещества в процеса на майшуване
За разлика от пълното разграждане на скорбялата през време на майшуването, само около 30 ÷ 40% от белтъчните вещества преминават в състава на пивната мъст. Разтворимите азотни вещества на мъстта се формират през време на майшуването в зависимост от качеството на малца и възприетия температурен режим.
Най-общо белтъчните вещества се разглеждат като три фракции – високомолекулни, средномолекулни и нискомолекулни.
От съществено значение е провеждането на правилен ензимен хидролиз на белтъчните вещества през време на майшуването. Независимо че азотните вещества съставляват около 5 ÷ 6% от екстракта на пивната мъст, те оказват влияние върху следващите технологични процеси и в значителна степен определят органолептичните качества и колоидната стабилност на готовото пиво.
Голямото количество високомолекулни белтъци е нежелателно, тъй като оказват негативно влияние върху колоидната стабилност на пивото и заедно с полифенолите са основните причинители за колоидното дестбилизиране - помътняване.
Средномолекулната фракция обуславя пълнотата на вкуса, пенообразуването и пянозадържащата способност на пивото, т.е. играе съществена роля в органолептичната характеристика на бъдещото пиво.
Нискомолекулната фракция белтъчни вещества представлява съвкупност от α-аминокиселини (α-аминен азот) и нискомомекулни пептиди. Тази фракция е изключително важен източник на азотна храна за дрождите и се включва в техния метаболизъм по време на алкохолната ферментация. В зависимост от техния количествен и качествен състав те оказват влияние върху ароматно-вкусовите качества на готовото пиво. Съдържанието на α-аминокиселини съставлява около 40% от разтворимите азотни вещества на пивната мъстта. Колбах е установил, че 56% от него се образува при самото производство на малц - малцуване, 23% от него се формира в хода на майшуването и 21% се съдържа в изходния ечемик предназначен за производство на малц.
Регулирането на белтъчните фракции на пивната мъст се осъществява чрез управляване на ензимните процеси хидролизиращи белтъците, т.е. отново чрез правилно подбрани температурни паузи в хода на майшуването.  

Промени при хемицелулозите в процеса на майшуване
Разтворимите във вода хемицелулози се състоят от около 80 ÷ 90% β-глюкани и 10 ÷ 20% пентозани. Разтворимите β-глюкани на ечемика и малца са изградени от глюкозни остатъци, съдържащи около 75% β-1,4- и 25 % β-1,3-връзки. Схема за строеж на β-глюканите Високомолекулните β-глюкани са склонни да образуват гел при определени условия. Това автоматично води до повишава вискозитета и затрудняване на филтрацията. При използването обаче на добре разграден малц с висока ендо-β-глюканазна активност, в началото на майшуване при температура 40 ÷ 52 °С, по-голяма част от β-глюканите успяват да преминава в разтворима форма и в значителна степен се намалява възможността за образуване на такъв гел.
β-глюканите преминават от малца в пивната мъст в резултат на следните процеси:

• Екстрахиране на образувания разтворимите β-глюкани още в хода на производството на малц.
• Екстрахиране на освободените β-глюкани от хемицелулозата през време на майшуването.
• Хидролизиране на получените β-глюкан от ензимите ендо-β-1,4- и ендо-β-1,3-глюканаза при температура под 60°С.
• Освобождаване на β-глюканите, свързани с белтъчните вещества и скорбялата посредством водородни връзки при клейстеризиране и при по-високи температури на майшуване.

Схема за хидролиз на β-глюкани Пентозаните се различават в зависимост от разположението си в зърното. Пентозаните, съдържащи се в люспите са изградени от ксилозни остатъци, свързани с β-1-4 връзки, но към тях се свързват арабиноза и глюкоронова киселина. Водоразтворимите пентозани в страничната си верига имат само арабиноза.

Ензимите, които хидролизират пентозаните са ендо-ксиланаза, екзо-ксиланаза, арабинозидаза и ксилобиаза. Схема за хидролиз на пентозани  

Промени при мазнините в процеса на майшуване
В малцовия шрот винаги се съдържат ненаситени мастни киселини. Те са локализирани в алейроновия слой, обвивките и зародиша на зърното. Ненаситените мастни киселини са много активни и лесно се разкъсва двойната връзка чрез окисляване. Това се осъществява от ензима липоксигеназа или по неензимен път. Ензимът е локализиран основно в листния кълн. В резултат на действието му, получените междинни продукти са в основата на вкусовото дестабилизиране на пивото при неговото продължително съхранение. Оптималното рН за действие е около 6, но липоксигеназата е силно чувствителна и спрямо температурата. При сушенето на зеления малц, около 60 ÷ 70% от ензима се инактивира, но все пак около 30 ÷ 40% остава в малца в активно състояние. Дори пълното отстраняване на кислорода не може да попречи на ензимния хидролиз на липидите от липоксигеназата и натрупването на ненаситени мастни киселини. Тяхното количество може да се намали например с използване на инертен газ и по-ниско pH. В повечето съвременни мелници за мокро смилане е предвидена опция за подаване на млечна киселина с цел намаляване на рН в началото на смилането и замайшването.