Навести «порчу»: как сварить пиво

Ферментация – это химические реакции с участием ферментов (они же – энзимы, они же – белковые катализаторы), которые обычно происходят в живой клетке. Проще говоря, ферментация – это «порча» продуктов, которая улучшает их вкус или приводит в качественно иное состояние. Только «портить» продукт нужно с умом: не доводя до того, чтобы он сгнил и выделил патогенные микробы! Особые микроорганизмы (так называемые бродильщики) либо изначально есть в продукте, либо добавляются в него. В результате запускается расщепление сложных химических соединений на более простые: сахара, свободные аминокислоты, спирты.

Именно так варят пиво – один из старейших напитков человечества. В далекие времена, до изобретения холодильных машин, пиво производили путем верхового брожения пекарских дрожжей при температуре от 15 до 24 °C. При этом способе дрожжи верхового брожения (Saccharomyces cerevisiae) долго не разделяются после почкования, и в результате на них скапливаются пузырьки углекислого газа, выталкивающие их скопления на поверхность. Отсюда и название – верховое. Для такого напитка не нужно сложное оборудование по сравнению с низовым брожением (когда дрожжи Saccharomyces pastorianus скапливаются на дне емкости). Однако из-за сложных эфиров, которые образуются в процессе производства, вкус и аромат приобретают более фруктовые ноты. Кстати, первое пиво, вероятно, изготавливали из ячменя, так как среди зерновых это лидер по количеству фермента амилазы, расщепляющего крахмал на сахара.

Пророщенное зерно, allagash.com

Ферментация начинается уже на первом этапе приготовления пива – подработке солода, то есть проращивании зерен (чаще всего – все того же ячменя). Ферменты вырабатывает сам росток, расщепляя нерастворимый и трудно усваиваемый крахмал во «вкусную» глюкозу. При этом пивовары поступают безжалостно – они убивают росток (нагревом) в самый пик его расцвета, когда он выпускает максимальное число энзимов. Глюкоза в этом случае не используется ростком, а вся достается хитрым пивоварам. Ферменты же продолжают превращать росток в сахар, который пригодится для дальнейшего брожения.

Второй этап пивоварения – затирание сусла – тоже предполагает «работу» с ферментами. Затор – это смесь дробленого зерна и других ингредиентов, которые соединяют с водой, получая кашицу. По мере смешивания ее нагревают с несколькими температурными паузами. Для начала до 50–52 °C в течение 10–15 минут – это так называемая белковая пауза, в ходе которой расщепляются белки. После этого наступает время бета-амилазы – фермента, который «дробит» крахмал и его производные декстрины на более мелкие олигосахариды и мальтозу. Кашицу при этом нагревают до температуры 62–63 °C (в пивоварении все точно как часы!) в течение 15–30 минут. А на третьем этапе, когда происходит нагрев до 70–72 °C, в дело вступает альфа-амилаза, дробящая оставшийся крахмал на крупные фрагменты – уже знакомые нам декстрины.

После первой фильтрации, кипячения, осветления и охлаждения в получившуюся смесь добавляют дрожжи. А вот в древности вместо них туда наливали немного пива из прошлой партии – закваску, совсем так же, как сегодня это делают в хлебопекарнях или при приготовлении домашнего кваса. Однако при добавлении закваски в пиво попадают не только дрожжи, но и лактобациллы – анаэробные бактерии – и пиво приобретает кислый вкус. Так что в наши дни пивоварение стало «аккуратнее». Добавленные в смесь дрожжи размножаются и выделяют ферменты, благодаря которым сахар в напитке превращается в спирт и углекислый газ. Так получают «молодое пиво», которое затем помещают в специальные емкости – танки – для дозревания. В них происходит расщепление диацетила – побочного продукта брожения (его, кстати, используют в составе многих ароматизаторов) и сложных эфиров. И в этом тоже участвуют сложные процессы ферментации. Затем пиво вновь фильтруют, пастеризуют и заливают в банки.

Старо как мир

Само пиво, а значит, и управляемая ферментация с брожением появились еще на заре истории – с началом земледелия. Самые первые свидетельства пива относят к шумерской культуре, к периоду 5,5–4,9 тыс. лет назад. На месопотамских глиняных табличках можно даже встретить гимн богине пивоварения и других «веселящих» напитков – Нинкаси. А вот древние пивоварни никто так и не нашел (только кувшины с остатками характерного сусла) – все потому, что их можно спутать с хлебопекарней: те же печи, те же зерна злаков, те же керамические сосуды. Примерно в это же время варкой пива, впрочем, занимались и египтяне, а позже – жители «города грехов», Вавилона.

Римляне и греки пиво не признавали, считая его, в отличие от «божественного вина», напитком варваров и «отвратительным варевом». Зато его уважали армянские народы, кельты и германцы, а в Средние века изготавливали, прежде всего, в монастырях – как ни странно, они были европейскими центрами пивоварения. Божьи люди пили пиво каждый день, а одним из наказаний для монаха даже было лишение его пенного напитка. Вот уж действительно кара Господня, ведь пиво считали способом профилактики «водных» инфекций.

Но революцию в пивоварении произвела наука, а именно – химия и микробиология. Долгое время ученые отрицали роль живых микроорганизмов в процессе брожения, но несколько экспериментов поставили точку в этом вопросе. Сначала немец Теодор Шванн вскипятил виноградный сок, убив в нем дрожжи, и показал, что брожение начинается, только если добавить дрожжи вновь. Следом вездесущий Луи Пастер повторил его опыты и на молочнокислом брожении доказал, что его возбудители – живые существа. Датчанин Эмиль Христиан Хансен открыл метод разведения дрожжей от одной клетки до промышленного производства пива. В 1883 году он впервые получил чистую культуру пивных дрожжей, что значительно улучшило качество продукта. По этим же технологиям дрожжи для пенного напитка получают и сегодня. Ну и финальной точкой в 1877 году стала работа Пастера под названием Études sur la Bière («Изучение брожения»), в которой он определил брожение как «жизнь без кислорода».

Не пиво, так сыр

Ферментация – неизменный «ингредиент» огромного числа продуктов: от квашеной капусты и маринованных огурцов до хамона и шашлыка, от кофе и чая до кефира и соевого соуса. Но больше всего ферментацию славят сыро- и виноделы.

34travel.me

Для многих видов сыра используют привитую ферментацию. Часть бактерий, которые «портят» молоко, уже есть в нем самом – это молочнокислые бактерии, а часть технологи выводят и бережно хранят. Это плесневелые грибы, а еще сычужный фермент (он используется для створаживания молока, а извлекают его из желудка телят, козлят и ягнят до 10 дней от роду). Чтобы запустить процесс ферментации у твердого продукта – сыра, – нужны два фактора: отсутствие воздуха и соль. Ее должно быть не меньше 2–3 % веса сыра, но не больше 8 %. Именно в такой пропорции соль блокирует «плохие» бактерии и способствует размножению «хороших». При этом сыр выделяет сок, и от этого ферментация идет еще интенсивнее (микроорганизмы лучше размножаются во влажной среде). Не забудьте добавить в «формулу» сыра тепло! Чем выше температура, тем быстрее происходит ферментация. Но не переборщите – при 45–50 °C бактерии попросту погибнут. Еще одно условие ферментации сыра – темнота: солнечные лучи вредны для размножения микроорганизмов.

Для жидкостей «формула» ферментации немного иная, и соль не нужна. Вино готовят примерно так же, как и пиво, только в качестве главного ингредиента берут не зерна злаков, а виноград. Его сок разливают по бочкам и оставляют в теплом помещении. Сок бродит, а сахара в нем перерабатываются дрожжами (например, Kloeckera, Torula или Eudomyces – они изначально присутствуют в соке, хотя иногда их также добавляют специально) в углекислоту и спирт.

А еще ферментация бывает первичная, при которой образуются ферменты, расщепляющие сахар и крахмал (например, кисломолочные процессы), и вторичная, для которой берут продукты первичной. Так готовят, к примеру, гарум – старинный рыбный соус на основе кодзи – риса, на поверхности которого… выросли плесневелые грибы. В общем, продуктов ферментации – что песку в море. И каждый – не только наука, но и искусство.