Как перестать бояться и научиться размножать дрожжи в своей пивоварне

О размножении дрожжей и простых способах для их умножения на малом пивном производстве рассказывается в статье Дрожжевой лаборатории supervised by Hefebank Weihenstephan.

Огромную роль в получении качественного пива играет качество дрожжей. Дрожжевая масса, полученная после брожения, может быть использована несколько раз, однако дрожжи в процессе их использования могут загрязняться, мутировать, терять свои свойства. И лучшим способом этого избежать является использование чистой культуры дрожжей.

Размножение дрожжевой клетки предполагает наличие соответствующей питательной среды (состава сусла).

При размножении дрожжей решающее значение имеют: температура, давление, штамм, кислород, аминокислоты, микроэлементы, концентрация углеводов, липиды, стерины.

При размножении дрожжей различают следующие стадии:

• латентная фаза, продолжающаяся несколько часов, в которой размножения еще не происходит; этот период тем продолжительнее, чем более ослаблены дрожжи;
• экспоненциальная (логарифмическая, лог-фаза), при которой происходит логарифмическое размножение дрожжей; брожение начинается;
• фаза замедления размножения, при которой под воздействием продуктов метаболизма размножение постепенно замедляется, но брожение еще продолжается.

Для разведения чистой культуры дрожжей клетки изолируют и размножают в стерильных условиях, пока их количества не хватит для использования в бродильной емкости предприятия. При этом продолжительность генерации (время, необходимое для удвоения числа клеток) в период интенсивного роста составляет, в зависимости от различных факторов, 6-9 часов.

В 1883 году Эмиль Хансен впервые пропагировал дрожжевую культуру. Он выделил одну дрожжевую клетку, а затем размножил ее шаг за шагом. Этот способ пропагации был усовершенствован со временем, и сейчас возможно пропагировать специальные культуры дрожжей со специфическими свойствами, необходимыми каждой отдельной пивоварне.

Цель этой статьи – показать, что размножение дрожжей из чистых стартовых культур вполне выполнимо в условиях любых пивоварен, даже самых маленьких.

Но, перед тем как перейти к методикам пропагации на малых предприятиях, необходимо рассмотреть лабораторные методики.

Традиционное разведение чистой культуры дрожжей проводят следующим образом:

Изолируют клетки дрожжей на стадии высоких завитков по методу Линднера (изолируются капли под микроскопом). При температуре 8-10 °С культуре дают развиваться. Под микроскопом выбирают самую сильную колонию, культура промокается фильтровальной бумагой, бумага помещается в пробирку, наполненную 5 мл стерильного сусла.

Если культуру не используют сразу, то клетки хранят на твердой питательной среде, например, на скошенном сусло-агаре под парафиновым маслом 6-9 месяцев при температуре 0-5 °С, или в жидком азоте (криоконсервация).

Умножение дрожжей ведется путем перелива культуры на стадии высоких завитков в следующую емкость при отношении объемов 1:10. Начиная с объема 10 л, на заводах используются металлические емкости (например, колбы Карлсберга).

Дальнейшее разведение происходит на производстве в установках чистой культуры (пропагаторах) или открытым способом (применяется на малых предприятиях).

Умножение культуры со скошенного сусло-агара при температуре 18-22 °С

Скошенный сусло-агар => 100 мл => 1000 мл => 10 л => 100 л => 1000 л

Умножение культуры в 10 раз при температуре 18-22 °С за 24 часа

500 мл => 20 л => 200 л => 2000 л

Использование скошенного сусло-агара требует лабораторных условий, и поэтому не применимо на малых пивоварнях.

Для того чтобы пивовар за пару суток смог получить объем дрожжей, необходимый для задачи в партию сусла, лаборатория Hefebank Weihenstephan в Санкт-Петербурге выполняет у себя все предварительные стадии, доводя концентрацию дрожжевых клеток до высоких значений и предлагая чистую культуру в объеме 500 мл.

Дрожжи помещаются в банку в лог-фазе, то есть когда они имеют самый высокий потенциал к умножению. Поскольку до пивоварни в любом российском городе дрожжи доставляются в холоде, быстрый старт их работы гарантирован.

Хотя у малых пивных предприятий значительно отличаются объемы варки, для успешного применения дрожжевой культуры Hefebank Weihenstephan в любом случае требуется только одна банка. Нужный для задачи в партию сусла объем дрожжей может быть выращен на самом производстве, без вложений в дорогостоящее оборудование.

В 500-миллилитровой банке от Дрожжевой лаборатории Hefebank Weihenstephan содержится порядка 200 млрд клеток дрожжей.

В любом случае, для того чтобы определить, сколько нужно дрожжей для вашего предприятия, нужно исходить из начальной концентрации дрожжевых клеток в начале брожения и объема вашей бродильной емкости.

Для низовых штаммов рекомендуется задавать 1-1,2 млн клеток/мл на каждый градус Плато сусла, а для верховых дрожжей — 0,5-0,75 млн клеток на мл на каждый градус Плато сусла.

Пропагация в кеге

Металлические пивные кеги присутствуют почти на любом пивоваренном производстве, и поэтому использование кега в качестве пропагатора является одним из самых простых решений. Лучше выделить для размножения дрожжей отдельный кег и проявить особое внимание к его мойке.

Относительно надежным способом обработки кега в условиях слабо оборудованных пивоварен является его наполнение горячим щелочным раствором через заборную головку. Заправленный таким раствором кег нужно перевернуть, чтобы верхняя часть фитинга оказалась погружена в раствор, и оставить на продолжительное время (на ночь). Затем через заборную головку необходимо подать чистую воду, чтобы полностью вытеснить щелочной раствор (убедиться в отсутствии щелочи можно при помощи лакмусовой бумаги).

Для пропагации подходит любое сусло, обычно производимое пивоварней, хотя желательно использовать светлое сусло с невысокой экстрактивностью. Можно регулировать экстрактивность сусла в кеге доливом горячей воды.

Следует помнить, что теплообменник для охлаждения сусла является критической точкой каждой пивоварни, и поэтому более безопасно наполнять кег горячим суслом, взятым до теплообменника.

Если у пивоварни нет цикличности производства, то сусло в кегах можно подготовить заранее и хранить в холодильной камере несколько дней до использования (горячее сусло само по себе стерилизует кег, и такая степень микробиологической чистоты может считаться достаточной для малой пивоварни). Желательно наполнять кег суслом до самого верха и хранить в перевернутом виде.

Если сусло предполагается использовать в скором времени, то кег можно оставить в помещении примерно на 12 часов – обычно этого достаточно для охлаждения сусла до комнатной температуры, при которой проводится пропагация. Если сусло было убрано для хранения в холодильник, то необходимо достать его заранее, чтобы, опять же, довести температуру сусла до комнатной.

Перед внесением дрожжей необходимо слить 1/3 сусла, чтобы обеспечить место для подъема пены при работе дрожжей.

В случае использования горячего сусла, взятого до теплообменника, риск микробиологического заражения довольно низок. Но если сусло набирается после теплообменника, сразу с температурой, подходящей для пропагации (20-25 °С), то необходимо иметь уверенность в том, что теплообменник соответствующим образом вымыт и продезинфицирован.