что такое diastatic malt powder

Диастатическая сила и затирание в домашнем пиве

В этой статье мы рассмотрим технический вопрос о диастатической силе при затирании чисто зернового пива. Хотя эта тема редко затрагивается, она является весьма важной, особенно для домашних пивоваров, варящих пиво с использованием высокого содержания неячменного или специального зерна. Также этот вопрос важен для пивоваров, использующих частичное затирание, потому что они часто используют при затирании высокий процент специального зерна.

Процесс затирания

Мы начнем рассказывать о диастатической силе с процесса соложения. Как уже рассказывалось в статье Соложение в домашних условиях ( Malting at Home ), процесс соложения состоит в том, что мы помещаем зерна ячменя в воду и проращиваем их до тех пор, пока проросток (маленький листок, растущий внутри оболочки) достигает длины, сравнимой с длиной самого зерна. После этого солод сушится в печи, крохотные проростки отпадают, и получается соложеный ячмень. Для приготовления темных и специальных солодов, солод обжаривается в течение различного времени и при разных температурах, и получаются разные сорта, от карамельного солода до жареного солода для стаутов.

Главной целью процесса соложения является разрушение белковой структуры зерна и создание условий для процесса затирания. Часто можно слышать термин «модификация» солода. В высоко модифицированном солоде почти все белковые связи нарушены, а в частично модифицированном солоде содержится значительная часть неферментируемых белков и сложных сахаров. Другое следствие процесса соложения – это выработка энзимов (в особенности бета амилазы), необходимых для затирания.

Диастатическая сила

Диастатическая сила определяется ферментативной активностью самого солода, его способностью расщеплять крахмалы на более простые сбраживаемые сахара во время процесса затирания. Термин «диастатический» относится к «диастазным» энзимам. Есть два «диастазных» энзима, альфа амилаза и бета амилаза. Эти энзимы могут быть знакомы многим, кто уже какое-то время занимается чисто зерновым пивоварением, так как это главные активные энзимы, участвующие в затирании в нормальном температурном диапазоне 148-158°F (64,44-70°C).

Почему все это должно беспокоить обычного рядового домашнего пивовара? Если в вашем заторе недостаточное количество диастатических энзимов, то во время затирания расщепление сложных сахаров не будет осуществлено должным образом. У вас получится частично сброженное очень сладкое пиво с очень низким содержанием алкоголя.

Вы можете узнать значения диастатической силы в градусах Линтнера для многих распространенных солодов из спецификаций поставщиков или из базы данных сайта BeerSmith. Давайте посмотрим на значения градусов Линтнера для нескольких часто используемых сортов солода:

При внимательном взгляде на эти данные бросаются в глаза некоторые вещи. За исключением самых светлых специальных основных солодов, таких, как Венский или Мюних, немногие специальный солода имеют очень высокую диастатическую силу. Так как все энзимы, требующиеся для ферментации затора, содержатся в основном солоде, то выбор хорошего основного солода очень важен. Пшеничные солода имеют диастатическую силу почти равную ячменным, поэтому они могут использоваться в больших пропорциях при приготовлении пшеничного пива.

Диастатическая сила в чисто зерновой варке и варке с частичным затиранием

Как все это отражается на варке чисто зернового пива? Очевидно, что если вы варите чисто зерновое пиво с основным солодом, имеющим высокую диастатическую силу, например американским шестирядным, то у вас будет достаточно энзимов для ферментации сусла, и к тому же ферментация будет проходить гораздо быстрее. А если вы будете использовать британский двухрядный солод с низкой диастатической силой и большое количество специальных солодов, то расщепление сахаров произойдет, но потребует значительно большего времени.

Некоторые отдельные стили тоже могут представлять проблему для чисто зернового пивовара. Возьмем, например, Белджен Вит (Belgian Wit), который обычно варят из 60% светлого солода и 40% несоложеной пшеницы (часто в хлопьях или торрефицированной). Если вы примените бельгийский светлый солод с низкой диастатической силой в качестве основного, то может потребоваться очень долгое затирание, так как несоложеная пшеница не привносит в процесс энзимов. Ферментация зерна, скорее всего, произойдет (в любом случае ферментируется лишь малое количество несоложеной пшеницы), но полная ферментация потребует длительного времени.

Диастатическая сила играет еще более важную роль при варке пива с частичным затиранием. Многие начинающие пивовары склонны к тому, чтобы взять несколько фунтов специальных солодов и попытаться затирать их без основного светлого солода. Это может привести к очень плохой ферментации, потому что для процесса не хватает энзимов. Важно, чтобы вы делали затирание с достаточным количеством основного солода, чтобы обеспечить нужное количество энзимов.

Оценка диастатической силы затора

Чтобы быстро определить, имеет ли затор достаточную диастатическую силу при чисто зерновой варке или варке с частичным затиранием, я рекомендую просто усреднить диастатическую силу ингредиентов и посмотреть, будет ли полученный результат больше значения в 30 градусов Линтнера, которое является минимальным значением для успешной ферментации. Общая диастатическая сила вашего затора будет суммой диастатических сил каждого ингредиента, умноженных на его вес и деленных на общий вес зерна. Чтобы получить это значение, можно просто умножать диастатическую силу каждого вида зерна на вес этого зерна, все сложить и затем разделить на общий вес всего зерна.

Хочу заметить, что приведенные выше вычисления являются грубым приближением, потому что специальные солода только частично ферментируемы и содержат много неферментируемых крахмалов, но лично я предпочитаю ошибиться в сторону большего количества энзимов, чем их недостатка. Кроме того, мне не нравится ждать целую вечность, пока не закончится затирание, поэтому я часто стремлюсь получить цифру выше, чем минимальные 30°L. Еще должен заметить, что эти вычисления нужны только для заторов с высоким процентным содержанием специальных солодов, так как современные основные солода имеют очень высокую диастатическую силу.

Будьте девятым кто оценит статью

Станьте третьим кто напишет комментарий к этой статье

Источник

Malt syrups and powders come in two forms, Diastatic and Non-Diastatic. The Non-Diastatic kind is just sugar, and is only useful for adding a little sweetness and flavor.

Diastatic Malt Syrups and Powders are made by taking grain (usually barley, but others can be used, like rye), allowing it to sprout, then toasting it lightly to halt the sprouting process. The little roots and stuff are rubbed off, and the grain is ground into a powder, or soaked into a syrup. This is very similar to the process used to convert grains for beer-making.

The syrup is rich in enzymes that are created by the sprouting grain, for the purpose of converting the seed’s starch reserves into sugar for the young plant. Non-Diastatic versions have these enzymes deactivated by heat, leaving the syrup «inert».

The enzymes and sugars do three important things

Here is an article on malt syrups and powders and how to make them yourself:http://artisanbreadbaking.com/flour/malts/

And King Arthur Flour sells a version of the powder, along with some recipe examples:http://www.kingarthurflour.com/shop/items/diastatic-malt-powder-16-oz

Diastatic malt powder is the «secret ingredient» savvy bread bakers use to promote a strong rise, great texture, and lovely brown crust. Especially useful when flour does not have barley malt added, as is true for most whole wheat flour and many organic flours.

What you get

active enzymes in diastatic malt help yeast grow fully and efficiently throughout the fermentation period, yielding a good, strong rise and great oven-spring. Add only a small amount, ½ to 1 teaspoon per 3 cups of flour. 1-pound package.

Источник

Гашинг и диастатикус

Генетический код диастатикуса

Так вот, как считают американские пивовары, на самом деле STA1 это не совсем четкий признак диастатических дрожжей, как мы его описали изначально. Одно лишь наличие этого гена вовсе не означает, что он выражен в дрожжевой клетке настолько, чтобы стать причиной т.н. «переброда» (переаттенюации). Немного усложним описание и введем дополнительные научные определения.

Совокупность всех генов и генетических признаков, называют генотипом.

Совокупность признаков организма, проявившихся в результате взаимодействия генотипа с окружающей средой, называют фенотипом.

Фенотипичекие признаки по особенностям проявления бывают двух типов: качественные и количественные

Качественные признаки (моногенные) – это отчётливые признаки – развитие и проявление которых зависит от экспрессии (выраженности) генов одной аллельной пары. Это классические менделеевские альтернативные признаки. Они включают в клетке цвет, структуру, пол организма.

Количественные признаки (полигенные, мы говорили о них в самом начале когда упоминали семейство STA генов) – это измеряемые признаки, которые не имеют двух чётких альтернативных форм, демонстрируют широкий спектр фенотипов, имеющих много промежуточных форм. Они обычно контролируются более чем одной парой генов и могут модифицироваться факторами окружающей среды.

Количественные признаки включают в организме рост, вес, цвет кожи, волос, размер органов, форма лица, восприимчивость к заболеваниям и др. В дрожжах, например, это выражается в разной толерантности к алкоголю и способности воспроизводить фенолы.

В общем, даже в дрожжах, несмотря на их одноклеточность, все достаточно сложно (почти уверен, что на данном этапе Вам надоело это чтиво и захотелось кликнуть куда-нибудь еще, но поверьте, эти дополнительные определения появились здесь не просто так, в оригинальных статьях их вообще не было, и без них мозг плыл еще больше). Вполне возможно, что все дело не только в STA1, не исключено, что и другие гены подобно педалям газа и тормоза в автомобиле способны регулировать те или иные генные экспрессии (выраженности) дрожжей. Поэтому определение лишь гена STA1 полностью не раскрывает всей картины. Оптимальным вариантом для определения риска «переброда» должно быть тестирование дрожжей и на генотип и на фенотип.

Забегая вперед, скажем, что на самом деле чаще всего проблема заключена не в самих диастатических дрожжах, а скорее в неправильном использовании обычных культурных дрожжей или же в банальном заражении. Как же спрогнозировать или определить возможность возникновения этой проблемы? Конечно, хотелось бы иметь какие-нибудь инструменты, помогающий выявить эту беду. Но в реальности проблема настолько «мегананоскопична», что даже на генетическом уровне определить ее достаточно сложно.

История открытия

Впервые проблему диастатических дрожжей описали английские ученые Бишоп и Уайтли в 1943 году в своем докладе «Система анализа сусла». Чуть позже он был опубликован в институте пивоварения в Лондоне. Темы этого доклада затронули практически все аспекты пивоваренного процесса, начиная с флокуляции дрожжей и заканчивая дизайном бродильных танков. При изучении аттенюации (способности дрожжей сбраживать сусло) ученые впервые отметили уникальные дрожжи, которые вели себя довольно необычно. Бишоп и Уайтли тестировали дрожжи и сбраживали сусло в тщательно контролируемых условиях. Все используемые ими культуры доводили сусло с плотностью 1,025 до 1,011 за 48 часов, и только один образец №164 за это же время сбраживал его ниже 1,005, т.е. практически насухо. Тогда ученые предположили, что эти дрожжи отличались особой способностью выделять фермент «диастаз», который и расщеплял сложные крахмалы на более простую пищу. Чтобы проверить свои догадки они приготовили питательную среду, в которой источником углеводов был только крахмал. Они думали, что остальные дрожжи тоже могут выделять этот фермент, но только в другом количестве. По их мнению, эта теория могла бы разрешить многие противоречивые догадки тех времен в отношении способности дрожжей сбраживать декстрины (полисахариды/сложные сахара). Но все оказалось несколько сложнее.

Теперь перенесемся в наш мир и посмотрим, какие эксперименты по определению диастатических свойств дрожжей ставят современные ученые. Автор статьи описывает серию экспериментов доктора М.Фарбера из Университета естественных наук Филадельфии (шт. Пенсильвания).

Выбор дрожжей

Для серии тестов выбраны 9 штаммов коммерческих дрожжей, причем 8 из 9 заранее известны как носители того самого STA1 гена. В своем большинстве это образцы с высокой аттенюацией, способные сбраживать практически все сложные сахара. По большей части это дрожжи бельгийского типа, которые часто используют в сэйзонах.

Следует иметь ввиду, что все известные диастатические штаммы относятся к т.н. POF (phenolic off flavor) позитивным дрожжам, то есть они, практически всегда производят сторонние запахи. В них присутствует ген, который заставляет их выделять 4-винилгваякол или другие фенольные молекулы на чувствительном для человеческого обоняния уровне.

Из выбранных для эксперимента дрожжей при нормальных условиях брожения не все должны были выделять эти фенолы.

В качестве контрольных экземпляров взяли два английских элевых штамма с низкой аттенюацией. Наряду с коммерческими образцами, отобрали 4 промышленных штамма, которые в свое время выделили из зараженных партий пива.

Питательные среды

Среду удалось найти в свободной продаже по цене порядка 180 долл. за флакон. Вот что получилось при тестировании 9 отобранных видов дрожжей.

Для того, чтобы выявить определенный ген, ученые и лаборатории качества часто используют специальный тест ПЦР (полимеразную цепную реакцию). Суть этой техники заключается в усилении какого-либо гена и последующем обнаружении количества его копий. В современном пивоварении эта технология доступна и для пивоваров. Ее производством занимается компания Инвизибл Сентинел. Она доступна в виде т.н. кассет и помогает провести тестирование на лактобациллы, педиококк и диастатические сахаромицеты. Для тестирования на STA1 был выбран инструмент БрюСТАТ от инвизибл сентинел. Колонии девяти уже известных нам образцов поместили в пробирки со специальной средой. Затем пробирки прошли цикл т.н. усиления, их попеременно нагревали и охлаждали. Для считывания показаний на диастатикус в комплекте БрюСТАТа используются кассеты с антителами. С помощью пипетки образцы переместили в пробирки-индикаторы и оставили на две минуты. Результат присутствия STA1 гена виден как одна или две полоски))) Вот что показали знакомые нам 9 штаммов.

Спорообразование

Контаминанты, которые способны образовывать споры представляют собой наиболее серьёзную угрозу для пивоварения, поскольку они способны сводить на нет усилия ряда традиционных методов санитарной обработки.

Чтобы выявить у наших 9 образцов способность к спорообразованию их изучали под микроскопом после применения к ним специальной техники. Все 9 разновидностей колоний сначала выращивали на YEPD (дрожжевой экстракт пептон декстроза), затем высеивали в чашку на ацетатный агар (ацетат натрия) и в течение трех дней выдерживали при комнатной температуре вдали от источника солнечного света. Тонкий слой клеток с помощью инокуляционной петли и бунзеновской горелки высаживали на предметные стекла (слайды) для микроскопа с помощью техники heat-fixing. По мере высаживания пятен, чтобы поддерживать их влажность слайды выдерживали над паром от горячей воды. Пропитывали бумагу для промокания малахитовой зеленью, затем помещали ее на стекло, убирали и промывали в течение 10 минут. Еще одно пятно формировали с помощью другого куска бумаги для промокания и красителя сафранина, но уже в течение двух минут. Первое пятно показывало все споры голубым цветом, а второе все остальные клетки розовым. Слайды рассматривали при 400 кратном увеличении. (По всей видимости, автор описал технику, известную в микробиологии как метод Ожешко). Результаты оказались следующими:

Оценка переаттенюции (переброда)

Все же основная проблема диастатических дрожжей – это их способность фактически «повторно» сбраживать пиво после розлива.

Для того чтобы имитировать этот сценарий в лабораторных условиях был проведен следующий опыт. Все девять образцов дрожжей поместили в уже готовое пиво и дали им возможность в течение недели попытаться его добродить (вне зависимости, могли ли они это потенциально сделать или нет). Выглядело это так. Пиво отфильтровали от всех сторонних микроорганизмов. Сначала штаммы дрожжей на ночь поместили в питательную среду. Затем в пробирки с 10 мл фильтрованного сусла внесли такое же количество дрожжей и поместили их на 7 дней в инкубатор. Для осаждения дрожжей переместили в холодильник при 4С. Плотность каждого образца измеряли с помощью денситометра. Корректировку данных на испарение осуществляли с помощью контрольных пробирок с пивом без засеянных дрожжей, которые также помещеали в инкубатор и холодильник. Каждый из тестируемых образцов сравнили с контрольными не-диастатическими английскими элевыми дрожжами. Если штамм сбраживал пиво на 3 единицы плотности (SG) ниже стандарта его признавали потенциально способным к переброду. Результаты получились следующие:

Биопленки

Еще одна проблема, которая касается диастатикуса и может стать причиной его нежелательного проникновения в пиво – это его способность образовывать на различных поверхностях весьма устойчивые биопленки. Рассмотрим подробнее, что это такое.

Когда микроорганизмы находят подходящее окружение с комфортной для них температурой и питательными веществами на поверхностях этих сред они могут образовывать конгломераты или сообщества, называемые биопленками.

Для лучшего прилипания к поверхности и обмена между собой сигнальными молекулами эти микроорганизмы выделяют т.н. внеклеточный матрикс – полимерное вещество – слизь. Такой микробный «слайм» функционирует как единый псевдо-организм, клетки которого на разных уровнях выполняют разные роли. Для передачи полезных питательных веществ вглубь организма и освобождения от отходов жизнедеятельности наружу, в биопленках формируются специальные каналы. Благодаря таким каналам микроорганизмы получают питательные вещества даже из относительно удаленных от них поверхностей. Со временем некоторые клетки отделяются от материнской биопленки и формируют новые колонии, так происходит «захват» новых площадей поверхности. Чаще всего биоплёнки образуются в контакте с жидкостями. От механических внешних воздействий микроорганизмы защищены полимерным матриксом. Вредной особенностью биопленок считается наличие в них доминантных устойчивых клеток, которые составляют основу биопленки и способны восстанавливаться после частичного уничтожения.

Поскольку пивоваренное оборудование считается весьма подходящей средой для такого рода пленок, домашникам необходимо уделять особое внимание санобработке. Пластик и нержавеющая сталь особенно уязвимы в этом плане. Царапины, плохие сварные швы, фитинги, клапаны или насосы – все это потенциальные места роста и распространения микробных комьюнити. Что же делать?

Английские промстандарты предполагают 30 минутную обработку каустическими агентами всех и без того регулярно моющихся, а потому несильно загрязненных пивоваренных линий. Лабораторные тесты говорят, что особо толстым пленкам необходимо более продолжительное 60-ти минутное воздействие с подачей по линиям свежего раствора каждые 10 минут.

Для домашников лучшей практикой будет регулярная разборка пивоваренного оборудования на компоненты и тщательная обработка горячей водой и каустическими агентами. Сильно поврежденные и изношенные узлы лучше заменять.

Заключение

Как видно из вышеприведенных тестов не все из штаммов, которые обладали геном STA1 или прорастали на селективных питательных средах в итоге стали причиной переаттенюациии в готовом пиве. Скорее более точный результат все же дало последнее тестирование на переброд, потому как оно в некоторой степени аппроксимировало и суммировало все, что происходит в готовом пиве.

Один лишь тест на STA1 не принимает в расчет возможное влияние других малоизученных генов (STA2 и STA3). К сожалению, на данный момент точно неизвестно каким образом другие гены влияют на диастатическую способность дрожжей. По всей видимости, эта та область, которую ученым еще предстоит изучить.

Какие же можно дать рекомендации пивоварам, чтобы избежать гашинга?

Все просто, домашним пивоварам, чтобы избежать последствий, вызванных диастатическими дрожжами, следует уделять повышенное внимание санитарной обработке пивоваренного оборудования. Взрослые биопленки со временем становятся видны даже невооруженным глазом. Поэтому внимательнее следите за своим пивоваренным скарбом, регулярно его разбирайте, тщательно мойте и хорошо сушите.

Наблюдайте за необычными характеристиками пива, которые выходят за рамки стиля и могут являться признаками заражения. Внимательно следите за изменением плотности брожения. Вы должны знать до какого уровня способны сбраживать сусло выбранные вами дрожжи.

Для дома вовсе обязательно покупать лабораторное оборудование и четко следить за диастатичностью. Более того, сами того не осознавая, возможно когда-то вы уже сбраживали пиво диастатиками и у вас все протекало без проблем. На самом деле это тот момент, которого нужно не опасаться, а просто знать о его существовании. В один прекрасный момент, особенно когда что-то пойдет не так, вы о нем вспомните и в следующий раз не повторите ошибку.

При написании статьи использованы материалы К.Робертс «Диастатикус», выдержки из википедии, а также собственный опыт.

Источник