Введение

Сочетание смеси зерна с водой и нагрев смеси.

В пивоварении и дистилляции, затирание – это процесс смешивания измельченных зерен, как правило, солодового ячменя с дополнительными зернами, такими как кукуруза, сорго, рожь или пшеница, известного как "зерновой состав", с водой и последующим нагревом смеси. Затирание позволяет ферментам, содержащимся в солоде (преимущественно α-амилазе и β-амилазе), расщеплять крахмал в зерне на сахара, обычно мальтозу, для получения сладкой жидкости, называемой суслом.

Этимология

Термин "машинг", вероятно, происходит от древнеанглийского существительного *masc*, означающего «мягкая масса», и древнеанглийского глагола *mæscan*, означающего «смешивать с горячей водой». Употребление этого термина для обозначения «всего, что приводится к мягкой, волокнистой консистенции» зафиксировано уже в конце XVI века.

Маш-тун

Для достижения экономии масштаба крупные пивоваренные заводы часто имеют как минимум один специализированный чан для затирания, называемый заторным чаном. Пивоварни, использующие отварной способ затирания, должны иметь как минимум два специализированных чана. Заторные чаны оснащены мощным мешалкой, известной как заторный плуг, для поддержания равномерной температуры затора. Они также используют эффективный метод нагрева, часто на основе пара, который предотвращает пригорание солода. Этот метод нагрева сочетается с качественной теплоизоляцией, позволяющей чану поддерживать температуру паузы до одного часа. Шаровое устройство для мойки на месте (CIP) облегчает периодическую глубокую очистку. Санитарная обработка не является критичной перед кипячением сусла, поэтому между партиями обычно достаточно просто промыть чан. Небольшие пивоварни часто используют варочный котел или лаутер-чан для затирания. Однако использование лаутер-чана ограничивает пивоварни одноступенчатым инфузионным затиранием, поскольку такой чан не полностью подходит для процесса фильтрации затора.

Закачка

Смешивание заторной воды и дробленого зерна должно производиться таким образом, чтобы минимизировать образование комков и поглощение кислорода. Традиционно это делалось путем добавления воды в заторный чан, а затем постепенного всыпания дробленого зерна сверху тонкой струей, однако это приводило к значительному поглощению кислорода и потере мучной пыли в окружающую среду. Предварительный смеситель (премашер), который смешивает дробленое зерно с заторной водой в теплой воде непосредственно в процессе подачи, снижает поглощение кислорода и предотвращает потерю пыли. Затирание – иногда называемое "замешиванием" – обычно проводится между , но для одноступенчатых инфузионных затираний затирание должно проводиться между , чтобы амилазы могли расщепить крахмал зерна на сахара. Отношение массы заторной воды к массе зерна варьируется от 1:2 для темных сортов пива при одноступенчатом затирании до 1:4 или даже 1:5, что больше подходит для светлых сортов пива и деккокционного затирания, где большая часть заторной воды выкипает.

Энзимные остатки

Оптимальные температуры для основных затиральных ферментов Темп °C Темп °F Фермент Расщепляет 40–45 °C 104,0–113,0 °F β-Глюканаза β-Глюкан 50–54 °C 122,0–129,2 °F Протеаза Белок 62–67 °C 143,6–152,6 °F β-Амилаза Крахмал 71–72 °C 159,8–161,6 °F α-Амилаза Крахмал

При инфузионном и декокционном затирании сусло нагревают до разных температур, чтобы обеспечить оптимальную работу конкретных ферментов. В таблице справа указаны оптимальные температурные диапазоны для ключевых ферментов и вещества, которые они расщепляют. В пивоваренной индустрии существуют споры относительно оптимальных температур для этих ферментов, поскольку они часто сильно зависят от pH сусла и его густоты. Более густое сусло действует как буфер для ферментов. После завершения этапа ферменты, активные на этом этапе, денатурируются под воздействием повышающейся температуры и необратимо теряют активность. Время перехода между паузами желательно минимизировать; однако, если температура повышается более чем на 1 °C в минуту, ферменты могут преждевременно денатурироваться в переходном слое вблизи нагревательных элементов.

β-глюканаза в состоянии покоя

β-глюкан – это общее название для полисахаридов, таких как целлюлоза, состоящих из цепочек молекул глюкозы, соединенных бета-гликозидными связями, в отличие от альфа-гликозидных связей в крахмале. Они являются основным компонентом клеточных стенок растений и составляют значительную часть отрубей в зерновых. Для разрушения клеточных стенок и повышения доступности крахмала, что увеличивает эффективность экстракции, проводят паузу с β-глюканазой. Если пивовар позволит этой паузе длиться слишком долго, большое количество β-глюкана может раствориться в сусле, что может привести к застреванию сусла в день варки и вызвать проблемы с фильтрацией на последующих этапах производства пива.

Отдых протеазы

Деградация белка посредством протеолитического отдыха выполняет множество функций: выработка свободного аминотного азота (FAN) для питания дрожжей, высвобождение небольших белков из более крупных для стабильности пены в готовом продукте и снижение содержания белков, вызывающих помутнение, для облегчения фильтрации и повышения прозрачности пива. Во всех солодовых пивах солодовый солод уже содержит достаточное количество белка для хорошей пенной стойкости, и пивовару необходимо обеспечить, чтобы количество образующегося FAN могло быть усвоено дрожжами, чтобы избежать появления нежелательных привкусов. Белки, вызывающие помутнение, также более распространены в солодовых пивах, и пивовару необходимо найти баланс между расщеплением этих белков и ограничением выработки FAN.

Амилаза в состоянии покоя

Амилазные паузы отвечают за получение ферментируемых и неферментируемых сахаров из крахмала в затору. Крахмал – это огромная молекула, состоящая из разветвленных цепей молекул глюкозы. β-амилаза расщепляет эти цепи с конца, формируя связи из двух молекул глюкозы, то есть мальтозы. β-амилаза не может расщепить точки ветвления, хотя некоторая помощь в этом достигается благодаря низкой активности α-амилазы и ферментам, таким как лимит-декстриназа. Мальтоза будет основным источником питания для дрожжей во время брожения. Во время этой паузы крахмал также агрегирует, образуя видимые включения в заторе. Эта агрегация облегчает процесс фильтрации затора. Пауза α-амилазы также известна как пауза осахаривания. Во время этой паузы α-амилаза расщепляет крахмал изнутри, отщепляя цепочки глюкозы длиной от одной до четырех молекул глюкозы. Более длинные цепочки глюкозы, иногда называемые декстринами или мальтодекстринами, вместе с оставшимися разветвленными цепочками придают пиву тело и полноту. Из-за близости температур пиковой активности α-амилазы (63–70 °C) и β-амилазы (55–65 °C) эти две паузы часто проводят одновременно, при этом время и температура паузы определяют соотношение ферментируемых и неферментируемых сахаров в сусле и, следовательно, конечную сладость напитка. Более высокая температура паузы приводит к более плотному и сладкому пиву, поскольку α-амилаза производит больше неферментируемых сахаров. является типичной температурой паузы для светлого эля или немецкого пильснера, в то время как богемский пильзнер и мягкий эль обычно осахаривают при .

"Остатки" отвара

При отварном затирании часть затора извлекается из заторного чана и помещается в варочный котел, где кипятится в течение определенного времени. Это карамелизует часть сахаров, придавая пиву более насыщенный вкус и цвет, а также высвобождает больше крахмала из зерна, обеспечивая более эффективное извлечение веществ из зерна. Количество затора, отбираемое для отвара, рассчитывается таким образом, чтобы следующая температурная пауза достигалась простым добавлением прокипяченного затора обратно в заторный чан. Перед отбором затора для отвара затору дают немного осесть, и обычно отбирается более густая его часть, поскольку ферменты растворены в жидкости, а крахмал, который необходимо высвободить, находится в зерне, а не в жидкости. Затем этот густой затор кипятится около 15 минут и возвращается в заторный чан. Варочный котел, используемый для отвара, не должен допускать пригорания затора, однако поддержание равномерной температуры в заторе не является приоритетной задачей. Чтобы предотвратить пригорание зерна, пивовар должен постоянно перемешивать отвар и обеспечивать медленный нагрев. Отварное затирание позволяет получить более выраженный солодовый профиль из зерна и обычно используется при производстве сортов Bock или Doppelbock.

Маш-аут

После того, как фермент завершит работу, затор нагревают до температуры осахаривания. Это высвобождает примерно на 2% больше крахмала и делает затор менее вязким, что ускоряет процесс фильтрации. Хотя температура затора и его вязкость приблизительно обратно пропорциональны, возможность пивоваров и дистилляторов использовать эту зависимость ограничена тем, что α-амилаза быстро денатурирует при превышении определенной температуры. Крахмал, извлеченный после достижения этой температуры, не будет расщеплен и вызовет мутность в готовом продукте. В больших количествах это может привести к развитию неприятного, резкого вкуса. Поэтому температура осахаривания редко превышает…
Если лаутер-чан является отдельным сосудом от заторного чана, затор перекачивают в лаутер-чан в этот момент. Если на пивоварне используется комбинированный заторно-фильтрационный чан, мешалку останавливают после достижения температуры осахаривания и достаточного перемешивания для обеспечения равномерной температуры.