Как приготовить стартер

Эта статья представляет собой более менее серьезную попытку сопоставления информации о размножении дрожжей, которая оказалась доступна из внушающих доверие источников и собственных результатов полученных в процессе разведения культур. В финале делается попытка обобщения.

Чем полезен стартер?

Дрожжи почти всегда попадают к домашнему пивовару не в тех кондициях и не в том количестве, которое требуется для идеального брожения партии пива. В идеале, в полученной упаковке должно быть достаточно жизнеспособных клеток, чтобы обеспечить необходимую начальную норму засева, которая характеризуется количеством клеток в миллионах штук на один миллилитр сусла (млн/мл). Для эля рекомендуют засевать до 10 млн/мл, для лагера до 20 млн/мл (иногда даже 30 млн/мл) здоровых клеток. Однако я не знаю таких упаковок. Принимая во внимание это обстоятельство производители пивных дрожжей либо предлагают использовать несколько упаковок одновременно, либо приготовить стартер.

Какова степень обоснованности указанных выше цифр (10, 20 и более млн/мл)? Может быть это вовсе необязательно? Может быть пиво получиться с помощью одной упаковки дрожжей? Может быть. Но существует одно «но» — микробиологическая природа процесса брожения. Она всякий раз и диктует подобные предписания. Разберемся вкратце каким образом.

Как известно, брожение должно начинаться быстро, во избежание развития в сусле посторонних микроорганизмов — у дрожжей может оказаться достаточно конкурентов за питательные сахара сусла. Об этом написано много (в том числе и в материалах этого блога).

Отсюда следует очень простой вывод — чем дольше в сусле нет мощной популяции «культурных» дрожжей, тем выше вероятность развития контаминантов.  Пивные дрожжи быстро потребляют кислород (тем быстрее, чем больше жизнеспособных клеток в пиве), выделяют углекислый газ и снижают рН сусла. В своей совокупности эти факторы — самая надежная защита пива и его безукоризненного вкуса.

Брожение должно протекать достаточно интенсивно чтобы дрожжи переработали сахара и продукты их собственной жизнедеятельности во время главного брожения и сразу после него. При этом быстро меняются различные физико-химические параметры сусла — оно превращается в пиво (именно в результате правильной деятельности дрожжей, а ничего-то иного). Стремительное изменение рН хорошая предпосылка для прозрачности пива. Дрожжи потребляют кетоны, которые сами выделяют в период роста, выделяют диоксид серы, это соединение, взаимодействуя с альдегидами, устраняет вкусы и ароматы молодого пива и активно ведет пиво к зрелости. Об этом написана специальная литература, где можно познакомится с теми или иными биохимическими процессами сколь угодно подробно. Здесь я хочу отметить еще раз — рождение вашего пива произойдет быстро и без проблем лишь при наличии достаточного количества здоровых культурных дрожжей числом порядка нескольких десятков миллионов активных клеток на миллилитр молодого пива. Этого условия в свою очередь можно добиться лишь используя указанные выше нормы засева дрожжей (ориентироваться нужно хотя бы на 10 млн/мл).

Вернемся к тому, что оказывается в руках у пивовара чаще всего. Упаковка сухих дрожжей может содержать 5-6 млрд клеток на грамм, (в 11 граммовом пакетике около 70 млрд клеток). Десять миллилитров густой суспензии жидких дрожжей от известных производителей — содержат от 60 млрд клеток (как указано производителем, правда, не на упаковке). Необходимо также иметь ввиду, что вы можете получить существенно меньше активных клеток. Это будет зависеть от сроков и условий хранения пакетов с дрожжами и может меняться в широких, часто не предсказуемых, пределах, что еще более усложняет дело. Для того чтобы обеспечить вышеприведенные нормы для 30 литров сусла нужно соответственно для эля и лагера — 300 и 600 млрд клеток. Таким образом задача стоит так чтобы увеличить число жизнеспособных клеток содержащихся в упаковке в 5-10 раз.

В литературе имеются многочисленные указания, как можно практически из одной клетки вырастить необходимое количество пригодной для брожения культуры пивных дрожжей. Рассмотрим кратко методики приведенные в различных руководствах. Приготовление стартера описывается обычно как часть общей проблемы разведения дрожжей. Однако фирмы-изготовители часто предлагают краткие указания посвященные непосредственно стартеру.

Инструкции по приготовлению стартера от производителей

На сайтах производителей дрожжей для домашнего пивоварения обычно приведены краткие указания как приготовить стартер. Обратимся к материалам White Labs.

Из инструкции следует, что нужно приготовить 1-2 литра (OG=1040) сусла из сухого солодового экстракта (DME) – приведены даже указания сколько нужно воды и экстракта, где и как охладить и прочее. Предлагается вылить содержимое фирменной пробирки в полученное сусло и выдержать 1-2 дня, при этом указано, что задержка начала брожения может составлять 12-24 часа. Как это часто бывает, между различными источниками информации имеются некоторые разночтения. Так в пробирке от White Labs (и других подобных, содержится 10 мл густой суспензии. В инструкции про стартер производитель пишет, что упаковка содержит от 70 до 140 млрд дрожжевых клеток. Одновременно в фундаментальном учебнике по пивоварению В. Кунце (Технология солода и пива) мы находим на странице 447 (перевод 9-го немецкого издания, издательство Профессия, С. Питербург, 2009 г): «Можно считать, что густые дрожжи содержат 3 10 9 клеток/мл.», то есть 10 мл это 30 млрд клеток. Вероятно, необходимо принимать во внимание некоторые дополнительные факторы: какой дрожжевой штамм имеется ввиду, сколько конкретно и как было налито в фирменную упаковку и прочее.

Для справки, в книге «Yeast» в разделе Estimating Yeast Density находим следующую информацию. Объем пузырька White Labs составляет 47 мл. При этом заполнено в нем лишь 36 мл. После долгого пребывания пузырька в вертикальном положении дрожжи оседают и сильно уплотняются, занимая объем всего 14 мл. Если не считать жидкость поверх дрожжевой суспензии, плотность клеток в этом случае составляет очень большую величину, около 8 млрд клеток на миллилитр. Если перемешать дрожжи и жидкость в пузырьке плотность составит те самые 3 млрд/мл о которых речь шла выше. В примерах расчетов приводимых в книге часто фигурирует число 100 млрд, как примерная оценка количества клеток в упаковке White Labs.

Тем не менее нам абсолютно не важно 30 или 130 млрд клеток в пузырьке. В любом случае этого мало для трех десятков литров будущего пива. Остаются и другие вопросы. 1-2 дня это сколько? Один день или все-таки два дня? Может быть три дня? Что произойдет в этом случае? Ответов нет. Можно, конечно, почитать мнения пивоваров, оставленные на сайте, и сделать из приведенных разнообразных высказываний еще какие-то выводы. Однако остается досадное впечатление, что производитель не пожелал представить своим покупателям более подробных сведений. Другим источником информации являются статьи написанные для домашних пивоваров. Эти материалы можно обнаружить на специализированных сайтах и в соответствующих журналах. Одну из таких работ (вероятно, самую обстоятельную), мне бы хотелось рассмотреть подробнее.

Yeast Propagation and Maintenance: Principles and Practices by MB Raines-Casselman, Ph.D.

Эта статья очень информативна. В ней приведена история вопроса о размножении дрожжей, представлена сводка факторов влияющих на рост клеток, опубликованы графики иллюстрирующие результаты размножения различными методами, в том числе на магнитной мешалке, описаны методики разведения и сохранения культур. В результате у читателя появляется достаточно полное представление о предмете и многообразии различных методов решения проблемы. Правда не хватает деталей, однако, этот упрек вряд ли можно адресовать автору статьи, представляющей скорее обзор предмета, чем конкретные методические указания. Однако общее представление о методике из этой работы получить можно. Рассмотрим подробнее на чем акцентирует наше внимание Raines-Casselman.

«Развитие чистых штаммов дрожжей было поворотным пунктом, вплоть до которого все дрожжи были смесью, содержащей различные формы пивных дрожжей, диких дрожжей, бактерий, и грибов. Пивоварение с этими смесями микроорганизмов было сложным». Далее указывается, что для чистых культур «условия разведения должны быть такими, чтобы произвести максимальное количество дрожжей, которое после засева обеспечит оптимальную работу брожения». Важным разделом статьи является пункт о факторах влияющих на рост дрожжевых клеток.

В первую очередь это кислород, содержание которого «непосредственно коррелирует с быстрым ростом и увеличением массы дрожжей (числа клеток), аэрация в течение разведения дрожжей должна увеличить полное число дрожжевых клеток. Иными словами, ваши стартеры должны хорошо аэрироваться». Автор упоминает три метода, способствующих аэрации стартера: встряхивание, компрессор с камнем и санирующим фильтром, магнитная мешалка. По меньшей мере один из них должен быть взят на вооружение пивоваром. Предпочтение отдается последнему методу. В работе приведен следующий график.

Рисунок 3. Влияние аэрации на число клеток дрожжей «500 мл супер сусла фирмы BrewTek были засеяны 10 мл густой культуры дрожжей «суперстартер» BrewTek и инкубированы при температуре комнаты (24 °C) в течение двух дней. Культуры или встряхивались 3-6 раз в день, или аэрировались с системой BrewTek в течение нескольких минут (насколько позволяла пена) 3-6 раз в день, или непрерывно размешивались на магнитной мешалке. Концентрация дрожжей была определена BrewTek гемацитометром. Традиционный стартер (airlock) был взят из опубликованных Реем Данилсом в HBD *1746 материалов с использованием пакета Wyeast как посевного материала».

Результаты применения магнитной мешалки очень впечатляют. Однако на столбик с подписью «airlock» я бы не советовал обращать внимания. «Суперстартер» BrewTek вряд ли содержит менее 30 млрд клеток. При растворении в 500 мл это даст как минимум 60 млн клеток/мл. На диаграмме же изображено что-то около 25 млн/мл. Это не удивительно — данные взяты из другой работы, и, вероятно, сравнение не корректно в данном случае. Второй столбец также не вызывает полной уверенности по той же причине. Трудно судить отчего дрожжи не выросли совсем. Часто бывает, что часть клеток остается на дне в силу недостаточного перемешивания сусла с дрожжами. Может быть на результат повлияла подобная причина?! Два последних столбика диаграммы очень убедительны. Таким образом результаты использования магнитной мешалки все же трудно переоценить. Однако необходимо более четко представлять себе возможности этого прибора. Дело в том, что достижение концентрации клеток свыше 250 млн/мл (и тем более свыше 300 млн/мл) не всегда желательно.

Сколько требуется кислорода для роста дрожжей? «Штаммы эля обычно нуждаются в 8-12 частях на миллион (ppm), в то время как штаммы лагера требуют немного более высоких количеств (10-15 ppm)». Однако эти цифры вряд ли могут быть полезны для домашнего пивовара, обычно подобные измерения не делаются в домашних условиях. Более интересно следующее: «Инъекция кислорода через 2-х микронный камень, может фактически насытить сусло до 10-12 ppm растворенного кислорода, достигаемого в 5 галлонах в течение 60 секунд введения кислорода»!

Другой фактор — температура. «Большинство пивных дрожжей будет фактически расти и ферментировать до температуры 98 °F (37 °C). 86 °F (30 °C) — обычная температура для роста и рамножения лабораторных дрожжей, но это все еще слишком высоко для пивных дрожжей. Температура комнаты или 77°F (25 °С) — рекомендованная температура для того, чтобы размножить дрожжи для эля. 75°F (24 °С) градусов оптимальны для того, чтобы вырастить лагерные дрожжи, более высоких температур нужно избегать».

О разведении лагерных дрожжей необходимо сказать еще несколько слов. Эти слова «холодный стресс». Нельзя задавать стартер имеющий температуру 24 °С в сусло температурой 12 градусов. Это гарантировано приведет к неприятным последствиям — появлению петит мутантов и плохому, вялому брожению, появлению неприятных вкусов и ароматов. Скачки температуры вниз более чем на 10 градусов недопустимы. Как мы увидим ниже, на пивоваренных предприятиях разведение дрожжей происходит при температуре на 5-6 градусов выше температуры брожения. Таким образом, необходима акклиматизация стартера имеющего температуру выше 16-17 градусов. «Это может быть сделано, медленным понижением температуры стартера за день до внесения». Подробностей автор не приводит.

Для размножения дрожжей подходит обычное пивное сусло с начальной плотностью 1.040, которое «рекомендуется для использования во многих пивоваренных ситуациях». «У быстро растущих дрожжей в стартерах потребность в азоте выше, чем нормальное потребление. Таким образом, сусло стартера должно быть обогащено питательными веществами для дрожжей так, чтобы не было недостатка азота» (заметим в скобках, что другие авторы не всегда разделяют этого убеждения).

Резюме: «стартер должен быть составлен из сусла плотности 1.040, к которому добавлены питательные вещества на основе аминокислот (питательное вещество BrewTek или «Супер пища»). Все это должно быть аэрировано перед добавлением дрожжей. После добавления дрожжей, стартер должен храниться при комнатной температуре (~75 ° F, 24 ° С) и встряхиваться настолько часто насколько возможно (или еще лучше, постоянно размешиваться с помощью магнитной мешалки)».

Для разведения дрожжей понятие о стадиях роста является основополагающим. Raines-Casselman приводит следующий график.

Рисунок 4. Кривая роста для пивоваренных дрожжей. График демонстрирует типичные изменения количества клеток в жидкой среде при низкой концентрации. Показаны различные фазы роста. Время достижение стационарной фазы в действительности варьируется в зависимости от условий разведения, штамма дрожжей и начальной концентрации клеток

«Сначала идет фаза задержки. Это происходит в течение первых нескольких часов после внесения дрожжей. В это время нет никаких очевидных признаков брожения или роста. Дрожжи акклиматизируются к их новой окружающей среде. Если предыдущая среда (или стартер) была подобна этой новой, то акклиматизация произойдет быстро, и фаза задержки будет коротка. Главные изменения в это время происходят внутри дрожжей, они поглощают весь кислород в заторе, используя его, чтобы синтезировать все ферменты и другие метаболические приспособления, необходимые для роста и брожения, и запасают кислород в форме стеринов для более позднего использования. Эта стадия важна для брожения и должна произойти настолько быстро насколько возможно.

Вторая фаза — ускоряющегося роста, во время которой клетки дрожжей начинают расти и делиться. Признаки брожения также станут очевидными. Дрожжи начинают накопление сахара в форме гликогена для более позднего использования.

Третья фаза — экспоненциального роста, где воспроизводство дрожжей и метаболизм находятся в разгаре. Клетки делят каждые 90 — 180 минут и брожение начинается. В это время число клеток дрожжей может увеличиться 1000-кратно в течение 24 часов». В этой стадии количество клеток удваивается каждые три часа и быстро достигается максимально возможной концентрации. «Брожение становиться очень активным, и начинают формироваться завитки».

«Четвертая фаза – замедления роста. В это время кислород полностью исчерпан …

(трудно сказать, что автор имеет ввиду —  внутриклеточные запасы или кислород в сусле, который, как известно, потребляется в первые 20 часов брожения, скорее всего первое)…

Брожение сусла переходит в стадию высоких завитков. … производится тепло и быстрое выделение CO2».

В финале «дрожжи входят в стационарную фазу. В это время сбраживаемые и питательные вещества полностью потребляются. Весь рост дрожжей останавливается, и они начинают оседать из раствора или флоккуировать. Стерин и гликоген, запасенный во время раннего роста, начинают разлагаться и использоваться, чтобы продолжить жизнедеятельность. Длительное пребывание в этой фазе (недели) может привести к автолизу или полному разрушению клетки».

Выше я специально опустил рекомендованные автором (на основе рисунка 4) временные интервалы. Это было сделано потому, что приведенный в статье график — просто некая типичная кривая. Как будет показано ниже на практике реальные кривые роста могут иметь различный наклон к оси времени, что может оказаться весьма существенным фактором для разведения. (Между прочим, в подписи к рисунку этот факт отражен, только применительно лишь ко времени достижения стационарной фазе).

«Рекомендуемые оптимальные нормы засева — 6-10 миллионов клеток/мл для эля и 10-15 миллионов клеток/мл для лагера. (Джордж Фикс рекомендует 10 миллионов клеток/мл для эля, 15 миллионов клеток/мл для лагера. Сусло более высокой плотности требует еще более высоких норм засева. Например, в сусло эля плотностью 1.096 должны быть засеяны 14-20 миллиона клеток/мл».

( Только в этом случае, как считает Raines-Casselman, дрожжи быстро оказываются на логарифмическом участке роста, в соответствии, опять же, с рисунком 4. Такая аргументация подкупает своей простотой, но не учитывает того простого обстоятельства, что приведенная на графике зависимость не имеет «обратной силы». То есть если в среде имеется, например, 10 млн/мл клеток, это еще не означает, что дрожжи находятся в логарифмической фазе роста).

Далее читаем, что в случае недосева «Дрожжи проведут намного больше времени, пытаясь расти к адекватным количествам. Во время этого удлиненного периода роста дрожжи имеют тенденцию выделять больше сложных эфиров и сивушных спиртов. Кроме того, у них, возможно, не окажется достаточного числа, чтобы соответственно усвоить весь способный к брожению сахар. Таким образом то, что Вы получите, будет пивом с off flavors (такими как эфиры, сивушные спирты, диацетил, ацетальдегид) и высокой конечной плотностью. Таким образом, всегда важно сделать стартер и сделать его достаточно большим. Помните, что Вы хотите, чтобы дрожжи потратили большую часть своей энергии, делая алкоголь, а не младенцев в ферментер!!»

(Подобное обоснование существующих норм засева, хотя имеет яркую эмоциональную окраску, представляется, не вполне убедительным, и как будет показано ниже, также не вполне корректно. В частности, низкая норма засева приводит ни к росту содержания эфиров, а наоборот, к снижению).

Когда питательные вещества сусла начнут стремительно сокращаться дрожжи переходят в стадию замедленного роста и в конечном итоге начнут употреблять запасенные питательные вещества. Вот этого ни в коем случае нельзя допускать, потому что для последующего брожения требуются здоровые активные клетки, полные жизненных сил. Основным условием разведения является обеспечение дрожжей питательными веществами в достаточном для их массы количестве. Чаще всего бродящее тело будущего стартера просто переливается в больший по объему сосуд со свежим суслом. Подобные методики были придуманы для разведение дрожжей из одной маленькой колонии, а не из пробирки или пакета с большим количеством культуры, хотя и в этом случае они находят свое применение.

Вопрос первый: «какой величины стартер, Вы должны сделать, чтобы попасть в норму засева»? По мнению автора статьи, ответ можно легко получить используя рисунок 3. Однако необходимо принимать во внимание те оговорки, которые были сделаны выше. Самый оптимальный по объему сусла стартер дает использование магнитной мешалки. Считается, что в хорошо аэрируемом сусле дрожжи без каких-либо механических побуждений в виде перемешивания способны быстро вырасти до объема около 100 млн/мл (при отсутствии аэрации, концентрация оказывается раза в два три меньше, о причинах будет сказано ниже).

Для того чтобы получить указанные выше 300 млрд клеток для 30 литров сусла эля, нужен стартер объемом 3 литра. Для лагера потребуется огромный 6-литровый стартер. Магнитная мешалка позволяет уменьшить объем раза в три, для комнатных температур разведения. Таким образом стартер для эля вполне может поместиться в посудину объемом 1 л (на практике целесообразно использовать несколько больший объем, чтобы пена не покидала пределы сосуда). С лагером сложнее —  добиться такого результата даже с магнитной мешалкой не всегда удается. В данном случае объем стартера будет зависеть от температуры разведения и прочих условий, в частности, аэрации.

«Следующая проблема – как долго будет делаться большой стартер, и как поступаю я. Как только у нас есть насыщенная культура (10 мл), производство должно занять только несколько дней, для достижения необходимых объемов. Внимательное изучении рисунка 4 указывает, что дрожжи не должны быть разбавлены больше чем 200 раз к предыдущему объему. Иными словами 10 мл не должны быть увеличены более чем до 2-х литров. Объяснение этого просто. Во время разведения важно держать дрожжи, растущими по экспоненте (рисунок 4, фаза III). Слишком сильное растворение дрожжей замедлит их рост и даст бактериям шанс настигнуть культуру. Так как бактерии могут расти в 6 раз быстрее, чем дрожжи (среднее время удвоения для бактерии составляет 20 минут)! Важно держать дрожжи, в фазе быстрого роста. Если требуются больше чем 1 или 2 литра стартера, лучше делать больше шагов. В большинстве случаев хорошо изготовить промежуточный стартер на 500 мл и после 1-2 дней довести его до 1-2 галлонов. В каждом случае дрожжи должны достигнуть фазы насыщенности через 24-48 часов. Рисунок 5 обрисовывает в общих чертах две различных стратегии разведения».

Рисунок 5. Разведение дрожжей. Изображены различные шаги, процесса создания достаточного числа дрожжей, чтобы сделать засев. Метод магнитной мешалки (вверху) показан совместно с методом периодического встряхивания (внизу). Пробирку на 10 мл можно заменить пакетом жидких дрожжей (~50 мл). Каждый рост должен происходит в течение, по крайней мере, одного дня, получается полных 3 дня при температуре комнаты (75 °F, 24 °С).

Если автор подразумевает под 10 мл пробиркой — сосуд с 10 мл густой культуры, то можно поспорить о необходимости трех дней при 24 °С, обычно достаточно одного (с утра до вечера). Многое, конечно, зависит от состояния дрожжей.

«Хотя 100-кратное или большее разбавление кажутся разумными для разведения дрожжей, (о чрезмерном разбавлении стартеров будет сказано ниже — этого делать не нужно) большинство пивоваренных заводов (или, по крайней мере, как это преподается пивоваренными школами), выступают за меньшие растворения. Институт Siebel рекомендует, чтобы дрожжи были разбавлены 8-и кратно, британские пивоваренные школы рекомендуют 10-кратные, а немецкие пивоваренные школы 4-кратные разбавления. Почему такие маленькие приращения? Хороший ответ находится в продуктивности брожения. Большое разбавление, возможно, изменяет эффективность метаболизма способного к брожению сахара в сусле. Затронутыми являются сахара, которые сбраживаются последними, прежде всего мальтоза и maltotriose. Таким образом, дрожжи, которые размножены с большим разбавлением, будут характеризоваться более низким ослаблением и более сладким финалом» (есть и другое объяснение, не менее значимое в плане размножения дрожжей, см. ниже).

Кроме этого, необходимо помнить о возможности контаминации. Чем больше бродящего сусла добавляется к свежему, тем быстрее создаются антимикробные условия в стартере. Минимальная порция свежего сусла определяется также частотой разбавления стартера. Число дрожжей удваивается каждые три-четыре часа (примерно). Через 12 часов роста клеток будет в восемь раз больше, следовательно потребуется соответствующее количество свежего сусла для их питания и нормального развития (8-кратное разбавление).

Далее автор рассматривает некоторые аспекты техники стерильной работы по разведению и различные способы хранения культур. Эти темы не является предметом настоящего анализа. По этом причине перейдем к следующему источнику. Сегодня издание В. Кунце «Технология солода и пива» на русском языке доступно многим пивоварам. Тем не менее представляется полезным рассмотреть здесь некоторые аспекты раздела 4.2. Разведение чистой культуры дрожжей.

В. Кунце «Технология солода и пива», раздел 4.2. Разведение чистой культуры дрожжей

Что подкупает в этом фундаментальном руководстве — это наличие указаний на некоторые признаки, которые позволяют принимать правильные решения. Как мы видели выше, автор устанавливал конкретные сроки с большим запасом, например, «1-2 дня». В разделе 4.2.3. у Кунце, условия сформулированы коротко и ясно:

«Для разведения чистой культуры в лаборатории используется пробирка с 5 мл сусла, в которой уже находится колония дрожжей. Размножение (пропагация) дрожжей происходит далее таким способом, что содержимое колбы переливается на стадии высоких завитков в следующую колбу, с объемом в 10 раз большим, чем у предыдущей колбы». Присутствует четкое указание — «на стадии высоких завитков», что соответствует логарифмической фазе роста. Результаты разведения иллюстрирует таблица

Колба 1 2 3
Объем колбы, мл 10 100 1000
Объем стерильного сусла, мл 5 50 500
Объем культуры, мл 0 5 55
Общее количество, мл 5 55 555

Разведение на этой стадии производиться при 20-25 ° С.

(По ходу изложения отметим, что Вольфган Кунце — представитель немецкой школы пивоварения, однако он рекомендует 10-и кратное разбавление стартера, а не 4-х кратное, как указано в предыдущем источнике).

Представляет интерес раздел 4.2.4. Разведение чистой культуры на производстве. Здесь мы также находим несколько интересных деталей о процессе размножения дрожжей.

  • Вплоть до танка размножения дрожжей должна соблюдаться стерильность. Попавшие инфицирующие микроорганизмы уже невозможно удалить какими-либо дополнительными мерами, так как они имеют те же условия существования, что и дрожжи.
  • При температуре 20-25 °С дрожжи размножаются гораздо быстрее, чем при более низких температурах. Однако для того чтобы дрожжи смогли нормально сбродить сусло при приготовлении пива, в ходе выращивания чистой культуры необходимо температуру постепенно приближать к значениям, используемым на производстве.
  • Для разведения чистой культуры используют готовое охмеленное сусло, так как горькие вещества хмеля оказывают на постороннюю микрофлору тормозящее воздействие.
  • Стерилизатор наполняется суслом; сусло выдерживается минимум 30 мин при температуре 100 °С, чтобы убить все микроорганизмы. Затем сусло охлаждается до 14-16 °С.(Замечу в скобках, что сусло в отделение размножения поступает  из сусловарочного цеха, где оно уже один раз кипело более одного часа, таким образом здесь присутствует указание на повторное кипячение,  это принципиальный момент).
  • Дрожжи вносятся в танк размножения. Если используется несколько танков различной величины, то в стерильных условиях дрожжи сначала передаются из колбы Карлсберга в самый маленький танк. Предварительно на пробном кранике обжигаются оба отверстия, чтобы исключить любую возможность инфекции. Важно, чтобы сусло было хорошо проаэрировано — это ускоряет размножение дрожжей. Для этого необходимый объем сусла перекачивается из танка предварительной стерилизации в танк размножения дрожжей, после чего сусло начинает циркулировать и одновременно происходит аэрация.
  • Через сутки наступает стадия высоких завитков (логарифмическая фаза роста дрожжей), и весь объем бродящего сусла перекачивается в стерильных условиях в следующий по величине танк, наполненный стерильным проаэрированным суслом. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не накопится нужное количество дрожжей.

Выше уже говорилось, что использование дрожжей, находящихся в логарифмической фазе роста, дает много преимуществ, а именно: быстрое забраживание; уменьшение времени брожения; стремительное падение рН; быстрое и значительное расщепление диацетила; чистый, округленный вкус пива.

Из приведенного текста видно, что (1) обеспечение стерильности начинается с повторного 30 минутного кипячения, (2) антимикробные свойства сусла обеспечиваются использованием хмеля, (3) сусло аэрируется вместе с внесением дрожжей (в этом также усматривается антимикробная предосторожность), (4) используется несколько танков (что безусловно способствует быстрому формированию антимикробных условий в каждом последующем танке). Приведены весьма полезные для понимания сути процесса сведения: (1) скорость размножения дрожжей зависит от температуры, (2) для достижения высокой концентрации дрожжей в танке разведение обеспечивается перемешивание.

Из описания (раздел 4.2.4.2) ассимиляционного способа можно также почерпнуть несколько важнейших моментов.

Когда в ассимиляторе накоплено достаточно большое количество бродящего сусла с дрожжами, находящимися в логарифмической фазе роста (100-120 млн клеток/мл) и видимым экстрактом (Es) 6-7%, 80-85% содержимого танка откачивается и используется для внесения в обычный танк.

15-20% содержимого остается в ассимиляторе в виде закваски и смешивается с суслом такой же температуры. Дрожжи, находящиеся в логарифмической фазе роста, снова сбраживают сусло в заново наполненном танке до видимого экстракта (Es) 6-7%, и процесс повторяется снова и снова.

Температура поддерживается на 4-5 °С выше температуры брожения, применяемой на производстве.

Первый и главный момент — до видимого экстракта 6-7%. Как будет показано ниже, это предел после которого дрожжи начнут переходить в стадию замедленного роста. Второй момент — 100-120 млн клеток/мл. Выше я уже отмечал, что 250 — 350 млн клеток на миллилитр сусла на магнитной мешалке можно получить лишь в отдельных специальных случаях. (С лагерными дрожжами история такая, что больше 120 млн/мл жизнеспособных клеток получать при указанных температурах размножения не всегда удается даже при активном перемешивании).

Процедура размножения в ассимляторе иллюстрируется рисунком 6.

Рисунок 6. Циклы размножения в ассимиляторе.

Можно с удовлетворением констатировать, что из фундаментальной книги В. Кунце следуют весьма точные указания о параметрах дрожжей и стартера. (1) Стартер нужно переливать (или разводить свежим суслом) до окончания стадии высоких завитков. (2) В терминах экстрактивности это означает 6-7 градусов плато. При наличии рефрактометра, процедура определения времени перелива становиться математически точной. Почему рефрактометра, а не гидрометра? Рефрактометр позволяет определить остаточный сахар по одной капле сусла, что существенно экономит драгоценное тело стартера. (3) Приведена адекватная информация о конечной концентрации клеток для низкотемпературного разведения (оказывается это не 250 млн/мл, а несколько меньше), что позволяет определить объем стартера необходимого для лагерных дрожжей. Он как минимум вдвое больше оцененного предыдущим автором (Raines-Casselman).

First Steps in Yeast Culture volume 1 by P. Rajotte

Эта книга очень подробно описывает все аспекты разведения и хранения культуры пивных дрожжей. Ее можно использовать как полноценное и вполне самодостаточное руководство по теме. Подход автора интересен тем, что базируется на первоисточнике методики, придуманной более ста лет назад людьми, которые создали основы современной микробиологии. (Rajotte изучал труды самого Хансена в лаборатории Карлсберга и пользовался другим оригинальными материалами). О том обстоятельстве, что «отцы-основатели» были очень дальновидные люди свидетельствует тот факт, что методика, в принципе, сохранила свои основные черты до наших дней. Имеются лишь упомянутые выше вариации на тему кратности разбавления.

К этой книге я планирую возвращаться неоднократно при изложении различных аспектов разведения пивных дрожжей. Сейчас приведу лишь отдельные фрагменты касающиеся приготовления стартера. Во времена Хансена не существовало еще питательного вещества BrewTe «супер пища», поэтому P. Rajotte, рекомендует для разведения пивное сусло. Он лишь предупреждает нас относительно качества экстрактов (которые также отсутствовали в 19 веке). Оказывается некоторые производители добавляют в свои продукты обычные сахара — кукурузный и другие разновидности. Таким образом, если вы планируете использовать экстракты, в потребительских качествах которых могут быть сомнения, необходимо использовать подкормку для дрожжей.

Вот руководство (в картинках) для подготовки стартера:

1. Подготовьте бутылку, содержащую около 100 мл стерильного сусла.

2. Встряхивайте, чтобы тщательно аэрировать сусло. Позвольте пене осесть.

3. Протрите спиртом (70%) внешнюю поверхность пакета с дрожжами и бутылки со стерильным суслом.

4. Также протрите лезвия ножниц, и обожгите их.

5. Вскройте мешочек с дрожжами. Откройте бутылку с суслом и залейте дрожжи внутрь. Не закрывайте крышку бутылки плотно. Оставьте для CO2возможность выходить свободного. (Бутылочку лучше всего закрыть кусочком санированной  алюминиевой  фольги).

6. Ожидайте увидеть признаки брожения в течение четырех часов. Когда начинается оседание дрожжей, подготовьте перелив в большую банку. Следует пояснить кое-что о признаках брожения. Обычно пивовары ориентируются по наличию пузырьков в гидрозатворе ферментера. В данном случае гидрозатвора нет. Для первого раза полезно иметь под рукой бутылочку с чистым суслом, где брожения точно нет для сравнения. Чтобы увидеть признаки ферментации в засеянном сусле начните легкими круговыми движениями перемешивать засеянное дрожжами сусло. Вы должны увидеть две вещи: в толще сусла будут интенсивно выделяться пузырьки газа, а на поверхности образуется пена. В чистой бутылочке при встряхивании пена также может образоваться, но ее будет существенно меньше. Приобретя опыт, вы научитесь без труда определять интенсивность брожения в стеклянных бутылках, колбах и пробирках.

7. Подготовьте стерильную банку от одного до двух литров.

8. Если она была ранее наполнена кипящей водой — вылейте воду.

9. Встряхните как следует бутылку содержащую около 300 мл стерильного сусла.


10. Откройте бутылку и тщательно обожгите горлышко.

11. Перелейте сусло в большую бутылку.



12. Круговыми движениями тщательно и аккуратно (чтобы пена не пошла наружу) перемещайте содержимое бутылки с дрожжами. Необходимо, чтобы весь осадок дрожжей на дне поднялся в пиво. Обожгите горло бутылочки с дрожжами и перелейте содержимое в большую бутылку.

Перед шагом 12, необходимо сделать кое-что, если Вы сомневаетесь в качестве сусла. Нужно просто понюхать пустую бутылку. Это даст Вам шанс использовать другое сусло в случае чего.

Через 12 часов (при комнатной температуре) у Вас будет 500 мл стартера. Многие пивовары засеивают им 18 литров сусла в своем ферментере. В этом случае понадобиться около 12 часов, (или более) чтобы увидеть признаки брожения. Райот советует еще раз добавить удвоенное количество стерильного сусла с утра в день, когда Вы собираетесь вечером поставить пиво на брожение, и получить тем самым больше литра активного стартера. Его использование для 18 литровой партии пива, позволит увидеть признаки брожения уже через час.

Для низового (лагерного) брожения необходимо постепенно понижать температуру стартера при каждом добавлении сусла, чтобы дрожжи привыкли к низкой температуре брожения. Начинать лучше всего (первые 100 мл сусла) с комнатной температуры (19-20оС). Далее следует постепенно уменьшать температуру сусла, несмотря на то, что это может быть сложно осуществимо в домашних условиях. При этом каждый последующий долив нужно осуществлять через сутки, чтобы дрожжи успели акклиматизироваться к новой температуре, и вырасти (помните, что при низких температурах размножение клеток происходит медленнее). Таким образом сусло на шаге 9, должно быть уже 17 о С.

Через сутки необходимо добавить еще 300 мл сусла — температура на этом шаге должна быть понижена еще на 2-3 градуса (14-15 о С). В день, когда Вы вечером собираетесь поставить пиво на брожение, с утра добавьте еще 300 мл сусла (температуру уже можно снизить до 12 о С). Вы получите чуть более 1 литра стартера требуемой для брожения температуры. В этом случае для 18 литров сусла признаки брожения появятся через 12-18 часов. Как было указано выше, имеет смысл увеличить объем стартера дополнительными порциями сусла и довести конечный объем до 4-х литров. Тогда брожение Вашего пива начнется существенно быстрее и Вы получите прекрасное качество. Дело в том, что в сусле, которое храниться в холодильнике посторонние микроорганизмы не развиваются или развиваются очень медленно. Быстро нагревая очередную партию до нужной температуры и смешивая ее с бродящим стартером, Вы не даете микробам-вредителям пива шансов для развития. Хотя, я рекомендую повторное кипячение сусла после хранения. Остужать сусло также необходимо с предосторожностями, например, закрывая горло бутыли или колбы алюминиевой фольгой.

В тексте книги имеются подробные указания о том, что такое стерильное сусло, стерильная банка или бутылка, как и на чем обжигать инструменты и горла бутылок и банок. Ниже приводятся соответствующие комментарии, которые представляют собой пересказ этих важных моментов, также с использованием картинок.

Для обжига инструментов и посуды подойдет любая горелка или спиртовка. Переливы из одной бутылки в другую также  полезно совершать вблизи пламени горелки. Считается, что на расстоянии до 5 см от пламени простирается чистая зона — свободная от пыли и микробов.

Рабочее место для переливов необходимо выбрать в укромном уголке, где нет сквозняка, работающего кондиционера, вентилятора, которые могут поднимать в воздух и гнать опасную пыль, содержащую микробы. Рабочую поверхность имеет смысл обработать 70% раствором этанола. Если есть бактерицидная ультрафиолетовая лампа, то не лишне провести обработку помещения ультрафиолетом. (Лампы для загара не подходят для этих целей).

Как считает Rajotte, стерильное сусло для стартера это просто хорошо прокипяченное сусло (более получаса). Как известно при атмосферном давлении температура кипящего сусла чуть больше 100 градусов Цельсия. По мнению автора, этого вполне достаточно чтобы убить все вегетативные формы жизни, споры диких дрожжей и некоторые другие виды спор. Только особые формы теплоустойчивых спор переносят длительное кипячение. Технология подготовки такого сусла и посуды для разведения приведена ниже в картинках. Обычно сусло готовиться впрок. (У меня это чаше всего остаток в сусловарочном баке после варки пива, и я использую повторное кипячение сусла после хранения).


1. Возьмите тщательно вымытые пустые банки или бутылки (очень удобны кувшины типа Paul Masson).


2. Наполните их кипящей водой. Используйте теплозащитные перчатки!

3. Закройте крышкой и переверните вверх дном для стерилизации крышки.


4. Когда сусло в кастрюле покипит достаточное время (30 мин), переверните кувшины обратно, снимите крышки и вылейте воду. Контролируйте плотность сусла, после кипячения она может существенно повыситься, разбавьте кипяченой водой до прежнего объема).



5. Все ваши инструменты должны находиться в кастрюле с кипящей водой. Туда же поместите снятые крышки.

6. Специальным приспособлением (или рукой в теплоизолирующей перчатке) достаньте воронку (я использую металлическую из нержавеющей стали).


7. Вставьте воронку в горло стерильного пустого кувшина.


8. Стерильным черпаком

9. наполните кувшин.

10. В финале достаньте из кипящей воды крышку и закройте сосуд с суслом.

Заготовленное таким образом сусло нужно хранить в холодильнике. Старайтесь наполнять бутылки почти под самую крышку, чтобы над суслом осталось как можно меньше воздуха. Если вы закупорили бутылку хорошо, то когда вы будет снимать крышку раздастся характерный звук.

Объем стартера легко вычислить используя приведенные выше нормы засева. Ориентироваться нужно примерно на 100 млн/клеток в бродящем пиве вашего стартера (это очень примерно). Если используется магнитная мешалка — концентрация клеток может быть несколько выше. К слову, P. Rajott не настаивает на четком подсчете клеток и соблюдении упомянутых норм засева. Он настаивает лишь на том, чтобы тело стартера находилось в стадии высоких завитков при всех переливах. То есть стартер нужно задавать в сусло в разгар логарифмической фазы роста. Далее природа дрожжей сделает свое дело. Для этого домашнему пивовару все же необходимо контролировать остаточный экстракт во время приготовления стартера, как был указано выше и оценивать требуемый объем для соблюдения нормы засева.

Практика разведения дрожжей для стартера и анализ полученных результатов

Выше были представлены несколько способов размножения дрожжей. Выбор того или иного варианта подразумевает те или иные особенности подготовки пивного сусла и соответствующую степень его стерильности. Методика представленная в книге First Steps in Yeast Culture volume 1 by P. Rajotte прописана автором очень тщательно и применялась им в течении многих лет. По этой причине не приходится сомневаться ни в методах «стерилизации» сусла, ни в других технических приемах.

Однако я бы не рекомендовал заливать кипяченое в кастрюле сусло  в колбу для разведения на магнитной мешалке, в соответствии с методикой представленной на рисунке 5, даже если горло колбы будет потом прикрыто кусочком фольги. Тому есть несколько причин. Методика описанная П.Райотом, подразумевает небольшие кратности разбавления. Так порция дрожжей предназначенная для брожения партии пива в несколько галлонов, заливается вначале 100 мл сусла. В таком объеме, за вычетом непродолжительной фазы задержки, дрожжи быстро создадут условия неприемлемые для развития посторонней микробиоты. Далее следует добавление еще 300 мл и т.д. Такая методика предоставляет возможность самой культуре дрожжей создать надежную оборону от многочисленных непрошеных гостей. Пивовару следует лишь побеспокоиться о контаминантах — убить с помощью тщательного кипячения разного рода бациллы и дикие дрожжи, надежно упаковать сусло и сохранить его в холодильнике.

Как было отмечено выше, в условиях крупного производства сусло для разведения повторно кипятится в дрожжевых отделениях (согласно Кунце). При этом кратность разбавления все же существенно меньше чем на рисунке 5, где 10 мл культуры предлагается залить в 1000 мл сусла (более чем в 100-кратное разбавление).  При таких начальных условиях (менее миллиона клеток на миллилитр сусла — столь мало не рекомендуется засевать даже в пиво) концентрация дрожжевых клеток долгое время будет оставаться на очень низком уровне, что чревато угрозой развития посторонней микробиоты. Объективно, магнитная мешалка, как устройство для удаления углекислого газа из бродящей среды, способна обеспечить рост популяции дрожжей от сверхнизких начальных значений плотности клеток до очень больших (250 и более млн/мл). Однако сусло для этой процедуры нужно готовить очень тщательно и лучшим вариантом представляется стерилизация.

Ранее уже отмечалось, что чаще всего для целей разведения используются остатки сусла от предыдущей варки. В тех случаях, когда сусло совсем не подходит для производства следующего пива, можно использовать DME . Это происходит, когда вслед за стаутом, вариться, например, пшеничное. В этой ситуации даже небольшое количество темного сусла способно испортить цвет нового пива. После фильтрации через стерильные салфетки (проглаженные горячим утюгом с паром) сусло попадает вот в такие колбы, оснащенные сифонами.

Рисунок 9. Колбы с суслом для стартера.

Колбы на водяной бане

Рисунок 10. Колбы на водяной бане. Сейчас в колбах уже обработанное сусло, поэтому установлены санирующие фильтры. Когда сусло внутри колбы остывает после обработки на водяной бане и водяной пар конденсируется внутри колбы освободившееся место должен занять стерильный воздух. Это обеспечивает фильтр.

Фильтры можно устанавливать до обработки и не снимать их вовсе. Необходимо, также, обратить внимание на две другие трубки (рисунок 9). Как можно заметить они соединены с помощью двух фрагментов шланга и одной металлической трубкой. Это позволяет снизить давление на пробку колбы и она при обработке останется на месте. В дальнейшем, при переливе сусла, короткий шланг закрывается зажимом, а длинный используется для подключения к реторте со стартером).

Рисунок 11. Баня закрыта для получения внутри температуры более 90 градусов.

На фотографиях видно, что фильтры надеты на трубки сифона с помощью силиконового шланга. Этот шланг стерилизуется вместе с фильтром в автоклаве. После каждого использования фильтр опускается шлангом вниз в колбочку со спиртом (70%) до полного заполнения шланга. В такой позиции конструкция выдерживается не менее 15-20 минут (обычно сутки — этого достаточно для стерилизации хорошего уровня) затем фильтр медленно вынимается, чтобы шланг заполнялся стерильным воздухом, прошедшем через мембрану фильтра, и свободный конец шланга закрывается стерильной алюминиевой фольгой.

Таким образом удается иметь полностью стерильный фильтр готовый к любому применению. Перед установкой фильтра металлическая трубка сифона обжигается ручной газовой горелкой. В последнее время я использую другой прием обеспечения стерильности. Каждый фильтр снабжается металлической трубкой, а шланг предельно укорачивается. Теперь обжигается и трубка фильтра, что обеспечивает стерильность без длительного замачивания в спирте. Присоединение фильтра осуществляется к стерильному шлангу. Испоьзование вот такой горелки очень удобно.

Для разведения из культуральных пробирок, содержащих всего 5 мл бродящего пива (после засева небольшой колонии с уклона), я применяю стерильное сусло, обработанное при температуре свыше 121 градуса Цельсия.

Дрожжи из фирменных пробирок

попадают в стерильную реторту, изображение которой уже неоднократно появлялось в этих материалах. Реторту я обычно стерилизую в духовке сухим жаром при температуре 180 градусов Цельсия, там же стерилизуется завернутый в фольгу сифон. Колба плотно заткнута обычной ватой, горло также закрыто алюминиевой фольгой для защиты от пыли и микробов.

Рисунок 12. Стерилизация реторты в духовке.

Рисунок 13. Реторта в сборе на магнитной мешалке с подключенной колбой 1 литр. В реторте хорошо флокуирующие дрожжи — видно как они образуют хлопья. На концах шлангов установлены зажимы.

Сифон реторты состоит из трех трубок нержавеющей стали. Самая короткая, — для отвода СО2 или подачи стерильного воздуха (через фильтр) во время перелива в ферментер. Второй, самый длинный, достает до дна реторты. По этой трубке пиво и дрожжи попадают в емкость для брожения. Третий, промежуточной длины используется для заполнения реторты суслом из колбы, показанной на рисунке 9, а также для аэрации пространства реторты (над суслом) стерильным воздухом. Все шланги имеют стальные наконечники для обжига газовой горелкой перед соединением.

Сборку реторты я делаю в своем перчаточном шкафу (ныне «ламинарном»), который предварительно обрабатывается изнутри спиртом и ультрафиолетовой бактерицидной лампой. Это можно сделать и без шкафа, обработав рабочее место аналогичным образом и работая аккуратно (например с использованием маски, шапочки и перчаток обработанных спиртом. Однако у меня есть шкаф и я использую это достаточно чистое место. Перед установкой сифона, дрожжи из фирменной пробирки заливаются внутрь реторты.

Хочу подчеркнуть, что для смешивания культуры и сусла необходимо чтобы и то и другое имело комнатную температуру. Никогда не смешивайте холодные дрожжи и сусло из холодильника — вы погубите культуру.

Рисунок 14. Для отбора проб из реторты служит стерильная колба (100 мл) со стерильным сифоном.

Было проведено ряд брожений с участием двух культур при различных температурах и условиях перемешивания. Необходимо подчеркнуть, что применялось охмеленное сусло. Для отбора проб использовалась колба (рисунок 14), которая всякий раз тщательно продувалась стерильным углекислым газом. Результату приведены в таблице.

Сутки Прошло час Сусло, мл Клеток млн/мл Температура, градусов С Плато
Разведение в реторте 833 19 градусов
500 250
0 1 300 96 19
2 13,9 1 300 215 19
24,0 1 300 250 19
Разведение в ЦКТ 833 17 градусов
2 0,0 27 000 12 17 10,577
3 24,0 27 000 60 17 6,295
4 38,6 27 000 100 17 4,728
46,0 27 000 17 3,159
5 52,5 27 000 130 17
63,5 27 000 140 17
Брожение с 833 12 градусов
0 0,0 530 000 7 12 12,00
1 25,0 530 000 16 12 10,96
2 48,0 530 000 35 9 10,00
3 72,0 530 000 40 12 9,60
5 114,5 530 000 39 12,3 7,79
6 11,5 6,60
7 11,7 6,20
8 11,9 5,80
9 12,1 5,30
10 12 4,80
Посев в реторту 036 22 градусов
0 800 38 22 11,5
12 800 140 22 4
Долив сусла в реторту 036 22 градусов
0 1600 70 22 8
4 1600 135 22 7
6 1600 150 22 5
Посев в ЦКТ 036 19,5 градусов
0 27000 9 19,5 12,5
16 27000 88 19,5 3,83
19 27000 115 19,5 2,87

Лагерные дрожжи WLP833 разводились на мешалке (стартер) при температуре 19 градусов. Начальный объем сусла в реторте составлял 500 мл, после чего добавлялось еще 800 мл. Затем стартер перекачвался в бродильную емкость (38 литров) и разведение продолжалось при 17 градусах при непрерывном перемешивании сусла. После чего делался засев в бродильную емкость содержащую 530 литров сусла и брожение продолжалось при 12 градусах.

Элевые дрожжи WLP036 (германский эль) разводились на мешалке (стартер) при 22 градусах, начальный объем сусла составлял 800 мл, через 12 часов добавлялось еще 800 мл, после разведения стартер перекачивался в емкость для брожения, где процесс ферментации продолжался при 19,5 градусах безо всякого перемешивания.

Результаты подсчета клеток представлены в виде трех графиков отражающих соответственно: концентрацию клеток в сусле (рисунок 15), приплод клеток — разницу между начальной концентрацией и текущим результатом (рисунок 16), и двоичный логарифм отношения полного числа клеток к изначально заданному в сусло (рисунок 17). Первый рисунок показывает сколько клеток может вырасти в одном миллилитре сусла при различных условиях перемешивания. Второй — характеризует количество вновь появившихся клеток за минусом их первоначального количества. Это позволяет определить сколько новых клеток появляется при тех или иных условиях, что, собственно, и представляет интерес при разведении. Третий рисунок, при всей кажущейся сложности представленной зависимости, имеет очень простой смысл и показывает количество удвоений дрожжевых клеток на текущий момент времени, то есть характеризует скорость роста клеток.

Рисунок 15. Концентрация клеток в одном миллилитре сусла.

Рисунок 16. Приплод клеток в одном миллилитре сусла.

Рисунок 17. «Скорость» размножения клеток — число удвоений.


Рисунок 18. Изменение экстрактивности во время брожения.

На рисунке 18 показано изменение экстрактивности сусла во время брожения.

Из рисунка 15 видно, что точки на синей, зеленой и коричневой линиях представляют собой практически одну кривую. Это не особенно очевидно для зеленых точек. Однако вторая из них была снята явно поздно и данная концентрация клеток, вероятно, была достигнута существенно раньше. Это можно определить по виду дрожжевых клеток.


Рисунок 19. Показаны клетки соответствующие второй точке зеленой кривой. Как видно почек у клеток очень мало — эта картина характеризует остановку размножения во время перехода дрожжей в стационарную фазу. Мелкие образования между клетками дрожжей — разного рода взвеси холодного сусла.

Рисунок 20. Активно растущие клетки. Заметно большое количество молодых почек.

Об этом же свидетельствует остаточный экстракт — 4 градуса плато, явно мало для нормального роста. На рисунке 15 последняя точка синей кривой соответствуют концентрации клеток 250 млн/мл. Я связываю такую высокую конечную концентрацию с исключительно высокой начальной — 96 млн/мл. На рисунке 16 прирост числа клеток (синяя кривая) уже не настолько сильно отличается от других случаев.

Интересно поведение голубой кривой рисунка 15— она загибается вверх в районе 100 млн/мл.

Этот график показывает концентрацию дрожжей при обычном элевом брожении. Пробы взяты снизу бродильной емкости. Отмеченный поворот вверх характеризует осаждение дрожжей и остановку размножения. Понятно, что в случае применения перемешивания дрожжи не оседают и рост их так или иначе продолжается до больших концентраций. Таким образом использование магнитной мешалки оказывается целесообразным при разведении.

Оранжевая кривая рисунков 15 и 18 демонстрирует, что лагерные дрожжи также вряд ли стоило размножать при перемешивании и 17 градусах более суток — экстракт упал ниже 6 градусов, молодых почек нет совсем (рисунок 21). Это еще не картина стационарной фазы, где можно наблюдать одинаковые крупные дрожжи (рисунок 22), но переход к ней. Как видно из рисунка 6, размножение культуры в ассимиляторе при сходной температуре не превышает 24 часов. При этом количество дрожжей увеличивается примерно в пять раз, что тоже очень хорошо согласуется с рисунком 17 (оранжевая кривая).


Рисунок 21. Лагерные дрожжи в середине вторых суток разведения.

Рисунок 22. Лагерные дрожжи в стационарной фазе.

Несколько слов необходимо сказать о желтой кривой. Она характеризует брожение пива с низкой начальной нормой засева. Результат налицо — не удалось получить более 30 млн/мл дрожжевых клеток. Брожение вялое, несмотря на высокую экстрактивность. Результат появиться не скоро.

Как видно из рисунка 16 во всех случаях, кроме одного, удалось получить более 100 млн/мл новых клеток. Так как магнитная мешалка (коричневая, синяя и зеленая кривые) и перемешивание в бродильной емкости (оранжевая кривая) не дают дрожжам спокойно осесть на дно, концентрация в этих случаях оказывается выше, чем при обычном брожении (голубая кривая). Однако, как показывает наличие остаточного экстракта и морфология клеток, вряд ли стоит гнаться за большим приплодом с использованием принудительного перемешивания. Во всяком случае при таком способе размножения необходимо соблюдать осторожность. На подобные мысли наводят явные признаки автолиза, появившиеся заметно раньше у пробы дрожжей соответствующей последней точке оранжевой кривой.

Кривые рисунка 17 показывают число удвоений количества клеток — то есть среднее число делений одной дрожжевой клетки на две. Если на предыдущих графиках коричневые, синие и зеленые точки ложились практически на одну линию характеризующую процесс размножения на магнитной мешалке, то в этом случае мы видим четкое разделение точек и кривых с одной стороны по типу штамма, а с другой стороны по температуре разведения. Из рисунка видно, что дрожжи для эля растут (делятся) быстрее, чем дрожжи для лагера. При этом с понижением температуры скорость размножения (деления) клеток падает. Как видно из графиков (оранжевая кривая) дрожжи не только медленнее растут, но и медленнее потребляют питательные вещества сусла.

Интересно отметить, что наличие или отсутствие перемешивания практически не влияет на скорость роста (деления) клеток. Таким образом магнитная мешалка не является «ускорителем» роста дрожжей, она лишь поддерживает клетки во взвешенном состоянии и таким способом продлевает время их активного питания и размножения. Также осуществляется интенсивный газообмен — СО2 удаляется и, если пространство над бродящим суслом содержит кислород, осуществляется аэрация.

Дрожжи после разведения на мешалке в течение 20 часов в объеме 1600 мл (один долив 800 мл сусла) при конечной концентрации клеток 150 млн/мл были засеяны в 27 литров сусла. Признаки брожения в виде пузырьков из газоотводной трубки, наблюдались примерно через час. Главное брожение протекало около 2-х суток. В момент написания этих строк дрожжи оседают и, вероятно, к вечеру будут слиты из конуса бродильной емкости.

Дрожжи 833 все еще сбраживают свое пиво. Причин тому несколько. Однако главная из них низкая норма засева.

Приведенные выше результаты могут быть полезны (кроме желтой кривой) для определения времени брожения стартера и расчета его объема для обеспечения нормы засева. Желтая крива лишь показывает роль нормы засева сусла для жизни и размножения дрожжевых клеток во время брожения.

Зеленая, синяя и коричневая кривые на графиках 15 и 16 демонстрируют, что не смотря на различные начальные концентрации клеток, от 30 до 90 млн/мл, можно получить урожай в объеме около 100 млн/мл здоровых дрожжей, примерно, за 10 часов, (судя по коричневой кривой даже за меньшее время). Питательные сахара сусла при этом снижаются до уровня 4 градусов плато. Если опять судить по коричневым точкам, (которых просто больше), то на урожай в 80 млн/мл «требуется» понижение экстрактивности около 3-х градусов плато. Лишнее время размножения, как в случае зеленой кривой, приводят к нерациональному потреблению экстракта сусла (на поддержание жизнедеятельности без размножения) — более 7 градусов на 100 млн/мл урожая.

Обычно не известно сколько живых клеток в пузырьке с дрожжами. В этой ситуации может пригодиться регулярный контроль экстрактивности бродящего стартера с помощью рефрактометра. Как только эта величина понизилась в указанных выше пределах — можно делать вывод об урожайности (приросте клеток). По времени роста имеется возможность прикинуть по графику (рисунок 17) число удвоений и получить (правда, приблизительно) начальную концентрацию живых клеток в пробирке. Сложить эти две концентрации, умножить на объем бродящего стартера и получить количество клеток.

Указанные расчеты дадут примерные величины. Вероятно, даже очень приблизительные. Однако по затратам времени и сил это все же проще регулярного забора проб и подсчета клеток под микроскопом, который требует владения техникой этого дела, и самое главное времени. При этом результаты таких подсчетов также могут содержать весьма заметные расхождения по самым разным причинам, анализ которых также может потребовать еще больших временных затрат.

Несколько слов о лагерных дрожжах. Имея дело в основном с элевым брожением и соответствующими культурами, я был очень удивлен медленным ростом лагерных штаммов, особенно при пониженных температурах. Я конечно читал, что 12 градусов это не оптимальная температура для биохимии дрожжевой клетки, но не представлял себе масштаб замедления жизненных процессов. После проделанных измерений, картина стала более или менее ясной. Оказалось что на каждое удвоение при 17 градусах дрожжам требуется вдвое больше времени, чем при 19-20 градусах. Чтобы получить приплод клеток в 50 млн/мл требуется уже не 7 часов, а около 20. Таким образом стало ясно, что нельзя говорить о разведении дрожжей вообще. Нужно точно оговаривать температуру при которой происходит этот процесс и некоторые другие вещи (например, породу штамма).

Может быть в домашних условиях не стоит растить лагерные дрожжи при 16-17 градусах. Вероятно, целесообразно вырастить их побыстрее при 20 и затем плавно охладить в финале разведения, чтобы дрожжи сохранили активность. Осталось только придумать алгоритм плавного охлаждения в пределах отдельной квартиры — нужно иметь как минимум пару холодильников с температурой 16 и 12 градусов. Хотя это может оказаться недостаточно плавно. P. Rajotte рекомендует понижать температуру при размножении лагерных штаммов с шагом 2 градуса в сутки 21 — 19 — 17 — 15 — 13 — 11, от первого брожения в пробирке маленького кусочка колонии дрожжей с уклона до литрового стартера.

При этом возникнет и другая проблема — при теплом разведение в объеме стартера будут присутствовать неуместные для лагера концентрации высших спиртов и, возможно, других соединений, и, соответственно, испортить вкус будущего пива. Что делать с этим? Вероятно, можно охладить стартер до температуры 5-6 градусов или ниже, чтобы дрожжи осели и слить «неправильное» пиво. Однако в этом случае потребуются специальные меры, чтобы вернуть культуру к активной жизни к моменту засева в сусло. Если ограничиться лишь  плавным нагревом до температуры брожения (или на 4-5 градусов ниже), это вряд ли позволит избежать продолжительной фазы задержки после внесения.

В финале хочется сказать несколько слов о связи чрезмерной продолжительности размножения и последующих результатах брожения.

В процессе приготовления пива дома, иногда возникают вынужденные отклонения от четкого следования плану варки. Такие досадные нарушения графика по большей части и являются источником опыта «как не нужно делать». Несколько подобных случаев с дрожжами WLP002 показали, что длительное — более суток, размножение дрожжей на магнитной мешалке (без соответствующего дополнительного разбавления бродящего стартера свежим суслом), неблагоприятно влияют на результат последующего брожения. Продолжительность активной фазы (главного) брожения увеличивается с 2-х до 4-х — 5-ти суток. Ослабление падает с 76% до до 67% (одни лишние сутки) и 62% (двое — трое лишних суток). Оседание дрожжей также может происходить в разы дольше. Перелив пива в КЕГ (после разведения дрожжей в течение 1-х суток) делался на 4-ые сутки от начала брожения. В случае превышения суточного интервала разведения — на восьмые-девятые.

Дополнительные замечания

После проведения нескольких брожений с различными начальными концентрациями дрожжей в сусле, возникла необходимость сделать некоторое дополнения к изложенным выше выводам.

Ранее уже отмечалось, что авторы цитируемой выше литературы указывают самые разнообразные нормы внесения лагерных дрожжей в сусло. Это и 10 млн/мл (Raines-Casselman), и 15 млн/мл (Джордж Фикс). Кунце рекомендует 30 млн/мл. Необходимо отметить, что влияние начальной концентрации клеток на параметры брожения из упомянутых выше авторов, рассматривает лишь В. Кунце. В 4.3.3.1.2 можно найти таблицу соответствия нормы внесения и продолжительности брожения. Так при внесении 15 млн/ мл брожение составляет — 9 суток (автор, к сожалению не указывает начальную плотность сусла), при внесении 15 млн/мл — 7 суток, при 30 млн/мл — 4-5 суток.

На рисунках 15-18 желтая кривая соответствует реальному брожению в танке при температуре 12 градусов Цельсия. Как видно из таблицы начальная концентрация клеток составила — 7 млн/мл. Это крайне мало и брожение продолжалось довольно долго. На 10-е сутки плотность составляла — 4,8 градусов Плато (конечная плотность 2,3 градуса была достигнута еще через несколько дней. Начальная плотность  составляла 12 градусов). Ниже,  приведен график брожения с начальной концентрацией дрожжей (примерно) 15 млн/мл и плотностью сусла 13,9 градусов Плато. В этом случае  на 10 сутки плотность составила 3,4 градуса Плато (на графике не показано). Таким образом налицо хорошее совпадение с данными Кунце.

Было еще одно брожение с этим же штаммом WLP833 (новое разведение). Начальная концентрация дрожжей составляла как и в первом случае (желтая кривая) около 7 млн/мл (таковы условия разведения — большую концентрацию получить негде, ибо отсутствует емкость необходимого объема). Интересно отметить, что аэрация была проведена очень основательно (продолжительное время кислородом). Результат (конечная концентрация дрожжей) оказался тем же самым — что-то около 35-40 млн/мл дрожжевых клеток.

Весьма примечательно, что среднее удвоение (число делений) одной дрожжевой клетки во всех трех случаях составило 2,5. (При этом начальная аэрация во втором и третьем случаях была очень хорошей). То есть конечная концентрация дрожжей (в нашем случае) может быть получена с помощью 2,5 кратного удвоения начальной концентрации. Чем больше клеток в бродящем сусле, тем меньше продолжительность брожения, (а также риск развития посторонней микробиоты и, соответственно, появления посторонних запахов и вкусов). Вывод прост. Труднее понять, что же это за число такое магическое получилось — «2,5»? При меньшей начальной концентрации в сусле на каждую клетку приходиться больше питательных веществ (и кислорода в том числе). Казалось бы, что мешает росту? Всего вдоволь — и сахаров, и аминокислот, и кислорода.

Ключ к некоторому пониманию дает оранжевая кривая на рисунке 17. В районе 2,5 эта график лишь заметно меняет наклон, но деление клеток продолжается. Оранжевое и желтое брожение отличались лишь одним моментом — перемешиванием (при реальном брожении — желтая кривая, — перемешивания не было). Что обеспечивает перемешивание? Практически ничего, кроме двух вещей: удаление углекислого газа из бродящего сусла и, вероятно, более эффективное питание клеток, в том числе кислородом. Первый фактор очень легко заметить. Стоит только выключить месильное устройство, как тут же совершенно прекращается интенсивное выделение пузырьков из газоотводной трубки. Второй фактор, менее очевиден, но также логически понятен — среда непрерывно движется, что приводит к непрерывному омыванию дрожжевых клеток раствором питательных веществ. Даже если таковых уже осталось мало (например, кислорода), клетка все же имеет больше возможностей питаться.

О влиянии кислорода на размножение клеток было написано уже достаточно много — кислород крайне необходим. Гораздо менее известно о  роли углекислого газа. Она двояка. При концентрациях эквивалентных давлению (парциальному) 0,2 атм., данное соединение стимулирует рост клеток. При 0,5 атм., отключается цикл трикарбоновых кислот. Это означает что клетка переходит с дыхательного на бродильный метаболизм. Иными словами организм дрожжевой клетки считает, что кислорода в среде уже нет и переходит на внутренние запасы эргостерина и ненасыщенных жирных кислот. Эти запасы были сделаны на самом начальном этапе жизнедеятельности в новой среде, когда дрожжи интенсивно поглощали кислород. Запасы ограничены, поэтому их может хватить только на определенное число циклов деление-рост. При концентрациях углекислоты эквивалентных давлению 2,5-3 атм. деление клеток прекращается вовсе. (Данные взяты из статьи Дж. Колин Слотер Биохимия и физиология дрожжей опубликованной в книге «Микробиология пива», под редакцией Ф. Дж. Приста и Й. Кэмпбелла).

Было бы очень полезно иметь информацию о концентрации углекислого газа для различных стадий брожения. Однако эта информация недоступна автору. Попробуем сделать оценки самостоятельно. В упомянутой выше статье указывается, что «важнейшим фактором является не давление, а концентрация двуокиси углерода в питательной среде. Эта концентрация зависит от температуры, скорости синтеза и скорости перехода из жидкой фазы. По данным наблюдений, газ выходит из раствора не без труда, и даже в том случае, когда ни каких попыток к ограничению выхода газа не предпринимается, сбраживаемое сусло характеризуется некоторой степенью перенасыщения двуокисью углерода, эквивалентной избыточному давлению 1,5 атм».

При оценке влияния СО2 на процесс роста клеток необходимо учитывать еще один фактор — температуру, что особенно важно при лагерном брожении. В лаборатории эксперименты с дрожжами проходят, обычно, при комнатной температуре. Легко посчитать, что при 10 градусах концентрация СО2 эквивалентная 0,5 атм. вдвое выше чем при 20 градусах и составляет 0,113 г/100 мл. При комнатной температуре и давлении 2,5 атм концентрация СО2 составляет 0,413 г/100 мл. В сусле бродящем при при 10 градусах Цельсия концентрация углекислого газа может достигать 0,340 г/100 мл. Это очень близко к значению, при котором фиксируется прекращение размножение клеток. Однако, вероятнее всего, быстрее заканчиваются запасы. (Оцените, 0,083 г/100 мл — отключение дыхания и 0,340 г/100 мл — нормальное содержание СО2 при брожении). Этим, вероятно, можно объяснить «магическое число 2,5», которое не зависит от начальной концентрации клеток. С этой точки зрения — и не должно зависеть, ибо запасы накапливает каждая из первоначально помещенных в сусло клеток, причем, каждая самостоятельно и не может накопить больше чем в состоянии это сделать не взирая на изначальное количество кислорода в сусле приходящееся на каждую клетку.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что все вышеизложенные дополнительные замечания относиться к брожению с использованием штамма WLP833. Вероятно, «магическое число 2,5» может изменяться в случае использования других штаммов лагерных пивных дрожжей. Также необходимо отметить, что столь ярко выраженного лимитирования роста клеток при элевом брожении автор не замечал. При этом, как видно из приведенных в статье графиков, элевые штаммы размножаются гораздо быстрее лагерных и способны несколько восполнить промахи с начальной нормой задачи. Однако в случае лагерного брожения, даже при относительно высокой температуре 12 градусов, подобные ошибки могут привести лишь к одному — затянувшемуся брожению. При этом совершенно не важно, какие факторы приводят к остановке размножения: высокая концентрация СО2, или ограниченные запасы эргостерина и ненасыщенных жирных кислот. Как пишет Слотер в цитированной выше статье: «…механизмы действия двуокиси углерода очень разнообразны и, наверное, мы никогда точно не узнаем, как именно это соединение влияет на метаболизм дрожжей в тех или иных условиях брожения пива». Это замечание справедливо, также,  в отношении многих других вопросов жизнедеятельности дрожжей.

Еще один обзор, который дает, наконец, ответ зачем нужен стартер

В 2010 году Brewers Association выпустила новую книгу «Yeast. The Practical Guide to Beer Fermentation». Авторы Chris White with Jamil Zainashef.

Для справки, первый является основателем White Labs, второй — известный в США домашний пивовар. Одно лишь это обстоятельство может вызвать интерес к изданию. Книга в целом оправдывает надежды. Правда, на мой вкус в ней можно было бы привести больше фактического материала: таблиц и графиков, но и за то что есть спасибо. К сожалению, это издание попало ко мне в руки уже после написания данной статьи. Вероятно, случись наоборот, статья была бы несколько другой по композиции, но в общем и целом ее содержание осталось бы прежнем.

Здесь я хочу изложить, вкратце, содержание одного параграфа пятой главы посвященного разведению дрожжей. Материал сей удивительным образом заполняет некоторые понятийные лакуны и отвечает на один простой вопрос на который другие упомянутые выше издания не удосужились дать простой и четкий ответ — зачем, все-таки, нужен стартер. Почему дрожжи сухие (после регидрации) или жидкие нельзя сразу вылить в пивное сусло, ведь там всего вдоволь и сахаров, и азота, и кислорода — условия лучше не придумаешь. Справедливости ради следует признать, что в рассмотренных уже работах, кое-каике причины были названы, кроме одной — главной. Chris White with Jamil Zainashef проясняют картину. Они объясняют пивоварам разницу между двумя процессами: разведением дрожжей и пивным брожением, а также приводят наглядное обоснование  необходимости стартера и многошаговой процедуры размножения. Для этого вводиться параметр Yield Factor. Назовем его по русски «фактор роста». По определению он вычисляется следующим образом:

фактор роста= (млн/мл клеток в финале — млн/мл клеток вначале) / уменьшение экстрактивности в градусах Plato

Иными словами эта величина характеризует «приплод» клеток (понятие введенное выше) поделенный на снижение плотности сусла. Авторы книги приводят два очень интересных графика. Оба демонстрируют результаты простых экспериментов: 100 млрд клеток (стандартная упаковка дрожжей) вноситься в различные объемы сусла, разведение происходит без перемешивания и аэрации, стартовое значение плотности 1036, конечное — 1008 (в градусах, соответственно 9 и 2, разница 7), температура брожения 21 градус Цельсия. На первом графике по вертикальной оси показано значение «фактора роста», по горизонтальной — начальная норма засева сусла.

Что мы видим? Оказывается урожайность одного миллилитра сусла начинает снижаться с нормы засева около 50 мл/мл. Откуда следует, что размножение дрожжей необходимо начинать с высоких норм засева больших, чем при обычном брожении. Этот вывод наводит на мысль о методике разведения.

Более нагляден второй график, который демонстрирует, что происходит при засеве одной упаковки дрожжей при увеличении объема сусла (упаковка всякий раз засевается в разный объем), то есть в ситуации постепенно приближающейся к пивному брожению.  По вертикальной оси отложено результирующее число дрожжевых клеток в миллиардах, по горизонтальной — объем стартера в литрах.

Что мы видим? Оказывается, количество клеток при росте объема сусла (до размера партии пива, которую обычно делает домашний пивовар) не растет выше 600 млрд штук (30 млн/мл). Остановка происходит, примерно, при 17-18 литрах. Интересно отметить, что 400 млрд образуются в результате двух последовательных делений клеток, при трех делениях получается 800 млрд. Это имеет место при начальном количестве клеток 100 млрд штук. Почти то же самое «магическое число 2,5», что был получено выше для штамма WLP833.

Такова, оказывается, природа пивного брожения. Это, собственно, и есть обоснование самого понятия начальной нормы задачи дрожжей в сусло и необходимости изготовления стартера. Рост клеток ограничен и при низкой начальной концентрации вы получите при брожении пива небольшую популяцию дрожжей, которая с одной стороны будет долго сбраживать сусло (возможны варианты с недостаточным выбродом), а с другой стороны, пиво и его вкус будут уязвимы со стороны контаминантов.

Какие  выводы следуют из графиков? Во-первых, разведение дрожжей в большом объеме сусла (при низкой начальной норме задачи) приводит к пивному брожению и может закончиться остановкой роста клеток. Во-вторых, для того чтобы получить больший приплод дрожжей нужно использовать ни чрезмерно большой объем сусла единовременно, а шаг за шагом увеличивать объем стартера. Хочу еще раз подчеркнуть, что приведенные данные были получены без перемешивания и аэрации.

На сей счет авторы книги утверждают, чтомагнитная мешалка — очень эффективный инструмент для организации газообмена в бродящем стартере и снимает проблему остановки роста. Аэрация — аналогичный по воздействию прием. Однако, приводиться такая формула: если вам удастся наладить аэрацию так, чтобы происходило еще и нормальное перемешивание дрожжей во всем объеме стартера, это будет эквивалентно использованию магнитной мешалки.

При разведении необходимо придерживаться разумных компромиссов. Использование большого объема сусла может привести к остановке роста клеток — вы не получите нужного количества дрожжей. Наоборот, слишком большое количество шагов с разбавлением сусла приведет к частым переливам и прочим неудобствам, увеличивающим объем работы. При этом также растет риск заражения.

Относительно допустимой при разведении степени разбавления стартера авторы пишут следующее: где-то 5-10, то есть при каждом последующем шаге разведения объем стартера должен возрастать в 5-10 раз. Таким образом, это не догма. По большей части, все зависит от удобства — наличия у пивовара соответствующей посуды, магнитной мешалки и стерильного сусла. Если вместительной бутыли нет авторы советуют остановить мешалку, дать дрожжам осесть, слить пиво и добавить свежее сусло.

Для определения размера стартера, который за дин шаг позволит получить нужное число клеток имеется вот такая таблица. Цифры в клеточках — число фирменных упаковок White Labs.

Приведу также пару примеров изготовления стартера, используемых в книге. Предположим, что имеется одна упаковка лагерных дрожжей (100 млрд клеток). Однако для 5 галлонов (19 л) сусла требуется 337 млрд клеток. Вам потребуется стартер объемом 6 л, чтобы решить эту задачу за один шаг. (Это согласуется с таблицей). Однако аналогичных результатов можно добиться в 2-х литрах. Нужно взять 200 г DME и приготовить 2 л сусла. Задать туда дрожжи. Через 1-2 суток вы будете иметь уже 200 млрд клеток. Теперь можно осадить дрожжи, слить отработанное сусло и добавить еще 2 л свежего. Удвоения количества у вас уже не получиться, но скорее всего вы добьетесь поставленной цели — 330 млрд клеток вырастет.

О простом методе определения концентрации клеток

В настоящей статье очень часто говориться о концентрации клеток. Это очень важный параметр для приготовления стартера. Однако не у каждого пивовара имеется возможность использовать микроскоп. Можно ли определить концентрацию клеток на глаз? Оказывается можно. Авторы книги «Yeast» предлагают простой и остроумный метод.

Вам понадобиться 13-by-100 mm glass test tube. Я думаю, что подойдет любая пробирка. Пиво содержащее менее 1 млн клеток на миллилитр не выглядит в такой посуде явно мутным. Наоборот, при концентрациях выше 1 млн/мл появляются заметные признаки замутненности.

Вам нужно подготовить несколько образцов  пива используя прием разбавления. Для этого нужно применять чистую воду. Если к одной части пива добавить одну часть воды, разбавление будет двукратное, а концентрация клеток в растворе окажется вдвое меньше первоначальной.  Если сделать смесь из 1-ой части пива и 4-х частей воды — концентрация клеток уменьшиться, соответственно, в пять раз. Таким образом разбавляя образец и рассматривая результат на просвет можно добраться до концентрации 1 млн/мл. Далее, зная степень разбавления образца, легко можно определить исходную концентрацию дрожжевых клеток.

Это, конечно, весьма приблизительные оценки, но все же они намного лучше чем ничего. Стоит еще раз отметить, что любые измерения, даже с помощью очень дорогих приборов могут привести к большим ошибкам — очень важно правильно использовать инструмент. Соответственно, чем сложнее приборы, тем выше уровень требований к квалификации специалиста. Предложенный выше  метод прост. В этом его достоинство.

Новые статьи публикуются на Pro версии сайта. Подписку можно оформить здесь.

 

Реклама

Как приготовить стартер: 48 комментариев

  1. Спасибо огромное за столь подробную и полезную статью!

    Тоже тут недавно взялся переводить Yeast Propagation and Maintenance. Что-то мне кажется, там не совсем корректное сравнение аэрации и магнитной мешалки. В эксперименте, описываемом в статье, говорится об аэрации по 1 минуте 3-6 раз в день, тогда как у Кунце написано про 1 минуту через 15 минут в первый день и 1 минуту через 5 минут во второй день. Думаю, что если подключить компрессор к ОВЕНу и подавать воздух по расписанию, можно достичь результатов куда лучше мешалки.

    Я только до конца не понял, как обеспечить стерильность шлангов к колбам. Если воздушные фильтры устанавливаются после стерилизации сусла в колбах, наверное есть вероятность занести заразу?
    Еще вопрос по поводу участка шланга между зажимом и нержавеющей трубкой. Обжигается то только трубка, а в шланге что? Что насчет шланга от баллона с углекислотой для перекачки стартера из колбы?

  2. Здравствуйте Александр
    Спасибо огромное за очередную интересную и познавательную статью
    Прошу ответить на пару вопросов.
    Вы пишете:
    Этот шланг стерилизуется вместе с фильтром в автоклаве
    Заворачиваете ли вы фильтр в фольгу и не забивает ли мембрану паром?
    У меня имеется два фильтра, один можно стерилизовать автоклавом (Мидисарт 2000), второй от morebeer нельзя, вопрос как же его стерилизовать?
    У меня рассекатель для аэрации из нержавейки от morebeer, я пробовал его кипятить, после чего он просто забился водой, пришлось выпаривать влагу на газу. Теперь я его только отжигаю на газе.
    Как вы стерилизуете рассекатель?

  3. Вот, кстати, нашел про аэробное разведение дрожжей. В статье есть несколько интересных выводов, в частности про то, что чисто солодовое сусло не лучшая среда для разведение дрожжей. Хотелось бы знать ваше мнение.
    http://www.propivo.ru/sens/01/15.html

  4. Добрый день, задаю Вам вопрос не в первый раз, но Вы как настоящий специалист в своём деле всегда мне помогали. Вот и сейчас возникло у меня желание построить у себя во дворе частного дома маленькую пивоварню и варить там пивка литров 250.
    В связи с этим возникло куча не решённых задач и одна из них как сделать стартер на 250 литров светлого лагерного пива плотностью 12 %, одними колбочками на 3 литра не накрутишься наверно?
    Мой любимый штамм дрожжей ВЛП 830, вот и не хотелось бы опускаться до сухих дрожжей, а размножать свои любимые ))).
    Может сделать на заказ какую небудь ёмкость из нержавейки и продувать кислородом, я так понял мне надо на такой обьём дойти до 20 литров сусла, а его мешалкой уже не покрутишь?

  5. Дело в том что я сейчас варю лагер для себя в обьёмах 40 литров, разбраживаю дрожжи в два этапа на мешалке ( 2,5 литров и 2 литра потом после оседания дрожей и слива отработки). Всё это дело заряжается при комнатной температуре, а затем переношу в свой холодильный шкаф (температура 10-12 С поддерживается кондиционером) где пиво бродит 3 недели, затем кега с суслом от этой варки заполняется молодым пивом и стоит ещё 3 недели в этом же холодильнике, очень вкусно получается!))

    Ёмкость для брожения предполагается ЦКТ на 300 литров (заказ буду делать на фирме где могут сделать зеркальную полировку), охлаждатся будет с помощью компрессора и витков вокруг ЦКТ из меди. Аэрация проточная ( у америкосов есть установочка на МореБире со встроенным аэратором), вот на счёт циркуляции не думал, неужели на такой обьём нужно уже церкулировать, я думал это актуально для 1000 литров или это Вы по поводу размножения дрожжей??
    Естественно буду у них же заказывать и ёмкость под дрожжевой стартер, только нужно понять принцип и обьём, думал чтонить на 30 литров с возможностью кипятить сусло именно в этом баке, затем охладить и во время набраживания дрожжей продувать кислородом или воздухом (конечно через санирующий фильтр)??

  6. Спасибо за ссылку на бродильный танк.
    А какая периодичность аэрации должна быть, если это 15 минут по 10 сек, то думаю это отличное перемешивание, какое у Вас по этому вопросу мнение? Хотя насос это тоже очень интересный вариант, но как говорится, дополнительный путь к контаминации, как тогда Вы с этим справляетесь?

  7. Да к тому же кислород взрывоопасен. Посмотрел у кунце колбу Карлсберга, не хитрое устройство, может попробывать сделать из кеги литров на 30?

  8. Добрый день, хотелось у Вас узнать какую среду для чашек петри Вы используете при выведении свежей колонии дрожжей?

  9. Добрый день!

    Возник такой вопрос по дрожжам.
    Разводил дрожжи из бельгийского пива «Кармелит». В этапах размножения культуры наблюдалось странное явление — после задачи сусла пенная шапка поднималась, стояла обычное для себя время, уменьшалась до минимума и вновь поднималась!

    На первых этапах думал — показалось, мало ли. Но вот вчера я довел объем до двух литров, шапка ушла, снял с мешалки, поставил на отстаивание (не в холоде, при той же температуре). А сегодня утром наблюдаю — что появилась пена, поставил на мешалку — высокая, стойкая дрожжевая пена.

    Есть опасения, что вода для сусла была жестковатой, использовал не тот фильтр, была ошибка. Но сусло я разбавлял осмотической… Должна уйти лишняя жесткость. Не знаю что и думать.

    1. Спасибо!
      Первые три дня из гидрозатвора тянуло сероводородом, сейчас запах нейтрален… Посмотрел в таблице дефектов — о сероводороде пишется, что либо это особенность дрожжевого штамма, либо автолиз. Посмотрим, что получится.

      Да, я читал, что в бутылках часто бывают иные культуры. Но мне два раза повезло с триппелем «Доминус»: из первой бутылки вывелась культура, которая дала ну просто фантастический вкусовой профиль — орех, приятная древесность (так и назвал — «ореховый эль»), из второй вывелась иная культура, которая дала очень приятные ягодные тона (земляничные).

      Ни покупные жидкие дрожжи (3 штучки использовал), ни тем более сухие дрожжи такого результата не давали. Поэтому и экспериментирую) Сейчас вот из «Самиклауса» культура плодится. Вот надеюсь, что в этом случае все-таки родная культура должна быть, если он позиционируется как эль с дображиванием в бутылке.

    2. У меня был интересный опыт с Belgian Abbey™ — вторая генерация дала замечательный дюшесный букет, в первой действительно, такого интересного аромата не было. Оседали дрожжи, правда, очень неспешно.
      Интересно. Нужно будет поэкспериментировать с повторным использованием культуры.

  10. Здравствуйте уважаемый Александр, очень хочется с Вами посоветоваться, при пошаговом увеличении объема стартера, немецкая школа советует увеличивать объем в стадии лог-фазы, а чешская предлагает чередовать и добавлять сусло то в стадии высоких завитков, то давать дрожжам закончить свою работу и осесть. Я не нахожу чешскому варианту объяснения, кроме одного, не стоит разводить дрожжи в «тепличных» условиях, нужно их приучать и свои объедки доедать))) В любом случае, мне кажется, результат будет хорошим, но интересно Ваше мнение…

    И еще, если готовить сусло специально для стартера, то мне кажется, нужно обязательно делать белковую паузу и мальтозную паузу делать на предельно низких температурах 62 градуса, ведь нам нужны и большое кол-во аминокислот и сбраживаемых сахаров, а на пену и «тело» можно забить))) Как Вы думаете?

    1. Необходимо отметить еще одно соображение практического свойства — о кратности разбавления при разведении культур. По сути вариации кратности разбавления эквивалентны вариациям времени сбраживания. При малой кратности (3-4) начальная концентрация клеток составляет около 25-30 млн/мл. При этом дрожжи способны очень быстро закончить свою работу. Этот параметр также варьируется у разных пивоваренных школ, как это было отмечено в одной из работ (Raines-Casselman), которые я цитировал в обзорной части своей статьи. Приведу этот отрывок еще раз.

      «Хотя 100-кратное или большее разбавление кажутся разумными для разведения дрожжей, большинство пивоваренных заводов (или, по крайней мере, как это преподается пивоваренными школами), выступают за меньшие растворения. Институт Siebel рекомендует, чтобы дрожжи были разбавлены 8-кратно, британские пивоваренные школы рекомендуют 10-кратные, а немецкие пивоваренные школы 4-кратные разбавления. Почему такие маленькие приращения? Хороший ответ находится в продуктивности брожения. Большое разбавление, возможно, изменяет эффективность метаболизма способного к брожению сахара в сусле. Затронутыми являются сахара, которые сбраживаются последними, прежде всего мальтоза и maltotriose. Таким образом, дрожжи, которые размножены с большим разбавлением, будут характеризоваться более низким ослаблением и более сладким финалом»

      Сразу отмечу, что 100 кратное разбавление не самый лучший подход к размножению (об этом шла речь в заключительной части статьи о стартере). В части объяснения продуктивности для размножения «маленьких приращений» точка зрения Raines-Casselman и Ваша полностью совпадают. Практические рекомендации которым следую я при разведении дрожжей (P. Rajotte) подразумевают следующую схему разбавления (указаны объемы свежего сусла): 10 мл — 30 мл — 100 мл — 300 мл и .т.д., как описано в статье. Таким образом приращения в моей практике оказываются еще более маленькими (менее 4).

    1. Александр, в сети тут и там попадаются инструкции по изготовлению стартера с использованием дрожжевого супа. Прокипячённую густую дрожжевую массу из осадка рекомендуется разбавить в сусле, а уже в эту смесь вносить живые разбраживаемые дрожжи. Я пока не нашёл Вашего отношения к такой подкормке. Судя по всему, это объясняется какими-то недостатками такой операции или Вы считаете, что в ней нет необходимости. Выскажитесь пожалуйста, оправдан ли такой метод вообще и в частности для разбраживания дрожжей, которые были собраны при варке и хранились в холодильнике больше 2-х недель (т.е. ослабленные условиями хранения)

  11. Александр, проясните пожалуйста один момент. Например говорится, что в на некий объём сусла нужно задавать 2 литра стартера. Имеется в виду, что это 2 литра стартера, в фазе активного брожения, в котором дрожжи неотделимы от сусла, в котором они равномерно распределены? Или говоря о 2 литрах стартера имеют в виду 2 литра густого дрожжевого осадка, отделенного от сусла, в котором он осел?

  12. 1. При разведении стартера промежуточные доливы сусла и перерелив стартера в бродильную емкость нужно проводить еще на стадии эксп. роста…. Если мешалка даст большую концентрацию но при этом приблизит стац. фазу — лично мне это не подойдёт.
    2. Вы … делаете вывод, что мешалка целесообразна при разведении. Однако в тексте встречается … «вряд ли стоит гнаться за большим приплодом с использованием принудительного перемешивания».

    Имеется в виду, что не нужно … прибегать к мешалке, которая хоть и даёт больший приплод, но с риском автолиза? Или мешалка НЕ дает большего приплода?

    1. 1. Реальная кривая — три стадии роста.

      Как уже упоминалось, после написания статьи я проделал целый ряд измерений стартера. Прежде всего меня интересовал очень простой вопрос — как выглядит реальная кривая роста дрожжей в колбе на магнитной мешалке от нуля до максимума концентрации. Все качественные рассуждения типа «мешалка даст большую концентрацию, но при этом приблизит стац. фазу» совершенно бесполезны для практики. В конце концов я снял несколько кривых для штаммов WLP300 и WLP029 — от начала разведения (концентрация клеток 2,6 млн/мл) до момента долива (концентрация 250 млн/мл) и от момента долива до засева и т.п.

      Как и следовало ожидать график показал три стадии процесса, отличающихся наклоном кривой к оси времени, что является следствием различной скорости размножения клеток. Первые 10-12 часов скорость примерно такая же, как в колбе без перемешивания (концентрация клеток менее 50 млн/мл). С 13 по 25 час — скорость максимальна (концентрация возрастает до 250 млн/мл). С 25 по 30 час — наклон кривой уменьшается и становиться сопоставим с первой фазой (до концентрации 260 млн/мл). Однако рост продолжается.

      Кривые для различных штамов немного отличаются, что является следствием индивидуальных способностей к росту. Однако можно уверенно предполагать, что сутки на мешалке не способны «ухудшить» культуру при всех прочих равных условиях. Что подтверждается на практике — признаки брожения в ферментере я наблюдаю уже через пару часов после засева стартера.

      Ныне я не гонюсь за высокой стартовой концентрацией клеток в реторте на мешалке — это не требуется. Иногда я засеиваю в реторту 5 мл культуры прямо из пробирки (как в описанных экспериментах), иногда 50 — разницы особой нет. Однако стоит заметить, что я использую стерильное сусло и угроза контаминации исчезающе мала. Хотя это уже из другой области и требует отдельного разговора.

  13. Спасибо за разъяснения!
    Кунце пишет о переливе … стартера при достижении экстрактивности 6-7 и концентрации 100-120 млн/мл. На мешалке Вы добиваетесь 250 млн/мл для эля. А какая экстрактивность при этой концентрации? Ведь определять момент, когда задавать стартер (после мешалки) нужно также по экстрактивности?

    И еще практический вопрос по методике Райота. На первом этапе дрожжи высыпаются в 100 мл сусла. Написано, что сигналом к переливу служит начало осаждения дрожжей.
    Как отследить момент перелива, имея рефрактометр – более-менее понятно, а вот пока он не куплен и сифон для отбора проб не собран. Что именно я увижу в посуде? Сусло всё время будет мутное (?), а на стадии замедления роста начнет формироваться слой дрожжей на дне? На этот признак и нужно ориентироваться?

  14. Здравствуйте, Александр!
    А чем Вы стерилизуете санирующий фильтр на рис.13 или его не нужно стерлизовать?
    Спасибо.

  15. Здравствуйте, Александр!
    Возник такой вопрос, можно ли санирующий фильтр дезинфецировать в микроволновке в сухом виде, т.е микроволновым излучением?
    Спасибо.

  16. Доброго времени суток, Александр!
    Подскажите пожалуйста какой Вы используете микроскоп для подсчета кол-ва дрожжевых клеток. Или какова необходима кратность увеличения, насколько я знаю для всего, что выше 1000Х увеличения требуются специальные приемы, в частности необходимо применять специальное иммерсионное масло или объективы как то делятся на сухие и «мокрые»? До недавнего времени был доступ к оптико-электронному микроскопу, теперь встал вопрос о приобретении своего, и по возможности бюджетного варианта 🙂
    Спасибо!
    С уважением, Александр

    1. Благодарю!
      Тоже на Микмед нацелился, только первый монокуляр, в Питере, самый приемлемый вариант, как с сохранения так и на вторичном рынке. Но хотелось уточнить…
      С гелиантином натрия и тп., знаком, но заниматься настолько углубленно я не планирую 🙂
      Еще раз спасибо!

  17. Добрый вечер.
    Помогите пожалуйста разобраться.
    Я сделал стерильное сусло из DME 500 мл 1.040, засыпал дрожжи 10-11 мг, сделал стартер на мешалке получил 250 млн/мл.
    1.Могу я теперь этот стартер перемешать разлить по бутылочкам 10 мл это примерно 50 бутылочек и хранить для следующих партий или как-то по другому нужно готовить суспензию?
    2. При какой температуре нужно хранить такого типа дрожжи?

    1. Подскажите, а тогда какой смысл снимать дрожжи с ферментора как вы описываете, если срок хранения не более 2 недель и скорее всего это уже мутировавший штам?! У вас находится тройник в ферменторе для снятия культуры. Зачем вы это делаете, снимаете культуру с ферментора?

  18. Здравствуйте, Александр.
    У меня к Вам такой вопрос, можно ли для изготовления стартера вместо сусла использовать раствор глюкозы соответствующей концентрации?
    Заранее большое спасибо.

  19. Здравствуйте, Александр.
    У меня к Вам опять возник вопрос, при изготовлении стартера из сухих дрожжей на магнитной мешалке должен ли я увидеть стадию высоких завитков, почему спарашиваю, т.к. уже сутки стартер на мешалке пермешивается, а никаких визуальных изменений не видно. Стартер делаю впервые, поэтому опыта нет.
    Заранее Вам большое спасибо.

    Дрожжи Safeale S-04 11 г
    Сусло плотностью 1,035 1,7 л

  20. Александр, вы пишите: Вот для сравнения график по стауту: брожение 2-3 дня, оседание дрожжей 2-3 дня, карбонизация в холодильнике 2-3 дня. Готово. Дрожжи WLP002.
    Вы имели в виду фазу 2 дня активного брожения+ 3 оседания. как точно определить для этих дрожжей, что пора на созревание и карбонизацию? Только по гидрозатвору?

    1. Для 002 можно только по затвору, потому что оседают они очень хорошо при комнатной температуре. Если есть проблемы с этим, то нужно измерять сахар — для точности, — и по достижении конечной степени сбраживания охлаждать. Однако я обычно делаю проще — булькать закончило, день-другой постояло и включаем охлаждение.

      Затем смотрим прозрачность. Как только дрожжей станет около 1 млн/мл (я писал в статье Созревание, как оценить) можно в КЕГ. Если дать давление пару баров, тогда на следующий день уже будет карбонизация нужного уровня. Однако, когда дрожжи в кондиции «не очень», возможен косяк — под действием большого давления СО2 клетки могут чего-нибудь выделить наружу, типа кетонов и альдегидов.

      Кроме того, сроки брожения зависят от количества дрожжей. Я обычно задаю большой литровый стартер — то есть очень много. Так как, обычно, я уверен в своей культуре, в этом случае «кашу маслом не испортить». Собственно, сие известный факт. Кунце тоже пишет о норме засева до 30 млн/мл.

  21. Спасибо за ответ! Тогда наверняка у меня проблема в некондиционных дрожжах. После брожения прозрачность идеальная, вкус очень приятный, даю принудительную карбонизацию, появляется неприятный привкус, который со временем только усиливается. Сначала думал, что недостаточно выдержал при брожении, потом грешил на грязную углекислоту, даже пришлось поругаться с продавцом баллона СО2, но теперь похоже все дело в некондиционных дрожжах…
    В следующий раз попробую засеять больше. Еще раз Вам спасибо!

    1. Еще раз, здравствуйте, Александр! Давление при карбонизации — 2 атмосферы в напорном танке, меньше не получается, выдавливает обратно. Санирующий фильтр не использовал, только угольный. Привкус приторно и сладкий и горький одновременно, как будто раскусываешь косточку мандарина, при этом присутствует запах малины… Я все таки виню некондиционные дрожжи, потому что с сухими US-05 , ничего подобного не было при тех же самых операциях и ингредиентах. Скорей всего я просто их мало задал и набрал много чего постороннего…

  22. Сегодня еще раз проверил CO2, загазировал простую воду, запах и вкус нормальный. Думаю, что Ваше предположение верное, дело в не совсем кондиционных дрожжах. WLP002 мне очень нравятся, дают вкусное пиво, но, на мой взгляд, хуже сбраживают, чем WLP001 (US 05). В связи с этим вопрос, был ли у Вас опыт использования в одной варке двух дрожжей сразу, например, начинают WLP002, через два дня запуск WLP001, которые подчистят все окончательно?

  23. Не судите строго, Александр) Ведь Вы для этого и создали этот блог, чтобы учить нас, дураков)))
    С наступающим Новым Годом!

  24. «Что будет если скрестить ужа и ежа я не знаю — не пробовал.»
    А как же Cream Ale, там вообще дрожжи разных рас вместе работают. В тех же White Labs много дрожжей, где разные штаммы в одном виде. Определенный стиль тоже своих четких границ не имеет. WLP002 залегают чуть ли не через 40 часов активного брожения. Я читал на форумах, что можно их взболтать, и они начнут работать с новой силой, чтобы увеличить степень сбраживания. Как Вы к этому относитесь? Я так понял, что Вы хорошо знаете эти дрожжи.

  25. В упомянутой выше книге сам основатель White Labs пишет, что дрожжи из лаборатории в первом брожении не дают того результата на который они способны. Для получения лучшего пива нужно повторно использовать правильно собранную культуру. Пожалуй, я с этим соглашусь.
    Доброго дня. Можно попросить вас описать порядок повторного сбора дрожжей.

    1. Александр, фраза «пожалуй я с этим соглашусь» это часть Вашей цитаты из комментария от 14.11.2011. Отсюда и возник мой вопрос, если вы согласны с тем что «Для получения лучшего пива нужно повторно использовать правильно собранную культуру», то какова процедура сбора дрожжей?
      Что касается книги, ищу ее, в электронном виде.

  26. Добрый день,
    согласен с Александром, у меня тоже вторичный сбор с ферментера годиться только для мытья волос, пиво конечно тоже можно сбродить, но заброд вялый и брожение продолжительное.
    Наилучший вариант это свежий стартер, тем более что при разброде культуры которую вы лично пересевали и хранили на косых средах активность гораздо выше тех что приехали из штатов в пробирке!

  27. Александр, добрый вечер! Вот вы пишите: Вот для сравнения график по стауту: брожение 2-3 дня, оседание дрожжей 2-3 дня, карбонизация в холодильнике 2-3 дня. Готово. Дрожжи WLP002. (Это справедливо для любого эля). Конечно если хочется лагер — нужно делать то, что хочется. Я хотел лишь сказать, что эли требуют меньших затрат по времени — и соответственно, оборудование используется более эффективно, что немаловажно для коммерческих целей.
    Мне интересно, почему подавляющее большинство коммерческих пивоварен варят лагер, если эли экономичнее. Народ привык к условному «Жигулевскому»? Но можно сварить из верховых дрожжей псевдо-лагер, который все равно будет настоящим пивом, а не это массовое «быдло-пиво», а по затратам сравним с ним. Причина в сроке хранения? Но эли под давлением в кегах хранятся не хуже. Тогда в чем подвох, как вы думаете?

  28. Александр, здравствуйте! У меня так получается, что WLP002 сразу после брожения и даже осветления пива дают хорошо заметную бражную кислинку во вкусе, в процессе созревания (не менее 10 дней) она уходит, только тогда пиво просто преображается . Эта первоначальная «кислость» молодого пива, это нормально? Вы сталкивались с такой проблемой? Как Вам удается получать готовое пиво через 7-8 дней с этими дрожжами?

  29. Александр, подскажите пожалуйста, как вы выравниваете температуру стартера перед задачей его в сусло?

    1. Всего на 1-2 градуса?
      У меня стартер крутится на мешалке при температуре 24-25 градусов, а температура сусла при задаче дрожжей 20-21 градус.
      При какой температуре у вас крутится стартер и какова температура сусла?

    2. Понятно.
      25С достигается в естественных комнатных условиям — просто не уделяю должного внимания температурному режиму стартера. Кстати, при какой температуре его лучше крутить?
      Охлаждение ферментера вы начинаете сразу после засева или сначала выдерживаете несколько часов, чтобы дать возможность дрожжам адаптироваться и начать брожение?

  30. Доброго времени суток. Очень полезная статья , спасибо. Вы писали про концентрацию клеток/ мл , а сколько это мл дрожжевого осадка. Спасибо.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s