Кто портит пиво: что домашним пивоварам нужно знать о посторонних микроорганизмах

logo

Микроорганизмы могут по-разному воздействовать на пиво, вызывая не только приятные, но и нежелательные изменения во вкусе и аромате. Размножение микроорганизмов на сырье или в сусле может нарушить нормальный ход брожения и сделать пиво непригодным для потребления. О том, какие нежелательные организмы могут завестись на домашней пивоварне, рассказывает Brew Your Own.

Виды микроорганизмов, вызывающих порчу пива

Основные категории микроорганизмов, которые могут портить пиво — это бактерии и дикие дрожжи.

Бактерии

Пиво — неблагоприятная среда для большинства микроорганизмов. Концентрация этанола и сравнительно низкий pH пива создают среду, не подходящую для роста бактерий. Концентрация растворённого углекислого газа и очень низкая концентрация растворённого кислорода делают пиво почти исключительно анаэробной средой. Пиво также содержит растворённые компоненты хмеля, токсичные для многих бактерий. Только несколько видов бактерий могут расти в таких «недружелюбных» условиях и способны портить пиво. Однако некоторые типы бактерий могут быстро размножаться в сусле. В свежее сусло нужно как можно быстрее внести активные дрожжи, чтобы они могли замедлить рост нежелательных бактерий и вытеснить их.

Бактерии могут иметь различные формы, но портящие пиво бактерии — обычно или круглые (cocci) или палочковидные (bacilii). Бактерии дифференцируют путём окраски по Граму. Бактерии считаются или грамположительными, или грамотрицательными, в зависимости от того, как они реагируют на эту окраску. То, как бактерия взаимодействует с окраской, связано со спецификой структуры её клеточной стенки.

Грамотрицательные бактерии

Важные виды грамотрицательных бактерий — уксуснокислые бактерии, Zymomonas spp., Pectinatus spp. и различные Enterobacteriaceae. Различные виды этой группы не только вмешиваются в процесс брожения и производят нежелательные побочные продукты — есть данные, что они переживают процесс брожения и попадают в готовый продукт.

Уксуснокислые бактерии

Это грамотрицательные палочковидные бактерии, которые производят уксусную кислоту из этанола. С пивоварением традиционно связывают два рода уксуснокислых бактерий — Acetobacter и Gluconobacter. Acetobacter может окислять этанол до углекислого газа и воды посредством гексозомонофосфатного пути и цикла трикарбоновых кислот. Для Gluconobacter самый важный способ метаболизма сахара — гексозомонофосфатный путь. Полноценного гликолиза и ЦТК у них нет. Эти организмы не могут жить в анаэробных условиях готового пива. Заражение Acetobacter и Gluconobacter может проявиться только в пиве, которое содержит некоторое количество кислорода из-за ошибок в процессе производства.

Zymomonas

Это грамотрицательные палочки, которые встречаются в виде отдельных клеток, в парах или цепочках. Самая выразительная характеристика Zymomonas — это способность сбраживать глюкозу или фруктозу в этанол и углекислый газ посредством пути Энтнера-Дудорова. Этанол начинает замедлять рост Zymomonas только при концентрации около 8%. Zymomonas mobilis может быть причиной образования недопустимого уровня ацетальдегида и сероводорода в лагере.

Enterobacteriaceae

В домашнем пивоварении встречаются Obesumbacterium proteus. Это грамотрицательная палочковидная бактерия, которая часто загрязняет вносимые в сусло дрожжи. Она хорошо растёт в неохмелённом сусле и может выдерживать pH от 4,4 до 9. Obesumbacterum proteus известна тем, что подавляет процесс брожения и производит диметилсульфид, диметилдисульфид, диацетил и сивушные масла. Пиво, загрязнённое Obesumbacterum proteus, может иметь характерный запах фруктов или пастернака.

Грамположительные бактерии

Грамположительные бактерии способны быстро расти, и у них обычно высокая толерантность к условиям с высокой температурой и низким pH. Из-за этого грамотрицательные бактерии обычно считаются самыми грозными загрязнителями на пивоварне. Грамположительные бактерии, принадлежащие к родам Lactobacillus и Pediococcus, часто называют молочнокислыми, потому что они производят молочную кислоту из простых сахаров. Грамположительные бактерии, как правило, хуже способны противостоять антибактериальному эффекту хмелевых смол, но это верно не для всех видов.

Lactobacillus

Из пива были изолированы несколько видов Lactobacillus, и это основные загрязнители в пивоварении. Это палочковидные организмы, которые устойчивы к придающим горечь компонентам хмеля. Lactobacillus могут портить пиво, вызывая кислотность, побочные вкусы и мутность. Некоторые лактобактерии производят диацетил, ответственный за маслянистый вкус в пиве. Хотя все лактобактерии производят молочную кислоту, не всегда её накапливается в пиве столько, чтобы это значимо повлияло на вкус готового пива.

Pediococcus

Pediococcus damnosus очень часто обнаруживаются на пивоварнях, которые производят лагеры — обычно в конце брожения или в готовом пиве. Результат порчи педиококками похож на то, что делают лактобактерии. Педиококки вызывают высокую кислотность и маслянистый запах из-за образования диацетила. Педиококки также замедляют рост дрожжей, что отражается в сниженной степени сбраживания. Педиококки могут также образовывать тиксотропную полисахаридную слизь, которая проявляется тягучими «нитями». Принято считать, что педиококки — одни из самых сложных в удалении с заражённой пивоварни типов бактерий.

Дикие дрожжи

Дикими можно назвать любые дрожжи, которые пивовар не внёс намеренно в пиво. Дикие дрожжи могут дать самые разные нежелательные вкусы в готовом пиве. Среди них сероводород (тухлые яйца), эфиры (фруктовые ноты), кислоты, жирные кислоты и фенолы (аптечные ноты). Также дикие дрожжи, которые как следуют не флокулируют, могут сделать пиво мутным. Заражение дикими дрожжами может повысить содержание алкоголя и снизить конечную плотность готового пива (если у заразивших пиво дрожжей высокая сбраживающая способность). Дикие дрожжи могут относиться как к сахаромицетам, так и к другим группам.

Дикие дрожжи Saccharomyces

Дикие дрожжи Saccharomyces — это факультативные анаэробы. Перекрёстное заражение другим штаммом Saccharomyces cerevisiae может привести к образованию побочных вкусов и необычному ходу брожения. Штаммы Saccharomyces diastaticus могут сбраживать декстрины, которые обычно не трогают большинство штаммов пивных дрожжей. В итоге пиво сбраживает слишком сильно.

Дикие дрожжи не Saccharomyces

Есть множество разных родов и видов несахаромицетов, которые могут привести к дефектам пива. Обычно это аэробные организмы. Один из распространённых видов — Brettanomyces. Бреттаномицеты производят кислотные, сидровые, гвоздичные, аптечные ароматы и вкусы. Помимо бреттов, к этой категории относятся Pichia, Candida и Hansenula. Pichia формируют плёнки, муть и различные необычные эфиры. Candida и Hansenula быстро размножаются и образуют плёнки. Pichia и Candida также окисляют этанол в уксусную кислоту в аэробных условиях.

Пивовары иногда намеренно используют несахаромицеты, чтобы получить определённый характер пива. Эти дрожжи могут давать разные вкусы и ароматы и усиливать определённые характеристики пива. Например, для получения кислого вкуса часто используют Brettanomyces bruxellensis.

Заключение

Микроорганизмы повсюду, и они могут попасть в сусло или пиво почти на каждом этапе производства. Хотя никакие патогенные микроорганизмы в пиве выжить не могут, но заражённое непреднамеренно пиво обычно неприятное на вкус, либо его просто невозможно пить. Домашний пивовар должен понимать, как соблюдать гигиену, чтобы минимизировать риск проблем, вызываемых посторонними микроорганизмами.

Таблица 1: грамотрицательные бактерии

Тип бактерий (грамотрицательные)

Описание

Воздействие на пиво

Уксуснокислые бактерии

Acetobacter

A. aceti

A. liquefaciens

A. pastorianus

A. hansenii

Прямые или слегка искривлённые палочки до 4 микрометров длиной. Клетки плеоморфны и встречаются парами или цепочками. Способны окислять этанол.

Создают муть или плёнку в пиве, содержащем кислород. Среди продуктов метаболизма — уксусная кислота, ацетальдегид и ацетаты.

Уксуснокислые бактерии

Gluconobacter

G. oxydans

Морфология аналогична Acetobacter. Облигатные аэробы, каталаза-положительные. Этанол может окисляться до уксусной кислоты, но иногда не окисляется.

Аналогично Acetobacter. Формируют муть или плёнку на пиве, содержащем кислород. Среди продуктов метаболизма — уксусная кислота, ацетальдегид и ацетаты.

Zymomonas

Z. mobilis

 

Толстые палочки, которые могут встречаться поодиночке, в парах, цепочках или розетках. Эндоспоры не формируются. Некоторые виды подвижны, а другие нет. Они растут анаэробно, но при этом каталаза-положительны. Толерантны к аэробиозу. Сбраживают глюкозу и фруктозу с образованием этанола. Мальтозу не сбраживают. Оптимальный для роста диапазон температур —25-30 °C.

Присутствуют только на элевых пивоварнях. Вызывают привкус «гнилого яблока» из-за образования сероводорода и ацетальдегида.

Obesumbacterium (Hafnia)

O. proteus

Короткие, толстые плеоморфные палочки. Каталаза-положительные, толерантны к этанолу. Их размножение в сусле приводит к образованию диметилсульфида, высших спиртов и диацетила.

Часто обнаруживаются в засевных дрожжах. Размножаются вместе с дрожжами во время брожения, замедляют сбраживание и увеличивают pH пива. Придают побочные вкусы фруктов/пастернака.

Citrobacter

C. freundii

 

Тонкие прямые палочки, присутствующие поодиночке или в парах и обычно подвижные. Клетки каталаза-положительные, факультативные анаэробы. Большинство видов метаболизируют цитрат. Сбраживают глюкозу с образованием различных органических кислот (лактат, пируват, изоцитрат и сукцинат). Сравнительно нетолерантны к этанолу.

Заражают редко. Усиливают сбраживание, увеличивают образование органических кислот и диметилсульфида. На позднем этапе брожения погибают в присутствии этанола.

Enterobacter (Rahnella)

R. aquatilis

E. agglomerans

Короткие, толстые палочки, могут быть подвижны. Сбраживают глюкозу с образованием кислоты и газа.

Обычно загрязняют засевные дрожжи. Действуют аналогично Obesumbacterium. Сравнительно нетолерантны к этанолу. Лучше выживают при брожении элей со сбором дрожжей сверху. В загрязнённом сусле образует много диацетила.

Klebsiella

K. terrigena

K. oxytoca

Тонкие капсульные неподвижные палочки, встречаются поодиночке или в коротких цепочках. Факультативные анаэробы. Сбраживают глюкозу с образованием кислоты и газа.

Декарбоксилируют феруловую кислоту с образованием 4-винилгваяколя. Создают фенольные вкусы в пиве. Эту реакцию катализирует присутствие некоторых диких дрожжей.

Pectinatus

P. cerevisiiphilius

 

Очень тонкие искривлённые палочки, встречаются поодиночке или парами. Более старые клетки могут становиться длиннее. Подвижные, облигатные анаэробы.

Загрязняют пиво при низком уровне кислорода. Производят сероводород и другие сернистые компоненты.

Megasphaera

M. cerevisiae

Слегка вытянутые кокки, встречаются поодиночке или в коротких цепочках. Неподвижны, не образуют спор. Облигатные анаэробы. Сравнительно нетолерантны к этанолу.

Загрязняют пиво только в низкокислородной среде, в которой концентрация этанола не превышает примерно 4% объёма. Из-за образования сероводорода и других содержащих серу метаболитов появляются тухлые вкусы и запахи.

Таблица 2: грамположительные бактерии

Lactobacillus

L. brevis

L. casei

L. plantarum

L. fermentum

L. buchneri

L. debrueckii

 

 

 

Тонкие неподвижные анаэробные палочки, не формирующие эндоспор. Не имеют каталазной активности, но могут выдерживать присутствие кислорода и низкий pH. Некоторые устойчивы к смолам хмеля. Обычно требовательны к составу питательной среды. При брожении образуют в основном молочную кислоту или смеси молочной, уксусной кислот, этанола и углекислого газа.

Делают заражённое пиво мутным. Некоторые производят внеклеточные слизистые полисахариды, которые проявляются в заражённом пиве видимыми нитями. Образуются кислотные побочные вкусы.

Pediococcus

P. damnosus (или P. cerevisiae)

P. inopinatus

 

Неподвижные кокки, встречающиеся поодиночке, в парах или в тетрадах/коротких цепях. Каталаза-отрицательные, но могут выдерживать некоторое количество кислорода и расти в микроаэрофильных условиях. Большинство гомоферментативны, многие устойчивы к смолам хмеля. Толерантны к этанолу.

Портят бродящее сусло и пиво. Образуют муть, кислотность, высокую концентрацию диацетила.

Bacillus

B. coagulans

Большие, подвижные палочки, которые формируют эндоспоры. Каталаза-позитивны, аэробы/факультативные анаэробы. Термоустойчивы и термофильны, но чувствительны к смолам хмеля и не могут расти в средах с pH ниже примерно 5?0.

 

Эндоспоры позволяют им пережить кипячение сусла. Могут размножаться в горячем (55-70 °C) сладком сусле, где они образуют молочную кислоту. Их воздействие ингибируют хмелевые смолы и низкий pH. Редко портят пиво.

Micrococcus

M. kristinae

 

Каталаза-положительные, обычно облигатные анаэробы (M. kristinae — факультативные анаэробы). Чувствительны к кислотному pH и хмелевым смолам.

Часто заражают пивоварни, но порчу пива обычно предотвращает их высокая чувствительность к смолам хмеля и нетолерантность к кислотному pH.

Чрезмерное употребление пива вредит вашему здоровью