Охмеление затора и тиолы. Как усилить фруктовый аромат пива

Добавление хмеля не только в вирпул и на сухое охмеление, но и во время затирания — это ещё один способ раскрыть фруктовую вкусоароматику современных сортов, особенно в сочетании со специальными дрожжами. О том, какие еще преимущества имеет этот способ охмеления, в журнале Brew Your Own рассказывает Брэд Смит.

Добавлять хмель при затирании весьма просто. При температуре затирания хмель даст чуточку горечи: 60 минут при 69 °C дадут примерно ту же утилизацию, что и добавление хмеля в вирпул на то же время при той же температуре. Однако утилизация будет значительно ниже, чем при таком же времени кипячения — порядка 10%. То есть горечи от 60-минутного затирания много не получить, но у этой технологии есть другие преимущества.

У охмеления затора долгая история. В последние полтора века эту технику широко использовали для лагеров, пейл-элей и пильзнеров, получая таким образом легкую горечь без грубости, которая могла бы проявиться при охмелении в котле. А в старые времена хмель и солод могли просто затирать без кипячения.

История метода

В рецептах домашнего пива охмеление затора стало появляться с 1970-80-х годов, когда домашние пивовары стали использовать исторические технологии для воссоздания старинных стилей. К началу 1990-х этот метод вышел из моды: Гленн Тинсет, Грег Нунан, Марк Гэрец и другие разработали формулы для расчета горечи от охмеления при кипячении. К тому же уровень горечи стало проще замерить в лаборатории. В итоге пивовары поняли, что утилизация хмеля при затирании невысока (лишь около 10-20% от того, что дает кипячение), поэтому сочли эту технологию пустой тратой дорогого сырья.

Еще один удар этой технологии нанесла революция IPA начала 2000-х, когда пивовары стали уделять больше внимания ароматике хмеля. Все ароматические масла хмеля летучие, вследствие чего быстро испаряются при варке. Поэтому пивовары начали делать охмеление для горечи в начале кипячения, а затем в конце делали добавку для ароматики. После охмеления при затирании вся ароматика по сути улетучится за 60-90 минут кипячения. Сочетание низкой утилизации и отсутствия ароматики по сути на много лет «похоронили» эту технологию.

Однако в последние годы стало известно о других ее преимуществах, и отношение к охмелению затора изменилось.

Охмеление затора для стабильности пива

Долгое время я относился к охмелению затора скептически. Но когда Скотт Джениш, совладелец пивоварни Sapwood Cellars, пришел ко мне на подкаст BeerSmith Podcast поговорить об этой технологии, я заинтересовался. Скотт рассказал, что в последнее время использует охмеление затора при производстве многих сортов для повышения стабильности пива. Он кратко описал эту технологию в своей книге «Новый IPA».

Основная идея в том, что кислоты и полифенолы хмеля реагируют с металлами, присутствующими в заторе. Во всех видах солода содержится немного железа, меди и марганца. Сами по себе металлы не обязательно являются проблемой, но в готовом пиве они могут в связи с кислородом образовать высокореактивные компоненты, которые, взаимодействуя с другими веществами в пиве, приведут к быстрому старению пива. Снижение содержания металлов вместе с тщательным контролем доступа кислорода на всех этапах производства может значительно повысить стабильность вкуса и продлить срок годности пива.

В книге «Новый IPA» Джениш рассказывает об исследованиях, в которых альфа- и бета-кислоты хмеля соединяли с ионами различных металлов и затем измеряли концентрацию. Было обнаружено, что кислоты хмеля наиболее эффективно снижают концентрацию железа и меди, но не особо эффективны для магния, марганца, кальция и цинка. Было установлено, что альфа-кислоты более эффективны, чем бета-кислоты или изомеризованные альфа-кислоты. Это позволяет предположить, что использование хмеля с высоким содержанием альфа-кислот при затирании, до их изомеризации в процессе кипячения, наиболее эффективно для снижения содержания железа и меди.

Учёные провели серию экспериментов с добавлением на разных этапах меди, железа и марганца и установили, что марганец больше, чем другие металлы, влияет на окисление готового пива (Zuffall, C.; Tyrell, T. The influence of heavy metal ions on beer flavor stability. J. Inst. Brew. 2008, 114, 134–142). Так как на содержание марганца, меди и железа в заторе влияет прежде всего зерно, также нужно обращать внимание на выбор солода.

Джениш рекомендует использовать порядка 760 г хмеля на 100 л для снижения концентрации металлов. Хотя известно, что охмеление затора снижает содержание железа и меди, способствуя тем самым стабильности пива, эту технологию нужно сочетать с комплексными мерами по снижению контакта с кислородом на всех этапах процесса. Охмеление даст эффект, только если вы минимизируете доступ кислорода, особенно после брожения — во время перекачки пива, сухого охмеления и розлива.

Охмеление затора для усиления фруктового вкуса

Изучению вкусов и ароматов хмеля и тому, как их усилить, посвящено множество исследований. На волне популярности мутных IPA пивовары стали выбирать хмель с тропическим характером и искать способы усилить его в готовом пиве. Много работы ведется для изучения ароматических масел хмеля, их категоризации и поиска способов усиления их эффекта.

Исследования показывают важность тиолов для создания тропического вкуса и аромата. Раньше тиолы изучали в контесте вина — они играют важную роль во вкусоароматическом профиле таких сортов, как совиньон-блан. Однако тиолы присутствуют во многих сортах хмеля и солода и играют важную роль и в пиве. В стремлении к максимальному раскрытию тиолов пивовары заново стали проводить охмеление затора, сочетая эту технологию с особыми штаммами дрожжей, которые способствуют высвобождению тиолов и созданию мощной фруктовой ароматики.

Что такое тиолы

С химической точки зрения тиолы — это сернистые аналоги спиртов: вместо -OH в их структуре присутствует -SH. Хотя тиолов в хмеле крайне мало, многие из них очень ароматные. Они настолько пахучие, что большинство из них могут ощущаться в концентрации, измеряемой нанограммами на литр. Ароматы очень разные — от тропических и цитрусовых фруктов до чеснока. В хмеле присутствуют различные тиоловые компоненты, но исследователи делают акцент на большой четверке:  3-меркаптогексан-1-ол (3SH/3MH), 3-сульфанил-4-метилпентан-1-ол (3S4MP/3M4MP), 4-меркаптометилпентан-2-он (4MSP/4MMP) и 3-меркаптогексилацетат (3SHA/3MHA), у каждого из которых свой ароматический профиль.

Если рассматривать конкретные ароматы, у 3SH/3MH это грейпфрут, цитрус, белый виноград и крыжовник. 3S4MP/3M4MP — маракуйя, грейпфрут и ревень. 4MSP/4MMP — черная смородина, помидорный куст, шнитт-лук, а в крайнем выражении — кошачья моча. И, наконец. 3SHA/3MHA — маракуйя, цитрус, гуава и человеческий пот.

Свободные и связанные тиолы и биотрансформация

Усложняет дело то, что тиолы в хмеле могут быть свободными и связанным. Свободные тиолы ароматные, а связанные — это не имеющие запаха прекурсоры, находящиеся в связи с аминокислотами. Эти связи могут быть разрушены во время брожения, но обычно высвобождения ощутимого количества можно добиться только при помощи специальных дрожжей. Сортов хмеля с высоким содержанием связанных тиолов много, но они останутся связанными, если пивовар не предпримет специальных действий для их высвобождения. В некоторых светлых и лагерных солодах также присутствуют связанные тиолы, в частности, 3SH/3MH, который можно высвободить при помощи дрожжей.

Биотрансформацией называют различные химические процессы во время брожения, в ходе которых один компонент преобразуется в другой. Долгое время пивовары выбирали такие сорта хмеля, как Citra, Columbus и Cascade, богатые конкретными компонентами (гераниолом, линалоолом, цитронеллолом и др.), которые легко преобразуются в ароматические формы во время брожения. Это значительно влияет на аромат готового пива и ярко проявляется во многих современных охмеленных сортах.

Однако во время брожения может происходить и другая биотрансформация — высвобождение связанных прекурсоров с выделением свободной ароматической формы. Именно к этому мы стремимся, проводя охмеления затора: выбираем сорта, богатые связанными тиолами, и сочетаем их со специальными штаммами дрожжей, которые способны высвобождать тиолы в ходе брожения.

Какие хмели использовать для получения максимума тиолов

Компания Lallemand определила сорта хмеля, богатые различными тиолами.

Сорта, богатые свободными тиолами:

• 3SH/3MH (грейпфрут): Apollo, Galaxy, Simcoe, Citra, Mosaic
• 3S4MP/3M4MP (ревень): Nelson Sauvin, Ekuanot, Hallertau Blanc, Mosaic
• 4MSP/4MMP (черная смородина): Nelson Sauvin, Apollo, Citra, Galaxy, Mosaic, Simcoe
• 3SHA/3MHA (маракуйя): нет

Сорта, богатые связанными тиолами:

• 3SH/3MH (грейпфрут): Motueka, Saaz, Cascade, Citra, Hallertau Blanc
• 3S4MP/3M4MP (ревень): Hallertau Blanc
• 4MSP/4MMP (черная смородина): Nelson Sauvin, Aramis, Strisselspalt, Mandarina Bavaria, Simcoe
• 3SHA/3MHA (маракуйя): нет

В блоге Скотта Джениша опубликован интересный пост, посвященный исследованиям специалиста по биохимии ароматов, доктора Орели Роланд. Джениш разместил составленную Роланд таблицу свободных и связанных тиолов, в которой подсвечивается, что концентрация 3SH/3MH во многих сортах безусловно выше, чем других тиолов. Во многих из этих хмелей также содержатся прекурсоры 4MMP. Вот список сортов с наивысшим содержанием прекурсоров 3MH (аромат грейпфрута) в порядке концентрации: Calypso, Saaz, Simcoe, Nugget, Cascade, Hallertau Perle, Hallertau Tradition, Citra, Apollo, Hallertau Nugget, Eureka, Bravo, Hallertau Cascade.

К этому можно добавить данные Yakima Chief, которая провела исследование урожая 2021 года и установила, какие компоненты лучше всего сохраняются в вирпуле и при сухом охмелении. В список изученных компонентов вошел и MH/3SH. Лучше всего с этой точки зрения проявили себя Cryopop, Chinook, Krush, Sabro, Idaho Gem и Comet.

При охмелении затора для нас прежде всего важны связанные тиолы — большая часть свободных будет разрушена во время кипячения. Списки Lallemand показывают, что многие сорта хмеля, такие как Hallertau Blanc, Nelson Sauvin и Simcoe, содержат много и свободных, и связанных тиолов. Хотя исследование Yakima Chief было посвящено только охмелению в вирпуле и сухому охмелению, его результаты указывают на сорта хмеля, которые могут содержать связанные тиолы, способные к трансформации. Однако при выборе сортов для охмеления затора надежнее всего начать со списков Lallemand или Роланд.

Выбор дрожжей

Так как суть этой технологии в высвобождении связанных тиолов в ходе биотрансформации во время брожения, нужно выбрать подходящие дрожжи. Ароматические тиолы связаны с аминокислотами, и для их высвобождения нужны определенные дрожжи — эта способность зависит от присутствия в штамме нужных генов.

Некоторые дрожжи приемлемо работают со связанными тиолами. Например, в упомянутой ранее таблице Lallemand содержится список их штаммов, лучше всего подходящих для высвобождения тиолов. Среди них — LalBrew Diamond, Farmhouse, Nottingham, Voss и Verdant.

Для специфического воздействия на связанные тиолы некоторые дрожжевые лаборатории ведут эксперименты с генетической модификацией — активацией гена IRC7, который отвечает за образование β-лиазы (этот фермент высвобождает тиолы, связанные с аминокислотой цистеином). Одним из первопроходцев была Omega Yeast, которая выпустила штамм Cosmic Punch OYL-402, модифицированный вариант их популярного штамма British Ale V OYL-011. Этот штамм предназначен для освобождения тиолов и получения пива с более ароматным фруктовым характером.

Позднее Omega выпустила Star Party OYL-404, вариацию их штамма West Coast Ale I OYL-004, а также Lunar Crush OYL-403, первый в их ассортименте тиоловый лагерный штамм, основанный на Mexican Lager OYL-113. Затем появился Helio Gazer OYL-405, еще более мощный тиоловый вариант элевых дрожжей, созданный для мутных IPA.

Omega также экспериментировала с охмелением затора и установила, что использование Cascade совместно с дрожжами Cosmic Punch дало почти в 10 раз больше 3SH, чем в сочетании со стандартным родительским штаммом British V. Проведя тот же эксперимент с обоими штаммами и традиционным охмелением в вирпуле, они выявили почти трехкратное различие в содержании 3SH. Таким образом охмеление затора оказалось лучше, чем охмеление в вирпуле, с точки зрения получения тиолов с использованием тиолового штамма.

Другие дрожжевые лаборатории тоже стали предлагать тиоловые штаммы. Berkeley Yeast выпускает линейку Tropics, в которую входят штаммы, предназначенные для высвобождения тропических вкусов: London, Vermont и Andechs (низкое образование диацетила). У Escarpment Labs для высвобождения тиолов есть Thiol Libre, и я уверен, что и другие лаборатории работают над новыми штаммами.

Для тех, кто предпочитает немодифицированные дрожжи, не имеет возможности купить их или ограничен законодательным запретом на использование ГМО, есть  White Labs Tropicale Yeast Blend WLP077 — бленд дрожжей без ГМО, предназначенный для высвобождения связанных тиолов. В нем также присутствует ген IRC7, и в сравнении со стандартным California Ale WLP001 он дает очень большое количество тиола 3SHA.

Охмеление затора на практике

Допустим, вы хотите сварить фруктовый мутный IPA. Сколько хмеля добавить в затор, и когда? Джениш предлагает 38-760 г на 100 л. Для первого раза я бы советовал выбрать сорт, богатый прекурсорами 3SH/3MH, например Calypso, Simcoe, Saaz или Cascade. 

Дальше вам потребуются тиоловые дрожжи. Если вы не имеете ничего против генетически модифицированных, я бы предложил один из штаммов Omega — Helio Gazer или Cosmic Punch. Среди не-ГМО лучшие, по моему опыту, White Labs Tropicale Blend. Так как эти дрожжи также хорошо работают на биотрансформацию добавки в вирпул, на этом этапе я тоже добавил бы хмель, богатый 3SH/3MH. В хейзи-IPA всегда к месту будет добавить и хорошую порцию ароматного хмеля на сухое охмеление.

Стоит ли оно того?

С учетом долгой истории этой техники и некоторых современных изобретений, я бы сказал, что охмеление затора за свою историю значительно изменилось и может найти применение в современном пивоварении. Охмеление затора чисто для горечи или для контроля pH — это неразумное использование хмеля, зато оно может быть вполне эффективным для продления стабильности пива или для высвобождения тиолов.

Если рассматривать охмеление затора с точки зрения сокращения содержания металлов в готовом пиве, что замедляет окисление и порчу, я бы назвал эту технику важной, особенно для промышленных пивоварен. Охмеление затора не исправит проблему с кислородом, которая может образоваться позднее, но на пивоварне, где уже все в порядке с контролем кислорода, эта технология может стать важным элементом сохранения стабильности. Для домашних пивоваров она, пожалуй, не так важна, потому что для них выше риск попадания кислорода после брожения при переливе и розливе, и им первым делом нужно исправить эти проблемы.

А с точки зрения усиления фруктовых вкусов в мутных IPA этой технологии нет равных. Если выбрать сорт хмеля, богатый связанными тиолами, и дополнить охмеление затора подходящими тиоловыми дрожжами, можно ощутить заметное усиление аромата готового пива.