Введение

Вторичная (праймерная) карбонизация — распространённый промышленный и крафтовый приём получения естественной газированности пива при розливе [1,2]. Традиционно при выборе праймера и дозировки основное внимание уделяют расчёту требуемого объёма CO₂ при розливе [8]. Однако реологические свойства праймерных растворов (вязкость, псевдопластичность) влияют на равномерность их распределения в пиве, скорость диффузии сахаров к дрожжевым клеткам и выход CO₂, что в совокупности определяет кинетику дображивания и формирование пенной структуры [3,4]. Несмотря на практическую значимость, влияние реологических параметров праймеров на кинетику карбонизации и пенопаттерны системно изучено недостаточно.

Научная новизна данной работы состоит в комплексной экспериментальной оценке влияния вязкости праймеров (на примере декстрозы и солодового экстракта) на кинетику вторичной карбонизации и характеристики пены, а также в обосновании технологических рекомендаций для разных производственных сценариев [3].

Обзор литературы

В литературных источниках роль белково-пептидного состава пива, наличие соединений LTP1 и Protein Z, а также полифенолов, широко признана как ключевой фактор, определяющий пеностойкость [4,6]. Практические руководства по карбонизации описывают использование декстрозы, солодового экстракта и других примесей в качестве праймеров, но систематических исследований влияния их реологии на кинетику карбонизации сравнительно немного. Некоторые работы описывают влияние вязкости растворов сахаров на массообмен и динамику движения пузырьков в жидкости; прочие — влияние белкового состава на стабильность пены. Необходима комплексная оценка: связывание измеренной вязкости, кинетики накопления CO₂ и показателей пены в единой экспериментальной системе.

Материал и подготовка образцов

В качестве исходного продукта использовали одну партию светлого пива после основного брожения (партия 20 л). Пиво разливали по 0,5 л бутылкам. Праймеры готовили как 20 %-ные (по массе) растворы декстрозы и сухого солодового экстракта; растворы нагревали до ≈ 40 °C для ускорения растворения и снижения вязкости при смешении. Дозировки праймеров: 4, 6 и 8 г·л⁻¹ [3]. Контроль: образцы без праймера и образцы с принудительной подгазовкой (контроль CO₂).

Условия выдержки

Бутылки герметично укупоривали и выдерживали при температуре (18 ± 1) °C в течение 14 сут.

Измерения.

– Вязкость праймеров: ротационный вискозиметр, измерения при 20 °C, приведены как средние трёх повторностей (± SD) [3,5].

– Карбонизация (CO₂): содержание растворённого CO₂ определяли манометрическим/весовым методом (измерение вытеснения газа при открывании пробы) на дни 0, 1, 3, 7, 10, 14; данные приведены как средние (n=3) [5].

– Пенометрия: DFA-пенометр; фиксировали время полураспада пены T₁/₂ (в секундах), три повторности [5].

– Органолептика: слепая дегустация (5–7 экспертов), балльная шкала 1–5.

– Статистика: двухфакторный ANOVA (факторы: тип праймера, доза), пост-hoc тест Тьюки; уровень значимости p < 0,05.

Результаты и обсуждение

1. Анализ реологических характеристик (Таблица 1)

Таблица 1

Вязкость праймерных растворов при 20 °C (мПа·с)

Интерпретация. Таблица 1 демонстрирует однозначное и статистически значимое (p < 0,05) отличие вязкости: растворы солодового экстракта при прочих равных условиях обладают более высокой вязкостью, чем растворы декстрозы. Это объясняется наличием в экстракте декстринов и белково-пептидных фракций, которые повышают внутреннее трение жидкости [4,6]. С точки зрения технологического процесса, более высокая вязкость праймера замедляет массовый перенос сахаров и может влиять на равномерность старта дображивания в розливной таре.

2. Кинетика накопления растворённого CO₂ (Таблица 2)

Таблица 2

Динамика концентрации растворённого CO₂ (г·л⁻¹) на 7-е и 14-е сутки при дозе 6 г·л⁻¹ (среднее, n=3)

Интерпретация. При дозе 6 г·л⁻¹ декстроза обеспечивает более интенсивное образование CO₂ на ранних стадиях дображивания (7-е сутки) по сравнению с солодовым экстрактом. К 14-м суткам различия уменьшаются, но декстроза даёт немного более высокий конечный уровень CO₂. Это связано с высокой сбраживаемостью моносахаридов (декстрозы) и более низкой вязкостью её раствора, что обеспечивает более быструю доступность субстрата для дрожжей [3,7]. Солодовый экстракт, содержащий менее сбраживаемые компоненты, обеспечивает более плавный, пролонгированный профиль карбонизации. ANOVA показал значимость влияния типа праймера и дозы на содержание CO₂ (p < 0,05).

3. Пеностойкость: влияние типа и дозы праймера (Таблица 3)

Таблица 3

Время полураспада пены T₁/₂ (с) при разных праймерах и дозах (среднее, n=3)

Интерпретация. Солодовый экстракт даёт существенно более высокие показатели пеностойкости по сравнению с декстрозой при тех же дозах (различия статистически значимы, p < 0,01). Механистически это объясняется наличием в экстракте белков и пептидов, а также полифенолов, которые адсорбируются на поверхности газовых пузырьков и увеличивают упругость и вязкость поверхностной плёнки, замедляя коалесценцию и разрушение пены. Для практиков это означает: при необходимости усиления визуальной привлекательности и удержания пены (например, в стаутах, нефильтрованных элях) целесообразно использование солодового экстракта или комбинированной схемы праймеров.

4. Органолептика и экономические аспекты

Органолептические оценки продемонстрировали, что при дозе 8 г·л⁻¹ образцы с мёдом и декстрозой получили высокие оценки за «чистоту вкуса» (4,8–4,9 балла), тогда как солодовый экстракт давал более выраженный солодовый букет (4,8 балла). С экономической точки зрения декстроза — наиболее дешёвый вариант праймера и эффективна для быстрого достижения требуемой карбонизации; солодовый экстракт дороже, но повышает ценность продукта за счёт улучшенной пены и вкусового характера [6,9].

5. Ограничение работы

Ограничением настоящей работы является лабораторный масштаб эксперимента и ограниченное число повторностей для некоторых комбинаций; для внедрения в промышленную практику рекомендуются пилотные испытания в кегах/танках и мониторинг поведенческих изменений пены при длительном хранении (месяцы). Перспективно провести углублённый анализ летучих ароматических соединений и их связи с профилями карбонизации и реологии праймеров.

Выводы и практические рекомендации

– Реологическое влияние праймера. Вязкость праймера существенно влияет на кинетику вторичной карбонизации: низковязкие решения (декстроза) повышают скорость накопления CO₂, а высоковязкие (солодовый экстракт) — замедляют скорость, но улучшают равномерность и стабильность процесса.

– Пеностойкость. Солодовый экстракт обеспечивает наилучшую пеностойкость (T₁/₂ ≈ 145 с при 8 г·л⁻¹), декстроза — меньшую, но достаточную для технологических требований (T₁/₂ ≈ 92–98 с при 6–8 г·л⁻¹).

– Технологические рекомендации.

Для массовых лагеров и технологически быстрых линий: декстроза 6 г·л⁻¹ (растворять в тёплой воде 35–45 °C для снижения вязкости и равномерного смешения) [10,3]. Для крафтовых сортов с приоритетом пены и ароматики: солодовый экстракт 6–8 г·л⁻¹ или комбинированная схема (например, 4 г·л⁻¹ декстрозы + 4 г·л⁻¹ экстракта) для баланса скорости карбонизации и качества пены. Контроль температуры вторичного брожения (18–20 °C) и использование датчиков CO₂/вязкости рекомендуется для автоматизации и снижения технологических рисков.

Литература:

1. ГОСТ 31928–2012. Пиво. Общие технические условия. — М.: Стандартинформ, 2012. — Текст: непосредственный.
2. СанПиН 2.3.4.551‑96. Предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности. Пиво и безалкогольные напитки / Госкомсанэпиднадзор России. — М., 2006. — Текст : непосредственный.
3. Кунце, В. Технология солода и пива / В. Кунце. — 9-е немецкое издание. — СПб., 2007. — Текст: непосредственный.
4. Бриггс, Д. Э. Пивоварение: наука и практика / Д. Э. Бриггс, К. А. Боултон, П. А. Брукс, Р. Стивенс. — Кембридж: Woodhead Publishing, 2004. — 900 с. — Текст: непосредственный.
5. Хэдфилд, С. Ф. Практическое руководство по приготовлению и анализу пива в лаборатории / С. Ф. Хэдфилд, Г. Уокер. — Текст: непосредственный // Journal of Visualized Experiments. — 2022. — № 180.
6. Муравьёв, В. А. Технология пивоварения / В. А. Муравьёв. — М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984. — Текст: непосредственный.
7. Сидоров, А. А. Исследование вторичной ферментации пива в зависимости от вида примеси сахара / А. А. Сидоров, Б. Б. Васильев. — Текст: непосредственный // Альманах пивоваренных наук. — 2020. — № 12. — С. 90–96.
8. Технология пивоварения: карбонизация пива. — Текст: электронный // DoctorGuber.ru: [сайт]. — URL: https://www.doctorguber.ru/book/pivo/tehnologiya-pivovareniya/article-karbonizaciya-piva/ (дата обращения: 19.12.2025).
9. Карбонизация пива праймером: глюкозой и суслом. — Текст: электронный // Alcofan.com: [сайт]. — URL: https://alcofan.com/kak-prigotovit-prajmer-dlya-piva.html (дата обращения: 19.12.2025).
10. Что такое карбонизация пива и как её правильно провести. — Текст: электронный // Cosmogon.ru: [сайт]. — URL: https://cosmogon.ru/school/urok-25/ (дата обращения: 19.12.2025).