W Polsce, refermentowane piwa stanowią specyficzną kategorię, zarówno pod względem produkcji, jak i sprzedaży. Pomimo że nie są tak popularne jak klasyczne lagery, to ich produkcja i sprzedaż są możliwe oraz zyskują na znaczeniu, zwłaszcza w kontekście rosnącej popularności piw rzemieślniczych. W tab. 1 przedstawiono przykłady piw refermentowanych krajowej produkcji. 

Refermentacja jest najczęściej inicjowana przez dodanie do piwa drożdży i źródła węglowodanów ulegających fermentacji, np. glukozy, sacharozy, ekstraktu słodowego, miodu, soków owocowych przed butelkowaniem, lub fermentującej brzeczki zawierającej aktywne metabolicznie komórki drożdży (w fazie „wysokich krążków”) (niem. kräusening). Czasem kondycjonowanie polega po prostu na dofermentowaniu cukrów pozostałych po fermentacji głównej (ekstraktu fermentującego) z udziałem drożdży obecnych w młodym piwie.
Refermentacja prowadzona jest najczęściej w ciepłym pomieszczeniu, w temperaturze 20-28°C przez okres 2-4-ch tygodni. Na tym etapie drożdże namnażają się, wykorzystując obecny w środowisku zamkniętej butelki tlen, a następnie przechodzą w metabolizm beztlenowy, produkując etanol i dwutlenek węgla. Przy dostępie przyswajalnego substratu węglowego, proces ten może być wolno kontynuowany podczas przechowywania piwa w warunkach chłodniczych, gdyż wiele szczepów drożdży browarniczych jest zdolnych do rozwoju i metabolizowania cukrów fermentujących w niskich temperaturach. 

Spowolnienie procesów starzenia piwa
Główną przyczyną starzenia piwa jest obecność tlenu w butelce/zamkniętym opakowaniu. Proces ten wiąże się zawsze z utratą świeżości, pogorszeniem jakości sensorycznej piwa podczas przechowywania oraz pojawieniem się tzw. karbonyli starzenia. Są to związki z grupy aldehydów i ketonów, powstające głównie w efekcie utleniania etanolu i alkoholi wyższych oraz lipidów i kwasów tłuszczowych. Karbonyle starzenia są odpowiedzialne za wadliwe aromaty i smaki piwa określane jako kartonowe (trans-2-nonenal), słodkie (3-metylobutanal), karmelowe (furfural), madera. Rozwój zmian sensorycznych piwa podczas przechowywania jest dodatkowo intensyfikowany przez stopniową hydrolizę pożądanych związków, takich jak estry owocowe czy gorzkie izo-α-kwasy (degradacja izohumulonów i/lub humulinonów) (Ferreira i in., 2019).

Wskazuje się, że refermentacja spowalnia procesy starzenia piwa. Podczas tego procesu, obecne w piwie żywe i aktywne drożdże działają jak biologiczne pochłaniacze tlenu, co daje możliwość naturalnego wydłużenia okresu przydatności piwa do spożycia. Jako mikroorganizmy fakultatywnie beztlenowe są zdolne do wzrostu tlenowego, a zatem namnażając się zużywają tlen resztkowy obecny w butelce. Innym mechanizmem usuwania tlenu z piwa jest produkcja dwutlenku siarki, który jest przeciwutleniaczem i „wychwytuje” tlen. W efekcie obniża się poziom karbonyli starzenia. Produkowane przez drożdże siarczyny, w tym SO2 wykazują nie tylko działanie przeciwutleniajace, ale mogą również kowalencyjnie wiązać związki karbonylowe, tworząc nielotne addukty (Ahrens i in., 2018; Baert i in., 2012) 

Potencjał refermentacji w hamowaniu procesów starzenia piwa jest jednak ograniczony w czasie, a nawet szkodliwy. Autoliza wiąże się również z wydalaniem poza komórkę aminokwasów, peptydów i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, związków będących prekursorami karbonyli starzenia, a także uwolnieniem esteraz oraz proteaz, co prowadzi do utraty świeżych, owocowych aromatów oraz destabilizacji piany (Saison i in., 2010). Dlatego, aby wykorzystać utrwalający potencjał refermentujących drożdży, kluczowa jest ich żywotność w maksymalnym możliwym zakresie. 

Większość komórek drożdży browarniczych obumiera stosunkowo szybko podczas przechowywania piwa, co wyjaśnia się trudnymi warunkami środowiskowymi, połączeniem niskiej dostępności składników odżywczych i tlenu, wahań temperatury, niskiego pH oraz wysokiego stężenia alkoholu i CO2 (Dekoninck i in., 2013). Pierwsze oznaki starzenia się piwa (kumulacja karbonyli starzenia) związane z gwałtownym obniżeniem się liczebności drożdży, mogą być obserwowane już około trzeciego miesiąca przechowywania (Wauters i in., 2023). 

Obecnie prowadzone są prace w kierunku pozyskania „długowiecznych” szczepów refermentacyjnych zdolnych do długoterminowego przeżycia w środowisku przechowywanego piwa. Szerokie badania przesiewowe w tym zakresie przeprowadzone przez Wautersa i in. (2023), wykazały, że niektóre drożdże związane z fermentacją wina, a także kakao, doskonale nadają się do długotrwałego przeżycia w przechowywanym piwie. Wykorzystując izolaty drożdży z tych środowisk, autorzy badań wygenerowali dwie „długowieczne” hybrydy S. cerevisiae, które okazały się zdolne do przeżycia w środowisku piwa, ale o mocy 8,5% obj. w temperaturze 20oC nawet ponad rok, podczas gdy szczep referencyjny przetrwał tylko 3 miesiące. Analizy chemiczne i sensoryczne piw refermentowanych z ich udziałem wykazały, że badane drożdże spowalniają kumulację aldehydów odpowiedzialnych za starzenie się piwa, takich jak furfural, trans-2-nonenal, 2-metylobutanal, 3-metylobutanal, pentanal i heksanal oraz znacząco zwiększają stabilność smaku piwa nawet do 12 miesięcy. Co więcej, wykorzystanie tych szczepów nie wpłynęło na pierwotny smak piwa, co wskazuje na ich wysoki potencjał do integracji z istniejącymi już produktami. Warto również podkreślić, że efekt stabilizacji smaku zarówno na poziomie chemicznym, jak i sensorycznym zależał mocno od gęstości początkowej drożdży refermentacyjnych w inokulowanym piwie. Był on zauważalny, gdy minimalna liczebność komórek była na poziomie 2x106 /ml. Wyniki tych badań potwierdzają wcześniejsze obserwacje Saison’a i in. (2011), w których wykazano, że wraz ze wzrostem liczebności drożdży refermentacyjnych w piwie, obniża się poziom aldehydów starzenia, takich jak stężenia furfuralu i 2-metylopropanalu. Należy jednak zauważyć, że autorzy nie zaobserwowali tej tendencji dla wszystkich badanych związków, a nawet zaobserwowali wzrost stężenia trans-2-nonenalu wraz ze wzrostem stężenia drożdży.

Bioaromatyzacja piwa
Profil sensoryczny piwa jest determinowany przez wybór słodu i dodatków niesłodowanych, odmiany chmielu, jakości wody i drożdży, które katalizują reakcje metaboliczne podczas fermentacji brzeczki, nadając piwu jego profil smakowy. Drożdże są odpowiedzialne nie tylko za zużycie cukru i produkcję etanolu i CO2, ale także za uwalnianie aromatycznych, drugorzędnych produktów ubocznych fermentacji alkoholowej – wyższych alkoholi oraz estrów etylowych i octanowych – które odpowiadają za rozpuszczalnikowe i owocowe nuty oraz słodki smak. Mogą one również przekształcać neutralne prekursory obecne w brzeczce i chmielu – glikozydy, polifunkcyjne tiole i terpeny – w sensorycznie aktywne związki. Ta zdolność do bioaromatyzacji jest unikalną cechą zastosowanego szczepu i gatunku drożdży. Zatem wybór szczepu drożdży fermentacyjnych, jak i refermentacyjnych jest strategiczny, aby nadać każdemu piwu jego charakterystyczny profil sensoryczny. Ten aspekt jest szczególnie ważny w przypadku piw rzemieślniczych, które są często niefiltrowane, niepasteryzowane i kondycjonowane w butelkach ponieważ typowe i charakterystyczne cechy sensoryczne mają kluczowe znaczenie dla nadania specyficzności i ogólnej jakości tego rodzaju produktowi.

Pula komercyjnych Saccharomyces cerevisiae dla piwa typu ale i Saccharomyces pastorianus dla piwa typu lager jest ograniczona , co utrudnia możliwość zróżnicowania profilu sensorycznego piwa poprzez bioaromatyzację drożdżami. Aby zwiększyć liczbę kultur starterowych i zdywersyfikować portfolio stylów piwa, proponowane są strategie obejmujące hybrydyzację, wykorzystanie szczepów innych niż S. cerevisiae i bioprospekcję nowych gatunków dzikich drożdży i szczepów z alternatywnych lub nietypowych nisz (Baiano i in., 2024). 

Ostatnio drożdże Brettanomyces zostały uznane za „siłę napędowową” innowacji i dywersyfikacji profilu sensorycznego w piwach kwaśnych. W porównaniu z tradycyjnymi drożdżami Saccharomyces wolniej prowadzą proces fermentacji, ale wykazują „głębszą” zdolność fermentacyjną – są zdolne metabolizowania resztkowych dekstryn. Z tego powodu mogą być używane do produkcji piw superatenuowanych i o niższej kaloryczności. Brettanomyces wnoszą do piwa nietypowe aromaty: „końska derka”, skóra, siano, dym, goździk, pieprz, kwiaty, owoce tropikalne, których łączny efekt określany jest jako „Funky” „Brett” lub „Wild”. Stawarza to możliwość eksperymentowania w kreowaniu złożonej i zróżnicowanej sensoryki, szczególnie w przypadku stylów piw kwaśnych – belgijskich i dzikich, tj. Gueuze, Lambic, Saison Brett, Flanders Red Ale, American Wild Ale, Mixed Fermentation Ale, lecz również opracowania innowacyjnych styli z dzikimi nutami, np. Brett IPA/Brett Pale Ale. Drożdże Brettanomyces mogą prowadzić refermentację samodzielnie (np. w przypadku stylów dzikich „wild”), jak i w kulturze mieszanej (z udziałem innych mikroorganizmów, np. lambic) (Colomer i in., 2019; Steensels I in. 2015)).

Popularne szczepy Brettanomyces stosowane do refermentacji piwa przedstawiono w tabeli 2.

 

Wykorzystanie drożdży Brettanomyces do refermentacji piwa stawarza jednak pewne niedogodności, które dotyczą długiego czasu refermentacji, nadmiernego nagazowania, kontaminacji innych piw (są trudne do usuniecia z linii produkcyjnej), braku akceptacji charakterystycznego Brettaromatu, gdyż nie każdy go konsument preferuje. Zatem wykorzystanie drożdży Brettanomyces do refermentacji piwa to zaawansowana i coraz częściej ceniona technika, szczególnie wśród browarów rzemieślniczych i miłośników „dzikiego” piwa. 

Z kolei wysoki potencjał do nadawania piwu aromatów kwiatowych i owocowych oferują szczepy pochodzenia enologicznego. Canonico i in. (2014) badali możliwość zastosowania czterech szczepów drożdży S. cerevisiae wyselekcjonowanych w środowisku winiarskim do refermentacji piw w stylu ale wcześniej fermentowanych przy użyciu klasycznego szczepu browarniczego. Próby refermentacji butelkowej przy użyciu izolatów DBVPG 2170, DBVPG 2187 i L951  S. cerevisiae wykazały istotnie wyższy poziom związków lotnych odpowiedzialnych za aromaty owocowe i kwiatowe (tj. octanu izoamylu, oktanianu etylu, dodekanianu etylu, fenylooctanu etylu, β -fenyloetanolu).