Несоложеное сырье в пивоварении

 

Содержание

I. Введение………………………………………………………………….……..2

II. Несоложеное сырье в пивоварении………………………………………..….4

III. Краткая характеристика зерновых культур, используемых в качестве несоложеного сырья………………….……………………………………..…....8

IV. Процессы затирания с различными видами несоложеного сырья….…....12

V. Микробные ферментные препараты………………………...………………17

Заключение ……………………………...………………..………………….….20

Список используемой литературы………………………………..…..………...21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Введение.

            Пиво – напиток очень древний, и его историю благодаря раскопкам и археологическим находкам можно проследить на протяжении почти 5000 лет. Самое древнее упоминание пива встречается в шумерской (Месопотамия) клинописи, датируемой 2800 г. до н.э., где говориться о ежедневном рационе работников, состоявшем из пива и хлеба.

Появившись на заре цивилизации  пиво, стало быстро распространяться по территории Африки, Азии и Европы.

Дальнейший расцвет пивоварение  получило в древнем Египте, что  засвидетельствовано в многочисленных рисунках и других археологических находках.

            Здесь нужно заметить, что уже тогда пиво не содержало опасных для человека микроорганизмов, и что даже вода, зачастую небезупречная, могла обеззараживаться благодаря брожению и образованию в пиве натуральных кислот. Поэтому пиво в течение многих столетий являлось ежедневным средством утоления жажды как для господ, так и для простых людей.

В наше время пиво не относится  к основным продуктам питания, но его производство постоянно растет. [5]

 

            Для приготовления пива требуется четыре вида сырья: ячмень, хмель, вода и дрожжи. Качество этого сырья оказывает огромное влияние на качество изготовляемой продукции. Знание свойств сырья, его влияние на способ на способ приготовления и на конечную продукцию является основой для подготовки и переработки сырья.

            В качестве компонентов обуславливающих вкус и аромат пива можно назвать экстрактивные вещества солода, полифенола, ароматические горькие вещества хмеля, диоксид углерода. 

            Качество пива определяется в основном составом солода и хмеля, а так же составом несоложеного сырья.

             Несоложеное сырье – отходы пищевой промышленности и сельского хозяйства, такие как не кондиционный ячмень, рисовая и кукурузная крупа, а так же другие виды отходов зернового сырья.

 

             В данном курсовом проекте рассмотрим использование несоложеного сырья и микробных ферментных препаратов в пивоварении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Несоложеное сырье в пивоварении

             Ферментативный потенциал солода достаточен, что бы расщеплять добавочное количество крахмала. Поэтому во всем мире часть солода – в среднем порядка 15-20% - заменяют несоложеными зернопродуктами. Это сырье, более дешевое, чем сравнительно дрогой солод, принято называть несоложеным сырьем.

             Особенно популярны такие виды зерновых, которые возделываются в данном регионе в сравнительно большом объеме, например:

• В Америке – кукуруза, рис
• В Азии – рис
• В Африке – сорго

             В отечественном пивоварении основным несоложеным зерновым сырьем является ячмень, так как по своему составу он близок к ячменному светлому солоду, содержит р-амилазу и протеазу. При замене части солода ячменем экономится зерно в натуре, так как при солодоращении потери сухих веществ в сплаве, на дыхание, образование ростов довольно значительные (10—11% к массе зерна). Поэтому использование несоложеного зерна вместо солода — это решение одной из задач малоотходной технологии. Требования к качеству несоложеного ячменя значительно ниже, чем к ячменю для солодоращения, разрешается использовать низкосортный ячмень, в том числе и кормовой.[6]

Динамика валовых  сборов зерновых в РФ (2000-2011 гг.), тыс. центнеров

            Обычно в солоде ферментов несколько больше, чем их требуется для расщепления нерастворимых компонентов солодового зерна, т. е. в солоде имеется избыток ферментов, с помощью которых можно дополнительно переработать в заторе несоложеное зерно.

 

           При переработке несоложеных материалов учитывают разницу в структуре и состоянии крахмала и белков в соложеном и несоложеном зерне. В процессе солодоращения зерна крахмала освобождаются от связывающих их веществ, поэтому клейстеризация и разжижение крахмала ферментами при затирании солода протекают быстро. Отварки нужны лишь для клейстеризации крахмала нерастворенных (твердых) кончиков зерна. Амилазы солода облегчают этот процесс.

            Крахмал несоложеного зерна клейстеризуется при более высокой температуре (в основном при кипячении), при которой амилазы зерна частично или полностью инактивированы.

            Клейстеризованный крахмал несоложеного зерна обладает высокой вязкостью, поэтому при подогревании он часто пригорает на стенках котла. Для снижения вязкости в заторы из несоложеного сырья добавляют часть солода, предназначенного для затирания. При этом во время нагревания заторов до температуры инактивации а-амилазы часть крахмала клейстеризуется. Клейстеризованный крахмал быстро разжижается. При дальнейшем повышении температуры до кипения и при кипячении клейстеризация крахмала продолжается. После смешивания. солодовой и несоложеной частей затора происходит дальнейшее превращение разжиженного клейстеризованного крахмала.

            При кипячении заторов (для клейстиризации крахмала) происходит денатурация белка, который при дальнейшем затирании труднее гидролизуется протеолитическими ферментами. Для увеличения количества растворенного белка в сусле несоложеную часть затора нагревают до кипения с белковой выдержкой.

           При переработке несоложеных материалов начало затирания и выдержку лучше проводить при 35—45° С, так как в этот момент в результате действия цитолитических ферментов протекают процессы, характерные для солодоращения.

           Химические реакции при расщеплении крахмала во время переработки несоложеного сырья всегда те же, что и при расщеплении крахмала в солоде, однаеко зерна крахмала у разных зернопродуктов имеют различные размеры, очнь сильно отличаются по их локализации в крахмальных клетках и окружены разными составными веществами оболочек. Это приводит к различному поведению зерен крахмала при клейстеризации и соответственно – к применению различных способов затирания в зависимости от вида зернопродуктов. Одновременно растворяются и другие вещества или они расщепляются ферментами солода, так что состав затора и сусла, а с ним и пива изменяется.  Это влияет на брожение, фильтрование, вкус пива и другие параметры. Так, пиво, изготовленное с рисом, имеет более чистый и сухой вкус, а изготовленное с кукурузой склонно к несколько смягченному вкусу.

           При добавлении несоложеного сырья следует учитывать, что в нем белковые вещества еще находятся в стабильной форме и расщепляются незначительно из-за отсутствия предшествовавшего затиранию процесса солодоращения.  Поэтому заторы с несоложеным сырьем содержат меньше низкомолекулярных продуктов расщепления белковых соединений, чем полностью солодовые заторы. Следует обращать особое внимание на то, что бы дрожи путем более интенсивного расщепления белков получали бы достаточное количество свободного аминного азота. Несмотря ни на что, пиво с несоложеным сырьем всегда содержит меньше азота и полифенолов (их тем меньше, чем выше содержание несоложеного сырья).[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Краткая характеристика зерновых культур, используемых в качестве несоложеного сырья.

 

Кукуруза 

        Кукурузу (зерно) убирают с влажностью 25-30 % и высушивают до влажности 10-14%. Сухое вещество кукурузного серна  состоит на 76-78% из углеводов, на 9-12% из белка и 4-5%  из масла, а так же из небольшого количества сырой клетчатки и минеральных веществ.  Поскольку следует помнить о вредном влиянии масла на пену, у кукурузой перед обработкой удаляют зародыши, практически исключая тем самым масло.

         Содержании белка при переработке на крупу и хлопья понижают до 7-9 % . Этот белок в основном остается в процессе затирания нерастворенным.

Температура клейстеризации кукурузного крахмала составляет 60-70 °С и поэтому особых проблем при  его переработке обычно не возникает.

Кукурузу можно перерабатывать в следующие продукты:

• Кукурузную крупку – характеризуется относительно крупным размером частиц (0,3-1,5 мм). Предварительно обрабатывают в заторном котле для разваривания несоложеного сырья приблизительно с одной четвертой частью солодового затора.
• Кукурузные хлопья – легко увлажняемую крупку раскатывают на вальцах в плоские хлопья и при этом клейстеризуют. В таком виде хлопья можно затирать без предварительного растворения.
• Рафинированную крупка – средняя величина частиц примерно 0,2 мм. Состоит из чистого кукурузного крахмала, очень легко клейстеризуется и может хорошо разжижаться.
• Кукурузный сироп  - изготовляется из невысушенной рафинированной крупки. Крахмал с помощью гидролиза расщепляется до сахаров. Известно, что крахмал (амилопектин, а так же амилоза) состоит из длинных цепочек глюкозных остатков. При добавлении кислоты связи между молекулами глюкозы в присутствии молекулы воды распадаются и образуется глюкоза.

Этот процсс осуществляется добавлением разведенной соляной  кислоты в теплой среде и под давлением, причем вода распадается все больше, и образовывается сироп, состоящий из сахаров и декстринов. Нерастворимые вещества удаляют с помощью центрифугирования, и сироп сгущается примерно до 60%.

Если расщепление производят в комбинации с ферментными препаратами или проводят отдельно посредством ферментных препаратов, то глюкозу и мальтозу можно получить в большем количестве, что значительно улучшает сбраживаемость экстракта.

Состав кукурузного  сиропа может меняться в довольно широких пределах. Его определяют по декстрозному эквиваленту (ДЭ) – содержанию редуцирующих сахаров, выраженных через декстрозу. [2]

Рис.

           Для производства пива применяют рисовую сечку, то есть раздробленные зерна, получаемы при обмолоте и полировке риса, но потерявшие при этом только внешний вид. Зерно риса имеет влажность около 12-13%. Сухе вещество риса состоит на 85-90%  из крахмала, на 5-8% из белка, на 0,2-0,4% из масла и небольшого количества минеральных веществ. Рис обладает высокой крахмалистостью. Рисовый крахмал очень сильно набухает и клейстеризуется при температуре 70-85°С, что следует обязательно учитывать при переработке риса.

          Небольшое количество белка, имеющееся в рисе, при последующем затирании плохо растворяется, так что необходимый для дрожжей свободный аминный азот должен добавляться из солодового затора.

Ячмень.

         Ферменты солода могут без проблем осахаривать 15-20% ячменя в виде несоложеного сырья. Ячмень может дополнительно перерабатываться в форме:

   - дробленого ячменя

   - хлопьев ячменя, очищенного или не очищенного  от мякинной оболочки.

        Более низкая по сравнеию с солодом стоимость ячменя входит в противоречие с более низким выходом экстракта. При его переработке проблемы могут возникнуть из-за того, что β-глюкан в связи с отсутствием стадии солодоращения еще недостаточно растворился и, соответственно, при затирании будет недостаточно расщепляться. В связи с этим можно ожидать проблем при фильтровании пива. [2]

Сорго.

         Крупное зерно сорго – это вид зерновых продуктов, получаемых при выращивании этих растений в сравнительно жарких и засушливых регионах Африки. Для большинства сортовсорго можно принять следующие значения: содержание белка – 11-12,6% , содержание жиров – 2-6%, содержание крахмала  62-67%.

Пшеница.

         Редко перерабатывается как несоложеное сырье, но часто применяется в виде солода. Благодаря высокой экстрактивности доля пшеничного солода при производстве пшеничного пива находится в пределах 50-60%.

Для пшеничного белка характерна клейковина. – смесь различных белковых субстанций, составляющих около 80% общего белка. В клейковине содержаться прежде всего глютелин и глиадин (вместо гордеина ячменя). Глютеном называют клейкую, тянущуюся массу, поставленную и вымешанную из пшеничной муки с водой, которая при высушивании становится роговидной.

         Для пивоваренных целей нежелательно подвергать солодоращению высокобелковистую пшеницу, так как она плохо поддается переработке. [2]

 

 

 

 

IV. Процессы затирания с различными видами несоложеного сырья.

              Основные технологические этапы  производства пива представлены  на нижеприведенной схеме. 

   Выделяют следующие  основные стадии: очистка и дробление  зернопродуктов, приготовление пивного сусла (затирание, фильтрование затора, кипячение сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла), сбраживание пивного сусла дрожжами, дображивание и созревание пива, осветление и розлив готового пива.

            Несоложеное сырье от крупных и мелких органических примесей очищают с помощью воздушно-ситового сепаратора, от минеральных примесей с помощью камнеотделительной машины. Для удаления металломагнитных примесей зернопродукты пропускают через магнитный сепаратор с электрическими или постоянными магнитами. Далее несоложеное сырье дробят на двухвальцовом станке. Затем наступеат стадия приготовления затора.