Технология пива

Технология  пива

Пиво- слабоалькогольный, жаждоутоляющий, игристый напиток с  характерным хмелевым ароматом и  приятным горьковатом привкусом. В  пиве кроме воды, этилового спирта и диоксида углевода содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ: белков, углеводов, микроэлементов и витаминов.

По цвету пиво делится на светлое и темное, а  в зависимости то вида применяемых  дрожжей – на пиво низкого и  верхового брожения. К пиву верхового  брожения относятся один сорт –  пиво «Бархотное».

Около 90 % производимого  пива низового брожения приходится на светлые сорта, для которых характерны тонкий, слабо выраженный солодовый  вкус, хмелевой аромат и ярко выраженная хмелевая горечь. Их готовят из светлого пивоваренного солода с добавкой несоложеных материалов (ячменя, рисовой  сечки, обезжиренной кукурузы, сахара), воды, хмеля или хмелевых препаратов. Типичные представители светлого пива: «Жигулевское», «Московское», «Киевское», «Рижское». При производстве темных сортов пива используются также специальные  сорт солода (темный, карамельный и  др.). Поэтому темное пиво имеет солодово-карамельный  сладковатый вкус, менее выраженную хмелевую горечь и более интенсивную  окраску по сравнению со светлыми сортами. К темному пиву относятся  «Украипское», «Мартовское», «Бархатное», «Портер» и др.

Характеристика  сырья для получения  пива

Солод и несоложеное  сырье. Основным сырьем для производства пива является ячменный пивоваренный солод (светлый, темный и специальные сорта). Основные сортовые особенности пива (цвет, вкус, запах, аромат) во многом зависят от качества солода и соотношения его видов в рецептуре. Стандартом на пиво допус­кается использование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода. — это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье. Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически обосновано. Поэтому при приготовлении 10...11 % светлого пива следует обязательно применять не менее 20 % несоложеного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.

При производстве пива «Жигулевское» допускается использование  сахара-сырца в количестве до 6 % массы  затираемых зернопродуктов.

Вода. Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическая вода должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Вода считается  оптимальной для производства пива, если отношение концентрации ионов  кальция к общей щелочности воды (показатель щелочности) не менее 1, а  соотношение ионов кальция и  магния 1:1...3:1. 

Жесткость воды и  ее солевой состав регулируют, применяя различные способы водоподготовки: реагентный, ионообменный, электродиализный и мембранный, основанный на принципе обратного осмоса.

Для удаления неприятного  запаха воду дезодорируют путем пропускания  через колонку, заполненную активированным углем.

Хмель и хмелепродукты. Хмель — традиционное и наиболее дорогостоящее сырье пивоваренного производства. Он придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удалению из сусла некоторых белков, служит антисептиком, подавляя жизнедеятельность контаминирующей микрофлоры, и повышает пеностойкость пива. Различают два основных вида хмеля: горький и ароматический. В пивоварении используют преимущественно женские соцветия ароматического хмеля — хмелевые шишки, содержащие лупулин. В состав последнего входят ароматические и горькие вещества.

Горькие хмелевые вещества включают - и -кислоты. мягкие -, - и твердые  смолы. Содержание -кислот в зависимости  от сорта хмеля может достигать 16 %. Наиболее ценные для пивоварения  производные -кислот — изосоединения  обеспечивают около 90 % горечи пива.

Ароматические вещества представлены в основном эфирным  маслом, содержание которого колеблется от 0,3 до 2 %. Важная составная часть  хмеля — дубильные вещества, количество которых достигает 3 %.

По назначению хмель  разделяют на две группы: тонкие сорта с содержанием горьких  веществ около 15 % и -кислот от 3 до 5 %, используемые для производства пива по классической тех­нологии, и грубые сорта с содержанием горьких  веществ более 20 %, предназначенные  для изготовления порошков, гранул и экстрактов. В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный  или брикетированный хмель, а  также различные хмелевые экстракты.

Хмель и хмелепродукты  следует хранить в сухом, темном и охлажденном помещении с  температурой от 0 до 2 "С и относительной  влажностью воздуха не выше 70 %.

Ферментные  препараты. Используют при применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья.

Амилолитические препараты  применяют при затирании при  повышенном количестве несоложеного сырья  и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход  экстракта и улучшают качество сусла.

Протосубтилин Г10х  используют при повышенных количествах  несоложеного сырья и для улучшения  качества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидных помутнений в пиве. Цитолитические препараты повышают выход экстракта  за счет гидролиза некрахмальных  полисахари-дов, в основном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла  и стойкость пива.

Наиболее перспективным  средством является применение мультиэнзимных композиций (МЭК), которые, позволяют  сохранить высокое качество «Жигулевского» пива при использовании до 60 % несоложеного сырья.

Подработка  и дробление солода и несоложеного сырья

Основная цель дробления  солода и несоложеного сырья —  облегчение и ускорение физических и биохимических процессов растворения  зерна для обеспечения максимального  перехода экстрактивных веществ  в сусло.

Подработка зернопродуктов. При хранении и транспортировании  солод и несоложеное сырье  загрязняются. Поэтому перед измельчением их очищают от посторонних включений. Для удаления пыли и остатков ростков  солод пропускают через полировочную машину. Несоложеное сырье от органической и минеральной примесей очищают  на воздушно-ситовом сепараторе и  полировочной машине. Для удаления металлопримесей зернопродукты  пропускают через электромагнитный сепаратор.

Дробление солода. Оптимальный  состав помола должен обеспечить максимально  возможный выход экстракта и  достаточно высокую скорость фильтрования сусла, так как оболочка зерна  служит хорошим фильтрующим материалом. Солод дробится в сухом или  частично увлажненном (мокром) виде. Для  измельчения сухого солода применяют  четырех- и шестивальцовые дробилки, работающие с одинаковой частотой вращения вальцов. Состав помола (%) зависит от качества солода, способов его затирания  и фильтрования (табл. 21.2). При мокром помоле солод предварительно увлажняют  в бункере до содержания влаги 18...32 % путем орошения водой температурой 35...50°С. При этом повышается эластичность оболочки, которая практически не измельчается на вальцовых станках, что приводит к созданию рыхлого  и пористого фильтрующего слоя дробины.

Затирание. Цель затирания — экстрагирование растворимых веществ солода и несоложеного сырья и превращение под действием ферментов нерастворимых веществ в растворимые с после­дующим переводом их в раствор. Вещества, перешедшие в раствор, называют экстрактом.

Затирание включает три стадии: смешивание измельченных зернопродуктов с водой, нагревание и выдерживание полученной смеси  при заданном температурном режиме. При этом количество единовременно  обрабатываемых измельченных зернопродуктов называют засыпью, объем применяемой  воды — наливом, а полученный продукт—затором.

Превращения при  затирании. На первых стадиях затирания  в раствор переходят углеводы, частично белки и продукты их гидролиза, пектиновые, дубильные и горькие  вещества, ферменты и минеральные  соли, составляющие 10...15 % сухих веществ  солода. В несоложеном сырье их примерно в 2...3 раза меньше. Основные же компоненты зернопродуктов — крахмал  и белки

нерастворимы. Поэтому  их перевод в растворимое состояние  осуществляется в результате направленного  действия соответствующих ферментов.

Гидролиз крахмала начинается при солодоращении. При  затирании крахмал проходит три  стадии: клейстеризацию, разжижение и  осахаривание. Собственно гидролиз крахмала (осахарива-ние) представляет собой  разжижение крахмального клейстера, которое  сопровождается накоплением в среде  декстринов, мальтозы и глюкозы.

Схематически гидролиз крахмала можно представить в  виде схемы: Крахмал —> Амилодекстрины -> Эритродекстрины -> Ах-родекстрины -> Мальтодекстрины -> Мальтоза -»  Глюкоза.

Процесс осахаривания контролируется по йодной реакции, так  как крахмал и декстрины дают различный цвет с йодом: крахмал  и амилодекстрины — синий, Эритродекстрины  — краснобурый, ахродекстрины и  другие продукты гидролиза цвет йодного  раствора не изменяют. Поэтому термин «осахаривание» в бродильном производстве означает не процесс превращения крахмала в сахара, а исчезновение окраски йодного раствора.

К гидролизу крахмала при затирании предъявляют следующие  требования: сусло не должно содержать  амило- и эритродекстри-нов, дающих окраску с йодом, но кроме мальтозы в сусле должны содержаться ахро- и мальтодекстрины, придающие пиву полноту вкуса и повышающие его  вязкость. При правильно проведенном  затирании, из крахмала должно образоваться 20... 30 % декстринов и 70.-.80 % «сырой» мальтозы, к которой относятся все продукты гидролиза крахмала, обладающие редуцирующей способностью, в пересчете на мальтозу.

Однако гидролиз некрахмальных полисахаридов зависит  от действия протеолитических ферментов  на белок, с которым эти вещества связаны

Как и крахмал, белки  начинают гидролизоваться в процессе солодоращения. Их гидролиз происходит в основном под действием эндопептидаз солода. Ферментативное расщепление  белков можно представить в следующем  виде: Белки -> Альбумоэы —> Пептоны -> Полипептиды -> Пептиды —> Аминокислоты. Около 35 % белков (от общего содержания в сырье) должно переходить при затирании  в сусло. Рекомендуется следующее  соотношение фракций продуктов  гидролиза белка (%):

А:В:С = 25:15:60. Пептоны  и полипептиды (фракция В) обусловливают  образование пены пива, а пептиды  и аминокислоты (фракция С) необходимы для питания дрожжей. Высокомолекулярные продукты гидролиза белка (фракция  А) влияют на стойкость пива. Поэтому  недостаточный гидролиз белка приводит к резкому снижению органолептических  свойств пива и его стойкости  при хранении.

При затирании протекают  также многочисленные неферментативные процессы: экстракция образующихся растворимых  веществ, образование меланоидинов, частичная коагуляция белка и  др. 

Факторы, влияющие на затирание. Основные факторы, влияющие на выход экстракта и его состав, — это соотношение фермент: субстрат, продолжительность процесса, температура  и рН затора.

С увеличением концентрации затора ферментативные реакции замедляются. Поэтому концентрация затора обычно не превышает 16 %. Обычно на затирание 100 кг зернопродуктов рас­ходуют 350.-.500 л  воды.

Оптимум рН для действия ферментов зависит от температуры  среды. Как правило, с повышением температуры повышается и рН-оптимум. Так, для совместного действия амилаз при температуре затора 65 "С  рН-оптимум 5,6.

С увеличением продолжительности  затирания в сусле накапливаются  низкомолекулярные продукты гидролиза  крахмала и белков.

Важнейшими температурными паузами при затирании являются 50...52; 60.-.65; 70 "С. во время которых  максимальную активность соответственно проявляют эндопептидаза, - и -амилаза.

Способы и технологические  режимы затирания. Приготовление затора начинают со смешивания дробленых зернопродуктов с водой при температуре 37...40 "С, которое осуществляется в заторном аппарате при включенной мешалке. Далее затирание ведут настойным или отварочным способом.

Настойный способ заключается  в постепенном нагреве всего  затора от 40 до 70 "С со скоростью 1 "С/мин и выдерживании при температуре 40; 52; 63 и 70 "С по 30 мин. Далее затор  нагревают до 72 "С и выдерживают  до полного осахаривания по пробе  на йод. Затем осахаренный затор  подогревают до 76...77 'С и направляют на фильтрование. Полученное этим способом сусло богато ферментами, содержит много мальтозы и аминокислот, мало декстринов и поэтому сильно сбраживается. Однако выход экстракта при отварочном способе выше. Это обусловлено  тем, что при отварочных способах затор подвергают не только ферментативному, но и физическому воздействию (кипячению).

Сущность отварочкого  способа состоит в том, что  отдельные части затора (отварки) кипятят, а затем смешивают с  остальной частью затора, постепенно повышая его температуру до 75 "С. При кипячении крахмальные  зерна из крупных частиц дробленых  зернопродуктов переходят в раствор, клейстеризуются и подвергаются действию ферментов. Различают следующие  варианты отварочных способов: с одной, двумя, тремя отварками или кипячением всей густой части. Наиболее распространенные — одно- и двухотварочные способы. При отварочных способах за­тирание ведут в двух заторных аппаратах, один из которых используют для кипячения  отварки.