Дипломная работа на тему "Разработка отварочной технологии производства пива"

ГлавнаяПромышленность, производство → Разработка отварочной технологии производства пива




Не нашли то, что вам нужно?
Посмотрите вашу тему в базе готовых дипломных и курсовых работ:

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Разработка отварочной технологии производства пива":


ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день в России складывается ситуация, при которой основную долю рынка пива занимают производители-гиганты. В то же время в стране сложился благополучный климат для развития малого бизнеса. Все больше и больше людей хотят организовать свое небольшое пивоваренное предприятие.

Однако заводы малой мощности не способны на равных конкурировать с крупными производителями. Поэтому небольшие заводы специализируются в основном на выпуске «живого» пива, и в этом направлении заводы большой мощности не составляют им конкуренции.

Пиво по способу обработки подразделяют на фильтрованное и нефильтрованное, фильтрованное пиво – на пастеризованн ое и непастеризованное, нефильтрованное – на осветленное и неосветленное.

«Живое» пиво становится всё более популярным в нашей стране. Как ясно из названия, в таком пиве содержатся живые клетки пивных дрожжей, что обусловливает как вкусовые качества, так и функциональные свойства напитка. Конечно, по-настоящему «живое» пиво в процессе производства не подвергается ни фильтрации, ни пастеризации, ни химической обработке.

Рынок пива России представлен обширным ассортиментом, основную часть которого составляют пять основных марок: светлое, темное, красное, белое и крепкое. Около 90% отечественного пивного рынка занимают светлые сорта, на которые приходится основной объем продаж, а остальные 10% разделяют между собой другие сорта, преимущественно темные.

Совокупный пивной рынок в последние годы показывает устойчивый рост. За 2004 год объём потребления увеличился на 12% и составил 830 млн. дал. Россияне всё больше отдают предпочтение пенному напитку, выпивая в год порядка 51 л на душу населения. Этот показатель вырос с 1995 года более чем в три раза, и достиг к 2010 году 80 л. Не вызывает сомнения то, что с насыщением рынка традиционным европейским пивом потребители переключат свое внимание на уникальные, «штучные» сорта. Заметим также, что, по результатам опросов, покупатели всегда считают местное, производимое у них пиво самым лучшим.

Так как количество мини-пивоварен увеличивается с каждым годом, то соответственно возрастает и конкуренция между ними. Чтобы оставаться на рынке необходимо снижать издержки производства, а также привлекать потребителей новыми уникальными сортами пива.

На данный момент оборудование, установленное на ООО «Старая телега», позволяет варить пиво только настойным способом. Из-за чего ассортимент производимого пива ограничен. Между тем на базе этого предприятия, без значительных капиталовложений, можно внедрить отварочную технологию производства пива. Благодаря этой технологии расширится ассортимент выпускаемого пива и снизится его себестоимость.

В солоде нормального качества ферментов обычно содержится больше, чем надо для того, чтобы полностью расщепить нерастворимые компоненты, в нем содержащиеся. С помощью этого избытка ферментов можно дополнительно переработать крахмал несоложеного сырья, повысив содержание сахаров в сусле.

Основной причиной использования несоложеных материалов остается стремление увеличить выход экстракта при той же засыпки дорогостоящего солода, а также желание придать определенным сортам пива оригинальный вкус.

При затирании несоложеное зерновое сырьё применяется в тех случаях, когда это предусмотрено по рецептуре, для придания определенным сортам пива характерного вкуса или для экономии дорогостоящего, дефицитного ячменного солода и снижения себестоимости пива.

Например, рисовую муку или сечку используют при затирании в количестве от 10% до 20% к массе зернового сырья; ячменную муку – от 15% до 30%.

В качестве заменителей солода используют ячмень, рис, кукурузную крупу, кукурузный крахмал, глюкозный и ячменный сиропы, крахмальную патоку, тростниковый сахар-сырец. В отечественном пивоварении основным несоложеным зерновым сырьем является ячмень, так как по своему составу он близок к ячменному светлому солоду, содержит β-амилазу и протеазу. При замене части солода ячменем экономится зерно в натуре, так как при солодоращении потери сухих веществ в сплаве, на дыхание, образование ростков довольно значительные (10-11% к массе зерна). Поэтому использование несоложеного зерна вместо солода – это решение одной из задач по созданию малозатратной технологии. Требования к качеству несоложеного ячменя значительно ниже, чем к ячменю для солодоращения, разрешается использовать низкосортный ячмень, в том числе и кормовой. При использовании солода удовлетворительного качества можно до 15% его заменить несоложеным ячменем без ухудшения вкуса пива, а для солода хорошего растворения – до 30%.


1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Пивоваренное сырье

1.1.1 Солод

Солод является типичным сырьем для производства пива. Еще 2000 лет до н. э. его использовали в виде проращенного ячменя в Месопотамии и Египте для производства охмеляющих напитков. До настоящего времени основным сырьем для производства солода является ячмень. Его хорошая всхожесть, легкая обрабатываемость, подходящие вкусовые качества стали причиной того, что солодоращение не распространилось широко на другие зерновые культуры. В настоящее время для изготовления пивоваренного солода кроме ячменя используют только пшеницу в небольших количествах. Влияние солода на качество пива общеизвестно. Некоторые показатели солода, такие, как цвет, вкус и запах, являются решающими в определении типа пива, а количество экстрактивных веществ и степень расщепления белков существенно влияют на его качество. Солод приобретает свои характерные свойства при солодоращении, однако некоторые из них зависят от свойств использованного ячменя. Поэтому издавна большое внимание уделяли качеству ячменя, поскольку многие сорта его из-за высокого содержания белков, стекловидности или слишком толстой оболочки не пригодны для солодоращения. По всему миру широко культивируется пивоваренный ячмень, для посева используют только сорта ячменя с определенными, точно установленными свойствами, контролируемые при солодоращении и пивоварении. В Европе используют исключительно так называемые двухрядные яровые ячмени, крупнозернистые с тонкой оболочкой и низким содержанием белков. Эти ячмени лучше всего подходят для производства светлого солода и при выработке имеют определенные преимущества. Они экстрактивные, не вызывают трудностей при переработке и фильтрации, а пиво, получаемое из них, более стойко к помутнению в холодном виде, что особенно важно при постоянно возрастающем производстве пива в бутылках. Ячмень, предназначенный для солодоращения, должен быть здоровым, хранившимся в течение определенного времени, т.е. отлежавшимся, чтобы его свойства выровнялись. При соложении он должен быть хорошо проращен и высушен. Любой недостаток сырья или солодильного процесса отрицательно сказывается на качестве солода.

Исследованию качества солода уделяется большое внимание, с одной стороны, для того, чтобы проверить правильность проведенного процесса солодоращения, а с другой - чтобы установить качественные признаки солода перед обработкой и определить пригодность его для выработки пива требуемого типа. Применяемые первоначально только органолептическая оценка солода и определение плотности и хрупкости зерна были постепенно дополнены более совершенными испытаниями. Еще в 1854 г. профессор Пражского политехнического института Баллинг предлагает простое испытание для определения пригодности солода на затирание, при котором кроме экстрактивности солода определяли также изменение солода во время затирания, скорость осаждения пивной дробины и осветление сусла. Исследования были продолжены, и вскоре был разработан целый ряд процессов для механического и химического определения отдельных качественных признаков солода. В 1914 г. в Бонне было подписано основное соглашение по этим проблемам между европейскими научно-исследовательскими пивоваренными институтами. В 1928 г. в Зальцбурге был подписан единый документ для анализов солода, согласно так называемому конвенционному методу, которым с учетом нескольких дополнений пользуются до сих пор для анализа торгового солода.

Солод светлый

Для производства пива преимущественно используется светлый солод. Светлый солод пильзенского типа - это солод холодного режима солодоращения с умеренным растворением и коротким развитием зародышевого листка. Нормальные величины, для этого солода, особенно в развитии зародышевого листка, содержании мальтозы, числе Кольбаха и Гартонга приближаются скорее к низким величинам. Светлый солод сушится обычно 2x12 ч. На верхней решетке сушилки зеленый солод относительно быстро освобождается от влаги, а умеренное растворение вместе с низкой степенью осахаривания допускает температуры отсушки вплоть до 85 °С, пока цвет солода не превысит допустимого предела. Для пива в бутылках, особенно пастеризованного, от которого требуется более высокая коллоидная стойкость, используется светлый солод, лучше растворенный, с подходящим отношением сахаров к несахарам и с низким содержанием растворимого азота. При переработке крахмалистых заменителей должен также выбираться светлый солод, хорошо растворенный, с высокой, амилолитической активностью. Поэтому для светлого солода не определяются точные стандартные величины, и всегда выбирается солод с определенными свойствами, подходящими для изготавливаемого типа пива. Слишком светлый цвет (от 0,12 до 0,15 мл 0,1 н. раствора йода) имеют солода, отсушенные при низких температурах, часто за счет качества ячменя. Светлый солод должен быть хорошо отсушен (не менее 3 ч при 80 °С), чтобы сохранить хорошие свойства при хранении и дальнейшей переработке. Известно, что солод, хорошо отсушенный, часто дает и при более интенсивном цвете охмеленного сусла более светлое пиво, чем солод неотсушенный.

Венский солод является промежуточным между светлым и темным солодом, и раньше он широко использовался на австрийских пивоваренных заводах, а также на пивоваренных заводах ЧССР для производства пива более насыщенного цвета. В связи с интересом к пиву светлого или очень светлого цвета потребность в этом солоде пропала и он употребляется только для специальных целей. Венский солод получали из зеленого солода нормального ращения и сушили обычно 2X24ч. Цвет его колебался от 0,30 до 0,40 мл 0,1 н. раствора йода. Солод дортмундского типа, предназначенный для производства светлого пива из жесткой дортмундской воды, - это светлый солод, особенно длительного ращения и высушиваемый 2X24ч при температуре не выше 75°С. Он пригоден для пива, хорошо сброженного, высокой концентрации. Темный солод мюнхенского типа отличается от светлых солодов цветом, характерным запахом (ароматом), а также вкусовыми качествами. Для производства его можно использовать ячмень с более высоким содержанием белков. Солод должен быть долгого ращения, хорошо растворенный, чтобы уже в зеленом солоде было достаточно сахаров и произошло необходимое расщепление белков. Характерный вкус и запах темные солода приобретают в результате образования меланоидинов. Эти вещества образуются при высоких температурах в результате реакции сахаров с аминокислотами и способствуют интенсивности окраски. Амилолитические и протеолитические изменения, происходящие в начале высушивания, сами по себе не могут обеспечить образование достаточного количества сахаров и аминокислот, и поэтому солода короткого ращения для производства темного солода не пригодны. Чтобы они приобрели темный цвет, их следует отсушивать при высоких температурах. Однако вкус и запах сусла, полученного из таких солодов, более резкие, а амилолитическая активность солода очень низкая. Развитие зародышевого листка у хороших темных солодов достигает от 3/4 до 1/1 длины зерна; количество переросших зерен не должно превышать 10%. Пережженных зерен не должно быть. Цвет темного солода мюнхенского типа колеблется в широком диапазоне от 0,60 до 1,20 мл 0,1 н. раствора йода.

Карамельный солод

Он изготовляется из зеленого, хорошо растворенного солода в скоростных обжарочных аппаратах, которые дают возможность поддерживать необходимую температуру и отводить пары и остатки солодовых ростков. Их можно, также получать из сухих солодов, опрыскиваемых до необходимой влажности. Эндосперм влажного зерна при температуре 60-80°С осахаривается и в зависимости от типа солода обжаривается при температурах от 120 до 180 °С. При этом эндосперм становится стекловидным и прозрачным. Зерна мучнистые в разрезе свидетельствуют о недостаточной карамелизации. При карамелизации сахаров, прежде всего мальтозы, происходят изменения, которые определяют вкус, запах и цвет сусла. По Люерсу, повышенное содержание коллоидов в карамельных солодах способствует увеличению пеностойкости и более полному вкусу готового пива.

Карамельные солода могут быть от очень светлых до темных. При высоких температурах обжарки снижается ферментативная способность, и поэтому темные сорта сами не осахариваются.

Карамельный солод абсолютно светлый (karapils). Он имеет цвет от 0,30 до 0,40 мл 0,1 н. раствора йода и добавляется особенно за границей для повышения пенистости и вкуса светлого пива. Обжаривается такой солод осторожно при низких температурах или высушивается на солодосушилке и поэтому обладает еще определенной ферментативной активностью. Цвет оболочки остается светлым и эндосперм тоже имеет более светлую окраску. Вкус сусла сладковатый, полный, запах карамели нечеткий. Содержание воды в светлом карамельном солоде не должно превышать 8%, осахаренного зерна должно быть не менее 90%. Содержание экстракта в пересчете на сухое вещество должно быть не менее 70%.

Обычный карамельный солод. По Линтнеру этот солод должен иметь цвет от 15 до 20 ед., оболочку дымчатую, почти коричневую, на кончиках более темную. Цвет эндосперма темно-желтый, побуревший, вкус карамельный, запах выраженный ароматный. Пережженные зерна не должны встречаться, поскольку имеют горьковатый привкус. Содержание воды у этого солода колеблется около 6%, доля осахаренных зерен около 95%, экстракта в сухом веществе – не менее 75%.

Портерный карамельный солод. Он имеет цвет по Линтнеру 35-40 ед. Вкус сусла сильно выраженный карамельный, почти горьковатый, запах очень ароматный.

Карамельные солода должны изготавливаться из соложеного ячменя. Доля остатков солодовых ростков не должна превышать 2%, так как они очень гигроскопичны.

Меланоидиновый солод

Меланоидиновый солод (мелансолод). В отличие от карамельных солодов у этого солода характерный вкус и запах, а также более насыщенный цвет появляются только при меланоидиновой реакции. Солод в конечной стадии прорастания оставляют в грядке для томления. При температуре около 50°С (у некоторых видов ячменя при более высокой) происходит глубокий амилолиз и протеолиз и тем самым создаются предпосылки для образования меланоидинов в процессе последующей сушки при температуре около 100 °С. Хороший мелансолод имеет специфический солодовый запах и слегка сладковатый вкус без кислого или горьковатого привкуса. Содержание воды в нем колеблется от 5 до 6%, цвет от 10,0 до 16,0 мл 0,1 н. раствора йода. Содержание экстракта в пересчете на сухое вещество у хороших солодов не менее 74%, доля мучнистых зерен не менее 90%, пережженных зерен не выше 5%.

Красящий солод

Красящий солод (жженка). Он получается из сильно увлажненного обычного сухого солода в обжарочном устройстве при температуре до 240 °С. Его основное свойство - красящая способность, которая колеблется от 140 до 160 ед. по Линтнеру и не должна быть ниже 120 ед. Другим важным показателем является вкус экстракта: он должен быть чистым, кофейным, а не резким и вяжущим. Зерна солода должны быть темно-коричневые, равномерно окрашенные. Эндосперм так же должен быть в разрезе темно-коричневый. Черные пережженные зерна снижают красящую способность и ухудшают вкус. Жженый солод очень гигроскопичен. Содержание воды в нем должно быть не выше 6%, пережжённых зерен не выше 7%, а содержание экстракта в пересчете на сухое вещество 60 - 70%.


1.1.2 Несоложеное сырье

Несоложеное сырье – это крахмалосодержащие или сахаросодержащие материалы, которые практически не имеют ферментативной активности. К такому виду сырья относятся зерновые культуры, такие как ячмень, рис, кукуруза, пшеница, сорго, овес, рожь, тритикале, просо, и не зерновые материалы твердой (сахар-песок, крахмал) и жидкой (сахарные сиропы, глюкозо-мальтозные сиропы, сиропы из зерновых культур, экстракты солода) консистенции. В зависимости от состава это сырье может использоваться либо на этапе затирания зерно продуктов, либо непосредственно вноситься в сусловарочный котел.

Применение несоложеного сырья в пивоварении способствует:

снижению себестоимости (при использовании зернового сырья);

увеличению экстрактивности сусла (при использовании риса, кукурузы, пшеницы, сиропов и крахмала);

увеличению производительности варочного цеха (при использовании сиропов и крахмала);

созданию новых сортов пива;

повышению коллоидной и вкусовой стойкости пива.

При оценке пригодности зернового материала в качестве несоложеного сырья следует проводить сравнительный анализ культур по содержанию в них крахмала, некрахмалистых полисахаридов, белка и его фракций, некоторых аминокислот (пролина, метионина, цистеина), полифенолов, витаминов (В1, В3, В7, Е) и минеральных компонентов (К, Р, Mg, Zn, Fe, Са, Si).

Ячмень

Ячмень хорошо раздробленный и раньше добавляли в количестве 6-10% к засыпи, чтобы улучшить пенистость и повысить полноту вкуса пива. Положительное воздействие обусловлено было содержанием более высокой доли гуммиобразных веществ в сыром ячмене. Добавка раздробленного ячменя имеет значение при переработке перерастворенных солодов. Однако надо иметь в виду, что из оболочек ячменя в сусло переходят вещества, которые при замачивании и соложении ячменя частично устраняются. Это загрязнения, прилипшие к поверхности зерна, дубильные и горькие вещества из оболочек, которые попадают в сусло и придают в дальнейшем пиву резкий привкус. Раздробленный ячмень нельзя долго хранить, так как он имеет более высокую влажность и быстро загнивает. Экстракт из ячменя более дешевый, чем солодовый экстракт, поскольку нет необходимости в расходах, связанных с соложением и потерями при нем. Однако выход экстракта ячменя ниже, ячменная крупа и остатки эндосперма в шелухе с трудом разжижаются и разница в выходе экстракта, полученного в лаборатории (74-79% в пересчете на сухое вещество) и в варочном отделении, больше, чем у солода.

Ячмень содержит меньше крахмала, чем рис и кукуруза, а также продукты их переработки (рисовая и кукурузная крупа), но при этом температура клейстеризации ячменного крахмала находится на более низком уровне (61-65 °С) по сравнению с этими культурами (70-80 °С). В результате при небольшом расходе ячменя и использовании солода высокого качества можно проводить затирание без отварок с добавлением цитолитических ферментов.

Ячмень содержит почти в 2 раза больше некрахмалистых полисахаридов, чем рис и кукуруза, поэтому при использовании этого злака происходит увеличение количества глюкозанов и пентозанов в сусле, которые не сбраживаются дрожжами. Их присутствие в пиве отрицательно сказывается на его коллоидной стойкости. Так, в холодной мути пива, наряду с белками и танинами, обнаружены моно- и олигосахариды, в том числе ксилоза, арабиноза, а также продукты гидролиза β-глюкана. Присутствие в сусле некрахмалистых полисахаридов или продуктов их неполного гидролиза β-глюканов и гуммивеществ) отрицательно сказывается на скорости его фильтрования.

Для более полного гидролиза некрахмалистых полисахаридов используют ферментные препараты с гемицеллюлазной активностью. Однако при чрезмерном гидролизе этих полисахаридов изменяется соотношение между сбраживаемыми сахарами в сусле в сторону увеличения глюкозы, что изменяет ход брожения и влияет на органолептические свойства пива.

Применение ячменя приводит к снижению продуктов гидролиза белка и, в частности, аминокислот. Для повышения содержания α-аминного азота в сусле используют протеолитические ферменты, которые также способствуют увеличению выхода экстракта (на 2-7%). Вместе с тем образующиеся при затирании полипептиды и пептиды изменяют величину соотношения между фракциями А:В:С по Лундингу. Поэтому при использовании ячменя необходимо сочетать применение ферментных препаратов с изменением режимов затирания зернопродуктов.

Следует обратить внимание и на то, что ячмень содержит в 2-3 раза больше глобулинов по сравнению с кукурузой и рисом (табл. 1.1).

Таблица 1.1 - Соотношение между фракциями белка (по Лундину) в сусле при использовании обезжиренных и необезжиренных зернопродуктов кукурузы

Название фракций | Зернопродукты |
---------------------------------------------------------
Ячмень | Кукуруза | Рис |
---------------------------------------------------------
Альбумины | 2,8 | Следы | 5,8 |
---------------------------------------------------------
Глобулины | 18,1 | 5-6 | 9,2 |
---------------------------------------------------------
Проламины | 37,2 | 50-55 | 14,0 |
---------------------------------------------------------
Глютелины | 41,9 | 30-45 | 70,0 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Глобулиновая фракция белков ячменя характеризуется высоким содержанием β-глобулина, который способствует образованию комплексов белок-белок, что отрицательно отражается на коллоидной стабильности пива. Снижению стойкости пива также способствует высокое содержание пролина в ячмене (табл. 1.2).


Таблица 1.2 - Содержание аминокислот в зерновых культурах (мг/100 г продукта, содержащего 86% СВ)

Зерновая культура | Аминокислота |
---------------------------------------------------------
Пролин | Метионин | Цистин |
---------------------------------------------------------
Ячмень | 1180 | 180 | 215 |
---------------------------------------------------------
Рис | 360 | 150 | 140 |
---------------------------------------------------------
Кукуруза | 1091 | 120 | 170 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Из всех несоложеных культур только ячмень содержит антоцианогены (АЦГ) – полифенолы, которые при нагревании с соляной кислотой переходят в антоцианидины. АЦГ находятся главным образом в алейроновом слое. Предполагается, что их носителем является гордеиновая фракция ячменных белков, следовательно, чем больше гордеинов в ячмене, тем больше содержится в нем АЦГ.

Рис

Рис принадлежит к наиболее полноценному крахмалистому сырью. Очищенный рис – это чистый эндосперм рисового зерна, который при очистке и шлифовке освободился от оболочек и частично от белков, жиров и других балластных веществ. Состав риса, главным образом содержание белков и жиров, колеблется в зависимости от сорта и происхождения риса. Хорошо очищенный и отшлифованный рис содержит обычно 11-12% воды, 7-9% белков, 67-72% крахмала, 0,5-1,0% жира. Выход экстракта в сухом веществе достигает 94%, выход экстракта в варочном отделении колеблется от 80 до 83%. Крахмальное зерно риса - наименьшее из зерновых культур. Солодовые амилазы воздействуют на него очень медленно, и поэтому обработка риса требует определенной осторожности и времени. При затирании из белков риса в раствор переходит только небольшое количество, поэтому рис используется для производства пива, стойкого к холодному и коллоидному помутнению. Добавка риса снижает также цвет сусла, что выгодно при производстве экспортных сортов пива, от которого обычно требуется особенно светлый цвет. Однако добавка риса несколько снижает полноту вкуса пива; при переработке больших количеств риса дрожжи теряют агглютинационные свойства. Химический состав риса представлен в табл. 1.3.

Таблица 1.3 - Химический состав зерна риса в расчете на 100 г продукта, содержащего 86% сухих веществ (По Скурихину, 1987)

Компоненты | Рис | Компоненты | Рис |
---------------------------------------------------------
Зерно | Крупа | Зерно | Крупа |
---------------------------------------------------------
Вода, г | 14,0 | 14,0 | Mg, мг | 116 | 50 |
---------------------------------------------------------
Белки, г | 7,5 | 7,0 | P, мг | 328 | 150 |
---------------------------------------------------------
Жиры, г | 2,6 | 1,0 | Fe, мг | 2,1 | 1,0 |
---------------------------------------------------------
Моно- и дисахариды, г | 0,9 | 0,7 | Si, мг | 1240 | 100 |
---------------------------------------------------------
Крахмал, г | 55,2 | 70,7 | Zn, мг | 1,8 | 1,42 |
---------------------------------------------------------
Клетчатка, г | 9,0 | 0,4 | Mn, мг | 3,63 | 1,25 |
---------------------------------------------------------
Гемицеллюлоза, г | - | - | B1, мг | 0,34 | 0,08 |
---------------------------------------------------------
Зола, г | 3,9 | 0,7 | B3, мг | 0,60 | 0,4 |
---------------------------------------------------------
К, мг | 314 | 100 | B7, мкг | 12,0 | 3,5 |
---------------------------------------------------------
Компоненты | Рис | Компоненты | Рис | Компоненты | Рис |
---------------------------------------------------------
Ca, мг | 40 | 8 | Токоферол (Е), мг | 1,0 | 0,45 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Рисовая крупа – один из наиболее распространенных заменителей солода благодаря высокому содержанию крахмала. Крахмальные гранулы риса имеют округлую/составную форму; делятся на большие 19-30 мкм) и маленькие (2-8 мкм), причем последние преобладают. Содержание крахмала в рисе, освобожденном от мякинных оболочек, достигает 73-78% от СВ, в рисовой сечке этот показатель достигает 85-90% от СВ. Содержание амилозы в рисовом крахмале составляет около 17%, амилопектина 83%.

Температура клейстеризации рисового крахмала колеблется от 70 до 85°С в зависимости от сорта. Поэтому α-амилаза солода воздействует на него очень медленно. В связи с этим при значительной доле несоложеного риса в засыпи уменьшается экстрактивность и увеличивается продолжительность осахаривания.

В рисе, освобожденном от пленок, содержание клетчатки (целлюлозы) невелико – 0,3-0,4% (в пленках содержится до 40,2%). Количество других некрахмалистых полисахаридов также мало. В результате при использовании риса в качестве несоложеного материала имеет место увеличение стойкости и прозрачности пива благодаря снижению в заторе доли некрахмалистых полисахаридов и продуктов их гидролиза.

В зависимости от сорта массовая доля белка в зерне риса после удаления мякинной (цветковой) оболочки колеблется от 8,8 до 13,6% от СВ. В рисовой сечке уровень белка падает до 5-8% от СВ. В состав рисового белка входят альбумины, глобулины, проламины и глютелины, которые у риса называют оризенинами. Распределение белков по фракциям в разных частях зерна неодинаково: в периферийных частях сосредоточено повышенное количество глобулинов и альбуминов. В остальной части зерна преобладают главным образом оризенины, которые не влияют на качество готового продукта, так как практически полностью переходят в дробину и белковый отстой после кипячения сусла с хмелем. Низкое содержание других фракций белка также гарантирует физико-химическую стабильность пива, но при замене солода большим количеством риса может наблюдаться снижение пеностойкости.

Аминокислотный состав зерна риса неодинаков, что отражает его сортовые особенности и условия выращивания. В табл. 1.4 приведены сведения о количестве некоторых аминокислот (в белке риса и в целом в продукте), представляющих интерес в пивоварении, из которых видно, что белки риса отличаются высоким содержанием дикарбоновых кислот (глютаминовой и аспарагиновой), несущих отрицательный заряд.

Таблица 1.4 - Аминокислотный состав риса

Аминокислота | Количество, % от содержания в белке | Количество, мг/100 г риса с влажностью 14% (в среднем) |
---------------------------------------------------------
Аспарагиновая кислота | 14,60-15,92 | 640 |
---------------------------------------------------------
Глютаминовая кислота | 12,41-26,66 | 1280 |
---------------------------------------------------------
Пролин | 2,33-5,25 | 360 |
---------------------------------------------------------
Валин | 3,83-6,50 | 400 |
---------------------------------------------------------
Метионин | 0,70-2,08 | 150 |
---------------------------------------------------------
Фенилаланин | 4,00-7,79 | 410 |
---------------------------------------------------------
Цистин | 1,42-2,44 | 140 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Такой же заряд имеют полифенолы (дубильные вещества). Следовательно, белки риса не склонны соединяться с полифенолами и образовывать белково-дубильные комплексы. Кроме того, количество пролина в рисе, роль которого велика в образовании коллоидной мути, почти в три раза меньше, чем в ячмене, кукурузе и пшенице (табл. 1.2). Также в зерне риса содержится значительно меньше по сравнению с другими культурами метионина и цистина, которые подобно пролину участвуют в образовании белково-дубильных комплексов и комплексов белок-белок.

В пивоварении перерабатывается дешевая рисовая сечка: битое зерно, образовавшееся в процессе обмолота и полировки риса. Не смотря на то, что рисовая сечка является отходом при полировке риса, контролировать ее качество необходимо. Сечка должна иметь чистые блестящие зерна без коричневых пятен, т.е. остатков плодовой и семенной оболочек. В ней не должно содержаться песка. Кроме того, используют рисовую крупку, которую получают путем размалывания риса непосредственно на предприятии.

Преимущества использования риса в качестве несоложеного сырья состоят:

в высокой экстрактивности до 97% от сухого вещества;

в малом содержании растворимых белков, что обеспечивает физико-химическую стабильность пива;

в благоприятном аминокислотном составе белка с точки зрения химической стабильности пива;

в невысоком количестве жира, что повышает вкусовую стабильность пива;

в отсутствии β-глобулина и антоцианогенов, что положительно отражается на физико-химической и вкусовой стабильности пива.

В результате при использовании риса:

увеличивается выход экстракта в варочном отделении;

изменяется цветность пива и его вкус;

повышается коллоидная стойкость пива.

Рис обычно применяют для приготовления пива высокого качества, с высокой массовой долей сухих веществ в сусле (>13%).

Вместе с тем следует учитывать и отрицательные стороны при замене части солода рисом:

при повышенном содержании риса в заторе дрожжи теряют способность к флокуляции;

добавка риса несколько снижает полноту вкуса конечного продукта;

небольшое количество белка в рисе и его плохое растворение при затирании может привести к снижению содержания α-аминного азота в сусле, что отразится на интенсивности главного брожения, поэтому не рекомендуется превышать долю риса в засыпи более 20%.

Кукуруза

Кукуруза - это тоже хороший заменитель, который однако не должен применяться в необработанном виде. Она содержит 4-6% жира, который легко прогоркает и вместе с горькими веществами из оболочек оказывает неблагоприятное влияние на вкус пива. Поэтому кукуруза очищается, освобождается от оболочек и зародышей, содержащих наибольшее количество жира. На варку кукуруза поступает в виде кукурузной крупки, которая содержит только 1-2% жира. Состав кукурузной крупки колеблется в зависимости от сорта и происхождения кукурузы. Влажность ее равна 12-14%, содержание белков 9-10%, крахмала 60-66%. Экстрактивность кукурузной крупки почти такая же, как экстрактивность хорошего солода. Утверждают, что добавка кукурузы повышает полноту вкуса пива. По Люерсу, при затирании в раствор переходит только небольшое количество кукурузного белка, а по Виндишу, при варке он коагулируется. Следовательно, на вкус пива влияют другие компоненты.

Много кукурузы перерабатывается прежде всего в США, используется она и в других странах, где высокий уровень ее производства. Мнения относительно пригодности кукурузы в качестве заменителя солода различны. Хранению кукурузной крупки необходимо уделять повышенное внимание из-за высокой влажности и наличия жира.

Содержание крахмала в кукурузе в среднем составляет 66% от СВ злака. Он распределяется следующим образом: в эндосперме (80-86%), зародыше (9-11%), оболочке (6-9%).

Гранулы крахмала кукурузы имеют округлую многоугольную форму, размер крахмальных гранул в основном составляет 10-15 мкм. Маленький размер гранул определяет сравнительно высокий температурный интервал клейстеризации (70-80 °С). Вместе с тем имеются подвиды кукурузы, крахмал которой клейстеризуется при более низких температурах 60-70 °С.

Эндосперм кукурузы, в отличие от ячменя, состоит из мучнистого и роговидного, различающихся по своим свойствам. В пивоварении, с точки зрения влаготепловой обработки, более предпочтителен мучнистый эндосперм.

Крахмал кукурузы состоит из двух углеводных фракций: амилозы (21-23%) и амилопектина (78-81%). Таким образом, кукуруза относится к тем зернопродуктам, в которых соотношение амилоза/амилопектин близко к оптимальному значению 20/80. Необходимо отметить, что содержание амилозы и амилопектина в крахмале кукурузы может изменяться в зависимости от сорта злака. Так, в крахмале восковидной кукурузы полностью отсутствует амилоза, в то же время есть подвиды, в которых содержит до 82% амилозы.

Некрахмалистые полисахариды кукурузы представлены целлюлозой (клетчаткой), гемицеллюлозой, пентозанами и β-глюканами. Содержание клетчатки колеблется от 0,7 до 2,2%, пентозанов – от 4,2 до 6,2%. Водорастворимые β-глюканы содержатся в количестве 0.06-1,13% от СВ эндосперма.

Из сравнительного анализа видно, что содержание некрахмалистых полисахаридов в кукурузе в целом меньше, чем в ячмене. Следовательно, использование кукурузы в технологическом процессе затирания способствует снижению вязкости сусла, уменьшению количества несбраживаемых сахаров и снижению вероятности возникновения помутнения в пиве, причиной которого является наличие промежуточных продуктов гидролиза некрахмалистых полисахаридов.

Содержание белка в кукурузе в зависимости от сорта колеблется в пределах 8-12% от СВ, большая их часть (75%) содержится в эндосперме и зародыше (12%). Очень мало белка в перикарпе (плодовой оболочке).

Белки кукурузы в основном содержат спирто- и щелочерастворимые фракции (табл. 1.1), которые имеют изоэлектрическую точку при величине рН 5,7 и переходят в нерастворимое состояние при кипячении сусла с хмелем.

Таблица 1.5 - Химический состав зерна кукурузы и кукурузной крупы в расчете на 100 г продукта, содержащего 86% сухих веществ (По Скурихину, 1987)

Компоненты | Кукуруза | Компоненты | Кукуруза |
---------------------------------------------------------
Зерно | Крупа | Зерно | Крупа |
---------------------------------------------------------
Вода, г | 14,0 | 14,0 | Mg, мг | 104 | 36 |
---------------------------------------------------------
Белки, г | 10,3 | 8,3 | P, мг | 301 | 109 |
---------------------------------------------------------
Жиры, г | 4,85 | 1,2 | Fe, мг | 3,71 | 2,69 |
---------------------------------------------------------
Моно- и дисахариды, г | 1,73 | 1,27 | Si, мг | 60 | - |
---------------------------------------------------------
Крахмал, г | 56,9 | 70,4 | Zn, мг | 1,73 | 0,5 |
---------------------------------------------------------
Клетчатка, г | 2,1 | 0,8 | Mn, мг | 1,09 | 0,4 |
---------------------------------------------------------
Гемицеллюлоза, г | 4,2 | - | B1, мг | 0,38 | 0,13 |
---------------------------------------------------------
Зола, г | 1,2 | 0,7 | B3, мг | 0,60 | 0,35 |
---------------------------------------------------------
К, мг | 340 | 147 | B7, мкг | 21,0 | 6,6 |
---------------------------------------------------------
Ca, мг | 34 | 20 | Токоферол (Е), мг | 5,5 | 2,7 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Особенностью белка кукурузы является низкое содержание в нем альбуминов и глобулинов. Так, количество глобулинов в кукурузе почти в три раза ниже, чем в ячмене. Следовательно, пиво, полученное с применением кукурузы, содержит меньше β-глобулинов, что положительно отражается на его физико-химической стойкости. С другой стороны, глобулины способствуют образованию качественной мелкоячеистой пены, поэтому избыток кукурузы в заторе может привести к снижению пеностойкости.

Таким образом, белки кукурузы мало растворимы, большая их часть осаждается при кипячении сусла с хмелем, что положительно сказывается на коллоидной стойкости пива. Кроме того, белки кукурузы плохо набухают и не образуют клейковины. Эти особенности белковых фракций кукурузы делают ее более предпочтительным несоложеным материалом по сравнению с ячменем.

Следует отметить, что белковый состав сусла зависит от того, используется ли при приготовлении пива обезжиренная или необезжиренная крупа. Так, сусло, полученное из необезжиренной кукурузной крупы, характеризуется меньшим содержанием белка, чем сусло из обезжиренной кукурузной муки. Более высокое содержание азотистых веществ во втором случае связано с удалением зародыша от эндосперма. В обезжиренном зерне увеличивается доля водо- и солерастворимых белков, которые при водно-тепловой обработке переходят в растворенное состояние, и при кипячении сусла с хмелей частично переходят в брух.

Содержание пролина и других серосодержащих аминокислот в кукурузе не значительно ниже, чем в ячмене (табл. 1.2). Следовательно, с этой точки зрения нет различий в переработке ячменя и кукурузы. Содержание фенилаланина и валина во всех злаках примерно одинаково (табл. 1.4 и 1.6), поэтому не будет различий в синтезе фенилэтанола и карбонильных соединений при сбраживании сусла, полученного с этими несоложеными материалами.


Таблица 1.6 - Содержание аминокислот в зерне кукурузы


Аминокислота | Содержание (мг/100 г продукта, содержащего 86% сухих веществ) |
---------------------------------------------------------
Аспарагиновая кислота | 580 |
---------------------------------------------------------
Глютаминовая кислота | 1780 |
---------------------------------------------------------
Пролин | 1091 |
---------------------------------------------------------
Валин | 416 |
---------------------------------------------------------
Метионин | 120 |
---------------------------------------------------------
Фенилаланин | 460 |
---------------------------------------------------------
Цистин | 170 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

В пивоварении кукурузу используют после предварительного удаления зародыша в виде кукурузной крупы (табл. 1.5 и 1.7) или кукурузных хлопьев. С точки зрения сохранности свойств продукта предпочтительно применять кукурузную крупку, которая благодаря высокому содержанию токоферолов может храниться значительно дольше, чем крупы из других злаков, например в рисе (табл. 1.3 и 1.5).

Таблица 1.7 - Биохимическая характеристика кукурузной крупы (по Якушевой В.А.)


Компоненты зерна | Содержание, % от СВ |
---------------------------------------------------------
Крахмал | 74,3 |
---------------------------------------------------------
Экстрактивность | 84,4 |
---------------------------------------------------------
Сырой протеин (N*6.25) | 9,6 |
---------------------------------------------------------
Жир | 2,9 |
---------------------------------------------------------
Пентозаны | 6,2 |
---------------------------------------------------------
β-глюкан | 0,1 |
---------------------------------------------------------
Пектиновые вещества | 1,4 |
---------------------------------------------------------
Клетчатка | 0,7 |
---------------------------------------------------------
Зола | 0,8 |
---------------------------------------------------------
Компоненты зерна | Содержание, % от СВ |
---------------------------------------------------------
Влажность | 12,6 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

Как правило, доля кукурузных зернопродуктов составляет 25-40% от засыпи, однако в Российских сортах пива только 10-20% солода заменяют кукурузой. Установлено, что соотношение ячменного солода и кукурузных зернопродуктов сказывается на углеводном составе сусла, изменяя величину отношения глюкоза: мальтоза: мальтотриоза в сторону увеличения доли глюкозы в сусле (табл. 1.8).

Таблица 1.8 - Влияние состава затора на углеводный состав сусла


Состав затора (солод/кукуруза) | Кукуруза | Отношение глюкоза: мальтоза: мальтотриоза |
---------------------------------------------------------
100 | - | 1: 4,1: 0,9 |
---------------------------------------------------------
85/15 | Крупа из цельносмолотого зерна | 1: 1,4: 0,2 |
---------------------------------------------------------
85/15 | Кукурузная крупка | 1: 3,7: 0,9 |
---------------------------------------------------------
70/30 | Кукурузная крупка | 1: 3,2: 1,8 |
--------------------------------------------------------- --------------------------------------------------

При разработке технологии затирания с кукурузой следует обратить внимание:

1. На более высокую, по сравнению с ячменем, температуру набухания и клейстеризации крахмала (более 70°С, обычно 80-120°С). Это предполагает предварительное разжижение кукурузного крахмала (одноотварочный способ затирания). Чем медленнее нагревается кукурузный затор, тем легче происходит набухание крахмальных зерен; в результате клейстеризация достигается при более низкой температуре (70-80°С). Поглощение воды крахмальными зернами кукурузы в зависимости от температуры составляет:

50° С – не набухает;

60°С – поглощается 300% воды;

70°С – поглощается 1000% воды;

80°С – поглощается 2500% воды.

2. На низкое содержание белка и переход большей части белков кукурузы в процессе затирания в дробину. В связи с этим сусло, полученное с применением кукурузы, содержит меньше, чем солодовое сусло, растворимого азота, а следовательно, аминного азота, который необходим для жизнедеятельности дрожжей в процессе главного брожения пива. Так, использование 30%-ной кукурузной крупки в заторе приводит к снижению количества α-аминного азота на 30%. Следовательно, при использовании плохо растворенного солода при приготовлении заторов с кукурузой следует применять протеолитические ферменты (например, нейтразу или церемикс).

При добавлении кукурузы в засыпь используют следующие способы затирания:

настойный (инфузионный) с предварительной совместной подготовкой несоложеной части (до 30-50% кукурузы и 15% солода);

настойный с предварительной подготовкой несоложеной части с применением термостабильной α-амилазы.

Добавление кукурузы в засыпь положительно сказывается на показателях качества пива:

снижается цветность пива;

повышается коллоидная стойкость пива ввиду снижения содержания в нем полифенолов и β-глобулинов;

смягчается вкус пива.

Хмель

Хмель - второе после солода основное пивоваренное сырье. С точки зрения технологии важнейшей частью хмеля являются: горькие вещества, сосредоточенные преимущественно в лупулине (хмелевой муке), придающие пиву характерный горький вкус и обладающие антисептическими свойствами; хмелевые дубильные вещества, которые при кипячении сусла с хмелем осаждают белки, и тем самым способствуют образованию бруха; хмелевое эфирное масло, являющееся главным компонентом аромата хмеля, который характерен для отдельных видов хмеля и для разных областей его выращивания.

Среди сортов хмеля различаются районные и селекционные сорта. Районные сорта возникли из местных сортов путем многолетнего отбора в определенной области выращивания. Селекционные сорта получены путем селекции или скрещивания. У сортов, выведенных селекцией и вегетативным размножением, различаются популяции и клоны. Путем скрещивания или скрещивания и вегетативного размножения получают гибриды, которые являются облагороженными сортами. У культурного хмеля насчитывается около 100 сортов. В практике возделывания, как уже было сказано, хмель разделяется по цвету лозы на красные и зеленые сорта; переходным типом являются полукрасные. Красные сорта имеют лозу, окрашенную антоциановым красителем, от красного до красно - фиолетового цвета. Они растут довольно быстро и поэтому бывают ранние и полуранние. У красных сортов хмеля шишки светло-зеленого цвета, яйцевидной формы и хорошо закрытые. Они богаты лупулином, имеющим хороший хмелевой аромат. С агротехнической точки зрения красные сорта хмеля имеют недостаток, заключающийся в том, что шишки их быстро перезревают и открываются, в результате чего при несвоевременной уборке происходят потери лупулина. Зеленые сорта имеют зеленую лозу. Эти сорта растут медленнее и поэтому позднее созревают. Шишки у них тоже светло-зеленые, но более крупные. Лупулин образует более крупные зернышки, имеет красноватый цвет и запах его острее. Поскольку качество такого хмеля хуже по сравнению с красными сортами и не уравновешивается некоторыми его агротехническими преимуществами, то зеленые сорта, как правило, отбраковываются. Полукрасные сорта имеют лозу почти зеленого цвета с красными черенками листьев. Их значение вспомогательное.

Важнейшей составной частью хмеля является группа веществ, к которым относятся хмелевые смолы, дубильные вещества и эфирное масло, участвующие в технологическом процессе при производстве пива. Кроме них хмель содержит вещества второстепенного значения, которые участвуют в процессе в незначительной мере или вообще не участвуют. Как натуральный продукт хмель всегда содержит воду.

Свежесобранный хмель содержит большое количество воды (около 75%) и поэтому не может храниться в первоначальном виде. После искусственной сушки при низких температурах до 45 - 50 °С хмель обычно содержит 10 - 14% воды. Допускается при приемке содержание воды не более 16% с соответствующей скидкой на массу поставляемого хмеля. При содержании воды ниже 10% хмелевые шишки легко раскрываются и в результате этого происходят потери лупулина вследствие выпадения его. Хмель с содержанием воды выше 15% не пригоден для хранения, он легко подопревает и плесневеет.

Хмелевые смолы являются основной и с технологической точки зрения наиболее важной составной частью хмеля. Они растворяются в этиловом эфире, которым выделяются при конвенционном анализе хмеля. После выпаривания эфира из остатков при растворении в метаноле получается фракция, содержащая все хмелевые смолы. Они в свою очередь делятся на мягкие смолы, растворимые в н-гексане, и твердые смолы, нерастворимые в н-гексане. Горькие вещества, присутствующие в пиве, получаются из исходных хмелевых смол. Частично они образуются в результате прямого окисления хмелевых смол в конечной фазе вегетационного периода и, главным образом, при сушке и хранении хмеля; незначительные доли их проходят через весь пивоваренный процесс без изменений и оказываются в готовом пиве. Основные фракции горьких веществ образуются косвенным путем при обработке хмеля в процессе пивоварения, преимущественно при кипячении его; некоторые из образуемых фракций тождественны продуктам прямого окисления.

α-горькие кислоты (гумулоны). Основной составной частью α-горьких кислот является гумулон. Его формула и формула остальных известных аналогов выводится из общей формулы α-горьких кислот замещением R (радикала) в положении С2 бензольного ядра. Отдельные аналоги отличаются один от другого структурой, а именно боковой ациловой цепью при том атоме углерода, который у гумулона - изовалериановый, у когумулона – изобутириловый и у адгумулона – α-метилмасляный и т.д.

β-Горькие кислоты (лупулоны). В ряду β-горьких кислот у большинства сортов хмеля главной составной частью является лупулон. Аналоги выводятся из общей формулы β-горьких кислот точно так же, как аналоги гумулона, и имеют такие же боковые цепи.

Хмелевые дубильные вещества образуют по сравнению с солодовыми дубильными веществами более многочисленную группу. Они лучше растворяются в воде, более реакционноспособны и, следовательно, менее стабильны. Вкусовые различия вытекают из разной степени дисперсности. Хмелевые дубильные вещества благодаря более легкой окисляемости и большей восстановительной способности, а также большей активности в осаждении белков предохраняют хмелевые смолы, главным образом α-горькие кислоты, от окисления и образования комплексов. Своим дегидратационным воздействием они способствуют осаждению в других случаях неосаждаемых белков. В связи с этим они действуют как стабилизирующий реагент. Значительная часть хмелевых дубильных веществ относится к группе флавоноидов. В хмеле, как правило, присутствуют гликозиды.

Типичным представителем этой группы является кверцитрин, т.е. рамнозил кверцетина. Далее сюда относятся кемпферитрин, мирицитрин и другие тригликозиды и полигликозиды.

Флавонол (кверцитрин) – это 3-гидроксифлавон. В качестве сахарного компонента он содержит рамнозил кверцитрина, изокверцитрин глюкозил и рутин β-L-рамнозидо-6-гликозил.

Хмелевое эфирное масло придает хмелю характерный аромат, который переходит в пиво в незначительном количестве.

И хотя хмелевое эфирное масло с этой точки зрения имеет второстепенное технологическое значение, оно играет большую роль при торговой оценке хмеля.

Это объясняется тем, что тонкий характерный аромат хмеля является признаком высокого качества его и в определенной степени характеризует происхождение хмеля. Новые данные подтверждают тесную связь между хмелевым эфирным маслом и горькими веществами.

Вода

Вода является в пивоваренной промышленности очень важным сырьем благодаря своему влиянию на качество пива и широкому использованию ее в пивоваренном производстве. Производственная вода используется в солодовне, в котельной, для охлаждения сусла в холодильниках и в конденсаторах холодильных машин, для мойки и чистки главным образом в бродильном и лагерном отделениях, а также в моечном и разливочном отделениях. Характерно, что для приготовления пива требуется небольшая часть воды по отношению к общему количеству потребляемой воды, которое в 10 раз и более превосходит производство пива в год.

Природная вода – это сильно разбавленные растворы солей, иногда и некоторых газов, содержащие суспендированные неорганические и органические вещества и микроорганизмы. Содержание минеральных веществ в воде качественно зависит от геологического характера местности, который определяет химический состав слоев, через которые вода проходит. От физических свойств этих слоев зависит и эффект естественной фильтрации воды как с физической точки зрения (суспендированные вещества), так и с биологической (микроорганизмы).

Природная вода обычного состава содержит наряду с ионами H+ и ОН- катионы Ca+, Mg2+, Na+, К+, Fe2+ и Fe3+, Al3+, Mn2+, NH4, анионы: ОН-, HCO3-, SO42-, Сl-, SiO22-, NO3, NO2- и др.

Ионы H+ и ОН- всегда находятся в воде, но сами не влияют на изменение кислотности (рН). Ca+, Mg2+, HCO3- имеются во всякой природной воде, причем Ca+ в более высокой концентрации, чем Mg2+. В различных концентрациях находятся Na+, Сl- и SO42. К+ очень редко в высокой концентрации. Соли кремневой кислоты могут быть в двух состояниях - в виде ионов и в недиссоциированном состоянии; в последнем случае наличие кремниевой кислоты часто обусловливает помутнение воды. Железо в воде содержится обычно в виде солей двухвалентного железа (Fe2+) и главным образом в виде кислого углекислого железа [Fe(HCO3)2] сопровождаясь иногда небольшими концентрациями солей алюминия и марганца.

Определяемые количества (не следы) NH4 и NO2-, так же как соли фосфорной кислоты, встречаются в воде в случае сильного бактериального загрязнения. Это является показателем гниения органических азотистых веществ; аммиак сначала окисляется в азотистую кислоту (ее соли), а затем в азотную. Наличие солей азотной кислоты при отсутствии азотистой не является показателем бактериального загрязнения.

Из газов в воде находятся углекислота, кислород, следы сероводорода (наличие H2S тоже указывает на процессы разложения органических веществ). Свободная CO2 обладает коррозионными свойствами.

Солевой состав воды, изменяя кислотность затора и пивного сусла, влияет на биохимические процессы пивоварения и тем самым на качество готового продукта. По этой причине к качеству воды в пивоварении предъявляются более высокие требования, чем к хорошей питьевой воде. Для улучшения ее технологических качеств при производстве светлых сортов пива допускается применение пищевой молочной кислоты и поваренной соли, свободной от вредных примесей гипса.

Все технологические процессы приготовления пива протекают в слабокислой среде, так как в щелочной среде создаются неблагоприятные условия для протекания ферментативных процессов при осахаривании. По этой причине щелочная вода, содержащая большое количество карбонатов и бикарбонатов, непригодна для пивоварения. Для этой цели необходима вода с небольшим содержанием сернокислых и хлористых солей. Повышенная концентрация этих солей ухудшает вкус пива; жесткость воды влияет также и на его цвет. Практикой установлено, что там, где для приготовления пива используется мягкая вода, получается светлое пиво с нежной хмелевой горечью и ароматом; применение жесткой воды дает темное пиво с более сильной и грубой хмелевой горечью. В связи с этим для производства светлых сортов пива употребляют воду мягкую или средней жесткости. Жесткая вода может быть пользована для получения светлых сортов пива только после ее предварительного умягчения или подкисления молочной кислотой во время затирания.

Для производства темных сортов пива может быть использована и жесткая - вода без какой-либо обработки, так как темный солод имеет большую кислотность и содержит большое количество фосфатов и аминокислот, обладающих хорошим буферным действием и вполне компенсирующих отрицательное действие карбонатов воды.

Для замачивания солодовенного зерна в пивоварении наиболее пригодна вода с низким содержанием хлоридов и сульфатов. Хлориды кальция, магния и особенно натрия замедляют процесс прорастания; гипс, вступая в обменную реакцию с дубильными веществами зерна, понижает их растворимость. Кроме того, кальциевые соли образуют пленки в оболочке зерна и затрудняют процесс замачивания. Вместе с тем кальциевые соли, особенно карбонаты, способствуют выщелачиванию горьких веществ и улучшают вкус солода. Содержащиеся в воде соединения железа дают осадки, а с дубильными веществами зерна они образуют малорастворимые соединения бурого цвета.

Дрожжи

Дрожжи являются одноклеточными микроорганизмами, которые могут получать свою энергию в присутствии кислорода (аэробно) путем дыхания и в отсутствие кислорода (анаэробно) путем брожения. Сахара сусла при производстве пива сбраживаются дрожжами в спирт. Для этого в пивоварении применяют дрожжевые грибы вида Saccharomyces cerevisiae. Выбранные штаммы этих дрожжей систематически разводятся в виде чистой культуры и выращиваются как пивные дрожжи. Другие штаммы этих дрожжей используются как пекарские, спиртовые или винные. Так как дрожжи не только осуществляют спиртовое брожение, но своим обменом веществ оказывают и большое влияние на вкус и характер пива, то знание компонентов дрожжей, их метаболизма и размножения имеет большое значение. Различные виды и расы культурных дрожжей имеют ряд отличительных признаков.

Дрожжи применяют в пивоварении в виде густой массы, состоящей из миллиардов дрожжевых клеток, существующих независимо друг от друга. Эти клетки имеют форму от овальной до круглой, длину – от 8 до 10 мкм и ширину – от 5 до 7 мкм. Дрожжевая клетка состоит примерно на 75% из воды. Сухое вещество имеет состав, изменяющийся в определенных пределах, а именно:

белковые вещества от 40 до 60%;

углеводы жиры (липиды) от 25 до 35%;

минеральные вещества от 4 до 6%.

Минеральные вещества состоят из (на 100 г СВ, приблизительно):

2000 мг фосфатов;

2400 мг калия;

200 мг натрия;

20 мг кальция;

2 мг магния;

7 мг цинка и следов железа, марганца и меди.

Кроме того, дрожжи содержат ряд витаминов, среди которых: тиамин (В1) 8-15 мг на 100 г СВ дрожжей; рибофлавин 2-8 мг, никотиновая кислота 30-100 мг, фолиевая кислота 2-10 мг, пантотеновая кислота 2-20 мг, пиридоксин 3-10 мг, биотин 0,1-1 мг.

Каждая дрожжевая клетка состоит из клеточной плазмы (цитоплазма, цитозол), которая окружена клеточной мембраной и в которой находится ряд органелл, обеспечивающих реакции обмена веществ. При этом важнейшей органеллой является, естественно, клеточное ядро (нуклеус) – управляющий центр клетки. Оно окружено двойной пористой мембраной ядра, замкнутой, но пористой. Ядро клетки содержит основное вещество (плазму), матрицу ядра и хромосомы. В них каждая клетка хранит свой структурный план, закодированный в форме генов. Гены построены из полимерной молекулы, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), информационный объем которой составляет 109-1010 бит. ДНК управляет всеми процессами обмена веществ, роста и развития клетки В ядре клетки размещено также ядрышко (nucleolus), состоящее из рибонуклеиновой кислоты.

1.2 Затирание

Затирание – важнейший процесс при производстве сусла. При затирании помол и вода перемешиваются (затираются), компоненты солода переходят в раствор и становятся веществами экстракта. При затирании решающее значение приобретает процесс превращения веществ.

1.2.1 Цель затирания

Большинство компонентов дробленого солода не растворимы сами по себе, а в пиво могут перейти только растворимые вещества. Поэтому при затирании необходимо перевести нерастворимые вещества помола в растворимые. Все вещества, переходящие в раствор, называются экстрактом. Растворимыми веществами являются, например, сахара, декстрины, минеральные вещества и определенные белки. К нерастворимым веществам относятся крахмал, целлюлоза, часть высокомолекулярных белков и другие соединения, которые по окончании процесса фильтрования остаются в виде дробины. По экономическим соображениям большинство нерастворимых соединений пытаются перевести в растворимые, чтобы получить как можно больше экстракта. Это выражается такими параметрами, как выход варочного цеха и содержание экстракта в дробине. Однако имеет значение не только количественное содержание, но и качество экстракта, так как присутствие определенных соединений (например, дубильных веществ из оболочек) весьма нежелательно, тогда как другие соединения (например, определенные сахара или продукты расщепления белков) совершенно необходимы.

Цель затирания состоит в том, чтобы расщепить крахмал в сахар а и растворимые декстрины без остатка. При этом образуются и другие экстрактивные вещества. Основное количество экстракта образуется при затирании прежде всего благодаря действию ферментов, которые могут действовать при оптимальных для них температурах

1.2.2 Превращения веществ при затирании

Расщепление крахмала

Важнейшей составной частью пива является спирт, образующийся при брожении из сахаров. Поэтому предварительно необходимо расщепить крахмал до мальтозы; наряду с ней всегда образуются промежуточные продукты – несбраживаемые декстрины. Крахмал должен быть без остатка расщеплен до сахаров и декстринов, не окрашиваемых йодом. Полное расщепление необходимо по экономическим соображениям; кроме того, остатки нерасщепленного крахмала вызывают в пиве клейстерное помутнение. Расщепление крахмала осуществляется в три стадии последовательно переходящих одна в другую. Последовательность их неизменна: клейстеризация; разжижение; осахаривание.

Клейстеризация

В теплом водном растворе в молекулах крахмала в большем количестве накапливается вода. Из-за этого происходит увеличение объема, приводящее к набуханию и последующему

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Разработка отварочной технологии производства пива". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш руководитель дипломной работы!
Если у вас нет возможности самостоятельно написать дипломную - закажите её написание опытному автору»


Просмотров: 753

Другие дипломные работы по специальности "Промышленность, производство":

Технология и организация производства молока

Смотреть работу >>

Изготовление фужера 150 мл методом литья под давлением

Смотреть работу >>

Расчет и конструирование лифтов и комплектующего их оборудования

Смотреть работу >>

Выбор электродвигателя установки и его назначение

Смотреть работу >>

Техническое обслуживание и ремонт холодильного шкафа ШХ-0,8 м

Смотреть работу >>