Формирование качества пива в процессе производства

Схему производства пива приведен на рис. 4.6.

Обобщенная схема производства пива

Рис. 4.6. Обобщенная схема производства пива

Получение солода (солодом называют зерна злаков, которые проросли за искусственных условий и определенной температуры и влажности) предусматривает накопление в зерне активных ферментов, а также необходимого количества ароматических, красящих, органических и минеральных веществ, необходимых для получения пивного сусла.

Производство солода начинается с очистки от примесей и сортировки ячменя, поступающего на производство. Затем ячмень замачивают в специальных чанах с водой при температуре 12-17 ° С. Во время замачивания дополнительно изымаются примеси, зерно дезин-фикуеться и доводится до оптимальной для солодорощення влажности. Кроме этого, зерно увеличивается в объеме на 35-40%. Твердое и хрупкое зерно становится мягким и эластичным вследствие набухания коллоидных веществ. В процессе замачивания в зерне происходит процесс перестройки ферментативного комплекса, активация ферментов, особенно амилолитических и протеолитических, уменьшается содержание нерастворимых соединений и увеличивается количество растворимых. Установлено, что потери сахаров в период замачивания достигают 15 кг на 1 т зерна. Замачивания считают завершенным тогда, когда влажность зерна составляет 42-45% для светлого солода и 47% - для темных.

По органолептического определения степени замачивания готово к проращивания зерно сжимают пальцами вдоль длинной оси. Если зерно соответствует требованиям, то не должна ощущаться жесткость в построении зерна, а должно вловлюватися легкое потрескивание оболочки, отделяется от эндосперма.

Замоченные зерно проращивают в солодовнях разного типа (ящичных, пневматических, токовых), в которых через слой проращиваемое зерна продувают воздух с определенными параметрами по влажности и температуры. Солодорощення продолжается при температуре 15-19 ° С в течение 5-8 суток.

Во время проращивания в зерне происходят физиологические (развитие зародыша) и биохимические (активация ферментов, преобразования сложных веществ в простые, процесс дыхания) изменения. Во время проращивания эндосперм зерна под действием ферментов смягчается. Ферменты, которые находятся в неактивном, связанном с белками состоянии, под действием протеолитических ферментов переходят к активному состоянию. Считают, что во время солодорощення активность амилолитических ферментов возрастает в 3-5 раз, протеолитических - в 2,5 раза, фосфатазы - в 6-7 раз. В проросшем зерне под действием ферментов начинается расщепление высокомолекулярных соединений (крахмала, белков, гемицеллюлозы и т.д.) и превращение их в простые низкомолекулярные вещества.

Под действием фермента цитаза происходит гидролиз гемицеллюлозы, гуминовых веществ и других некрахмалистых полисахаридов с образованием глюкозы, мальтозы, мальтодекстрин, сахарозы.

Во время проращивания зерна до 24% крахмала превращается в сахара, из которых 10% расходуется на дыхание, 3-4% - на образование корешков и, примерно, 10% остается в солоде, предоставляя ему сладковатого вкуса.

В результате активации протеолитических ферментов происходит гидролиз высокомолекулярных белков и полипептидов с образованием более простых веществ - пептонов, пептидов, аминокислот, из них до 25% идет на образование корешков.

Считают, что гидролиз белковых веществ при солодорощення может достигать 50%.

Во время гидролиза фитина (инозитфосфорнои кислоты) фитазы образуется спирт инозит и остатки фосфорной кислоты.

Спирт инозит стимулирует прорастание, следовательно наличие положительно влияет на жизнедеятельность дрожжей в процессе сбраживания сусла. Образование свободных кислот - необходимая предпосылка образования и действия ферментов. Во время солодорощення, в результате ферментации, количество водорастворимых веществ зерна увеличивается почти вдвое. Кроме этого, в результате синтетических процессов в солодовенном зерне накапливаются витамины группы В, токоферол, аскорбиновая кислота. Особенно возрастает содержание рибофлавина - до 210 мг на 100 г сухого вещества.

Основным признаком, с помощью которой определяют конец проращивания, являются полная растворимость мучнистого тела зерна, легко растирается между пальцами.

Солод, который пророс при оптимальных условиях, должен иметь длину зародышевого листочка для светлого солода от 2/3 до 3/4 длины зерна, для темного - 1/2 от длины, а также свежий огуречный запах и быстрое самооцукрення. Появление эфирного или яблочного запаха свидетельствует о процессе анаэробного дыхания.

В наше время для управления факторами, влияющими на проросшие зерна, применяют механизированное пневматическое солодоро-ние, что основывается на продувке кондиционного воздуха через высокий слой зерна. Достигаются необходимо поступление зерну кислорода и удаления углекислого газа и других ингибирующих веществ.

Из свежего солода нельзя получать пиво. Он "сырой" вкус и запах; не содержит красящих и ароматических веществ; имеет большое количество белков, влияющих на устойчивость пива. Кроме того, у такого солода высокая влажность (42-45%), он не подлежит хранению, а ростки его, содержащие алкалоид гордеин, придают пиву неприятный привкус. Для получения продукта, отвечающего требованиям пивоварения, свижопророщений солод подвергают сушке. При этом, достигается две цели: снижение влажности материала до 10-13% и придания готовому продукту определенных технологических качеств - специфического цвета, вкуса и аромата, высокой ферментативной активности.

Сушка сырого солода производится в специальных сушильных аппаратах непрерывного или периодического действия. Продолжительность сушки солода определяется не только скоростью удаления влаги и сохранением ферментативной активности, но и необходимостью достижения определенных химических и биохимических изменений.

В зависимости от процессов, которые происходят в солоде, различают три фазы сушки: физиологическую, ферментативную и химическую.

Физиологическая фаза - (40-45 ° С) - характеризуется активными ферментативными процессами, увеличением количества сахаров, аминокислот и растворимого белка. Продолжительность фазы - 10-12 ч.

Ферментативная фаза - (45-70 ° С) - определяется снижением активности ферментов, переходом их в неактивное состояние. Влажность солода снижается от 30 до 10%. Продолжительность фазы - 5-7 ч.

Химическая фаза - (70-80 ° С) - способствует образованию в солоде специфических вкусовых, красящих и ароматических веществ. Влажность солода снижается от 10 до 5%. Продолжительность фазы - 3-4 ч. Сокращение продолжительности химической фазы приводит к снижению качества готового продукта - его устойчивости и пенообразования. Это связано с тем, что сахара, взаимодействующие с аминокислотами, свободными карбонильными группами, альдегидами, образуют темнозабарв ленные меланоидины и летучие альдегиды, которые влияют на пенообразование и аромат готового пива. Моносахариды в большинстве окисляются и карамелизуються. Происходит денатурация части высокомолекулярных белков и инактивация большинства ферментов.

В зависимости от температуры и продолжительности сушки получают солод следующих видов:

светлый солод - высушивают пророщенный ячмень в течение 16 ч при постоянном повышении температуры от 25-30 ° С до 7580 ° С. Этот солод имеет светлую окраску, сладковатый вкус, высокую оцукрувальну способность. Используется для производства большинства сортов пива, а также как полуфабрикат для получения кваса, безалкогольных напитков, концентратов;

темный солод - получают в результате высушивания более растворенного свижопророщеного солода при температуре 35-105 ° С в течение 24-48 часов. Темный солод имеет коричнево-желтую окраску, отличается хрупкостью эндосперма и меньше оцукрувальною способностью. Используется для изготовления темных сортов пива;

диафарин - солод с высокой ферментативной активностью, получают во время сушки при низкой температуре солодорощення (15-16 ° С) в течение 9-10 суток с медленным повышением температуры до 50 ° С и активной вентиляцией. Это обеспечивает максимальное накопление ферментов и сохранения их активности. Используется как источник активных ферментов

карамельный солод, который применяют для придания пиву солодового аромата, темного окраса, а также увеличение устойчивости. Готовят продукт из сухого или зеленого солода с повышенным содержанием сахаров путем обжаривания при температуре 120-170 ° С;

жженый солод, используемый для повышения цветности и предоставления специфического вкуса темным сортам пива. Его готовят из сухого светлого солода путем обжаривания увлажненной зерна при температуре 210-260 ° С.

После сушки солод освобождают от ростков, которые придают ему гигроскопичности и горького привкуса. Ростки, благодаря содержанию 30% азотистых веществ и 50% углеводов используют как корм для животных или для получения меланоидинового экстракта. Свежо высушенный солод не сразу становится пригодным для переработки. Он отличается мелким помолом; сусло плохо фильтруется; активность ферментов - низкая, что может стать причиной неэффективного брожения и образования мути. Для устранения этих явлений солод перед применением в производстве выдерживают в течение 3-4 недель. Максимальный срок хранения сухого солода - до двух лет. Сухой солод перед использованием полируют для извлечения пыли и остатков ростков.

Приготовление пивного сусла. Для приготовления пивного сусла солод и несоложенного материалы очищают и измельчают. Основной целью измельчения является облегчение и ускорение перехода экстрактивных веществ зернопродуктов в водный раствор (сусло). Во время измельчения зернопродуктов хотят достичь минимального ломки оболочки, этот процесс влияет на процесс фильтрации сусла и вкус пива.

Измельченный солод и несоложенного материалы смешивают с теплой водой в соотношении 1: 4 и полученный затор перекачивают в заторного аппарата. Суть процесса затирки - в переходе водонероз-действующих веществ солода и несоложенного зернопродуктов до растворимого состояния путем ферментативного гидролиза. Средствами регулирования ферментативных процессов служит температура и рН среды.

Существуют два основных способа затирания: настойный и отварной. Первый способ самый простой, но для его применения необходимо использовать високоферментативний солод. Сусло, которое при этом образуется, имеет светлый цвет и менее выраженный вкус. Более распространены отварные способы затирания. Эти способы затирания эффективны при переработке некачественного солода, ведь кипячения густых частей затора облегчает действие всех ферментных систем.

В отварном способе затирания измельченные зернопродукты (солод и несоложенного сырье) смешиваются с водой при температуре 50 ° С; полученный затор выдерживается при данной температуре 10-15 мин. При этом 15-20% растворимых веществ зернопродуктов экстрагируется в раствор. Выдержки при данной температуре является наиболее благоприятным для действия протеолитических ферментов и накопления в сусле низкомолекулярных белковых веществ, которые влияют на вкус, цвет, пенистость и устойчивость готового пива.

После выдержки 1/3 густой части затора отбирается к другому котла и кипятится в течение 15-30 мин. Полученную видварку перекачивают обратно в заторного чана, после чего температура всего затора поднимается до 65 ° С. Выдержки затора при данной температуре оптимальная для действия фермента Р-амилазы, которая обеспечивает накопление в сусле низкомолекулярных продуктов распада крахмала - мальтозы и незначительного количества декстринов. В зависимости от заданного режима этот процесс повторяют 2-3 раза с таким расчетом, чтобы конечная температура затора не превышала 75 ° С. При этой температуре выдержки всего затора осуществляют до тех пор, пока его жидкая часть с раствором иода будет давать синюю окраску, то есть до полного осахаривания.

Выдержки при температуре 75 ° С способствует действия а-амилазы и накоплению в сусле высокомолекулярных продуктов гидролиза крахмала - преимущественно декстринов. Схематично процесс расщепления крахмала под действием а-и Р-амилаз можно представить в следующем виде: крахмал - амилодекстрины - эритродекстрины - ахро-декстрины - мальтодекстрин - мальтоза. Кроме того, при отваривания и высоких температурах затирки образуются окрашенные соединения - меланоидины.

Продолжительность затирки в среднем составляет 3-3,5 часа.

В наше время в связи с применением повышенного количества несо-лодженого ячменя (15-40%), а также солода невысокого качества для осахаривания зернопродуктов применяются различные ферментные препараты: амилоризин П х, амилосубтилин П10 х, питороземин П х, МЭК и другие .

После осахаривания затор подается на фильтрацию, в процессе которой происходит разделение затора на пивное сусло (фильтрат) и пивной дробины (твердую фазу). Этот процесс осуществляется в фильтрационных аппаратах или в фильтр-. В первом случае фильтрующим слоем является слой дробины, который образуется при непродолжительном отстаивании затора. Процесс фильтрации в нем основывается на принципе обычного стока сусла по капиллярным ходам в слое дробины.

При использовании фильтр-пресса процесс фильтрации значительно ускоряется. В этом случае фильтрующим слоем является тканевые салфетки, на которых во время фильтрации образуется плотный слой дробины.

После окончания фильтрации дробина промывается водой (75 ° С), и сусло вместе с промывочными водами поступает в сусловар ного котла, где оно кипятится с хмелем. Целью кипячения является стабилизация состава сусла и ароматизация его хмелем. Во время кипячения сусло уваривается установленной для каждого сорта пива концентрации сухих веществ; происходит экстрагирования из хмеля ароматических и горьких веществ; проходит инактивация ферментов, коагуляция белков и стерилизация сусла.

Коагуляция белков происходит под воздействием температуры и дубильных веществ хмеля, которые обладают способностью осаждать белки.

Источником своеобразной горечи, присущей пиву, являются, в основном, компоненты а-кислоты (гумолон, когумулона и адгумулон хмеля). Во время кипячения они изомеризуються, превращаясь в изогу-Мулон, изокогумулон и изоадгумулон, которые имеют высокую растворимость и горький вкус. Считают, что в пиве 85-90% горечи обусловлено именно изогумулоном. Горькая Р-кислота при кипячении не меняется и изымается из хмеля в небольших количествах.

На аромат сусла и пива влияет хмелевая масло, которое очень летучей. Для усиления аромата пива последнюю порцию хмеля добавляют перед окончанием кипячения. За это время хмелевая эфирное масло не успевает полностью выветриться и остается в сусле.

Кипячения сусла с хмелем длится в среднем 2:00. Основным показателем окончания процесса кипячения является концентрация сусла.

Доведено до нужной концентрации охмеленное сусло фильтруют и охлаждают до 4-6 ° С. После охлаждения сусло с помощью сепараторов освещается. При этом оно освобождается от белков, осевшие взвешенных частиц и насыщается кислородом воздуха, необходимым для нормальной функции дрожжей. После этой операции подготовленное пивное сусло охлаждается до 6-7 ° С и направляется на брожение.

Брожение сусла. Спиртовое брожение сахаров сусла под действием ферментов дрожжей является основным процессом, при котором происходит изменение химического состава сусла и превращение его в ароматный и вкусный напиток - пиво.

Брожение сусла проводится в закрытых и открытых бродильных аппаратах при температуре 5-12 ° С и включает следующие технологические операции: наполнение бродильных аппаратов суслом, добавления дрожжей, сбраживание сусла, перекачка молодого пива на добро-джування.

Главное брожение протекает в несколько стадий. Первая стадия характеризуется образованием на поверхности сусла нежно-белой пены. Это стадия интенсивного размножения дрожжей.

Вторая стадия характеризуется образованием густой, белой, компактной пены и повышенным расходом экстракта сусла.

На третьей стадии пена становится рыхлой и приобретает характерный коричневый цвет. Это стадия наибольшей интенсивности брожения.

На четвертой стадии наблюдается опадение пены, исчезновение завитков, появление тонкого слоя коричневой пены. Оседания дрожжей приводит к прекращению брожения и освещение пива: полученный продукт называют молодым пивом.

Во время сбраживания основная часть сахаров сусла превращается в спирт и углекислоту, образуя при этом ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата пива.

В зависимости от концентрации начального сусла продолжительность главного брожения колеблется от 7 до 10 суток. К тому времени в пиве остается 1,5 несброженного сахара.

После окончания главного брожения молодое пиво перекачивают на дображивания и созревания в закрытые бродильные аппараты.

Дображивания и созревания пива. Дображивания пива проводят в закрытых аппаратах при температуре около 0-2 ° С под избыточным давлением диоксида углерода от 0,03 до 0,07 МПа.

Основной целью данной технологической операции является получение напитка, имеет приятный вкус и запах, насыщенный диоксидом углерода, который образуется при сбраживания сахаров остаточного экстракта молодого пива. Кроме того, под действием спирта, белки и дрожжи оседают и пиво осветляется.

Во время дображивания в результате взаимодействия различных первичных и вторичных продуктов главного брожения образуются эфиры высших спиртов, диацетил и другие вещества, обусловливающие вкус и аромат готового пива.

Продолжительность выдержки зависит от сорта пива и находится в пределах от 11 до 100 дней.

В наше время для интенсификации процессов брожения сусла и дображивания пива наиболее широко используется метод совместного брожения сусла и дображивания пива в одном цилиндроконич ном аппарате.

По сравнению с классическим способом этот позволяет сократить цикл брожения сусла и дображивания пива в 2 раза, а также предотвратить потери молодого пива во время перекачки.

Принцип метода основан на том, что при большой высоте сусла сбраживается, в аппарате создается сильная конвекция сусла (перемешивание снизу вверх), вызванная выделением и перемещением пузырьков диоксида углерода и регулируется поддержанием определенной температуры. При этом образуются благоприятные условия для быстрого созревания пива.

Компактное осадки дрожжей достигается охлаждением конусной части аппарата. Во время интенсивной аэрации сусла в начале брожения главное брожение заканчивается за 7 суток, а дображивания составляет 12-14 суток.

Фильтрация и разливки пива. Выдержанный и освещенное пиво, для придания ему прозрачности и устойчивости при хранении, фильтруют. Для фильтрации готового пива используют центрифуги или фильтр - прессы с пластинами различных фильтрующих масс. В процессе освещения пиво теряет значительную часть С0 2, поэтому перед разливкой пиво дополнительно карбонизации.

Разливают готовое пиво на автоматизированных линиях в бутылки из темного стекла, емкостью 0,33 л, 0,5 л полиэтиленовые бутылки разного объема; дубовые, буковые и алюминиевые бочки по 50, 100 и 150 л. Наполненные пивом бутылки герметизируют.

Для придания устойчивости при хранении пиво пастеризуют в бутылках или в потоке. Пастеризация в бутылках осуществляется при температуре 65-70 ° С в течение 20-30 минут. Пастеризация в потоке ведется с использованием пластинчатых теплообменников. В СНГ пастеризуют только пиво специального назначения.

Бутылки с пивом маркируют путем наклеивания на бутылку этикетки с указанием: наименования предприятия, его подчиненности и товарного знака, массовой доли сухих веществ в начальном сусле (10, 12% и т.д.) даты розлива; вместимости, л обозначение нормативно - технической документации. В пастеризованном пиве указывается дата окончания гарантийного срока хранения; надпись "Пастеризованное".

Дефекты

Дефекты пива, возникающие в результате нарушения технологии производства, проявляются, прежде всего, в снижении прозрачности пива. В зависимости от причин, ее вызвавших, помутнение пива может иметь различный характер.

Характеристику дефектов, возникающих в пиве в процессе производства, приведены в табл. 4.4

Таблица 4.4

ДЕФЕКТЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА

Название дефекта

Причина возникновения

Кристаллическое помутнение

Возникает в результате образования кристаллов щавелевокислого кальция. Дефект легко устраняется фильтрованием.

Белковое помутнение

Является следствием низкого качества солода, а также нарушения режимов затирания и кипячения сусла с хмелем. Разновидностью белкового помутнения является ГЛЮТ-новая опалесценция, что возникает при охлаждении пива до 1 ° С и исчезает при нагревании до 20 ° С.

Бактериально-дрожжевая муть

Возникает при нарушении условий хранения пива в результате размножения диких дрожжей, а также аэробных микроорганизмов, особенно уксуснокислых и молочнокислых бактерий. В результате их действий пиво мутнеет и прокисает.

Металло-белковая муть

Результат свертывания белка при соприкосновении пива с незащищенным металлом оборудования. При этом изменяется вкус и цвет пива.

Клейстерный муть

Может быть следствием неполного осахаривания крахмала и легко обнаруживается йодной пробой. Пиво с таким дефектом легко инфицируется сардиной.

Смоляная муть

Вызывают хмелевые смолы и воски, которые при охлаждении или встряхивании образуют капельки, адсорбируют белок и другие вещества.

Повышенная сладость и "хлебный" вкус

Появляются в слабо вибродженому пиве

Окончание табл. 4.4

Название дефекта

Причина возникновения

Чрезмерно кислый вкус

Результат закисания пива

"Подвальный" привкус

Вызывает загрязнением пивных дрожжей сардинами, которые производят диацетил.

"Солнечный" привкус

Образуется при воздействии на пиво солнечных (ультрафиолетовых) лучей, в результате чего пиво приобретает неприятный привкус этил-меркаптана.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >