Сырье и технология производства пива

Основным сырьем для производства пива являются ячменный солод, хмель и вода, от их качества и подготовки зависят вкусовые, питательные, другие потребительские свойства пива.

Солодом называют зерно, которое проросло и высушено в определенных условиях. При проращивании в зерне активизируются амилолитические, протеолитические, цитолитические и др. ферменты, сохраняющиеся в сухом солоде. Основными стадиями производства солода являются:

-замачивание зерна, при котором влажность от 13-15% (состояние покоя) повышается до 40-47%.(состояние прорастания). Ячмень I и II сорта (по отдельности) идет на производство солода.

Перед замачиванием зерно должно быть предварительно промыто водой и продезинфицировано. В качестве дезинфицирующих средств используют водные растворы негашеной извести (1, 5-3 кг/т замачиваемого ячменя), хлорной извести (0, 3 кг/т зерна), перманганата калия (10-15г/м³ воды). Промывку и дезинфекцию зерна проводят в замочном аппарате или в отдельной емкости. Замачивание ведут при температуре воды от 10 до 17°С. При замачивании происходит диффузия воды в зерно, в нем набухают белки и крахмал. В щитке зерна активизируются ферменты, которые перемещаются в эндосперм и начинают гидролиз крахмала и белков. Замачивание продолжается 48-72 часа, в зависимости от климатических условий.

-проращивание зерна определяют биохимические процессы распада и синтеза в т.ч. накопление a и b- амилаз, декстриназы, протеаз, оксидаз, липаз и фитаз. Крахмал, белки и подвергаются гидролизу, продукты распада которых расходуются на дыхание.В зерне появляется корешки и зародышевый листок. Проращивание зерна осуществляется в специальных помещениях которые называются солодовнями. Проращивают ячмень в пневматических солодовнях ящичного или барабанного типа. Продолжительность проращивания ячменя зависит от принятых в конкретных условиях режимов и составляет для светлого солода 7-8 суток, для темного солода — до 9 суток

В процессе ращения при переработке ячменя хорошего качества рекомендуется поддерживать температуру в пределах 12-16 °С.

Свежепроросший солод имеет высокую влажность и легко портится, поэтому для удаления влаги и перевода солода в устойчивое для хранения состояние его сушат. При этом завершаются химико-биологические превращения, устраняется запах и вкус свежепроросшего солода, создается характерный для каждого типа солода аромат и соответствующее окрашивание. Кроме этого, при сушке удаляются ростки и корешки, которые могут способствовать повторному поглощению влаги высушенным солодом.

При сушке солода зеленый солод приобретает новые свойства, в т.ч. снижается влажность до 10-12%, что позволяет хранить его длительное время. В солоде накапливаются новые ароматические и красящие вещества. Сушка солода осуществляется в специальных солодосушилках горячим воздухом при температуре 70-80⁰ С. По способу приготовления различают следующие типы солода: светлый, темный, карамельный и жженый. По своим качественным показателям он должен удовлетворять требованиям стандарта — ГОСТ 29249-92. Сухой солод сразу же подается на росткоотбойную машину. После взвешивания и охлаждения очищенный солод идет на хранение. Его необходимо выдерживать в солод охранилищах не менее 30 суток. В процессе хранения следует систематически контролировать содержание влаги в солоде и температуру. Чтобы избежать ухудшения качества солода, влажность его в процессе хранения не должна быть выше 6 %.

Полученный отлежавшийся солод является основным сырьем для производства пива.

Для приготовления полутемных и темных сортов пива готовятся специальные солода:

- темный солод используют для приготовления полутемных и темных сортов пива путем более длительной сушки;

- карамельный солод для усиления цвета, вкуса и аромата темного пива. Такой солод карамелизуют при температуре 170⁰С;

- жженный солод применяют для повышения цвета пива. Такой солод получают путем обжарки солода при при температуре 220⁰ С.

Производство пива включает ряд последовательных взаимосвязанных технологических стадий, характеризуемых строго регламентированными параметрами. Правильность проведения всех процессов во многом определяет качество пива.

Приготовление пива включает ряд стадий: получение пивного сусла, сбраживание сусла пивными дрожжами, дображивание и созревание пива, фильтрование пива и розлив.

Перед дроблением солод необходимо очистить от примесей и пыли на триерах и солодополировочных машинах.

В зависимости от принятого на предприятии способа затирания, дробят сухой или частично увлажненный солод с фракционным составом помола. Применяется дробление предварительно увлажненного солода при наличии специальных установок и соответствующего оборудования варочных агрегатов. Состав помола зависит от качества солода и принятого на заводе способа фильтрования затора.

При использовании в качестве несоложеных добавок ячменя, риса. пшеницы их также дробят на зерновых дробилках.

К воде в пивоварении предъявляются более высокие требования, чем к воде питьевой. Для производства светлого пива пригодна питьеваявода общей жесткостью 1, 5-5, 0 мг-экв/дм³ щелочностью до 3, 0 мг-экв/дм³. Если вода не удовлетворяет этим требованиям, то применяется подготовка воды. В пивоварении используются реагентные, ионообменные и мембранные способы подготовки воды.

В процессе затирания дробленое зерновое сырье смешивают с водой в отношении примерно 1: 3 или 4. Основная цель затирания — превращение крахмала, белков и других веществ солода в низкомолекулярные сахара и аминокислоты, потребляемые дрожжами.

Процесс затирания сырья, в зависимости от качества солода, может быть проведен

одним из следующих способов:

настойный способ затирания — рекомендуется использовать при переработке высококачественного хорошо растворенного солода. При этом нужная степень гидролиза составных частей солода происходит под действием солодовых ферментов в результате медленного нагревания с 40 до 72 °С с выдержкой температурных пауз при 40; 52; 63 и 70 °С, это температуры, оптимальных для действия разных групп ферментов. Полнота гидролиза контролируется по йодной пробе, продукты распада крахмала не должны изменять окраски йодного раствора;

отварочные способы затирания применяют при работе с солодом пониженного качества. Сущность этих способов заключается в кипячении части затора с целью клейстеризации содержащегося в нем крахмала и повышения выхода экстрактивных веществ.

В процессе затирания выдерживаются температурные паузы, оптимальные для ферментативного гидролиза веществ сырья, в основном те же, что при настойном способе.

Используют одно-, двух- или трехотварочные способы, в зависимости от числа отборов частей затора для кипячения. При возврате горячей отварки в основной затор его температура повышается до уровня следующей паузы.

При использовании в качестве добавок ячменя, риса, кукурузы или другого несоложеного сырья в количестве более 15 % от общей массы зернопродуктов требуется внесение источников ферментов извне, в дополнение к ферментам солода. Для этой цели применяют ферментные препараты, полученные при культивировании некоторых микроорганизмов.

Полученный осахаренный затор направляют на фильтрование. При фильтровании затора различают две стадии: отделение первого сусла и вымывание экстрактивных веществ, которые содержатся в дробине. Температура затора и воды, используемой для промывания дробины, должна быть 78-80 °С. Сусло и промывные воды должны стекать максимально прозрачными, так как в противном случае значительно затрудняется осветление сусла, а готовое пиво может иметь грубый вкус и не свойственную ему горечь. Вымывание экстрактивных веществ ведется до содержания массовой доли сухих веществ 0, 5-0, 7 %.

Отфильтрованное сусло и необходимое количество промывных вод собираются в сусловарочном котле, где подвергаются кипячению с хмелем. Кипячение сусла с хмелем преследует следующие цели: выпаривание сусла до определенной массовой доли сухих веществ соответственно сорту пива. Перевод в раствор горьких и ароматических веществ хмеля. Осаждение высокомолекулярных белков и стерилизация сусла. Применяют хмель в виде шишек или различные продукты его переработки (прессованный, брикетированный, гранулированный, хмелевые экстракты и др.).

Продолжительность кипячения сусла с хмелем составляет 2 часа. Норму введения хмеля или продуктов его переработки на 1 дал. горячего сусла определяют с учетом содержания в них горьких веществ (a-горьких кислот) и установленной нормы горечи на 1 дал горячего пивного сусла для данного сорта пива.

Конец кипячения сусла определяется по массовой доле сухих веществ в нем. Хорошо прокипяченное сусло должно быть прозрачным, с крупными хлопьями свернувшихся белков, быстро оседающими на дно. Полученное горячее сусло освобождают от хмелевой дробины.

Горячее охмеленное сусло охлаждают до начальной температуры брожения. Одновременно при охлаждении осаждаются грубые и тонкие взвеси, сусло насыщается кислородом, что способствует интенсивному размножению дрожжей.

Основной биохимический процесс при производстве пива, формирующий букет напитка, — спиртовое брожение сахаров сусла под действием ферментов дрожжей. В пивоварении используют дрожжи верхового и низового брожения. В отечественном пивоварении в основном используются дрожжи низового брожения, которые относятся к виду Saccharomyces carlsbergensis. Эти дрожжи по окончании процесса брожения быстро оседают и образуют на дне бродильного аппарата плотный слой. Бродят они активно при температуре 5-7°С. Дрожжи верхового брожения вида Saccharomyces cerevisiae используются для получения эля при повышенной температуре (12-15 °С). За счет небольших размеров клеток эти дрожжи выносятся вместе с пузырьками диоксида углерода на поверхность бродящего сусла.

Для производства пива используются пивные дрожжи различных рас, т. е. культур, обладающих устойчивыми признаками. Выбор расы определяется спецификой технологического процесса. Перед введением дрожжей в сусло осуществляется их подготовка. Она сводится к накоплению в условиях микробиологической стерильности биомассы дрожжевых клеток в количестве, необходимом для начала процесса брожения.

В процессе брожения пивного сусла различают две стадии: главное брожение и дображивание. На первой стадии сбраживается основная масса сахаров пивного сусла. В результате этого процесса получается молодое пиво. Брожение ведется по определенному температурному графику. Продолжительность главного брожения составляет 7 –9 суток и зависит от принятых на заводе режимов брожения, массовой доли сухих веществ начального сусла и количества внесенных дрожжей.

По окончании главного брожения молодое пиво охлаждают до температуры 5°С и перекачиваютна дображивание и созревание, а осевшие дрожжи собирают, процеживают и промывают водой с температурой 1-2 °С. После этого дрожжи готовы к повторному использованию. Хранят жидкие семенные дрожжи в течение 2-х суток под водой с температурой 1-2 °С.

Основная цель дображивания — получение напитка с приятным вкусом, характерным, специфическим для данного вида пива ароматом и достаточным насыщением диоксидом углерода. Это достигается в результате сложных физико-химических и биохимических процессов протекающих в молодом пиве при низкой температуре (0-2 °С) и избыточном давлении при участии оставшихся дрожжевых клеток. Продолжительность дображивания для пива каждого сорта указана в соответствующей нормативной документации. Для традиционных сортов пива она составляет: для 11% — не менее 21 суток, 12-13%— 42 суток. 14-16% — 90 суток. 18-21% — до 70 суток.

Для отделения от пива остатков дрожжей, приданияему товарного вида и обеспечения стойкости при хранении пиво подвергают фильтрованию.

Химический состав пива в результате этого изменяется незначительно: несколько снижается цвет за счет адсорбирования красящих веществ на фильтрующих материалах, теряется часть диоксида углерода, снижается вязкость за счет удаления некоторых коллоидных веществ. Осветленное пиво охлаждают, при необходимости дополнительно насыщают диоксидом углерода и разливают в подготовленную тару (бутылки, бочки, кеги, автотермоцистерны).