Оглавление
1.Сырьевыекомпоненты
2.Аппаратурно-технологическаясхема производства пива
3.Этапыпроцесса пивоварения
3.1 Соложение
3.1.1 Замачивание
3.1.2 Проращивание
3.1.3 Сушка
3.1.4 Отбиваниеростков и хранение
3.2 Варка
3.2.1.Дробление
3.2.2.Затирание
3.2.3 Фильтрация
3.2.4 Кипячение
3.2.5 Отделениесусла от хмелевой дробины
3.2.6 Осветлениеи охлаждение
3.3 Брожение
3.3.1 Пивныедрожжи
3.3.2 Условияразвития дрожжей
3.3.3 Бродильнаяактивность дрожжей
3.3.4 Процессы,протекающие при главном брожении
3.3.5 Ведениеглавного брожения
3.3.6 Стадиии условия брожения
3.4 Дображивание
3.4.1 Процессы,протекающие при дображивании и созревании
3.4.2 Насыщениедиоксидом углерода
3.5 Осветление
3.6 Созревание
3.7 Фильтрация
3.8 Пастеризация
3.9 Розлив
4.Списоклитературы
Введение
Как известно, самый древний рецепт пива был найден наглиняных табличках Месопотамии (стране, располагавшейся между Тигром и Евфратомна территории современного Ирака и Сирии). Этот рецепт относится приблизительнок 5000 году до нашей эры.
Появившись на заре цивилизации пиво, стало быстрораспространяться по территории Африки, Азии и Европы.
Истории известны различные рецепты приготовления пива. Кпримеру, славяне в качестве сырья использовали рожь. Один из египетскихрецептов требовало того, чтобы хлеб оставляли под дождём и затем давали ему бродить.В результате этого должна была получиться таинственная бодрящая стряпня. Пивоварилось из любого зерна, которое было под рукой. Большая часть европейцеввыбрала традиционный ячмень и пшеницу в качестве материалов для слоения. Это ипривило к рождению того напитка, который сегодня мы называем пивом.
В XII веке на развитие и пропаганду пивоварения в значительнойстепени повлияли монастыри. Прием напитков не считался нарушением религиозныхпостов, а густое пиво являлось еще и калорийным продуктом. Поэтому пиво былоодним из наиболее важных элементов питания монахов в их скудном рационе.
Далее эволюция пивоварения прошла через следующие этапы:использование хмеля и переход на низовое брожение. Для данного типа брожениянеобходима низкая температура (5-9° С) и более длительные сроки.
Первые эксперименты по низовому брожению начали проводиться вГермании. После изучения и воспроизводства различных видов дрожжей популярностьэтого способа приготовления пива резко возросла. Появилось пиво, способноесохраняться несколько месяцев.
В первом известии о разведении хмеля говорилось: «Отпримеси этой пряности пиво стало прочнее, стало меньше бояться перевозок имало-помалу сделалось предметом оживленной торговли». Традиционно дляпивоварен закупались обычно два сорта хмеля — более ценный, для так называемых«лагерных[1]» сортов пива, сохранявшихся долета, и более посредственный — для быстрого потребления (распивочного пива).Сегодня все ведущие производители производят «лагер».
Если суммировать определения, даваемые пиву, то можносказать, что пиво — это слабоалкогольный, содержащий обычно от 2 до 6% спирта,пенящийся напиток, получаемый из крахмалистых веществ, проросших зерен (солода)различных злаков с добавлением воды, дрожжей, в настоящее время также хмеля иразличных ароматических веществ, посредством брожения, но без перегонки.
1.Сырьевые компоненты
Солод
Солод, как правило,получают из ячменя. Вид ячменя, степень проращивания, температура, при которойон сушится, — все это влияет на цвет и вкус пива.
Кукуруза, рис, мальтозныйсироп и иногда сахар могут быть добавлены во время приготовления сусла. Этидобавки изменяют вкус и характер солода и действуют как более дешевыесбраживаемые виды экстракта.
Солод сушат при болеевысоких температурах, чтобы получить разные виды специального солода:карамельный, шоколадный и черный солод.
Карамельный солод: сладкий солод медного цвета, которыйпридает золотой цвет и ореховый вкус пиву. Часто используется при приготовлениитемных сортов. Он также называется кристаллический солод.
Шоколадный солод: схож с черным солодом, нопрожаривается меньше — до шоколадно-коричневого цвета.
Черный солод: прожаривается при повышеннойтемпературе до очень темного цвета.
Стандартомна пиво допускается использование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы,обезжиренной кукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качествузаменителей солода — это чистота и соответствие требованиям напродовольственное сырье. Применение несоложеного сырья экономически выгодно итехнологически обосновано. Поэтому при приготовлении 10...11 % светлого пиваследует обязательно применять не менее 20 % несоложеного сырья безиспользования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеногоячменя применение ферментных препаратов обязательно.
Хмель
Хмель — вьющееся растениес плодами-шишками, из женских особей которого путем перемалывания и прессованияделают гранулы зеленого цвета. При добавлении в горячее сусло они растворяютсяи придают суслу/пиву горький вкус и аромат хмеля.
Он является одним из основныхвидов специфического сырья для производства пива, плюс ко всему оченьдорогостоящим. Хмель придает пиву специфический горький вкус и аромат,способствует удалению из сусла некоторых белков, служит антисептиком, подавляяжизнедеятельность посторонней микрофлоры, участвует в осветление пены и еёстойкости и увеличивает способность пива к хранению.
В пивоварении используютсоцветия хмеля — хмелевые шишки, содержащие ароматические и горькие вещества.Горькие вещества представляют мягкие и твёрдые смолы. Ароматические веществапредставлены в основном эфирным маслом, содержание которого колеблется от 0,3до 2 %. Важная составная часть хмеля — дубильные вещества, количество которыхдостигает 3 %. В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый брикетированныйхмель, а также различные хмелевые экстракты.
Вода
Соли, содержащиеся в ней,влияют на вкус, аромат, цвет, органолептические показатели пива. Дляприготовления светлых сортов пива используют в основном мягкую воду. Длятемного пива жесткость воды может быть выше. В жесткой воде хмель дает болеегрубую горечь, цвет сусла получается более темным. К тому же вода,употребляемая для пивоварения, должна иметь слабокислую или нейтральнуюреакцию. Регулировать это можно за счёт способов водоподготовки: реагентного,ионообменного, электродиализного и мембранного. Для удаления неприятного запахаводу дезодорируют путем пропускания через колонку, заполненную активированнымуглем. Щелочная вода для пивоварения непригодна.
Дрожжи
Это одноклеточныемикроорганизмы, грибы, растительного происхождения, которые являютсявозбудителями брожения, используемые для приготовления хлеба, вина, пива,кваса, виски и др. путем брожения. Для пивоварения используются пивные дрожжи,годные для многократного производства. На эти микpооpганизмы могут бытьустановлены авторские права. Многие пивные компании используют свои особыедрожжи, штаммы которых содержится в секрете.
Ферментныепрепараты
Используютпри применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % кмассе перерабатываемого сырья.
Применяютамилолитические (Амилосубтилин Г10х, Амилоризин Пх и др.), протеолитические(Протосубтилин Г10х), цитолитические (Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х идр.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций.
Амилолитическиепрепараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырьяи низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта иулучшают качество сусла.
ПротосубтилинГ10х используют при повышенных количествах несоложеного сырья и для улучшениякачества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидныхпомутнений в пиве. Цитолитические препараты повышают выход экстракта за счетгидролиза некрахмальных полисахаридов, в основном гемицеллюлозы. Одновременноповышаются качество сусла и стойкость пива.
Наиболееперспективным средством является применение мультиэнзимных композиций (МЭК),которые, позволяют сохранить высокое качество «Жигулевского» пива прииспользовании до 60 % несоложеного сырья.
/>2.Аппаратурно-технологическая схемапроизводства пива
Пиво – один из наиболеепопулярных освежающих напитков в России и в мире. Его производство – сложныйбиотехнологический процесс, требующий наличия серьезной технической и научнойбазы. Процесс усложняется необходимостью соблюдения довольно строгихэкологических и санитарно-гигиенических норм, определенных государством.
Стадии технологического процесса
Приготовление пива можно разделить наследующие стадии:
— соложение
— варка
— брожение
— осветление
— созревание
— фильтрация
— осветление
— пастеризация
— розлив
Характеристика комплексов оборудования
Начальные стадии технологического процесса выполняются припомощи комплексов оборудования для измельчения солода и приготовления пивногосусла (варочные агрегаты, заторные и сусловарочные аппараты, фильтрационныеаппараты и фильтр-прессы, гидроциклонные и хмелеотборные аппараты).
Следующим идет комплекс оборудования линии для охлаждения иосветления пивного сусла, состоящий из холодильных компрессионных установок,теплообменньгх аппаратов и пластинчатых теплообменников, отстойных аппаратов исепараторов.
Ведущий комплекс оборудования линии предназначен для брожения(дображивания) пива и состоит из бродильных аппаратов и танков, установок длянепрерывного брожения и дображивания.
Завершающим является комплекс оборудования линии дляосветления пива, включающий фильтр-прессы, диатомитовые установки, фильтры исепараторы для осветления пива, а также упаковочное оборудование.
Машинно-аппаратурная схема линии производства пивапредставлена на рис. 1.
Устройство и принципдействия линии
Очищенный солод измельчается в вальцовой дробилке 1 вцелях получения максимального количества мелкой однородной крупки и сохраненияшелухи. Дробленый солод взвешивают весами 2 и ссыпают в бункер 3. Отлежавшийсядробленый солод проходит магнитную очистку в магнитоуловителе 4 иподается в заторный аппарат 5, где смешивается с теплой водой (около 20°С) и перемешивается. По окончании перемешивания (затирания) часть заторноймассы (около 40 %) перекачивают в другой заторный аппарат 6, гденагревают до температуры осахаривания (около 70 °С), а по окончанииосахаривания — до кипения. При кипячении крупные частицы солода развариваются,после чего первую отварку возвращают в аппарат 5. При смешивании кипящейчасти затора с затором, оставшимся в аппарате 5, температура всей массыдостигает 70 °С. Затор оставляют в покое для осахаривания. По окончанииосахаривания часть затора снова перекачивают в аппарат 6 (втораяотварка) и нагревают до кипения для разваривания крупки. Вторую отваркувозвращают в аппарат 5, где после смешивания обеих частей затора температураего повышается до 75...80 °С. Затем весь затор перекачивают в фильтрационныйаппарат 7. Прозрачное сусло стекает в сусловарочный аппарат 8.
В аппарате 8 сусло кипятится с хмелем. При кипячениивыпаривается некоторое количество воды, происходят частичная денатурация белковсусла и его стерилизация. Горячее охмеленное сусло спускают в хмелеотделитель 9,где вываренные хмелевые лепестки задерживаются, а сусло перекачивается всборник горячего сусла 10.
Горячее сусло из сборника10 подается в центробежный тарельчатый сепаратор 11, в которомоно очищается от взвешенных частиц коагулированных белков. Из сепаратора 11 суслонагнетается в пластинчатый теплообменник 12, где охлаждается до 5...6°С. Охлажденное сусло сливают в бродильный чан 13 вместе с дрожжами изчана 14. Брожение длится 6...8 сут. По окончании главного брожениямолодое пиво отделяют от дрожжей и перекачивают в танк 15 длядображивания в течение 11...90 сут. По окончании дображивания пиво поддавлением диоксида углерода нагнетается в сепаратор-осветлитель 16 ифильтр 17, где оно освобождается от взвешенных в нем дрожжей, другихмикроорганизмов и мелкодисперсных частиц. Осветленное пиво охлаждается рассоломв теплообменнике 18, насыщается (при необходимости) диоксидом углерода вкарбонизаторе 19 и сливается в танк 20. Отфильтрованное пиво изтанка 20 под давлением подается в отделение упаковывания впотребительскую и торговую тару.
/>/>/>
/>
Рис.1. Машинно-аппаратурная схема линии производства пива.
1 – вальцевая дробилка; 2– весы; 3 – бункер; 4 – магнитоуловитель; 5,6 – заторный аппарат; 7 –фильтрационный аппарат; 8 – варочный аппарат; 9 – хмелеотделитель; 10 –сборник; 11 – сепаратор; 12 – пластинчатый теплообменник; 13 – бродильный чан;14 – чан с дрожжами; 15 – танк; 16 – сепаратор-осветлитель; 17 – фильтр; 18 –теплообменник; 19 – карбонизатор; 20 – танк.
3.Этапы процессапивоварения
3.1 Соложение
Солод является основнымсырьем для производства пива. Солод, как правило, готовят из ячменя. Дляопределенных сортов пива в качестве сырья для соложения используют рожь илипшеницу.
Соложение проходит в 4этапа:
3.1.1Замачивание
Ячменьдля производства солода хранится на элеваторе при определенных влажности итемпературе. По галерее он поступает на солодовню. Из галереи зерно попадаетсяв чаны замачивания. Здесь ячмень смешивается с водой, промывается и впитываетвлагу. Проводится так называемое барбатирование, т.е. пробулькивание воздухомчерез слой зерна и воды. Замачивание длится двое суток — сутки в чане первогодня и сутки в чане второго дня. Когда зерно наберет определенную влажность(около 45%), оно поступает в отделение проращивания.
3.1.2Проращивание
Зернорассыпается по конвейеру ровным тонким слоем. Чтобы процесс протекал одинаководля всех зерен, их перемешивают специальным ворошителем. Проращивание длится 5суток, и за это время из зерна пробивается корешок, внутри зерна формируетсялисток. В процессе регулируется влажность, температура и объем продуваемоговоздуха, чтобы придать зерну свойства, требуемые для производства пива.
3.1.3Сушка
Когдазерно достигнет пивоваренных кондиций, проращивание останавливается путемпропускания сквозь слой ячменя горячего (около 80°С) воздуха. При этомиспаряется содержащаяся в зернах вода, и влажность снижается до 5%.Продолжительность процесса — сутки.
3.1.4Отбивание ростков и хранение
Узерен отбиваются корешки, и затем солод по галерее транспортируется наэлеватор. Готовый солод хранится на элеваторе около 1,5 месяцев. За это времяпроисходит выравнивание свойств (влажности, температуры) отдельных зерен. Затемсолод подается в варочный цех.
3.2 Варка
Варка — это процесс, врезультате которого солод превращается в сладкую жидкость, называемую суслом.
Варка проходит внесколько этапов:
3.2.1Дробление
Зерно очищается от грубыхпримесей и пыли. После этого зерно дробится. В результате дробления получаетсясмесь шелухи, крупки и муки.
3.2.2Затирание
Дробленый солодпомещается в заторный котел. Здесь он смешивается с водой и нагревается. Призатирании ферменты расщепляют компоненты солода. В пиво могут перейти толькорастворимые вещества. Все вещества, переходящие в раствор называютсяэкстрактом. Растворимые вещества – это различные сахара, минеральные вещества иопределенные белки.
Превращенияпри затирании.
Напервых стадиях затирания в раствор переходят углеводы, частично белки ипродукты их гидролиза, пектиновые, дубильные и горькие вещества, ферменты иминеральные соли, составляющие 10...15 % сухих веществ солода. В несоложеномсырье их примерно в 2...3 раза меньше. Основные же компоненты зернопродуктов —крахмал и белки нерастворимы. Поэтому их перевод в растворимое состояниеосуществляется в результате направленного действия соответствующих ферментов.
Гидролизкрахмала начинается при солодоращении. При затирании крахмал проходит тристадии: клейстеризацию, разжижение и осахаривание. Собственно гидролиз крахмала(осахаривание) представляет собой разжижение крахмального клейстера, котороесопровождается накоплением в среде декстринов, мальтозы и глюкозы.
Схематическигидролиз крахмала можно представить в виде схемы: Крахмал —>Амилодекстрины -> Эритродекстрины -> Ахродекстрины -> Мальтодекстрины-> Мальтоза -» Глюкоза.
Процессосахаривания контролируется по йодной реакции, так как крахмал и декстрины даютразличный цвет с йодом: крахмал и амилодекстрины — синий, Эритродекстрины —краснобурый, ахродекстрины и другие продукты гидролиза цвет йодного раствора неизменяют. Поэтому термин «осахаривание» в бродильном производстве означает непроцесс превращения крахмала в сахара, а исчезновение окраски йодного раствора.
Кгидролизу крахмала при затирании предъявляют следующие требования: сусло недолжно содержать амило- и эритродекстринов, дающих окраску с йодом, но кромемальтозы в сусле должны содержаться ахро- и мальтодекстрины, придающие пивуполноту вкуса и повышающие его вязкость. При правильно проведенном затирании,из крахмала должно образоваться 20… 30 % декстринов и 70.-.80 % «сырой»мальтозы, к которой относятся все продукты гидролиза крахмала, обладающиередуцирующей способностью, в пересчете на мальтозу.
Цитолитическиеферменты гидролизуют гемицеллюлозы и гумми-вещества, входящие в составклеточных стенок зернового сырья. При этом образуются декстрины, глюкоза,ксилоза и арабиноза. Продукгы гидролиза некрахмальных полисахарилов повышаютвыход экстракта, снижают вязкость раствора, благоприятно влияют на вкус пива,образование пены и ее устойчивость.
Однакогидролиз некрахмальных полисахаридов зависит от действия протеолитическихферментов на белок, с которым эти вещества связаны.
Каки крахмал, белки начинают гидролизоваться в процессе солодоращения. Их гидролизпроисходит в основном под действием эндопептидаз солода. Ферментативноерасщепление белков можно представить в следующем виде: Белки -> Альбумозы —>Пептоны -> Полипептиды -> Пептиды —> Аминокислоты. Около35 % белков (от общего содержания в сырье) должно переходить при затирании всусло. Рекомендуется следующее соотношение фракций продуктов гидролиза белка(%): А: В: С = 25:15:60. Пептоны и полипептиды (фракция В) обусловливаютобразование пены пива, а пептиды и аминокислоты (фракция С) необходимы дляпитания дрожжей. Высокомолекулярные продукты гидролиза белка (фракция А) влияютна стойкость пива. Поэтому недостаточный гидролиз белка приводит к резкомуснижению органолептических свойств пива и его стойкости при хранении.
Призатирании протекают также многочисленные неферментативные процессы: экстракцияобразующихся растворимых веществ, образование меланоидинов, частичнаякоагуляция белка и др.
3.2.3Фильтрация
Затем масса перемещаетсяв фильтр-чан, где на перфорированном дне осаждается зерновой слой, а жидкостьстановится прозрачной и поступает в сусловарочный котел. Сладкая янтарнаяжидкость, получаемая в результате фильтрации, называется суслом. Остающеесяпосле фильтрации зерно — дробина — используется на корм скоту.
Превращенияпри фильтровании затора.
Фильтрованиепервого сусла представляет собой в основном физический процесс. Привыщелачивании дробины водой протекает конвективная диффузия, а также различныехимические процессы, главным образом обменные реакции. С понижениемконцентрации сусла его рН возрастает от 5,7 до 6,2, что приводит к увеличениюрастворения кремниевой кислоты, полифенольных, дубильных, горьких и другихвеществ оболочки зернопродуктов. Это повышает цветность пива, что может служитьпричиной ухудшения его вкуса.
3.2.4Кипячение
Сусло передается изфильтр-чана в сусловарочный котел и доводится до кипения. При кипениидобавляется хмель, который придает суслу горечь и аромат. Как правило, хмель,который был добавлен на раннем этапе кипячения, придает пиву остроту и легкуюгоречь. Добавление хмеля в конце процесса кипячения придает аромат и смягчаетгоречь. Хмель также является природным консервантом, повышающим стойкость пива.
Превращенияпри кипячении сусла с хмелем.
Дробленыезернопродукты всегда содержат некоторое количество микроорганизмов. При кислойреакции среды сусла стерилизация достигается уже через 15 мин кипячения.
Прикипячении хмеля в сусло переходит значительная часть его углеводов, белковых,горьких, дубильных, ароматических и минеральных веществ. Ароматизация суслапроисходит в результате растворения в нем специфических составных частей хмеляи продуктов реакции меланоидинообразования.
Сповышением температуры сусла происходит денатурация белков, которая внешнехарактеризуется появлением мути. Кипячение сусла с хмелем сопровождаетсяснижением его вязкости и повышением цветности в результате реакциимеланоидинообразования, карамелизации сахаров, окисления полифенольных веществи растворения красящих веществ хмеля.
3.2.5Отделение сусла от хмелевой дробины
Сразу после кипячения сусло освобождают от хмеля вхмелеотборном аппарате, который устанавливают под сусловарочным аппаратом. Вхмелевой дробине остается 6—7 дм3 сусла на 1 кг хмеля, поэтому с промывают горячей водой для дополнительноговыщелачивания экстрактивных веществ хмеля, и промывную воду присоединяютк суслу. Затем аппарат заполняют водой, смешивают с хмелевой дробиной и смесьудаляют насосом 15 в отходы. Вместе с хмелевой дробиной удаляетсязначительная часть скоагулировавших белков.
Хмелевую дробинупромывают горячей водой, которую присоединяют к суслу. Воды следует использоватьстолько, на сколько объем сусла уменьшился за счет испарения во времяперекачнвания и охлаждения. Последнюю промывную воду можно использовать назатирание.
/>/>/>/>3.2.6 Осветление и охлаждение
После кипячения суслоперекачивается в турбулентный чан (гидроциклон) — цилиндрический сосуд, вкотором сусло закручивается, и хлопья белка собираются в центре. Послеотделения белка таким образом прозрачное сусло передается на охлаждение иаэрацию. Сусло охлаждается с температуры около 100° С, до 15 °С за несколькосекунд. Затем в сусло впрыскивается кислород, необходимый для питания дрожжейпри брожении.
Превращения приохлаждении и осветлении сусла.
В охлаждаемомсусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состоянии тонкихвзвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются.
Втечение всего процесса охлаждения сусло поглощает кислород воздуха, который притемпературе выше 40 °С расходуется на окисление органических веществсусла, что приводит к потемнению сусла, снижению хмелевого аромата и хмелевойгоречи.
Охлаждениесусла сопровождается испарением некоторого количества воды, что приводит куменьшению его объема и повышению концентрации.
3.2.7Выход экстрактивных веществ и потерь при получении пивного сусла
Оценитьработу варочного цеха и определить правильность режима затирания можно наосновании расчета выхода экстракта (%):
Э= V*m*d* 0,96/М,
гдеV — количество горячего сусла в сусловарочном аппарате, л: т —содержание сухих веществ в сусле, %; d— плотностьсусла, кг/л; 0,96 — поправочный коэффициент на уменьшениеобъема суслапри его охлаждении: М — масса перерабатываемых зернопродуктов, кг.
Прихорошей работе варочного отделения разница между выходом экстракта иэкстрактивностью переработанных зернопродуктов не должна превышать 1,6...2,2 %.
Взависимости от сорта пива потери экстракта в варочном цехе колеблются от 2,6 до2,8 %, а потери в пивной и хмелевой дробине (к объему горячего сусла) на стадииосветления и охлаждения сусла — от 5,5 до 7,0 %, в том числе 4 % составляютмнимые потери объема в результате сжатия сусла при его охлаждении от 100 до 20 °С.
3.3 Брожение
Процесс броженияпредставляет собой переваривание дрожжами сахаров сусла с выделением дрожжамиэтилового спирта и углекислого газа, как основных продуктов процесса. В ходеброжения происходит образование сотен сложных органических веществ, которыеобуславливают аромат, вкус, цвет готового пива.
В охлажденное суслодобавляют специальные культурные дрожжи. На первом этапе брожения ониразмножаются, их количество увеличивается в несколько раз, потом они (суменьшением количества питательных веществ в среде и накоплением спирта)прекращают свою активность, объединяются в группы по несколько клеток и оседаютна дно ЦКТ (цилиндро-конический танк — емкость, в которой происходит процессброжения).
Процесс активногоброжения занимает около недели, после чего температура в ЦКТ снижается с 15° Сдо 0° С. При охлаждении дрожжи еще активнее и плотнее осаждаются на дно ЦКТ.
Осевшие дрожжи удаляютсясо дна ЦКТ насосом и собираются в дрожжевые сборники, откуда могут повторно(несколько раз) добавляться в свежее сусло для проведения нового процессаброжения. Цикл жизни дрожжей за время одного брожения называется генерацией.Дрожжи, сделавшие пиво из сусла, например, 3 раза, называются дрожжами третьейгенерации. />/>/>/>/>/>/>/>/>3.3.1 Пивные дрожжи
Впивоваренном производстве используюттолько культурные дрожжи, которые относятся к семейству Saccharomycetaceae и роду Saccharomyces. Различают дрожжи низового брожения идрожжи верхового брожения. Дрожжи верхового брожения относят к виду Saccharomyces cerevisiae, дрожжи низового броженияпервоначально были отнесены к виду S. carlsbergensis, затем S. uvarum или к S. cerevisiae. Но в настоящее времяпивовары-практики продолжают считать низовые дрожжи относящимися к виду S. carlsbergensis.
Первоначальнобыли известны дрожжи верхового брожения, так как брожение проходило только приобычной температуре (в виноделии, хлебопечении). Желая получить напитки,насыщенные диоксидом углерода, стали проводить брожение при низких температурахпод влиянием изменившихся внешних условий и были получены дрожжи низовогоброжения с определенными свойствами.
Впивоваренном производстве применяют разновидности дрожжей, отличающихся друг отдруга одной или несколькими особенностями. Их получают из одной клетки. Такиекультуры называют расами (штаммами).
Дрожживерхового брожения впроцессе интенсивного брожения всплывают на поверхность сбраживаемой жидкости,накапливаются в виде слоя пены и остаются в таком виде до конца брожения. Затемони оседают, образуя весьма рыхлый слой на дне бродильного аппарата. По своейструктуре эти дрожжи относятся к пылевидным дрожжам, не слипающимися междусобой, в отличие от хлопьевидных низовых дрожжей, оболочки которых клейкие, чтоприводит к слипанию (агглютинации) и быстрому осаждению клеток.
Дрожжинизового брожения непереходят в поверхностный слой пива — пену, а по окончании брожения быстрооседают и образуют плотный слой на дне бродильного аппарата./>/>/>/>3.3.2 Условия развития дрожжей
Флокуляция- это объединение дрожжей в рыхлые хлопьевидные агрегаты. В пивоварении подфлокуляцией понимают обратимую агрегацию дрожжевых клеток, которая зависит какот свойств расы дрожжей, так и от состава, концентрации, температуры сусла.
Послеобразования дрожжами хлопьев начинается физический процесс седиментации — оседание под действием сил тяжести.
Способностьдрожжей к хлопьеобразованию (флокуляции) имеет большое значение для технологиисбраживания пивного сусла, так как способствует ускорению осветления пива иоблегчает съем дрожжей из бродильного аппарата после брожения с последующимповторным использованием их в качестве семенных дрожжей. Низкая температура приброжении, кислотность среды (рН 4-4,4) содействуют хлопьеобразованию.
Реакция среды сильновлияет на свойства дрожжей. Например, в кислой среде при рН менее 3 и вщелочной среде при рН более 8 хлопьевидные дрожжи становятся пылевидными.Хлопьевидные дрожжи по сравнению с пылевидными имеют более крупные клетки,меньше подвержены автолизу, дают больший прирост биомассы, обладают меньшейбродильной активностью, образуют меньше диацетила и высших спиртов в пиве, чтоположительно сказывается на его качестве.
Дрожжинизового брожения отличаются от дрожжей верхового брожения тем, что ониполностью сбраживают рафинозу, имеют оптимальную температуру для роста 25—27 °Си минимальную 2—3°С, ипри 60-65 °С — отмирают. Максимальноеразмножение низовых дрожжей происходит при рН 4,8-5,3. Кислород, растворенный всусле, способствует размножению дрожжей, в то время как продукты брожения(этиловый спирт, диоксид углерода, высшие спирты, ацетальдегид, кислоты), а такжеповышенная концентрация сахара угнетают развитие дрожжей.
Пивныедрожжи должны отвечать следующим требованиям: быстро сбраживать сусло,придавать пиву чистый вкус и приятный аромат, активно образовывать хлопья,осветляя таким образом пиво и ходе брожения.
/>/>/>/>/>/>/>/>3.3.3 Бродильная активность дрожжей
Определяютпо степени сбраживания сусла.
Степеньсбраживания (V) ~ это показатель, выражений впроцентах, характеризующий отношение массы сброженного экстракта (Е-е) кмассе сухих веществ в начальном сусле (Е):
V= 100 (E-e)/ Е,
е — содержание экстрактивных веществ впиве, % к массе пива.
Постепени сбраживания дрожжи делятся на сильно- или высокосбраживающие (степеньсбраживания 90-100%), среднесбраживающие (80-90%), слабо- или низкосбраживающие(менее 80%).
Ксильносбраживающим относятся дрожжи рас: 11, f-чешская, 4, 308, 129, Ф-2, 8аМ, 70. Дрожжи расы 11 сразуначинают сбраживать мальтозу (в отличие от других дрожжей, которые сначаласбраживают глюкозу), не требовательны к качеству сырья, хорошо оседают, пивохарактеризуется полным вкусом. Дрожжи расы f-чешская хорошо осветляют пиво, придают ему приятный аромат,устойчивы к инфекции и автолизу. Дрожжи штамма 8аМ имеют высокую бродильнуюактивность, повышенный коэффициент размножения, хорошо оседают, а дрожжи штаммаФ-2 способны сбраживать мальтотетрозу и низкомолекулярные декстрины, поэтомуглубоко выбраживают сусло. Использование дрожжей этих двух рас дает возможностьсократить длительность главного брожения с 7до 5 сут. и получитьпиво с хорошим вкусом. Дрожжи расы 34 быстросбраживающие, но прихотливы ккачеству сырья. Также повышенные требования к сырью у дрожжей расы 308. Пиво,сбраженное дрожжами рас 8аМ, 11, f-чешская,более устойчиво к холодному помутнению.
Ксреднесбраживающим относятся дрожжи рас 776, 41, 44, S-львовская, Р (получена из Чехии), А (выделена на рижскомпивоваренном заводе «Алдарис»), гибрид 131-К. Дрожжи расы 776 неприхотливы к сырью,их можно использовать для приготовления пива с применением несоложеныхматериалов. Готовое пиво имеет удовлетворительный вкус, резкую хмелевую горечь.Дрожжи рас 41, 44, S и Р обладаютхорошей способностью оседания, вкус пива получается истым, мягким. Дрожжи расы44 дают возможность получать хорошее пиво при применении воды повышеннойжесткости. Дрожжи расы А хорошо осветляют пиво, устойчивы к инфекции.
Дрожжирасы 131-Кне сбраживают сахарозу, лактозу и рафинозу и используются толькодля приготовления темных сортов пива со сладким вкусом.
Длятемных и специальных сортов, вырабатываемых на некоторых минипивоваренныхзаводах, и для домашнего приготовления рекомендуется применять дрожжи верховогоброжения.
Хранятдрожжи чистой культуры в стерильных пробирках на скошенном охмеленномсусло-агаре при температуре 4° С и пересевают раз в полгода.
Следуетучитывать, что дрожжи могут быть кислородзависимыми и кислороднезависимыми, тоесть их жизнедеятельность зависит или не зависит от количества растворенного всусле кислорода. Например, дрожжи 11-й расы кислороднезависимые, 776-й — средне-кислородзависимые, а для дрожжей штамма 8аМ требуется дополнительнаяаэрация сусла.
Активностьдрожжей зависит от состава сусла, содержания солей в воде, поэтому на разныхзаводах пиво, полученное с применением одних и тех же дрожжей, имеет разныйвкус.
Требования, предъявляемые к качеству дрожжей, не всегдаудовлетворяются одной расой, поэтому иногда в производстве применяют смесь расили ведут брожение сусла отдельно на разных расах, а затем смешивают молодоепиво./>/>/>/>
3.3.4 Процессы, протекающие при главном брожении
Большаячасть экстракта сусла состоит из углеводов, из них около 75% сбраживается(сбраживаемые сахара). Часть экстракта — несбраживаемые вещества, к нимотносятся декстрины, белки, минеральные вещества и др. При спиртовом брожении всусле протекают биологические, биохимические и физико-химические процессы.Питательные вещества, поступающие в дрожжевые клетки из сусла, под действиемферментов превращаются в различные промежуточные продукты, расходуемые наспиртовое брожение и рост дрожжей. Наиболее интенсивное размножение дрожжей(биологический процесс) происходит в начальной стадии сбраживания пивного суслаи заканчивается задолго до конца брожения.
Основнымбиохимическим процессом брожения является превращение сбраживаемых сахаров врезультате культивирования дрожжей в этиловый спирт и диоксид углерода,описываемое уравнением Гей-Люссака:
С6Н1206=2C2Н5ОН + 2С02 + 234,5 кДж/ммоль.
Из 180,1 г глюкозы можно получить 92,1 г этилового спирта и 88 г диоксида углерода. Но наряду с этимипервичными продуктами часть сахара расходуется на образование побочныхвторичных продуктов, в результате из сахара получается не 92,1 г, а примерно 87 г этилового спирта.
Сахарасбраживаются в определенной последовательности, что обусловлено скоростью ихпроникновения в дрожжевую клетку. В первую очередь сбраживаются свободныефруктоза и глюкоза. Сахароза предварительно гидролизуется ферментомβ-фруктофуранзидазой дрожжей до глюкозы и фруктозы. После фруктозы иглюкозы дрожжи расходуют мальтозу, которая также под действием фермента -глюкозидазыпревращается в легкосбраживаемую глюкозу. Мальтотриоза расходуется дрожжамимедленно и не полностью. В сусле, богатом мальтозой, мальтотриоза почти несбраживается. Около 2% сахаров используется на построение дрожжевых клеток.
Этиловыйспирт и диоксид углерода являются основными продуктами спиртового брожения.Кроме того, в сусле накапливаются вторичные продукты брожения, образующиеся изСахаров: биомасса дрожжей, глицерин, уксусный альдегид, уксусная, янтарная,лимонная молочная кислоты, ацетоин; 2,3-бутиленкгликоль, диацетил. В качествепобочных продуктов брожения из аминокислот образуются высшие спирты,оказывающие влияние на аромат и вкус пива.
Вредноевлияние на качество пива оказывают продукты брожения диацетил и ацетоин,которых много в молодом пиве. Диацетил придает пиву медовые запах и привкус, аацетоин — затхлый привкус. При дображивании концентрация этих веществ резкоснижается их влияние на вкус и запах становится незначительным.
На букетпива влияют диацетил, высшие спирты, сложные эфиры, альдегиды, серосодержащиесоединения.
Врезультате сбраживания Сахаров, преимущественно в аэробных условиях, пивноесусло превращается в молодое пиво. В образовавшиеся в нем продукты спиртовогоброжения участвуют в формировании специфического вкуса и аромата пива (букетпива). При дображивании, когда температура молодого пива снижаете в бродильномаппарате, создается избыточное давление и условия брожения становятся близкимик анаэробным. Размножение дрожжевых клеток в это время резко ограничено исбраживаемые сахара расходуются преимущественно на образование спирта идиоксида углерода.
Сбраживаниесусла сопровождается изменением рН сусла: в молодом пиве рН 4,2-4,6, чтообусловлено образованием из сахаров диоксида углерода и органических кислот,преимущественно янтарной и молочной. Наибольшее снижение рН происходит натретий день брожения. Увеличивается титруемая кислотность пива.
Физико-химическиепроцессы характеризуются изменением окислительно-восстановительного потенциала(гН2). Быстрое снижение гН2 объясняется тем, что приброжении в сусле происходит уменьшение концентрации продуктов окисления инакопление продуктов восстановления. В охлажденном сусле гН2 больше20, а в период интенсивного брожения, когда дрожжи потребляю: весь растворенныйкислород, на обменные процессы внутри клетки значение гН2 снижаетсядо минимума, достигая 10.
В закрытыхбродильных аппаратах гН2 пива ниже, чем в открытых, где кислород,хотя и слабо, но проникает через тонкий слой пены. Чем ниже величина гН2в процессе брожения, тем выше качество получаемого пива. При высоких значенияхгН2 сусло и молодое пиво темнеют, вкус готового пива ухудшается, онобыстро мутнеет.
Длясвоего развития, роста и размножения дрожжи потребляют азотсодержащиесоединения сусла (аммонийные соединения, аминокислоты, несколько хуже дипептидыи в очень незначительном количестве трипептиды). При этом 40~45% азота онипоглощают, а 1/3 от потребленного азота выделяют в окружающую среду. Врезультате меняется состав азотистых веществ сбраживаемого сусла.
Присбраживании сусла растворенные белковые вещества частично денатурируют, а затемфлокулируют (слипаются) и осаждаются. Во время главного брожения, в результатеосаждения белка и усвоения дрожжами азотистых веществ, содержание их всбраживаемом сусле уменьшается примерно на 1/3.
Приброжении осаждаются также полифенольные вещества. Образование этилового спирта,эфиров, снижение рН способствуют коагуляции высокомолекулярных соединенийсусла.
Диоксидуглерода, который образуется при брожении, сначала растворяется в сбраживаемомсусле, а потом (после насыщения им сусла) начинает выделяться в виде пузырьков,на поверхности которых адсорбируются поверхностно-активные вещества (белки,пектин, хмелевые смолы). Пузырьки газа, покрытые слоем этих веществ, слипаютсяи образуют на поверхности сусла слой пены. В определенный период брожениявнешний вид пены приобретает форму завитков, которая характеризует определеннуюстадию брожения.
Приброжении цветность сусла для светлых сортов пива заметно уменьшается, а длятемных сортов — изменяется меньше. Снижение цветности объясняется тем, чточасть красящих веществ выводится с пеной, часть окисленных полифенольныхвеществ восстанавливается, а уменьшение рН при брожении снижает интенсивностьцветности пива (проявляются индикаторные свойства красящих веществ).
/>/>/>/>3.3.5 Ведение главного брожения
Ведениеглавного брожения включает три основные технологические операции: наполнениебродильного аппарата охлажденным суслом, введение в сусло дрожжей и сбраживаниеего до получения молодого пива. Дополнительными операциями являются снятие деки(тонкий слой опавшей коричневой пены), перекачивание молодого пива надображивание, отбор и подготовка семенных дрожжей, мойка, дезинфекция иподготовка аппарата для следующего цикла.
/>/>/>/>3.3.6 Стадии и условия брожения
Главноеброжение протекает в несколько стадий, которые различаются по внешнему видуповерхности сбраживаемого сусла, а также по изменению экстрактивности и степениосветления молодого пива.
В первойстадии брожения, называемой забелом, на поверхности бродящего сусла попериферии появляется полоса нежно-белой пены. Эта стадия продолжается 1-1,5суток и характеризуется интенсивным почкованием и размножением дрожжей. Приэтом экстрактивность сусла снижается от 0,2 до 0,5% в сутки; рН — на 0,15-0,2,температура поднимается на 0,2-0,3°С в сутки.
Втораястадия брожения — период низких завитков характеризуется более интенсивнымвыделением диоксида углерода, образованием густой, компактной, поднимающейсяпены, которая по внешнему виду представляет собой завитки красивой формы. Пена,вначале белая, постепенно темнеет из-за окисления хмелевых смол и частичногообезвоживания. Экстрактивность сусла в этой стадии снижается на 0,5—1% в сутки;рН в конце стадии становится 4,9-4,7 (при начальном 5,6); температура растет на0,5-0,8«С в сутки. Продолжительность стадии 2—3 сут.
Третьястадия брожения — стадия высоких завитков характеризуется наибольшейинтенсивностью брожения, максимальной температурой процесса. Убыль экстрактадостигает 1-1,5% в сутки. Пена становится рыхлой, объемной, завитки достигаютнаибольшей величины, верхние участки завитков имеют коричневый цвет, нижние — белый, рН снижается до 4,6-4,4. Размножение дрожжей приостанавливается в связис недостатком кислорода и уменьшением питательных веществ. Стадия длится 3-4сут. В начале этой стадии сусло необходимо охлаждать.
Вчетвертой стадии, называемой стадией опадания завитков или формирования деки,пена опадает, исчезают завитки, в результате чего поверхность сусла покрываетсятонким слоем деки. Опадание завитков продолжается 2 суток. Экстрактивностьсбраживаемого сусла понижается на 0,5-0,2% в сутки. Прекращается размножениедрожжей и брожение.
Каждойстадии брожения соответствуют изменения химического состава сусла иопределенная концентрация дрожжевых клеток. Например, при сбраживании сусла дляпива с концентрацией начального сусла 11 % (Жигулевского) содержаниедрожжевых клеток во взвешенном состоянии будет следующим:
Стадияброжения Содержание дрожжевых клеток, млн/см3
Исходноесусло 20-25
Забел 60-50
Низкиезавитки 60-50
Высокиезавитки 30-25
Формированиедеки 16-5
Осветление 3,5-1,5
Длясусла с более высокой массовой долей сухих веществ число дрожжевых клеток висходном сусле увеличивают до 30—40 млн./см3.
По мересбраживания и снижения рН сусла дрожжевые клетки покрываются слизистой пленкойиз веществ, обладающих клеящими свойствами. Слипаясь между собой, они оседаютна дно аппарата.
Вхлопьеобразовании и оседании дрожжевых клеток важную роль играет ихэлектрический потенциал. Во время размножения дрожжевые клетки заряженыотрицательно, а к концу брожения, когда рН сусла снижается до 4,4—4,2, клеткиприобретают положительный заряд. Белковые частицы в сусле заряженыотрицательно, поэтому в конце главного брожения они соединяются с дрожжевымиклетками, образуя агрегаты (крупные хлопья), что влечет за собой интенсивноевыпадение осадка. После оседания дрожжей брожение прекращается, и пивостановится более прозрачным. На этом процесс главного брожения считаютзаконченным. Полученный продукт называют молодым пивом.
Приспиртовом брожении 1 кг сброженного сахара выделяет 560,8 кДж теплоты, чтоприводит к повышению температуры сусла. Для поддержания в сусле определенноготемпературного режима через змеевики, установленные внутри бродильныхаппаратов, пропускают охлажденную воду температурой 0,5 °С. Вместо змеевиковиногда используют также холодильные пояса, приваренные снаружи к боковымстенкам бродильного аппарата. Такая система охлаждения более удобна иэкономична.
Наибольшаятемпература сусла достигается примерно на 3-й день брожения, и ее поддерживаютна этом уровне 1-2 дня по возможности без колебаний. Затем молодое пивопостепенно охлаждают со скоростью °С в сут, так как дрожжи весьма чувствительнык резкому понижению температуры.
Известно,что растворимость С02 увеличивается с понижением температуры, поэтому,чтобы сохранить в молодом пиве максимально возможную концентрацию растворенногогаза, температуру перед передачей пива на дображивание снижают до 5-4 °С.Содержание диоксида углерода в молодом пиве обычно составляет около 0,2%.
Приглавном брожении большая часть экстрактивных веществ превращается в продуктыброжения. Ход этого процесса контролируют по степени сбраживания. Различаютвидимую и действительную степени сбраживания. Если содержание экстрактаопределяют в пиве в присутствии спирта и СО2, то это видимыйэкстракт. Используя его значение, вычисляют видимую степень сбраживания.Действительную степень сбраживания находят по величине истинного содержанияэкстракта, которое определяют после удаления спирта и диоксида углеродапикнометрическим методом (по относительной плотности сусла или пива). Значениедействительной степени сбраживания ниже, чем видимой и примерно равно V = 0,81 V .
В целяхрегулирования процесса брожения по стадиям введено понятие «конечная степеньсбраживания» (КСС), т.е. максимально возможная степень сбраживания. В процессеброжения конечная степень сбраживания не достигается, ее определяют влаборатории завода. У светлых сортов пива видимая конечная степень сбраживаниясоставляет 77-82%.
Молодоепиво, перекачиваемое в цех дображивания, должно содержать около 1 %сбраживаемого экстракта, чтобы при дображивании получить необходимое насыщениепива диоксидом углерода.
Вготовом пиве нельзя оставлять много сбраживаемого экстракта. Чем меньше разницамежду степенью сбраживания готового пива и конечной степенью сбраживания, тембольше его биологическая стойкость. Если между этими величинами имеетсязначительная разница, то микроорганизмы готового пива будут размножаться насбраживаемых веществах готового пива и образовывать муть, снижая егобиологическую стойкость и вкусовые качества.
Процессглавного брожения длится около 7 суток с момента введения дрожжей для сортовпива с начальным содержанием экстракта в сусле 11-13% и 8-10 сут для сортов сбольшим содержанием экстракта. При сбраживании сусла с высоким содержаниемэкстракта повышается начальная и максимальная температура брожения, тогдаувеличивают количество семенных дрожжей до 1 дм3 на 10 дал сусла,используя дрожжи, начиная с третьей генерации. На пример, сусло для пиваконцентрацией начального сусла 11 % (Жигулевское) сбраживают 7 суток, а дляпива плотностью 20% (Ленинградское) — 11 суток.
О ходеглавного брожения в производстве судят по изменению (убыли) содержанияэкстрактивных веществ в сбраживаемом сусле Количество их определяют один раз всутки сахаромером. Видимая степень сбраживания для светлых сортов пива 59— 68%,для темных сортов — не выше 60%.
Передпередачей молодого пива на дображивание с поверхности пива, бродившего воткрытых аппаратах, снимают деку, а в закрытых аппаратах деку не снимают, таккак из-за почти полного отсутствия процессов окисления пены образуетсязначительно меньше, чем в открытых аппаратах, и она не темнеет.
Поокончании главного брожения молодое пиво температурой не более 5 °Сперекачивают в закрытые бродильные аппараты на дображивание и созревание, аосевшие дрожжи отбирают в приемный сборник для промывания и подготовки киспользованию в следующем цикле главного брожения.
3.4 Дображивание
Основнойцелью этой стадии производства является получение напитка с приятным вкусом,характерным специфическим ароматом и достаточным насыщением диоксидом углерода.Это достигается в результате протекания сложных физико-химических ибиохимических процессов в молодом пиве при низкой температуре и избыточномдавлении.
Молодоепиво содержит примерно 1,5—3,5 млн дрожжевых клеток в 1 см3. Такогоколичества дрожжей достаточно для накопления необходимой концентрации спирта вготовом пиве и для нормального насыщения его диоксидом углерода. Избытокдрожжей в молодом пиве вызывает неприятный дрожжевой привкус.
В цехедображивания пиво находится несколько недель. Здесь оно приобретает своитоварные свойства. Полнота вкуса, ценообразование и стойкость его во многомзависят от условий, в которых оно дображивает и созревает. Нарушение нормальныхусловий, в основном температуры и бактериальной чистоты, приводит к порче пива.Поэтому помещение цеха должно быть чистым, сухим, с хорошей приточно-вытяжнойвентиляцией. Стены, пол, потолок должны быть теплоизолированы, температуравоздуха 0—2 °С.
/>/>/>/>
3.4.1 Процессы,протекающие при дображивании и созревании
Придображивании протекают те же процессы, что и при главном брожении, но болеемедленно, так как температура значительно ниже (0-2°С), чем при главномброжении, иконцентрация дрожжевых клеток меньше.
Сбраживаниесахаров и созревание пива заканчиваются не одновременно. Сахара могут бытьсброжены, а созревание часто еще продолжается. Поэтому период дображинанияназывают еще и периодом созревания пива.
Придображивании исозревании пива происходят следующие основные процессы:насыщение диоксидом углерода, осветление, созревание (окислительно-восстановительныепревращения). />/>/>/>3.4.2 Насыщение диоксидом углерода
Молодоепиво содержит около 0,2% СО2. В ходе дображивания это количествонеобходимо увеличить до такого уровня, чтобы после фильтрования в готовом пивеосталось его не менее 0,3%. Сбраживание оставшегося в молодом пиве экстракта иявляется источником дополнительного образования диоксида углерода.
РастворимостьСО2 в пиве прямо пропорциональна давлению. С понижением температурырастворимость СО2, повышается. Растворение диоксида углеродапротекает медленно, часть его не успевает раствориться и накапливается надповерхностью пива, создавая в бродильном аппарате избыточное давление от 0,03до 0,07 МПа, называемое шпунтовым.
Диоксидуглерода находится в пиве как в растворенном состоянии, так и в связанном (скомпонентами экстракта). Кроме того, часть диоксида углерода находится в видеэфиров угольной кислоты и других соединений.
/>/>/>/>3.5 Осветление
На дображивание поступаетмолодое пиво, которое содержит некоторое количество дрожжевых клеток и другиевзвеси. При охлаждении до 0-2 °С в аппарате для дображиванпя происходитвыделение тех веществ, которые в ходе главного брожения (при температуре 5-8 °С)были прочно связаны с раствором. В конце дображиванпя отработавшие дрожжи подвлиянием избыточного давления и накопившегося СО2, оседают, увлекаяза собой на дно аппарата различные взвеси. Пиво постепенно осветляется. Лучшевсего осветляется пиво, когда температура всей его массы выровняется. В стадиидображиванпя полного осветления не происходит, но оставшаяся муть легкоудаляется при последующем фильтровании или сепарировании. После дображивания и созревания дляпридания товарного вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощьюсепарирования или фильтрования. При этом из пива удаляют находящиеся вовзвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества,хмелевые смолы, соли тяжелых металлов и различные микроорганизмы.
Химический состав пива после осветления изменяетсянезначительно: несколько снижается цветность, потому что некоторые красящиевещества адсорбируются на фильтрующих материалах, теряется часть диоксидауглерода, в результате удаления некоторых веществ коллоидной дисперсностиснижается вязкость.
Принизких температурах осветление протекает медленно, но при этом получают болеестойкое пиво с мягким вкусом (стойкость пива — срок сохранения пивомпрозрачности и вкуса, выраженный в сутках, считая с момента розлива)./>/>/>/>
Осветленное пиво охлаждают, дополнительно насыщают диоксидомуглерода и разливают в тару.
3.6 Созревание
Присозревании в результате окислительно-восстановительных реакций, протекающих поддействием кислорода, исчезают показатели, которые обусловливают специфическийбукет молодого пива (привкус дрожжей, хмелевая горечь). Содержание диацетиладля светлых сортов пива снижается на 40-50%, окислительно-восстановительныйпотенциал уменьшается до 10.
На вкуси аромат пива в значительной мере влияют диацетил, высшие спирты, сложныеэфиры, альдегиды, сернистые соединения. На их образование и расщепление следуетобращать внимание, так как в последние годы получают широкое распространениеметоды ускоренного сбраживания пива.
Диацетил,также как и пентадион, относятся к вицинальным дикетонам. Они образуются приглавном брожении, но далее в присутствии дрожжей концентрация их уменьшается.Диацетил превращается в ацетоин, а затем в бутандиол. У диацетила низкий вкусовойпорог, а у бутаидиола — высокий, поэтому присутствие последнего в пиве неощущается. Различные штаммы дрожжей с разной интенсивностью приводят к редукции(уменьшению содержания) диацетила. а поглощение кислорода пивом — к увеличениюего содержания. Диацетил служит критерием определения зрелости пива. В готовомпиве содержание диацетила не должно превышать 0,1 мг/дм3.
Научнообоснованных критериев, характеризующих созревание пива, пока нет. В основномпри оценке его готовности учитывают органолептические показатели. Практикойустановлено, что как мало выдержанное молодое пиво, так и перезрелое имеютплохой вкус и низкую стойкость.
Пиворазличных наименований, по истечении определенного времени (обычно за 15-90сут), достигает наилучшего качества при достаточном насыщении его связаннымдиоксидом углерода, хорошем осветлении, необходимой степени сбраживания, мягкоми приятном вкусе.
О ходепроцессов дображивания и созревания пива судят по уменьшению количестваэкстракта, увеличению содержания диоксида углерода и спирта, степениосветления, а также по аромату, вкусу и пенистости проб, отобранных из аппаратадля дображивания. Учитывают и степень сбраживания экстракта. При достижениипочти конечной степени сбраживания получают более стойкое пиво. Если экстрактивныевещества сбродят полностью, то пиво получается стойким, но по вкусовымкачествам оно хуже, чем пиво с меньшей степенью их сбраживания.
3.7 Фильтрация
Дpожжевое пиво нехpанится, ужечеpез час после того, как его налили в кpужку оно полностью меняет свой вкус. Вгеpметично закупоpенных металлических бочках (тех самых в котоpых пpивозятpазливное пиво) такое пиво хpанится не более недели.
Поэтому пиво фильтруют.Оно становится пpозpачным и ясным, но существенно пpоигpывает во вкусе и вполезности. Такое пиво уже можно пpодавать в pозлив из бочек, так как оно можетхpаниться в них до 1 месяца.
После проведенияхимического анализа и подтверждении готовности пива оно фильтруется. Сначалапиво проходит через сепаратор, где из него удаляются остатки дрожжей, неосевших на дно ЦКТ.
Следующим этапомфильтрации является продавливание пива через слой кизельгура (диатомитовойземли), вертикально расположенного на картонных листах. Пиво проходит черезслой этого мелкого мукообразного песка, а все взвешенные частицы – оставшиесядрожжевые клетки, крупные белки, частички пены и др. — остаются в слоекизельгура. Кизельгур – это пористая осадочная порода, состоящая из кремниевыхскелетов морских водорослей – диатомей. Кизельгур обладает мощнымиадсорбирующими свойствами (он также используется для производства динамита).
После кизельгуровогофильтра пиво проходит еще два этапа тонкой фильтрации. Из пива удаляются невидимые глазом вещества, которые могут впоследствии стать мутностью пива вбутылке – полифенолы. Для придания прозрачности, блеска, а также повышениястойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на фильтр-прессах сиспользованием специальных сортов картона.
Сущность процесса фильтрования заключается в механическом(отсеивающем) и адсорбционном действии. Часто используют рамные фильтры сослоем диатомита, намываемым на пластины.
Опорные пластины не обладают фильтрующей способностью ислужат только как основа для фильтрующего слоя диатомита.
Вначале на пластины наносят первый слой из крупнодисперсногодиатомита, который на рамных фильтрах защищает поры картона от закупориваниячастицами тонкодисперсного диатомита и твердой фазы пива.
Частицы мути из пива, такие как микроорганизмы инерастворимые белки, в слой диатомита не проникают, а задерживаются на поверхностии образуют сильно сжимаемый непроницаемый осадой. В результате быстро растетфильтрационное сопротивление. Однако, если в поток пива вводить дополнительнодиатомит, то образуется хорошо проницаемый слой из частиц диатомита и мути.
Стенки капилляров фильтрующего слоя при движении жидкости подвлиянием давления имеют электрический заряд, характеризующейсяэлектрокинетическим потенциалом, или дзета-потенциалом. Диатомитовый фильтроказывает адсорбционное действие. Отрицательно заряженные частицы диатомитаадсорбируют положительно заряженные мицеллы.
3.8 Пастеризация
Пиво поступает на блокрозлива, проходя через проточный пастеризатор (пастеризация в потоке). Впастеризаторе пиво резко нагревается до 67-72°С, выдерживается при этойтемпературе около полминуты и сразу же резко охлаждается.
В непастеризованном пивеуже через несколько дней может произойти изменение вкуса из-за деятельностипосторонних микроорганизмов.
Различают два способапастеризации: проточный и туннельный. При проточной пастеризации пивонагревается до розлива в бутылки. При туннельной нагреванию подвергаются ужезапечатанные бутылки с пивом.
3.9 Розлив
После пастеризации пивопоступает в блок розлива. Пустые бутылки поступают в ящиках, вынимаются из нихавтоматом выемщиком, по ленте транспортера подаются в бутыломоечную машину, гдепроходят ряд последовательной выдержки в горячих моющих растворах, а затемпромываются шприцами изнутри и снаружи. При этом удаляется старая этикетка ивсе загрязнения. В общей сложности, каждая бутылка находится в машине для мойкибутылок около 1 часа. Перед выходом из машины бутылка начисто ополаскиваетсяводой для удаления остатков моющего раствора. Чистота бутылки проверяетсялабораторией. После мойки пустые бутылки проверяются автоматом на наличиесколов, трещин и т.д., дефектные бутылки автоматически удаляются.
Бутылка подходит к блокурозлива, где медленно наполняется пивом (пустая бутылка предварительнозаполняется углекислым газом и в ней создается давление равное давлению пива втрубе блока розлива, поэтому пиво из трубы стекает в бутылку не под напором, апод действием силы тяжести самостоятельно и плавно).
Через несколько секундпосле заполнения на бутылку надевается кронен-пробка и герметично обжимается нагорлышке. После этого на бутылку наносится этикетка.
Наполненные бутылкипросматриваются автоматом-инспектором и отбраковываются, если объем пиванедостаточный, отсутствует пробка или имеются инородные включения.
Бутылки составляютсяавтоматом-укладчиком в ящик и отправляются на склад готовой продукции.