Реферат: Анализ технологического процесса производства пива

Введение

Проблематика здорового питания и здорового образа жизни интересует все большее количество людей в мире. Поэтому неудивительно, что все более актуальным становится взгляд на пиво под этим углом, т.е. с точки зрения его реального или потенциального влияния на здоровье. Это происходит не только за рубежом, но и в нашей стране. Постоянно появляются новые работы, которые доказывают, что регулярное, но умеренное потребление пива весьма благоприятно сказывается на состоянии здоровья человека.

Сегодня уже вряд ли кто сомневается в том, что регулярное потребление алкоголя в малых дозах полезно для здоровья. Этот факт очевиден, поскольку подтвержден целым рядом работ, посвященных влиянию алкоголя на состояние здоровья (речь идет о данных, полученных на основе обследования более чем 350 тыс. человек).

Основную причину смертности в нашей стране составляют сердечно-сосудистые заболевания: до 65% населения умирает от осложнений атеросклероза, инфаркта миокарда и инсульта. Фактором риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и нарушения мозгового кровообращения считается высокий уровень холестерина в крови. Главным образом речь идет о холестерине, связанном в липопротеины низкой плотности или, иначе говоря, низкоплотные кровяные липопротеины (LDL - Low Density Lipoproteins). Липопротеины высокой плотности, так называемые высокоплотные (HDL - High DL), напротив, принимают участие в выведении холестерина из тканей и сосудов в печень, где происходит его расщепление. Алкоголь в малых дозах снижает вероятность возникновения ишемической болезни сердца, снижает смертность от инфаркта миокарда и инсульта. В большой степени этот эффект связывают с повышением уровня «полезного» HDL-холестерина. При потреблении умеренного количества алкоголя одновременно снижается концентрация «вредного» LDL-холестерина, который откладывается на стенках сосудов и является причиной атеросклероза. Таким образом, алкоголь оптимизирует соотношение HDL/LDL. Атеросклероз отступает, снижается свертываемость крови.

При разумном его потреблении алкоголь имеет и массу других положительных сторон, например, он оказывает успокаивающее действие на психику, уменьшает последствия стрессов, улучшает кровообращение, снижает кровяное давление. Важными характеристиками пива с точки зрения его влияния на здоровье являются его антиоксидантные свойства. Антиоксиданты уничтожают свободные радикалы и тем самым препятствуют их разрушительному влиянию на организм (последние способствуют развитию онкологических и сердечно-сосудистых болезней).

Чем выше антиоксидантная способность, тем полезнее пиво. Термин «антиоксиданты» включает в себя широкий спектр самых разных соединений, начиная от различных микроэлементов (например, селена), включая витамины (например, С или Е) и заканчивая фенольными соединениями, например, полифенолами или флавоноидами . Антиоксиданты попадают в пиво как из солода, так и из хмеля. Среди них весьма важную группу составляют полифенолы.

Полифенолам в пиве приписывают антиоксидантные, антимутагенные, антиканцерогенные, противомикробные, антитромботические, антифлогистические и иммуномодулирующие свойства. Они также регулируют кровяное давление и уровень глюкозы в крови.

Полифенольные антиоксиданты защищают от атеросклероза, повышают устойчивость LDL к окислению. Они оказывают сосудорасширяющий и антикоагуляционный эффект.

В пиве содержится широкий спектр полифенолов и фенольных кислот из солода и хмеля. Некоторые из них имеют очень малые молекулы, например, ванильная и феруловая кислоты. У других молекулы намного больше и сложнее, например, у конденсируемых флаваноидов. Одним из наиболее часто встречающихся антиоксидантов в пиве является феруловая кислота. В пиве содержится в среднем 0,5-7 мг/л феруловой кислоты. Хотя это приблизительно в десять раз меньше, чем, например, в помидорах, ее биологическая усвояемость в пиве намного выше. В хмеле содержатся флавоноиды, делятся они на флаво-нолы, флаваноиды и халконы. Флаванолы (например, кверцетин) отличаются очень низкой концентрацией. С точки зрения наших сегодняшних познаний их влияние на здоровье человека менее существенно.

Флаваноиды составляют весьма разнообразную и важную группу. Они встречаются в относительно высоких концентрациях (до 5% от массы сухого вещества). Главным образом сюда относятся флаван-3-олы, т.е. катехин и эпикате-хин. Среди халконов наиболее важен ксантогумол, обладающий антиканцерогенными свойствами. Его концентрации колеблются от 0,2 до 1,1 %. Он относится к пренилфлаванои-дам. В процессе варки с хмелем приблизительно 70% ксан-тогумола изменяется в изоксантогумол. В пиво из этого количества попадает около 30%. Изоксантогумол также обладает высоким антиканцерогенным потенциалом. Такие же свойства демонстрируют и некоторые и а- и |3-горькие кислоты, например, колупулон и гумулон. Гумулон, учитывая его свойства, мог бы использоваться в лечении лейкемии. В сочетании с активной формой витамина D он даже более эффективен, чем один витамин D. Гумулон способен предохранять и от остеопороза [1].

Глава 1 Ассортимент и показатели качества пива

1.1 Ассортимент пива на российском рынке

Для начала дадим определение, что же такое пиво.

Пиво – слабоалкогольный напиток, получаемый спиртовым брожением солодового сусла с помощью пивных дрожжей, обычно с добавлением хмеля. Содержание этилового спирта в большинстве сортов пива 3—6 % об. (иногда и выше, крепкое содержит как правило 8 % об., иногда даже и до 12 % об.), сухих веществ (в основном углеводов) — 7—10 %, углекислого газа — 0,48—1,0 %.

Ассортимент пива на российском рынке представлен свыше 150 наименований.

Около 70% производимого пива приходится на светлые сорта, так как эти сорта пользуются наибольшим спросом:

- Жигулевское,

- Балтика № 0 (безалкогольное), 1, 2, 3 классическое, 5, 8 (пшеничное, нефильтрованное),

- Невское классическое,

- Клинское светлое,

- Толстяк доброе,

- Бочкарев,

- Медовое,

- Админалтейское и др.

Среди темных сортов пива наиболее известны:

- Балтика темное №4 (оригинальное),

- Балтика №6 (Портер),

- Бархатное,

-Тверское темное и др.

Полутемные сорта пива:

- Афанасий,

- Афанасий Доброе,

- Очаково полутемное и др.

Импортное пиво в основном представлено чешским и немецким.

Чешское пиво:

- Пльзенский Праздрой (мировой эталон светлого пива),

- Старопрамен,

- Гамбринус,

- Пильзнер Уорквелнь и др.

Немецкое светлое пиво:

- Холстен,

- Моравия,

- Айнигер-Хефе-Белас и др.;

темное пиво:

- Дортмундская колонна Классик,

- Аугустинское коричневое,

- Мюнхенское темное,

- Целебра-тор и др.

Из Великобритании поступают различные сорта элей:

- Пайл Эль,

- Чемпион,

- Олд Эль,

- Скотч Эль и др.

Пиво Роджер энд Аут – самое крепкое в мире (содержание спирта 16,9% об).

В настоящее время разработаны и внедрены новые сорта пива, отличающиеся набором зернового сырья, технологическими режимами, использованием нетрадиционных добавок. Их рецептура является собственностью предприятия, информация о них засекречена. Во многих странах мира выпускают безалкогольное пиво (содержание спирта не более 0,5% об) и слабоалкогольное пиво (содержание спирта не более 1,5%об). Особенностью производства этих видов пива является удаление спирта либо изменением процесса брожения (искусственной остановкой брожения), либо удаляют спирт из уже готового пива выпариванием, вакуум-дистилляцией, обратным осмосом или диализом. Также вырабатывают диетическое и диабетическое пиво, в котором в процессе сбраживания остается минимальное количество сахаров и декстринов. Концентраты пива вырабатывают в период пониженного сбыта пива для снабжения мини-пивзаводов и для производства пива в домашних условиях.[2]

1.2 Показатели качества пива

Пиво по своим показателям должно отвечать требованиям ГОСТР 51174-2009 Пиво. Общие технические условия.

По органолептическим показателям пиво должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1 – Органолептические показатели качества пива

По физико-химическим показателям светлое пиво должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2, темное пиво – в таблице 3, пшеничное пиво – в таблице 4.[3]

Таблица 4 – Физико-химические показатели пшеничного пива

Глава 2 Технология производства пива

2.1 Анализ существующих технологий производства пива

В условиях современного рынка существует очень много различных видов пива. Ниже приведен список наиболее из них интересных.

1Пикантноепиво «Cave Creek Chili Beer»

Пикантность этого пива заключается в его оригинальном дополнении – в каждой бутылке плавает острый чили-перец. Острота придает вкусу пива оригинальность и своеобразный вкус, не заглушая при этом привычный аромат пива.

2 Утреннеепиво «Dogfish Head Chicory Stout»

Такое пиво могли придумать только в стране, где кофе пьют все поголовно. В США придумали делать пиво, имеющее все признаки свежего кофе. В его состав входят мексиканский кофе и жареный цикорий, поэтому и на вкус оно как кофе, только холодное. Однако, если нужно идти на работу, пить такое пиво по утрам не рекомендуется.

3 Пиво замедленного действия «Rogue Chipotle Ale»

Еще один пример пива с перцем. Однако производители этого сорта пива умудрились сделать так, что пивной вкус вы ощутите лишь через несколько секунд после глотка, после того как сперва «насладитесь» остротой перца чили – халапеньо. Кстати, при изготовлении этого сорта используется особый, копченый перец, что придает пиву необычный легкий запах дымка.

4 ПивоПицца (Mamma Mia Pizza Beer)

Как уже ясно из названия, в одной бутылке объединены вкусы пива и пиццы. Для создания этого пива в солод добавляют чеснок, орегано, помидоры, базилик. Оценить необычный вкус пиво-пиццы можно в магазинах и ресторанах Иллинойса, Индианы, Висконсина и Пенсильвании.

5 Пиво для собак (Kwispelbier)

Идея создать пиво для любимой собаки пришла в голову владельцу магазина товаров для животных из Голландии. Это безалкогольное пиво сделано из говяжьего экстракта и солода. Пиво называется Kwispelbier, что переводится приблизительно как “пиво для виляния хвостом”. Стоит бутылка 1,65 евро.

6 Пиво-мороженое

Лондонская пивоварня Meantime совместно с производителем продуктов питания Sulqui выпустили ассортимент пивного мороженого. На выбор предлагаются варианты с кофейным портером, шоколадным пивом от Meantime и с пшеничным пивом «Клубничный щербет».

7 Пиво с закисью азота

Израильские химики придумали рецепт смешного пива — для этого в напиток при производстве добавляется небольшое количество веселящего газа или закиси азота. Это пиво заставит выпившего его смеяться. Это хороший способ избавиться от стресса или просто отдохнуть. Однако на рынок это пиво еще не выпущено, так как не получило одобрение тамошнего Минздрава.[9]

9 Пиво, приготовленное с применением экстракта топинамбура

Изобретение относится к пищевой промышленности к области получения новых сортов пива с лечебно-профилактической направленностью. При производстве пива в качестве добавок из топинамбура используют водные экстракты из клубневой или надземных частей растения или сухие порошки влажностью не более 14%, полученные из различных частей топинамбура и их экстрактов. Их вводят с солодом при его затирании, или при кипячении сусла с хмелем, или на этапах брожения или дображивания, или по окончании дображивания перед фильтрацией готового пива. В производстве пива с использованием топинамбура добавку в виде водных экстрактов или сухих порошков вводят, исходя из соотношения с солодом от 1/100 до 1/6 из расчета на сухой вес. Предложенное решение позволяет получать новые сорта пива с повышенной биологической ценностью за счет обогащения продукта инулином, микроэлементами и другими биологически активными компонентами, содержащимися в добавках на основе топинамбура, которые используются как дополнительный растительный компонент в производстве пива наряду с основными компонентами солодом и хмелем.

10 Пиво для больных целиакией

Согласно научным представлениям, сложившимся в XX столетии, целиакия (глютеновая энтеропатия) является генетически детерминир ованным заболеванием тонкой кишки, связанным с одной из фракций растительного белка глютена–глиадином. У лиц, предрасположенных к целиакии, глиадин повреждает слизистую оболочку тонкой кишки и приводит к атрофии и тяжелому нарушению всасывания.Людям с таким заболеванием нельзя употреблять в пищу злаки, хлеб, пиво и многое другоеГлютен (в переводе с латинского – клей), его также называют клейковиной – определённый типбелка , содержащийся в злаковых растениях, особенно в пшенице, ржи, овсе и ячмене. Соответствено, и в пиве. Он широко применяется в хлебопекарной промышленности и в различных искуственных вкусовых добавках, его также применяют в мясоперерабатывающей промышленности. Любители пива всего мира, независимо от места проживания, вероисповедания, и всего другого, что нас обычно разделяет, связаны между собой. Их связывает между собой Пиво, стоящее над всем этим. Несмотря на, казалось бы небольшую группу людей, любящих пиво, но лишённых возможности его пить по медицинским показаниям, пивовары разных стран варят для них специальное пиво не содержащее глютен.
Американская компания Bard's Tale Beer, выпускает пиво Dragon's Gold, сваренное из сорго. В канадском городе Квебеке варят эль без глютена - La Messagere. Канадская пивоварня «Fort Garry Brewing» начала производство нового пива, не содержащего глютена , врецепт которого не входит ячмень, противопоказанный людям с глютеиновой болезнью. Новое пиво называется «Nubru». В английском городе Шеффильде, даже прошёл фестиваль “Gluten Free Beer Festival”. Производство первого в России пива, сваренного с добавлением гречихи - «Толстяк Гречишное» - начато компанией «САН Интербрю». «Толстяк Гречишное» - это специальный сорт полутемного лагерного пива, при изготовлении которого используется традиционный русский продукт–гречиха.
Это пиво отличает красно-коричневый цвет, насыщенный вкус и густая пена. Благодаря специальной рецептуре «Толстяк Гречишное» легко пьется и имеет характерную мягкую горечь. Новый сорт разливается на новочебоксарском заводе ЗАО «Комбинат напитков» и Саранском филиале ОАО «Объединенные пивоваренные заводы», входящими в состав холдинга «САН Интербрю».Пиво, при варке которого используется гречиха, ранее производилось лишь на мини-пивоварнях Бельгии и Северной Америки. «Толстяк Гречишное» выпускается в 0,5-литровых стеклянных и 1-литровых ПЭТ бутылках. Величина экстрактивности начального сусла составляет 14%, а содержание объемной доли алкоголя – не менее 5,9%.

11 Пиво, приготовленное на основе листьев бамбука

Бамбуковое пиво на пивном рынке – достаточно новый сорт пива, многие о котором даже не слышали. Этот экзотический для наших полос хмельной напиток, сварен из экстракта бамбуковых листьев. Это пиво имеет ярко выраженный привкус бамбуковых листьев, аромат бамбука и необычный ярко зеленый цвет. По-другому в наших широтах это пиво называют зеленым пивом.
Это пиво является одним из самых полезных. Во-первых, это пиво имеет алкоголь меньше других сортов, во-вторых, изготовлено на основе листьев бамбука (как свидетельствуют факты, бамбук обладает лечебным действием и его используют в медицинских целях), в-третьих, очень хорошо утоляет жажду. Для производства данного напитка берут сорта бамбука, выращенного в Южном Китае.
Так, по наблюдению экспертов бамбуковое пиво очищает организм от шлаков и вредных бактерий, хорошо снимает усталость и даже способно действовать в качестве предотвратителя раковых образований. Как правило крепость такого напитка составляет 3 – 5 градусов.
Зеленое бамбуковое пиво продается только в таре производителя, на разлив такое пиво встретить невозможно.

2.2 Описание технологии

2.2.1 Требования к сырью и материалам

В качестве сырья для производства пива используют:

- солод пивоваренный ячменный светлый, темный, карамельный и жженый по ГОСТ 29294-92;

- воду питьевую по ГОСТ 2874-82;

- хмель по ГОСТ 21947-76;

- хмель молотый гранулированный и экстракты хмеля, разрешенные к использованию органами Минздрава России;

- несоложеные зернопродукты

- ячмень по ГОСТ 5060;

- крупу рисовую по ГОСТ 6292;

- крупу кукурузную по ГОСТ 6002;

- сахар-песок по ГОСТ 21;

- сахар-сырец,

- сахар жидкий и другие сахаросодержащие продукты, разрешенные органами Минздрава России;

- дрожжи пивные низового и верхового брожения.

Допускается использование аналогичного импортного сырья, качество которого соответствует требованиям нормативных документов России

Содержание пестицидов, микотоксинов, N-нитрозаминов и вредных примесей регламентируется в сырье и не должно превышать установленных нормативов.

В процессе производства пива допускается применять вспомогательные материалы, разрешенные органами Минздрава России.

Производство пива является сложным процессом, этапы которого отражены в приложении Б в виде блок-схемы.

2.2.1.1 Солод

Впивоварении солод играет роль источника не только активных ферментов, но и того комплекса органических (прежде всего водорастворимых Сахаров) и минеральных веществ, который позволяет с участием этих ферментов получить пивное сусло, пригодное для сбраживания. Чем больше в солоде накопится простых Сахаров, необходимых для брожения, тем активнее будет идти сам процесс сбраживания и тем больше накопится спирта.

Ячмень, используемый для приготовления солода, замачивают в специальных чанах с водой с температурой 12— 17°С. В зерне, по мере возрастания влажности, активизируются клеточные ферменты и ускоряются катализируемые ими биохимические процессы. Это приводит к резкому повышению интенсивности дыхательных процессов и ускорению гидролиза полисахаридов до простых Сахаров, необходимых для этих биохимических процессов. Замачивание приостанавливают при достижении влажности зерна 42— 45% при производстве светлого солода и 45—47% — темного.

Потери сахаров на процессы дыхания в период замачивания достигают 1,5%, при этом наибольшую активность приобретают амилолитические и протеолитические процессы.

Для проращивания замоченное зерно направляют в солодовни различных конструкций (ящики или барабанные установки). Процесс солодоращения проводят при температуре 15—19°С и хорошей аэрации зерна в течение 5—8 суток. При этом эндосперм зерна к концу соложения размягчается и легко растирается за счет гидролиза крахмала амилазами, а гемицеллюлоз — цитазой (комплексом ферментов). В проращиваемом зерне накапливаются растворимые сахара — мальтоза, глюкоза, фруктоза и другие сахара, придающие солоду сладковатый вкус. При гидролизе фитина ферментом фитазой образуются инозит и кальций-магниевая соль фосфорной кислоты. Присутствие инозита в сусле стимулирует жизнедеятельность дрожжей, а фосфорная кислота определяет кислотность солода и сусла.

За счет активизации протеолитических процессов (протеиназ, пептидаз и амидаз) сложные комплексы азотистых соединений гидролизуются с образованием растворимых белков, пептонов, аминокислот, аммиака.

В процессе проращивания зерна, наряду с гидролизом, протекают и процессы синтеза физиологически активных соединений. Так, в соложеном ячмене накапливаются витамины группы В, токоферолы, аскорбиновая кислота. Особенно возрастает содержание рибофлавина (до 210 мг на 100 г сухого вещества). В дальнейшем при химическом взаимодействии продуктов гидролиза с активными соединениями образуются новые, свойственные проросшему и высушенному зерну, ароматические и вкусовые вещества. Поэтому из сырого (зеленого) солода нельзя получить пиво.

Для придания необходимых свойств и хорошей сохраняемости солод сушат при различных температурных режимах до остаточной влажности 2—3,5%. Различные температурные режимы и продолжительность сушки позволяют получить солод с разными показателями качества и соответствующими технологическими свойствами. Именно от качества исходного солода, в свою очередь, будет зависеть тип производимого пива (светлое, полутемное, темное).

Для выработки отечественных сортов пива получают солод следующих видов: светлый, темный, карамельный и жженый.

Светлый солод получают высушиванием проросшего ячменя в течение 16 ч при постепенном повышении температуры с 25—30 до 75—80°С. В зависимости от качества светлый солод делят на три класса: высокого качества, первый и второй. В готовом виде он имеет светлую окраску, сладковатый вкус, солодовый аромат, рыхлый мучнистый эндосперм и высокую осахаривающую способность. Используют его для большинства сортов пива.

Для получения темногосолода проросшее зерно сушат 24—48 ч при более высокой температуре, достигающей 105°С в конце процесса. Темный солод на классы не подразделяют. Помимо коричнево-желтой окраски темный солод отличается от светлого хрупкостью эндосперма и меньшей осахаривающей способностью. Используют его для темных сортов пива.

Карамельныйсолод в зависимости от качества делят на два класса: первый и второй. По окраске он может быть от светло желтого до буроватого с глянцевым отливом. Для его производства используют сухой или зеленый солод с повышенным содержанием Сахаров, который обжаривают при температуре 120—170°С. Поскольку при такой высокой температуре происходит карамелизация Сахаров, а также процессы Майара, то вид зерна на срезе представляет собой спекшуюся коричневую массу. Для этого вида солода не допускается обугливание зерна.

Жженый солод— это темно-коричневые зерна, без черного цвета. Его готовят из зеленого солода путем предварительного увлажнения и последующего обжаривания при температуре 210—260°С. В результате формируются вкус и запах, напоминающий кофейный, без привкуса горелого и горечи. Вид зерна на разрезе представляет собой темно-коричневую, но не черную массу.

В процессе сушки и обжарки солода происходят интенсивные химические процессы с образованием специфических ароматических и красящих веществ. Накопившиеся в результате гидролиза пентозы преобразуются в фурфурол и другие альдегиды и ароматические вещества, обусловливающие запах солода (ржаной корочки). Окрашенные компоненты солода — это продукты разрушения Сахаров в результате карамелизации и меланоидинообразования, протекающие наиболее интенсивно при температурах выше 80°С. Меланоидины, обладающие поверхностно-активными свойствами, являются хорошими пенообразователями, и поэтому темные сорта пива дают более обильную пену.[4]

В зависимости от качества светлый солод делят на три класса: высокого качества, первый и второй.

В зависимости от качества карамельный солод делят на два класса: первый и второй. По органолептическим показателям светлый и темный солод должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 5.

Таблица 5 – Органолептические показатели светлого и темного солода

По физико-химическим показателям светлый и темный солод должен соответствовать требованиям, указанным в табл 6.

Таблица 6 – Физико-химические показатели светлого и темного солода

Продолжение таблицы 6

По органолептическим показателям карамельный и жженый солод должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 7.

Таблица 7 – Органолептические показатели карамельного и жженого солода

Продолжение таблицы 3

Таблица 8 – Физико-химические показатели карамельного и жженого солода

Солод упаковывают в мешки тканевые технические по ГОСТ 18225 или тканевые продуктовые по ГОСТ 19317. Мешки могут быть новыми или возвратными - чистые, сухие, без постороннего запаха, не зараженные вредителями. После заполнения мешки зашивают. При транспортировании железнодорожным транспортом мешки зашивают только машинным способом. Масса одного мешка с солодом должна быть не более 50 кг.
Допускается отгрузка солода насыпью.

2.2.1.2 Вода

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество воды определяют ее составом и свойствами при поступлении в водопроводную сеть; в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети. По микробиологическим показателям питьевая вода должна соответствовать требованиям, указанным в табл .

Таблица 9 – Микробиологические показатели воды

Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, указанных в табл .

Таблица 10 – Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки

Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов, указанных в табл.

Таблица 11 – Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки

Органолептические свойства воды должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 12

Таблица 12 – Органолептические свойства воды

2.2.1.3 Хмель

Запах хмеля должен быть специфический хмелевой.

Базисные нормы хмеля указаны в табл.13

Таблица 13 – Базисные нормы хмеля

Ограничительные нормы хмеля представлены в таблице 14

Таблица 14 – Ограничительные нормы хмеля

Не допускается хмель с:

- прелым, затхлым, сырным, дымным, валериановым или другими посторонними запахами, не свойственными хмелю;

- пораженный плесенью;

- при массовом поражении шишек хмеля вредителями и болезнями;

- с содержанием посторонних (нехмелевых) примесей.

Хмель хранят в чистых продезинфицированных темных складских помещениях без постороннего запаха при температуре от 0 до 2 °С на деревянном полу или настиле с просветом для циркуляции воздуха под настилом.

Балоты хранят без соприкосновения со стенами хранилищ. Проходы между рядами балотов должны быть не менее 0,5 м.

2.2.1.4 Дрожжи

Дрожжи в пивоварении Пивоваренные дрожжи, как и все дрожжи, — это одноклеточные организмы без хлорофилла, по морфологическим признакам их относят к классу Ascomycetes, семейству Saccharomycetaceae, роду Saccharomyces. Пиво является продуктом биохимической деятельности дрожжей. Наряду с составом сусла и технологическими условиями дрожжи играют ответственную роль в ходе процессов на всех стадиях производства пива и влияют на качество получаемого продукта. Важное значение для производства пива имеют физиологическое состояние дрожжей и условий их деятельности. Пивоваренные дрожжи, сбраживающие моносахара и мальтозу, делят на две группы: Верховые дрожжи сбраживают раффинозу на одну треть и образуют на поверхности сбраживающейся жидкости неосаждающуюся суспензию, имеющую вид плотной пены. Поэтому дрожжи этой группы получили название верховых, а пиво, для производства которого их применяют, называют пивом верхового брожения. Однако при использовании современных технологий при получении пива верхового брожения этот признак отсутствует: дрожжи в конце брожения оседают на дно аппарата. Процесс брожения верховыми дрожжами ведут при температуре 10—25 °С, при температуре ниже 10 °С он прекращается, после чего дрожжи оседают на дно. Низовые дрожжи сбраживают раффинозу полностью. После сбраживания дрожжи агрегатируются в виде хлопьев и оседают на дно бродильного аппарата. Поэтому их называют низовыми дрожжами, а получаемое пиво - пивом низового брожения. Сбраживание низовыми дрожжами протекает при температуре 6-8 °С и прекращается при О °С. Отличия физиологии поведения дрожжей обеих групп заключаются в следующем. Предполагают, что клетки верховых дрожжей и пузырьки углекислого газа несут противоположные электрические заряды, поэтому взаимно притягиваются. У низовых дрожжей с пузырьками углекислого газа предполагается одинаковый заряд, так что они взаимно отталкиваются. Основной отличительной особенностью разных групп дрожжей является их способность сбраживать раффинозу. Из ферментов, гидролизующих раффинозу, в ферментной системе низовых дрожжей находятся инвертаза и мелибиаза, а у верховых - только инвертаза. В связи с этим верховые дрожжи сбраживают раффинозу только на треть. Инвертаза гидролизует трисахарид раффинозы до моносахарида фруктозы и дисахарида мелибиозы, который далее может быть расщеплен только мелибиазой, содержащейся в низовых дрожжах, до глюкозы и галактозы. Кроме того, у низовых дрожжей в отличие от верховых нет фермента сукцинат-дегидрогеназы (янтарной дегидрогеназы), который функционально связан с цитохромом с и дыхательным ферментом Варбурга. Этим объясняется меньшая способность к размножению у низовых дрожжей, чем у верховых. Клетки пивоваренных дрожжей размерами 5...10х5...13 мкм имеют круглую или овальную форму, размножаются почкованием. Разница в форме отдельных клеток зависит от изменения состава среды, питания, наличия вредных примесей, в частности тяжелых металлов, изменения температуры и т. п. Значительные изменения формы дрожжевых клеток являются признаком дегенерации дрожжей. Здоровые дрожжи всегда наряду с крупными клетками имеют часть мелких, которые в период интенсивного роста не смогли еще достичь размеров взрослых клеток. При попадании дрожжей в неблагоприятные условия возникают сумки со ссорами, при этом вегетативные клетки превращаются в сумки со спорами. В одной сумке образуется 1-4, реже 8 спор. Споры шаровидные или овальные с гладкими оболочками. В благоприятных условиях споры снова превращаются в почкующиеся клетки: перед этим происходит разбухание и копуляция прорастающих спор или их почек. На сусло-агаре обычно формируются гладкие, тускло-блестящие, белые с желтоватым оттенком колонии. Для Saccharomyces cerevisiae характерен бродильный тип усвоения сахаров; при сбраживании сахаров образуется большое количество спирта, что определяет практическое значение дрожжей.[7]

2.2.2 Технология производства пива

1 Очистка солода.

Основным сырьем для производства светлого пива является светлый ячменный пивоваренный солод. По качеству светлый солод делят на три класса: высокого качества, первый и второй.

По органолептическим показателям солод должен соответствовать следующим требованиям:

- внешний вид - однородная зерновая масса, не содержащая плесневелых зерен и зерновых вредителей;

- цвет - от светло-желтого до желтого, не допускаются зеленоватые и темные тона;

- запах - солодовый, без кислого, плесневого запахов.

По физико-химическим показателям светлый солод первого класса должен соответствовать:

- проход через сито (2,2Ч20)мм - не более 5%;

- массовая доля сорной примеси - не более 0,3%;

- мучнистых зерен - не менее 80%;

- стекловидных зерен - не более 5%;

- содержание темных зерен не допускается;

- массовая доля экстракта в сухом веществе солода тонкого помола - не менее 78%;

- массовая доля белковых веществ в сухом веществе солода - не более 11,5%.

Стандартом на пиво допускается использование несоложеного сырья: ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода - это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье.

Очистка солода предусматривает его полировку для удаления пыли и ростков, а также металлических примесей.

Ячменный сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, остатков ростков, случайно попавшие металлические частицы и другие примеси, наличие которых может ухудшить качество пива.

Для очистки солода используют полировочную машину, которая состоит из наклонных плоских сит, щеточного барабана, и вентилятора.

На ситах отделяются крупные и мелкие примеси, пыль отсасывается вентилятором. Далее солод поступает на быстровращающийся щеточный барабан и отбрасывается щетками на рифленую поверхность. Под действием ударов и трения солод очищается от загрязнений - полируется.

Полированный солод поступает на магнитный сепаратор, где отделяются металлические примеси, которые могут вызвать быстрый износ и даже поломку солододробилок. Далее солод взвешивают на автоматических весах и направляют в дробилку.

2 Помол солода.

Процесс дробления ведут тщательно, так как от состава помола во многом зависит выход экстрактивных веществ. Решающее значение имеет содержание в дробленом солоде шелухи (оболочки), крупной и мелкой крупки, муки, мучной пудры.Растворимые составные части помола легко переходят в воду, а нерастворимые разлагаются под действием ферментов. Чем тоньше помол, тем полнее извлекаются экстрактивные вещества. Однако при очень тонком помоле происходит значительное измельчение оболочки зерен, в результате чего в фильтрационном аппарате создается плотный слой, что затрудняет фильтрацию и извлечение экстрактивных веществ из дробины.Кроме того, при значительном измельчении оболочки из нее извлекаются дубильные и горькие вещества, что ухудшает вкус пива. Рекомендуется следующий состав дробленого солода (в % к его массе): шелухи 15-18, крупной крупки 18-22, мелкой крупки 30-35, муки 25-35.Для улучшения процесса дробления и предупреждения излишнего измельчения шелухи солод увлажняют. На участок шнека с солодом впрыскивается теплая вода в определенном количестве и под высоким давлением, что обеспечивает равномерное увлажнение шелухи, оболочка при дроблении остается почти целой и служит фильтрующим слоем.Режим предварительного увлажнения зависит от качества солода. При переработке солода хорошего растворения его необходимо увлажнять в течение 25-30 мин при температуре 20-35°С, а солод плохого растворения увлажняют в течение 10-15 мин при температуре 50-55°С.Солод дробят на шестивальцовой дробилке, обеспечивающей лучшее измельчение. Последовательное дробление солода на трех парах вальцов дает удовлетворительный выход экстракта даже при обработке плохо растворенного и стекловидного солода. Необходимое соотношение фракций помола достигается регулированием расстояния между вальцами. Примерный зазор между вальцами первой пары 1,2-1,4 мм, второй пары - 0,6-0,8 мм, третьей пары 0,3-0,5 мм.Качество размола несоложеного сырья, как и солода, оказывает влияние на скорость физико-химических процессов при затирании. Дробление сырья осуществляют на мельничном двухвальцовом станке. Рекомендуется следующий состав помола несоложеного зернового сырья (в % к его массе): шелухи 12-22, крупной крупки 20-40, мелкой крупки 25-50, муки 12-20.

3 Затирание.

Затиранием является перевод сухих веществ солода и несоложеного материала в растворимое состояние под действием ферментов солода и применяемых препаратов.

Процесс смешивания дробленых зернопродуктов с водой называется затиранием. а полученная смесь – затором, массу зернопродуктов, загружаемых в заторный чан - засыпью, количество воды, расходуемое на приготовление затора - наливом.

Основной целью затирания является гидролиз крахмала на глюкозу и мальтозу, белок – на аминокислоты, обеспечивающие полноту вкуса пива.

Главные биохимические процессы, протекающие при затирании Ї осахаривание и протеолиз. Простым выщелачиванием из общего количества сухих веществ дробленого солода извлекается только 15-18 % экстра-ктивных веществ. На протекание технологических процессов при затирании влияют температура и pH среды, продолжительность проведения биохимических реакций, концентрация затора.

Оптимальным для действия ферментов значением pH является 5,5-5,6. Ферменты имеют разные оптимальные значения температур, при которых ускоряется их действие, поэтому в процессе затирания выдерживается пауза при температурах: 45-52°С для расщепления белковых веществ, 62-63°С для образования мальтозы, 70-72°С для осахаривания крахмала и 76-78°С для доосахаривания крахмала. Оптимальным соотношением засыпи и налива является 1:4.При затирании применяют несоложеное сырье в целях придания определенным сортам характерный вкус или для экономии дорогостоящего ячменного солода и снижения себестоимости пива.Рисовую муку или сечку используют при приготовлении сортов пива Московского, Ленинградского, Российского, Клинского; ячменную муку - для приготовления пива Ячменный колос и наиболее массового сорта пива Жигулевского. В качестве заменителей солода используют пивоваренный ячмень второго класса, и ячмень с пониженной способностью прорастания, а также кукурузную муку (до 30%), крахмал, тростниковый сахар-сырец (в технологии пива Жигулевского до 6%).Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически обосновано. Поэтому при приготовлении светлого пива целесообразно применять не менее 20 % несоложеного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.Светлое пиво изготавливают одноотварочным способом, при этом способе, по сравнению с настойным, создаются более благоприятные условия для получения сусла с высокой степенью сбраживания, повышается выход экстракта.В заторном аппарате затирают 1/3 дробленого солода и весь несоложеный материал при температуре 40°С. Температуру повышают до 52°С (1°С в минуту) и выдерживают в течение 15-30 мин.Далее из заторного аппарата 1/2 - 1/3 заторной массы перекачивают в другой заторный аппарат при работе мешалок в обоих сосудах, где устанавливается температура 63°С, выдерживают при этой температуре в течение 20-30 мин, после чего затор медленно подогревают до 70-72°С, выдерживают 20 мин, нагревают до кипения и кипятят 15-20 мин.Эту часть затора называют отваркой, затем отварку перекачивают в общий затор. Температуру повышают до 70°С и выдерживают 30 мин, проверяют осахаривание, и если оно неполное, затор подогревают до 72°С и выдерживают до полного осахаривания, после чего вновь подогревают до 76-77°С и перекачивают в фильтрационный аппарат.В настоящее время для экономии солода используют несоложеное сырье. Но повышенное содержание несоложеных материалов (40-50%) приводит к ухудшению состава белков сусла, повышению вязкости, затруднению фильтрования и понижению выхода экстракта. Также снижается коллоидная стойкость пива.Для предотвращения этого современные предприятия применяют ферментные препараты. В отечественном пивоварении используются бактериальные ферментные препараты, обладающие высокой в-глюканазной активностью и препараты из культур грибов, обладающие широким спектром цитолитических ферментов. В любом случае препараты применяют с тремя целями - расщепление крахмала и белка, уменьшение вязкости.

4 Фильтрование затора

Цель фильтрования затора - отделение жидкой фазы (сусла) от твердой (дробины) с последующим вымыванием водой экстракта, удержанного дробиной.Процесс фильтрования затора подразделяют на две стадии: фильтрование первого сусла, т.е. сусла, получаемого при фильтровании затора, и промывание дробины горячей водой для извлечения экстрактивных веществ. В результате образуются промывные воды.Фильтрование ведут в фильтровальном аппарате; в днище аппарата установлено съемное фильтрационное сито, на котором из дробины образуется фильтрующий слой. Для того, чтобы дробина располагалась равномерно по всей поверхности сит, ее разравнивают при помощи разрыхлительного механизма в течение всего времени перекачивания затора.Первое мутное сусло перекачивают обратно в фильтрационный аппарат до тех пор, пока из кранов не потечет прозрачное сусло, которое направляют в сусловарочный аппарат. Температура затора при фильтровании 75-78C. В дробине остается значительное количество экстрактивных веществ, для извлечения их дробину промывают водой температурой 78-80C. Промывание начинают тогда, когда подситовое пространство еще заполнено первым суслом. Для более полного извлечения экстрактивных веществ дробину размешивают разрыхлительным механизмом. Промывание дробины можно вести до массовой доли сухих веществ в промывной воде 0,5%; но для предотвращения ухудшения качества пива промывание заканчивают при массовой доле сухих веществ 1,0-1,5%

5 Кипячение сусла с хмелем – охмеление.

Кипячение проводят с целью концентрирования его до заданной плотности, перевода ценных составных веществ хмеля в раствор, инактивации ферментов, коагуляции белковых веществ и стерилизации сусла. Для подготовки сусла к осветлению и охлаждению его отделяют от хмелевой дробины, чтобы исключить отрицательное влияние ее на цвет и вкус пива. Осветление и охлаждение проводят для выделения из сусла взвесей, насыщения его кислородом и снижения температуры до начальной температуры брожения.Первое сусло и промывные воды из фильтрационного аппарата поступают в сусловарочный аппарат, где поддерживается температура 63-75C. При температуре не выше 75C сохраняется часть б-амилаз в активном состоянии, поэтому может осахариваться крахмал, перешедший в сусло после промывания дробины водой. По окончании набора проверяют полноту осахаривания по йодной пробе. При неполном осахаривании добавляют вытяжку из следующего затора, сусло выдерживают до полного осахаривания.Хмель задают в сусловарочный аппарат как в начале кипячения, так и в течение всего процесса. Продолжительность кипячения сусла с хмелем 1,5-2 часа. При избыточном давлении (0,02 МПа) - 1 час.Об окончании кипячения сусла с хмелем судят по следующим показателям: массовой доле сухих веществ, прозрачности и хлопьеобразованию (коагуляции белков).

6 Охлаждение или осветление сусла

Горячее охмеленное сусло охлаждают до начальной температуры брожения. Сусло при низкой температуре брожения является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Наибольшая опасность инфицирования сусла появляется при его медленном охлаждении от 40 до 20C, так как эти температуры наиболее благоприятны для размножения вредных для пива микроорганизмов. В охлаждаемом сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состоянии тонких взвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются.

Сусло охлаждают в две стадии. На первой стадии сусло охлаждают незначительно, но при этом проводят осветление. Применяют гидроциклонный аппарат (вирпул). Принцип осветления сусла в вирпуле заключается во вращении сусла. Под действием гидродинамических сил взвешенные частицы собираются в центре днища, где образуется осадочный конус. Достоинством гидроциклонного аппарата является стерильность процесса, так как в него поступает горячее сусло и выходит из него с температурой около 90C. Также сокращается процесс осветления с 2 часов (в отстойном аппарате) до 20-40 минут.Вторую стадию необходимо вести быстрее, чтобы предупредить развитие посторонней микрофлоры. Охлаждение от 85-90 до 5-9C проводят с использованием пластинчатых теплообменников.После охлаждения до 6-16C сусло аэрируют воздухом непосредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения.

7 Брожение пивного сусла

Брожение – это сложный биохимический процесс, во время которого под действием ферментов пивных дрожжей сбраживается основное количество углеводов пивного сусла.

7.1 Главное брожение

Основным биохимическим процессом при главном брожении является превращение сахаров в этанол и углекислый газ.

Большая часть экстракта сусла состоит из фруктозы – 3 %, глюкозы – 10 %, сахарозы – 6 %, мальтозы – 38-50 %, мальтотриозы – 11-19 %, декстринов 14-22%.Массовая доля сухих веществ для светлых сортов пива должна быть 11-13%, кислотность 1,5-2,8 к.ед., цвет 0,8-2 цв.ед., pH 5,3-5,5 , относительная вязкость 11%-ного сусла при 20C: 1,6-1,65; 13%-ного - 1,8 - 1,9 мПа*с.

7.2 Разведение чистой культуры дрожжей

В зависимости от вида применяемых культур дрожжей брожение ведут низовое или верховое. Наиболее распространено низовое брожение, так как дрожжи низового брожения по своей структуре относятся к хлопьевидным, способствующим лучшему осветлению пива. Также хлопьевидные дрожжи по сравнению с пылевидными дают больший прирост биомассы, обладают меньшей бродильной активностью, образуют меньше диацетила и высших спиртов в пиве, что положительно сказывается на его качестве.Процесс разведения чистой культуры дрожжей состоит из стадий: лабораторной (разведение культур в микробиологической лаборатории) и цеховой (разведение в отделении чистой культуры).Лабораторная стадия состоит из нескольких последовательных пересевов. Вначале чистую культуру из пробирки пересевают на стерильное охмеленное сусло с массовой долей сухих веществ 11-13% через каждые 34-36 часов, с каждым разом увеличивая объем сусла: 20 см>100 см>500 см>2,5 дм. На первой стадии температура 20-23C, затем 8-10C. Лабораторная стадия заканчивается сбраживанием 6-10 дм сусла в медной колбе Карлсберга в течение 5-7 суток при 7-8C.

Цеховая стадия - это разведение дрожжей на стерильном охмеленном сусле в специальных аппаратах (установке). Установка состоит из стерилизатора, бродильных цилиндров, число которых зависит от количества используемых дрожжей, резервуара для предварительного брожения и сосуда для посевных дрожжей. Разведение чистой культуры происходит следующим образом. В стерилизатор из сусловарочного аппарата набирают горячее охмеленное сусло, кипятят его в течение 1 часа и охлаждают до 8C.Затем с помощью сжатого стерильного воздуха охлажденное сусло подают в бродильный цилиндр, куда через специальный кран из медной колбы Карлсберга вводят чистую культуру. Брожение ведут в течение 3 суток. По увеличении массы дрожжей часть их перекачивают в резервуар, где осуществляют предварительное брожение при 8C в течение 3 суток.

7.3 Брожение пива

Процесс брожения осуществляется в цилиндроконических бродильных аппаратах, которые снабжены двумя-тремя охлаждающими рубашками на цилиндрической части и одной на нижней конической части. Сусло температурой 7-9C подают в аппарат и заполняют его на 85 %. В ток сусла задают дрожжи в количестве 0,7 дал на 1 гл. Первые 50 % сусла аэрируют стерильным воздухом из расчета 0,5-0,7 мі на 1 мі в час. В первые двое суток температура сусла за счет выделяющейся теплоты спиртового брожения самопроизвольно повышается до 13-14 °С. При этой температуре сусло бродит 6-7 суток до достижения видимой конечной степени сбраживания. Интенсивно протекающий процесс брожения обеспечивает снижение концентрации диацетила, что способствует более быстрому созреванию пива. По достижении содержания экстрактивных веществ 3,2-3,5% аппарат шпунтуют, и далее процесс ведут при избыточном давлении 0,05-0,06МПа для лучшего насыщения пива диоксидом углерода и ускорения оседания дрожжей. Затем пиво охлаждают в нижней части аппарата до 1-2°С для образования более плотного осадка дрожжей.

8 Дображивание и созревание

На восьмые сутки пиво охлаждают до 3-4°С, на девятые до 1...2°С и выдерживают при этой температуре 5-6 суток для завершения процессов дображивания. Затем из конической части медленно спускают дрожжи.На этой стадии пиво приобретает свои товарные свойства, осветляется, исчезают дрожжевые тона во вкусе, формируется букет пива.

Выделяющийся в процессе дображивания диоксид углерода растворяется и связывается в пиве, что приводит к насыщению пива оксидом углерода.При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают характерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая горечь.При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпадением в осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белковую муть и другие взвеси. При охлаждении до 1-2°С в сусле происходит выделение, коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ, которые при более высокой температуре были прочно связаны с раствором

9 Осветление.

Цель операции: удаление из пива твердых частиц (это могут быть частицы пивной дробины, хмеля), что позволяет увеличить биологическую стойкость напитка.

Процесс осуществляют на сепараторах при скорости ротора 5000 об/мин.

10 Фильтрование пива.

Фильтрование пива осуществляют на фильтрокартоне или при помощи намывных фильтров. Оба эти устройства работают под избыточным давлением. Для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на рамных фильтр-прессах с использованием специальных сортов картона.При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксида углерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации.[8]

11 Карбонизация пива.

Перед розливом отфильтрованное пиво дополнительно насыщают углекислым газом. Этот процесс называется карбонизацией.

Карбонизация осуществляется при температуре 1 °С и давлении 0,05 МПа. После карбонизации пиво выдерживают в герметичной емкости в течении 3-12 часов.

12 Розлив пива.

Пиво разливают в стеклянные бутылки коричневого или зеленого цвета стеклянные - по ГОСТ 10117 типа X и другому НД или бутылки ПЭТФ; металлические банки и бочки и другие виды тары, разрешенные органами Минздрава России.

Среднее наполнение 10 бутылок при 20°С должно соответствовать их номинальной вместимости с допустимым отклонением ±3 %.

Наполнение бочек не должно быть менее 99,5 % объема.

На месте продажи пива из бочек и изотермических резервуаров его подают в бокалы, кружки или другую посуду под давлением двуокиси углерода.

Укупорка бутылок, бочек и других видов тары с пивом должна быть герметичной с применением укупорочных материалов, разрешенных органами Минздрава России.

Глава 3 Машинно-аппаратурная схема производства пива

Технологический процесс производства пива (приложение А) состоит из следующих основных операций: приема, хранения, очистки и дроб­ления солода, приготовления пивного сусла, приготовления чистой культуры дрожжей, сбраживания пивного сусла, осветления и роз­лива пива в бутылки, бочки, автотермоцистерны.

3.1 Приготовление пивного сусла

Дробленый солод смешивают с горячей водой температурой око­ло 54°С в заторном аппарате 13а.После тщательного перемешивания (затирания) часть затора (смесь солода с водой) насосом 14 перека­чивают в другой заторный аппарат 136, где нагревают до температу­ры 68-70°С. При таким режиме происходит осахаривание — фермен­тативный гидролиз крахмала с образованием растворимых, не окра­шиваемых иодом Сахаров и декстринов. Большая часть нерастворимых веществ под действием ферментов становятся растворимыми. Затем затор доводят до кипения и после кратковременного кипячения (для разваривания крупных частиц солода — крупки) затор (первую от­варку) насосом 14 возвращают в аппарат 13а.При смешивании кипя­ченой части затора с затором, оставшимся в аппарате 13а, темпера­тура всей массы устанавливается примерно 70°С, что необходимо для его осахаривания.

По окончании осахаривания часть затора снова перекачивают на­сосом 14 в котел 136(вторая отварка) для нагревания до кипения и разваривания крупки. Вторую отварку возвращают в аппарат 13а,где после смешивания обеих частей затора температура повышается до 75—78°С. После этого всю массу из аппарата 13а насосом 14 перека­чивают в один из фильтрационных аппаратов 24, где отделяют сусло от дробины. Сусло — водный раствор экстрактивных веществ, полу­чаемых при затирании солода.

Мутное сусло, получаемое в начале цикла фильтрования, насо­сом 21 возвращают обратно в фильтрационный аппарат 24. Про­зрачное сусло (первое сусло), проходя через фильтрационную ба­тарею или через регулятор давления 22, стекает в один из сусло-варочных аппаратов 19.

Промытую солодовую дробину (гущу, оставшуюся после филь-­
трования затора и промывания его горячей водой) из фильтрацион-­
ного аппарата насосом 29 перекачивают в бункер для продажи на
корм скоту. Промывная вода, содержащая небольшое количество эк-­
страктивных веществ, стекает в сборник 23, откуда насосом 14 пере-­
качивается в аппарат 13адля приготовления следующего затора.
В сусловарочном аппарате 19 сусло кипятят с хмелем. При ки-­
пячении в сусло переходят горькие и ароматические вещества
хмеля, выпаривается некоторое количество воды, происходит частичная денатурация белков и стерилизация сусла. Горячее сусло
спускают в хмелеотделитель 16, где задерживаются выварен-
ные хмелевые лепестки, а сусло насосом 15 перекачивается в сборник
горячего сусла 17.

Этот способ приготовления горячего сусла не является единственным, но он получил наибольшее распространение.

Из сборника 17 горячее сусло стекает в центробежный сепаратор18,в котором очищается от взвешенных частиц белка. После сепаратора сусло пропускается через пластинчатый теплообменник 20 (где охлаждается до 5–6 ) в сборник 25, откуда его перекачивают в бродильные аппараты. Осветленное и охлажденное сусло со стандартной концентра­цией экстрактивных веществ называется «начальным суслом».

3.2 Сбраживание пивного сусла и фасование пива

Для обеспечения чистоты брожения семенные дрожжи перио­дически заменяют дрожжами чистой культуры, получаемыми из одной клетки в стерильных условиях. Для размножения дрожжей чистой культуры охмеленное сусло после осветления его в сепара­торе 18 стерилизуют в аппарате 26 и перекачивают в бродильные аппараты 27 и 28, в которые вводят чистую культуру дрожжей (из лаборатории). Дальнейшее размножение дрожжей происходит и аппарате 60.

Охлажденное (начальное) сусло заливают в закрытые бродиль­ные аппараты 58 и 59, сюда же добавляют дрожжи из аппарата 60 для разбраживания. По окончании главного брожения, протекающе­го в течение 6-8 суток, молодое пиво насосом 57 перекачивают в аппараты 52 и 53 для дображивания. Дрожжи, остающиеся на дне бродильных аппаратов, посредством вакуума, создаваемого вакуум-насосом 61, направляются в сборник 62 для повторного использова­ния или в сборник 56 для продажи. Из сборника 56 давлением сжато­го диоксида углерода дрожжи перемещают в фильтр-пресс 55. Пиво, отфильтрованное в фильтр-прессе, сливается в танк 54 для перера­ботки. Отмывание дрожжей от остатков пива и охлаждение их произ­водят водой, охлаждаемой в баке 63.

Дображивание молодого пива происходит в аппаратах для добра­живания в течение 15—90 сут в зависимости от типа приготовляемо­го пива и принятой технологии. По окончании дображивания пиво под давлением диоксида углерода стекает из аппаратов 52 и 53 в смеситель 51, затем насосом 50 нагнетается в сепараторы 49.

В сепараторе пиво освобождается от взвешенных в нем дрожжей, других микроорганизмов и мелких частиц. Для придания готовому напитку полной прозрачности и блеска его после сепарирования филь­труют в фильтр-прессе 48. Осветленное пиво охлаждается рассолом в пластинчатом теплообменнике 47, насыщается диоксидом углерода в карбонизаторе 46 и сливается в сборники 45.

Отфильтрованное пиво из сборников 45 под давлением СО₂ по­дают в отделение розлива. Ящики с грязными бутылками поступа­ют из склада к автомату 44, который извлекает бутылки из ящиков. Пластинчатым транспортером 42 бутылки направляются в бутылкомоечную машину 40 с щелочным раствором, поступающим из бака 31. Пустые ящики после очистки от мусора в автомате 43 ленточным транспортером 41 подаются к автомату 33для укладки в них буты­лок с продукцией. Вымытые бутылки из моечной машины 40 плас­тинчатым транспортером 34 передаются к световому экрану 39 для отбраковки, а затем к линии машин-автоматов: разливочному 38, укупорочному 37, бракеражному полуавтомату 36, этикетировочному 35 и укладчику бутылок в ящики 33. Готовая продукция транс­портерами передается в экспедицию.

Металлические или осмоленные деревянные бочки, а также кеги перед заполнением их пивом ополаскиваются внутри при помощи шприца, затем обмываются снаружи на полуавтомате 32, снова ополаскиваются внутри, а затем изобарическим аппаратом 30 за­полняются пивом, укупориваются вручную и направляются в экспедицию.

Глава 4 Дефекты, причины их возникновения и способы устранения

4.1 Понятие о стойкости пива

О качестве пива судят по его прозрачности и блеску. При хранении пиво начинает мутнеть, что обусловлено как физико-химическими превращениями, так и развита микроорганизмов. Поэтому различают коллоидную (физико-химическую) и биологическую стойкость пива.

Стойкость пива — это способность его противостоять помутнен. Под стойкостью понимают время в сутках, в течение которого пи остается прозрачным при 20°С.

В готовом пиве нельзя оставлять много сбраживаемого экстракта, Чем меньше разница между степенью сбраживания готового пива и конечной степенью сбраживания, тем выше его биологическая стой­кость. Если между этими величинами имеется большая разница, то микроорганизмы готового пива будут размножаться на сбраживае­мых веществах готового пива и образовывать муть, снижая тем самым его биологическую стойкость.

В разлитом непастеризованном пиве остается некоторое количество бактерий, диких и культурных дрожжей, которые в дальнейшем начинают размножаться, что снижает его биологическую стойкость и вызывает помутнение. Примерный состав мути пива: белковые вещества 14-77%, полифенольные вещества 1—55%, углеводы 2—80%, минеральные вещества 1—14%.

К коллоидным помутнениямотносятся белковые, клейстерные и оксалатные. Причиной белковых помутнений являются высокомолекулярные денатурированные белковые вещества, которые остались в осветленном пиве. Они не обладают стойкостью и при изменении температуры или кислотности среды легко выпадают (коагулируют) в осадок. Возможно также металлобелковое помутнение, когда растворяющийся в пиве металл образует с белками нерастворимые комплексы, выпадающие в осадок.

Причиной клейстерных помутнений является неполный гидролиз крахмала при затирании солода и несоложеных материалов или промывание дробины в фильтрационном аппарате водой темпера выше 80°С, когда негидролизованный крахмал дробины растворяется и поступает в сусловарочный аппарат. В ходе брожения, когда в пиве повышается концентрация спирта, промежуточные продукты гидролиза крахмала образуют осадок. Если клейстерная муть обнаружена во время дображивания, то для ее устранения в аппарат дображивания добавляют солодовую вытяжку или амилазу (фермент).

Оксалатное помутнение связано с образованием нерастворимого оксалата кальция (кальциевая соль щавелевой кислоты). При осветлении пива оксалат кальция легко удаляется.

По ГОСТ стойкость для непастеризованного пива должна быть не менее 8 сут, непастеризованного обеспложенного и пастеризован­ного — не менее 30 сут. Стойкость пива с экстрактивностью началь­ного сусла 23% должна быть не менее 30 сут для непастеризованного и не менее 60 сут для обеспложенного и пастеризованного.

Для повышения стойкости пива его обрабатывают стабилизатора­ми, пастеризуют и подвергают обеспложивающему фильтрованию.

4.2 Повышение биологической стойкости пива

Биологическое помутне­ние пива обусловлено наличием микроорганизмов. В пиве могут нахо­диться бактерии Lactobacillus, Pediococcus, Obesumbacterium, Zymomonasimaerobia, уксуснокислые бактерии Acetomonas и Acetobacter, бакте­рии группы кишечной палочки Klebsiella и Escherichia, дикие дрож­жи, а также дрожжи, которыми проводилось сбраживание. Предотвра­тить биологическое помутнение пива можно обеспложивающим (сте­рилизующим) фильтрованием или термообработкой — пастеризацией, и также электрофизической обработкой.

Обеспложивающее фильтрованиепроводят после предварительно­го фильтрования на диатомитовом фильтре, используя пластинчатые фильтры, на которых устанавливают пластины из полимерных мате­риалов с размером пор 0,2—1 мкм. Чем меньше диаметр пор фильт­рующей мембраны, тем выше стерилизующий эффект и ниже производительность фильтра. Для удаления Lactobacillus и Pediococcusдостаточно мембран с порами 0,45 мкм.

Пастеризация пива — это наиболее распространенный способ увеличения его стойкости. Пиво пастеризуют как в бутылках, так и в непрерывном потоке. Под влиянием высокой температуры большая часть микроорганизмов погибает, а термоустойчивые бактерии настолько ослабевают, что становятся почти неспособными к размно­жению. Эффект уничтожения микроорганизмов при пастеризации оценивают в пастеризационных единицах (ПЕ).

За одну пастеризационную единицу принята скорость уничтоже­
ния микроорганизмов при выдержке пива в течение 1 мин при
температуре 60°С.

Вычисляют ПЕ по формуле

, (1)

где — продолжительность пастеризации, мин;

t — температура пас­теризации, °С.

Для достижения стерильности пива с концентрацией начального сусла 12—13% достаточно 12—25 ПЕ, но в производственных услови­ях тепловая обработка часто достигает 30 ПЕ и более, т.е. пиво обрабатывается избыточно.

При нагревании повышается скорость многих химических превращений, в результате изменяются вкус, аромат и цвет пива. Из-за превращения полипептидов и полифенолов возникает опасное коллоидного помутнения пастеризованного пива. Поэтому на пастеризацию направляют только специально приготовленное для целей пиво.

В пастеризованном пиве возможно появление хлебного привкуса что обусловлено повышенным содержанием несброженных углеводов. Этому способствует растворенный в пиве кислород. Если термообработка кратковременная, то хлебный привкус не появляется.

Пиво в бутылках пастеризуют в погружных или душевых (оросительных) пастеризаторах, главным образом, туннельного типа, температуру пива доводят до 63°С. По температурному режиму пастеризатор разделен на зоны. Для пастеризатора с семью зонами общаяпродолжительность цикла составляет 60 мин. В таблице ниже приведен режим пастеризации пива в бутылках.

Таблица 15 - Режим пастеризации пива в бутылках

Для устранения отрицательного влияния тепловой обработки вкус применяют пастеризацию в непрерывном потоке при темпе туре 68-74°С. Для этого используют двухсекционные пластинчатые пастеризаторы, в одной секции которых пиво обрабатывают нагреванием (толщина слоя 3 мм) в течение 30—40 с, в другой — охлаждают до 0°С. При пастеризации в непрерывном потоке вкус и запах пива практически не изменяются.

После пастеризации и охлаждения пиво подают на розлив в бутылки. При этом важно соблюдать полную стерильность пропей и оборудования, бутылок, укупорочных материалов, пивопроводов.

Розлив, при котором принимаются все меры по предотвращению попадания в пастеризованное пиво микроорганизмов, называют асептическим (свободный от микроорганизмов). При пастеризации пива в пластинчатом пастеризаторе и асептическом розливе достигнем и биологическая стойкость пива в течение 6—12 мес.

Предложены, но не получили широкого распространения электрофизические способы обработки пива: воздействием электромагнитных полей высоких (ВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот, инфракрасным, ультрафиолетовым излучением, ультразвуком.

4.3 Повышение коллоидной стойкости пива

Коллоидное помутнение бывает двух видов: помутнение, появляющееся при охлаждении пива до 0°С и исчезающее при нагревании до 20°С (холодная муть), и постоянное помутнение, появляющееся при хранении в условиях комнатной температуры. Фильтрованием эти виды помутнения не удаляются. Основной частью мути являются полипептиды и полифенольные вещества. Поэтому достичь повышения коллоидной стойко­сти пива можно снижением концентрации этих веществ. Однако пол­ное удаление их нежелательно, так как может привести к ухудше­нию пеностойкости и вкуса пива. Коллоидную стойкость пива увеличивают адсорбционными, химическими способами, а также об­работкой ферментными препаратами.

Химическиеспособы применяют редко. Среди них известно добавле­ние к суслу перед кипячением или в молодое пиво при перекачивании па дображивание танина (галлотаниновой кислоты), который образует с полипептидами легко отфильтровываемые комплексы. Также возможно применение перекиси водорода, под влиянием которой полимеризуются полифенолы, которые после соединения с белками образуют нера­створимые соединения, удаляемые фильтрованием. Перекись водорода добавляют в воду для затирания или в сусло. Формальдегид, добавляе­мый в процессе затирания или солодоращения, снижает количество интоцианогенов - наиболее мутеобразующей части полифенолов.

Для приготовления пива длительного хранения применяют антиоксиданты: аскорбаты, соли сернистой кислоты, устраняющие вред­ное влияние кислорода. Аскорбиновую кислоту вносят в готовое пиво и количестве 0,1—0,5 г/дал.

Ферментные препаратыприменяют для повышения коллоидной стойкости пива. Наиболее простым способом повышения коллоидной стойкости пива является расщепление белков протеолитическими ферментами, которые добавляют в пиво во время дображивания или но время осветления в сборнике перед розливом, что снижает воз­можность белково-полифенольного (холодного) помутнения.

Известны различные ферментные стабилизаторы Амилоризин, Амилосубтилин, Проторизин, Протосубтилин, Чилко (папаин), Профикс и др. для обработки пива. Все они содержат активные протеиназы, дей­ствующие в слабокислой среде. Добавляют их после главного брожения и молодое пиво или после дображивания перед фильтрованием.

Для удаления кислорода, содержащегося в пиве, используют ферментную систему глюкозооксидаза - каталаза; действие кото­рой заключается в следующем. Первый фермент - глюкозооксидаза способствует окислению содержащейся в пиве глюкозы до глюконовой кислоты. Второй фермент (каталаза) расщепляет до воды и кислорода перекись водорода, образовавшуюся в ходе реакции. Освободившийся во второй реакции кислород вовлекается в первую реакцию. Таким образом, обе реакции протекают до полного расходования кислорода или глюкозы.

Ферментная система глюкозооксидаза - каталаза повышает био­логическую стойкость непастеризованного пива до 2 мес, так как при недостатке в пиве кислорода размножение дрожжей и других микроорганизмов приостанавливается. Добавлять эти ферменты и пиво следует перед пастеризацией, так как под действием фер­ментов теряется кислород, что препятствует протеканию реакций окисления при пастеризации, которые также являются причинойпомутнения пива.Стабилизаторы применяют отдельно или вместе с антиоксидантом аскорбиновой кислотой.

В последнее время широкое распространение получают адсорбционнныеспособыстабилизации пива. В качестве адсорбентов использу­ют вещества, удаляющие полипептиды или полифенолы.

Например, препараты на основе силикагеля, содержащего SiO₂ связывают полипептиды и осаждают их, не влияя на пеностойкость пива. Обычно их добавляют в дозатор перед фильтрованием в коли­честве 5-15 г/дал. Различают гидрогели — водорастворимые силикагели, влажность которых более 50%, и ксерогели - сухие гели с влажностью ниже 50%. Силикагели получают обработкой серной кислотой силиката натрия, в результате чего образуются высокопорис­тые препараты кремниевой кислоты с большой площадью поверхно­сти 300—1000 м² /г размером пор 3—3,5 мкм. Продолжительность ос­ветления пива силикагелем несколько секунд, но для повышения эффективности действия их можно вносить в сборник с готовым пивом и выдерживать в течение суток, а затем фильтровать.

Среди силикагелей синтетического происхождения известны стабификс, стабиквик, луцилит, интергарант, косуби. Известен также природный алюмосиликат - бентонит, но при его применении в пивоварении увеличиваются потери пива. В последнее время стали применять осветлители пива, полученные из высушенных плаватель­ных пузырей некоторых рыб, содержащих коллаген, который с дрож­жевыми клетками образует осадок в пиве. Препараты вносят в пиво за 1-2 дня до окончания выдержки.

Полифенолы в пиве можно адсорбировать органическими веще­ствами: нейлоновым порошком, поливинилпирролидоном (ПВП), поливинилполипирролидоном (ПВПП). Полимер ПВПП — порошок белого цвета, состоит из тех же мономеров, что и ПВП, но имеет более разветвленную структуру. В щелочной среде вещества, адсорбированные на ПВПП, могут переходить в раствор, и это свойство используют для его регенерации. ПВПП можно использовать, добавляя к кизельгуру после нанесения последнего на поверхность в качестве фильтрующего слоя. Дозировка ПВПП составляет 1,5—2 г/дал при однократном его применении или 3,5-4 г/дал после его регенерации. Наряду с полифенолами ПВПП адсорбирует азотистые вещества в составе полипептидно-полифенольных комплексов. Время контакта его с пивом должно быть не менее 5 мин.

Для более эффективной стабилизации пива применяют комбини­рованную обработку пива на разных стадиях, например, вносят фер­ментный препарат протеолитического действия в начале брожения, затем обрабатывают ПВПП и силикагелем.

Заключение

В настоящее время производственные мощности в России по производству пива составляют около 400 млн дал, солода 500 тыс. т, безалкогольных напитков 310 млн дал. Многие предприятия работают не в полную мощность, но в последние годы наблюдается постоянный рост производства напитков.

В последние годы строится много минизаводов по производству пива и безалкогольных напитков, но доля их в общем объеме производства пока еще невелика – около 3 %. Перед этой отраслью стоят большие задачи по внедрению новой эффективной техники и технологии, обеспечивающих полное и комплексное использование сельскохозяйственного сырья, осуществлению комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, проведению мероприятий по экономии энергоресурсов и воды, а также разработка новых сортов пива, обогащенных витаминами и минеральными веществами.

Список используемых источников

1 Кельнер, В.С, Влияние пива на здоровье человека с точки зрения радикалов и антиоксидантов – Прага, Пивоваренный институт, АО «Научно-исследовательский институт пивоварения и солодовенного дела»

2 www.food-industry.ru

3 ГОСТ Р 51174-2009 Пиво. Общие технические условия. Введен с 07.07.2009 - М.: Из-во стандартов, 2000 – 12с.

4 www.znaytovar.ru

5 www.beermaster1.narod.ru

6 www.xmel.ru

7 Борисов, Н.Р., Технология пивопроизводства. - СПб: Изд-во «Профессия»

8 Михайлов, И.К., Пивоварение. – М: Пищевая промышленность, 1988 – 260с.

9 Хлебницкий, П.М., Технология бродильных производств. – М: Пищевая промышленность, 1985 – 130 с.

10 Кунце, В., Технология солода и пива. – СПб: Изд-во «Профессия»

11 Тихомиров, В.Г., Технология пивоваренного и безалкогольного производств.: учебник. - М: Колос, 1998 – 448 с.

12 Мальцев, П.М., Технология бродильных производств. – М: Пищевая промышленность, 1980 – 160 с.

13 Ермолаева, Г.А., Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков: учебник / Г.А. Ермолаева, Р.А Колчева.-М:Издательский центр «Академия», 2000 – 416 с.

14 Сергеев, С.К. Технология пивопроизводства: учебник / С.К. Сергеев, А.И. Земсков. – М: издательский центр «Академия», 1987 – 258 с.

15Хорунжина, С.И. Биохимические и физико-химические основы технологии солода и пива: учебник/ С.И.Хорунжина – М: Колос, 1999 – 312 с.