Технология производства пива

Из 10 наименований белков, необходимых для тканей человеческого организма, пиво поставляет только валин и фенилаланин. Азотистые вещества в пиве составляют от 70 до 90% в виде продуктов расщепления, так что их ресорбция в организме происходит непосредственно. Из минеральных веществ важны фосфаты. Пиво содержит их от 0,4 до 1 г на 1 л.

Пиво содержит также ценные вещества, которые способствуют хорошей работе пищеварительных органов и с точки зрения физиологии питания играют важную роль. Пиво содержит также витамины. В 1 л пива, полученного из сусла 10%-ой концентрации, содержится тиамина 20-50, рибофлавина 340-560 и никотиновой кислоты 5800-9000 мкг. Тиамина много находится в солоде и сусле, но он адсорбируется дрожжами. Рибофлавин встречается в количестве 1-2 мкг на 1 г ячменя, а при солодоращении его содержание удваивается, и это количество витамина сохраняется в пиве. Эти витамины содержатся также в других пищевых продуктах. Правда витамин В1 встречается реже. Богатейшим источником этого витамина являются дрожжи. Поэтому и предложено много способов обогащения пива витамином В1, извлеченным из дрожжей[4].

1.3 Химический состав

Пиво содержит летучие продукты (метаболиты) спиртового брожения и несброженные экстрактивные вещества. Химический состав пива колеблется в довольно широком диапазоне в зависимости от состава засыпи, от экстрактивности и сходного сусла и от степени сбраживания. Влияние на качество пива имеет прежде всего основные продукты спиртового брожения, т. е. этиловый спирт (этанол) и углекислый газ. Влияние нормальных побочных продуктов брожения может быть хотя и заметным, но несущественным. Остатки несброженного экстракта должны соответствовать данному типу пива. Если они слишком большие, то это отрицательно действует на качество пива[4].

В зависимости от концентрации начального сусла и степени его сбраживания пиво содержит 86-91% воды, 3-10% несброженного экстракта, 1,5- 6% этилового спирта (по массе) и до 0,4% углекислоты.

Основу экстракта составляют углеводы (4,8-8,3%), азотосодержащие вещества, главным образом белок (0,6-1,1%), зола (0,2-0,4%) и органические кислоты (0,15-0,3%). Углеводы экстракта представлены мальтодекстринами (3-3,6%), сахарами - мальтозой, глюкозой, фруктозой(1,2-1,6%) и несбраживаемыми пентозами. Из азотистых соединений, помимо белка, в пиве находятся альбумозы, пептоны, аминокислоты, амиды, аммиачные соединения. В составе органических кислот наряду с преобладающей молочной кислотой обнаружены уксусная, янтарная, яблочная и щавелевая. На вкусовых свойствах пива сказываются содержащиеся в экстракте дубильные и горькие вещества хмеля, меланоидины и глицерин (0,2%). Пиво содержит дефицитные микроэлементы и витамины группы В[4].

Содержание алкоголя в зависимости от сорта пива колеблется от 2,8 до 7% по массе. В некоторых зарубежных сортах пива, полученных сбраживанием сусла 7%-ной концентрации содержание алкоголя находится в пределах 1,8-2,2% по массе.

Содержание этилового спирта (этанола) оказывает решающее влияние на качество пива и зависит у каждого вида (концентрация начального сусла) пива от степени сбраживания. Спирт является важным вкусовым компонентом, повышающим полноту вкуса. Одновременно он повышает также биологическую стойкость пива тем, что тормозит развитие некоторых видов бактерий[4].

Темное пиво менее сброжено и поэтому имеет более низкое содержание спирта.

Кроме этилового спирта и углекислого газа пиво содержит небольшое количество летучих высших спиртов, альдегидов, органических кислот, эфиров и некоторых других веществ. Кроме того, пиво содержит воздух, который из-за содержания кислорода является компонентом вредным и нежелательным. В качестве побочного продукта брожения пиво всегда содержит глицерин, который не летуч, и поэтому считается составной частью экстракта. Количество глицерина в пиве составляет 0,2-0,3%[4].

Содержание углекислого газа колеблется обычно от 0,35 до 0, 40, самое большое до 0,45 макс. %. Пиво с более высоким содержанием углекислого газа является перешпунтованным.

Углекислый газ является характерным и с точки зрения качества очень важным компонентом пива. Пиво, правильно насыщенное углекислым газом, имеет свежий вкус и является освежающим напитком.

Из остальных летучих веществ пива количественно преобладают высшие спирты.

Высшие спирты принимают участие во вкусе и запахе пива. На образование высших спиртов влияет ряд технологических факторов: используемый солод должен быть хорошо растворен, сусло, особенно если оно предназначено для быстрого брожения, должно содержать достаточно низкомолекулярных азотистых веществ, иначе образуется излишнее количество высших спиртов. Образование высших спиртов повышает чрезмерное аэрирование сусла перед предварительным брожением или после него. При переработке заменителей солода в сусле изменяется отношение сахаров к белкам и тем самым могут создаться условия для повышенного образования высших спиртов. В этом направлении особое влияние играет добавка сахарозы[4].

Высшие спирты образуются при брожении дезаминированием аминокислот. Это летучие вещества с определенным запахом и вкусом, которые заметны и в сильно разбавленных растворах. В пиве с этой точки зрения они проявляются только после этерификации, которая происходит при продолжительной выдержке пива.

Из альдегидов, как компонент пива, является ацетальдегид, содержание которого колеблется около 5 мг/л.

Ацетальдегид образуется наиболее интенсивно в начале главного брожения.

К особым компонентам пива можно отнести диацетил. Он образуется в пиве, с одной стороны, при главном брожении как побочный продукт спиртового брожения.

Отрицательное влияние на вкус приписывают главным образом диацетилу и ацетоину.

Из летучих органических кислот была обнаружена уксусная кислота (около 130 мг/л) и муравьиная - около 20 мг/л[4].

К летучим компонентам пива относятся также сложные эфиры. Сложные эфиры образуются преимущественно из спиртов и кислот. Кроме фруктового запаха пива высокому содержанию эфиров предписывают более грубое впечатление, остающееся после питья пива.

Экстрактивные вещества. Значительная часть экстрактивных веществ пива находится в коллоидном состоянии, обусловливая полноту вкуса. Количество и устойчивость пены, образуемой углекислотой, зависит от состава экстракта и главным образом от содержания в нем поверхностно-активных веществ - белков, альбумоз, хмелевых смол и кислот, высших спиртов, сложных эфиров, гуммиобразных соединений[4].

Экстрактивность пива в зависимости от концентрации начального сусла и степени сбраживания колеблется от 3 до 10%. В процессе брожения и дображивания экстракт расходуется на образование спирта и углекислоты, на питание дрожжей, теряется в деке и осадках, которые остаются в бродильном чане, лагерном танке и на фильтре. Таким образом, экстракт пива представляет собой остаток несброженных веществ плюс некоторое количество органических веществ, перешедших в пиво из дрожжей во время главного брожения и дображивания.

Среди сахаридов в пиве преобладают декстрины (от 60 до 75%), следующими компонентами являются моносахариды, простейшие олигосахариды (от 20 до 30%) и пентозаны (6-8%).

Значительную часть экстракта (около 8-10%) представляют азотистые вещества: белки, альбумозы, пептоны, амиды, аминокислоты, аммиачные соли. Количество азотистых веществ уменьшается в пиве при переработке солода, полученного из бедных азотом ячменей, при применении несоложенного ячменя, сахара, при применении осадителей (например, танина)[4].

Поэтому содержание азотистых веществ в экстракте очень колеблется. Они распределяются по отдельным группам примерно следующим образом (в %): настоящих белков 20-30, альбумоз и пептонов 40-50 и конечных продуктов расщепления (полипептидов, аминокислот, аммиачного азота) 20-30. Азотистые вещества влияют на вкус и пенность пива и на его небиологическую стойкость. Азотистые вещества в пиве - это гидратированные коллоиды. При старении, денатурировании и образовании адсорбционных соединений нарушается их равновесие и коллоидные частицы увеличиваются.

Степень дисперсии коллоидных частиц и их состав изменяют вкусовые свойства готового продукта. Важнейшей группой коллоидных веществ во всех степенях дисперсности являются высокомолекулярные белки - альбумины и глобулины.

Низшие продукты распада белковых веществ - простые пептиды и аминокислоты - образуют меланоидины, влияющие на вкус готового пива. Аминокислоты, образуя с сахарами красящие и ароматические вещества, придают пиву различные оттенки вкуса.

Минеральные вещества. Минеральных веществ в пиве содержится от 3 до 4% из экстракта, их содержание зависит от состава сырья. Наряду с солодом оказывает влияние и производственная вода. Около 1/3 приходится на соли натрия и калия, соли фосфорной кислоты составляют также 1/3 и силикаты около 1/10. Следы дают от 0,1 до 5 мг/л алюминия, бария, хрома, меди, железа, марганца, молибдена, свинца, олова, стронция, титания, ванадия и цинка. В состав пивной золы входят KCl, NaCl, P2O5, SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO. Зола пива представлена солями натрия и калия (приблизительно 30%), солями фосфорной кислоты (приблизительно 30%), кремневой кислоты (около10%), небольшим количеством Ca, Mg, Al, Fe[4].

Содержание в пиве полифенольных (дубильных) веществ, горьких веществ (изогумулонов) и красителей составляет 2-3% от экстракта. Из всех дубильных веществ (150-300 мг/л) 2/3 происходят из солода и 1/3 из хмеля. Дубильные вещества оказывают определенное влияние на вкус пива. Однако более важно их влияние на небиологическую активность пива. Кроме дубильных веществ в группе полифенолов широко представлены антоцианогены, которым приписывают наибольшее влияние на образование коллоидных помутнений в пиве. Это вещества, содержащие катехины и соединения, подобные лигнину. Вещества этого типа вместе с флавинами и каротиноидами являются одновременно красителями. Основную группу пивных красителей составляют меланоидины, образующиеся при сушке солода. Далее в качестве красителей действуют флобафены, образующиеся при окислении дубильных веществ[4].

Следующим компонентом экстракта пива являются горькие вещества. Они получаются из хмеля и только небольшое количество их происходит из солодовой оболочки. Содержание горьких веществ в пиве зависит от содержания горьких веществ в хмеле и от нормы задачи хмеля. Определенное значение имеет также процесс варки с хмелем, интенсивность кипячения и РН сусла.

Пенообразование пива является характерным коллоидным процессом. Стойкой пеной пиво отличается от всех других напитков.

В непастеризованном пиве содержатся также ферменты, перешедшие в него из дрожжей. Содержащиеся в дрожжах ферменты делятся на внутриклеточные - эндоферменты, их в дрожжах больше, и внеклеточные - экзоферменты.

1.4 Виды пива, классификация и ассортимент

Пиво делится по цвету на светлое и темное, а по концентрации на слабое с исходным суслом 5 %, среднее до 12% и крепкое свыше 14%. В зависимости от способа брожения оно делится на пиво низового брожения и пиво верхового брожения. В редких случаях встречается пиво самопроизвольно сброженное[4].

В настоящее время большая часть мирового производства пива получается при низовом брожении. Это или светлое или темное пиво разной концентрации; в мировом производстве преобладает светлое пиво пильзенского типа. Оно было создано после основания пильзенского пивоваренного завода.

Англичане, сохранив традиции, пьют в основном пиво верхового брожения, которое составляет 90% от общего производства.

Двойное золотое пиво с солодовым вкусом и хмелевым ароматом готовят из 15%-го сусла.

Самое крепкое пиво (7% спирта) - получают из сусла с массовой долей сухих веществ 23% и на 1 дал расходуют 3,35 кг солода, 0,77 кг рисовой муки, 0,375 кг сахарного песка, 0,375 кг глюкозы и 61 г хмеля I сорта. Созревание в отделении дображивания происходит за 100 сут. Пиво обладает сладковатым вкусом, винным привкусом, хмелевым ароматом

Для приготовления темных сортов пива пользуются темным ячменным солодом, но применяют и светлые сорта солода с добавкой жженого и карамельного солодов. При получении Украинского пива добавляют ко всей засыпи 4-5% жженого солода и 2-3% карамельного. Сахарный колер или солод жженый добавляют при второй отварке. Порядок введения жженого и карамельного солодов одинаков для всех темных сортов пива.

Бархатное пиво получают при верховом брожении и низкой степени сбраживания, содержание спирта в нем не более 2,5%. Сладкий вкус обусловлен также добавкой в затор 5-8% карамельного солода и 0,45 кг сахара на 1 дал пива, 10 г/дал хмеля.

Портер - сорт пива с солодовым ароматом, винным привкусом (5% алкоголя) и хмелевой горечью. На 1 дал Портера расходуется 30,82 кг светлого солода, 0,46 кг карамельного солода, 0,19 кг жженого солода, 0,01 кг сахарного колера и 40-50 г хмеля. При фильтровании отбирают только первое сусло. В отделении дображивания пиво выдерживают 60 сут и 10 сут в бутылках. На одних заводах портер получают путем верхового, а на других - низового брожения.

Низкоалкогольное пиво. В последнее время повысился спрос на пиво с низким содержанием спирта, особенно в странах, где оно является традиционным, широко распространенным напитком. Содержание спирта в пиве можно снизить несколькими способами, которые можно разделить на 2 группы:

- процессы, состоящие в устранении  спирта из полностью или частично сброженного пива;