Технология производства пива

Некоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста, порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли - богатый минеральными веществами, особенно йодом, продукт - используются в восточноазиатских кухнях[6].

2.2 Процессы, происходящие в пиве  при изготовлении

Технология производства пива - длительный сложный процесс, который продолжается 60-100 дней и включает следующие основные этапы: получение солода из ячменя,  приготовление сусла, сбражнвание сусла, выдержку (дображивание) пива, обработку и розлив пива[4].

2.2.1 Получение солода

Производство солода включает очистку и сортировку ячменя, его замачивание и проращивание, сушку сырого (зеленого) солода и очистку его от ростков, которые содержат горькие вещества и при попадании в затор придают пиву неприятный грубый привкус. При проращивании зерна возрастает активность ферментов и происходит гидролиз запасных веществ эндосперма, что облегчает перевод их в сусло. Следовательно, основная цель соложения - привести в активное состояние ферменты зерна и подготовить вещества эндосперма к получению пивного сусла заданного состава. В зависимости от режима сушки солод приобретает светлый или темный цвет[4].

В пивоварении солод играет роль источника не только активных ферментов, но и того комплекса органических и минеральных веществ, который позволяет с участием этих ферментов получить пивное сусло, пригодное для сбраживания.

Для приготовления солода ячмень замачивают в специальных чанах водой с температурой 12-17°С. По мере возрастания влажности в зерне активизируются ферменты и катализируемые ими биохимические процессы, резко возрастает интенсивность дыхания. Замачивание прекращают по достижении зерном влажности 42-45% для светлого солода и 45-47% - для темного. Конец замачивания можно определить по сжатию зерна по длинной оси: острые его концы не должны колоться, а зерно при этом издает едва уловимое потрескивание. При надавливании в середине нормально замоченное зерно сгибается, не лопаясь, при этом оболочки отходят от зерна[4].

Установлено, что потери сахаров (глюкозы) в период замачивания достигают 15 кг на 1 т зерна. Из ферментов наибольшую активность приобретают амилолитические и протеолитические.

Замоченное зерно направляют для проращивания в солодовни различных конструкций (ящики или барабанные установки). Солодоращение протекает при температуре 15-19°С и хорошей аэрации в течение 5-8 суток. Эндосперм зерна к концу соложения размягчается и легко растирается. За счет гидролиза крахмала амилазами, а гемицеллюлоз - цитазой (комплексом ферментов) в зерне накапливаются растворимые сахара - мальтоза, гексозы и пентозы, придающие солоду сладковатый вкус. В результате активизации протеиназ, пептидаз и амидаз азотистые соединения гидролизуются с образованием растворимых белков, пептонов, аминокислот, аммиака. При гидролизе фитина фитазой образуются инозит и кальциево-магниевая соль фосфорной кислоты. Присутствие инозита в сусле стимулирует жизнедеятельность дрожжей, а фосфорная кислота определяет кислотность солода и сусла[4].

Проращивание зерна связано и с процессами синтетического характера. Так, в соложеном ячмене накапливаются витамины группы В, токоферолы, аскорбиновая кислота. Особенно возрастает содержание рибофлавина (до 210мг на 100г сухого вещества).

В результате химического взаимодействия продуктов гидролиза в солоде синтезируются новые, свойственные проросшему зерну ароматические и вкусовые вещества.

Из сырого (зеленого) солода нельзя получить пива. Для придания необходимых свойств и хорошей сохраняемости его сушат до остаточной влажности 2-3,5%. Различные температурные режимы и продолжительность сушки позволяют получить солод с разными технологическими свойствами, что в свою очередь обусловливает возможность приготовления пива широкого ассортимента[4].

Для производства отечественных сортов пива вырабатывают солод следующих видов:

Светлый солод получают высушиванием проросшего ячменя в течение 16ч при постепенном повышении температуры с 25-30 до 75-80°С. В готовом виде он имеет светлую окраску, сладковатый вкус, солодовый аромат, рыхлый мучнистый эндосперм и высокую осахаривающую способность. Используют его для большинства сортов пива[4].

Для получения темного солода проросшее зерно сушат 24-48ч при более высокой температуре .достигающей 105°С в конце процесса. Помимо коричнево-желтой окраски, темный солод отличается от светлого хрупкостью эндосперма и меньшей осахаривающей способностью. Используют его для томных сортов пива.

Диафарин - высокоферментативный солод - получают при наиболее мягком температурном режиме, постепенно возрастающем до 50-60°С, и активной вентиляции. Это позволяет сохранить у солода светлую окраску и максимальную ферментативную активность[4].

Карамельный солод по окраске делят на светлый, средний и темный. Для его приготовления сухой или зеленый солод с повышенным содержанием сахаров обжаривают при температуре 120-170°С.

Жженый солод - наиболее интенсивно окрашенный продукт. Его готовят из сухого белого солода путем обжаривания при температуре 210-260°С после предварительного увлажнения.

Экономическая ценность солода зависит от содержания в нем экстрактивных веществ. Под экстрактивностью понимается общее количество солода, перешедших в растворимое состояние при участии ферментов самого солода. И карамельный и жженый солод отличаются высокой окрашенностью, сильной ароматичностью за счет продуктов карамелизации сахаров и образования меланоидиновых соединений.

В процессе сушки и обжарки солода происходит интенсивное образование ароматических и красящих веществ. От пентозанов отщепляются пентозы, преобразующиеся в фурфурол и другие альдегиды и ароматические вещества, обусловливающие запах солода. Красящие вещества солода - это продукт карамелизации сахаров и меланоидинообразования, протекающего наиболее интенсивно при температурах выше 80°С. Меланоидины, будучи коллоидами, являются хорошими пенообразователями, поэтому темные сорта пива дают более обильную пену[4].

После сушки солод освобождают от ростков, придающих ему гигроскопичность и горький вкус за счет алкалоида горденина. Необходимость этой операции связана еще и с тем, что в ростках накапливаются аминокислоты - источник образования сивушных масел при сбраживании сусла. Окончательную готовность к использованию солод приобретает после 3-5 - недельной отлежки (дозревания) на складах.

Готовый солод полируют, освобождая от остатков ростков и загрязнений, пропускают через магнитные аппараты, а затем подают на солодовые дробилки. От качества дробления зависят скорость осахаривания крахмала, уровень экстрактивности сусла, продолжительность фильтрования.

2.2.2 Приготовление сусла

Дробленый солод и несоложеные материалы смешивают с горячей водой в соотношении 1:4. Полученную смесь медленно перемешивают при подогревании до температуры 50-52°С в течение 10-30 мин. При этом 15-20% растворимых веществ солода переходят в раствор без ферментативной обработки и происходит ферментативное расщепление водонерастворимых азотистых веществ и фитина. Затем смесь переводят в заторные чаны, где под действием ферментов солода происходит дальнейшее превращение нерастворимых веществ сырья в растворимые, образующие экстракт будущего сусла. Чтобы обеспечить максимальный переход веществ в раствор, затор медленно нагревают до 70-72°С при постоянном перемешивании (настойный метод)[4].

При втором (декокционном) способе 1/3 затора перекачивают в кипятильный котел, где кипятят 15-30 мин, после чего объединяют и перемешивают с остальной частью затора. Повторяя эту операцию 2-3 раза, доводят температуру всего затора до требуемого уровня. Весь процесс приготовления затора продолжается 3-3,5 ч. Затирание солода необходимо для ферментативного гидролиза крахмала. Схема последовательных превращений при гидролизе крахмала под действием амилаз такова: крахмал, амилодекстрины, эритродекстрины, ахродекстрины, мальтодекстрины, мальтоза. Еще до полного осахаривания крахмала в заторе завершается протеолиз белка, продукты которого играют большую роль в формировании органолептических свойств и устойчивости пива при хранении[4].

Осахаренный затор направляют на фильтрование для отделения сладкого сусла от твердой фазы затора. При этом фильтрующий слои образует сама твердая фаза затора - пивная дробина (выщелоченные зерноприпасы, мякинные оболочки, свернувшиеся белки), оседающая на сетках фильтрационных чанов, фильтр - прессов или центрифуг, применяемых для фильтрования пивного сусла.

Отфильтрованное сусло и полученные после промывания дробины воды переводят в сусловарочный котел для кипячения с хмелем, упаривания до нужной концентрации и стерилизации. При этом полностью инактивируются ферменты и коагулирует часть растворимых белков, а горькие и ароматические вещества хмеля растворяются в сусле. Дубильные вещества хмеля, хорошо растворимые в воде, обладают способностью осаждать белки, в том числе и не осаждаемые дубильными веществами солода. Крупные хлопья свернувшегося белка оседают, захватывая частицы мути, сусло осветляется[4].

Источником своеобразной горечи, свойственной пиву, является в основном хмелевая  - кислота (гумулон), которая при кипячении переходит в изогумулон, хорошо растворимый в воде. Растворимость кислоты незначительна, а мягкая смола гидролизуется с образованием - смолы и отщеплением изобутилового альдегида и уксусной кислоты, участвующих в формировании специфического аромата и вкуса сусла и пива.

Доведенное до нужной плотности охмеленное сусло пропускают через хмелецедильник, охлаждают до 4-6°С, а затем освобождают от свернувшегося белка с помощью сепараторов. Во время этих операций сусло окончательно осветляется и насыщается кислородом, что необходимо для развития дрожжей[4].

2.2.3 Сбраживание сусла

Этот процесс происходит в открытых или закрытых деревянных или металлических емкостях специальными расами дрожжей, преимущественно низового брожения, относящихся к семейству Saccharomycetaceae, роду Saccharomyces и виду Carlsbergensis. Для специальных сортов белого и светлого пива, например белого пшеничного, применяют дрожжи верхового брожения. Для особых сортов Портера в конце брожения вводят слабободрящие дрожжи рода бреттаномицетов, придающие пиву особый аромат[4].

Через 15-20ч после внесения дрожжей на поверхности сусла появляется полоса белой пены (стадия забела), а затем вся поверхность бродящего сусла покрывается мелкоячеистой пеной с постепенно увеличивающимися завитками. Достигнув максимума, завитки опадают, пена уплотняется и становится коричневой. Из-за горького вкуса осевшую пену (деку) обязательно удаляют с поверхности сусла. Дрожжи оседают на дно. Осветлившаяся жидкость называется зеленим (молодым) пивом. В нем, помимо этилового спирта и углекислого газа, в процессе брожения накапливается ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата пива. Процесс главного брожения завершается за 7-9 суток. К этому времени в пиве остаются несброженными около 1,5% сахаров[4].

2.2.4 Выдержка (дображивание) пива

Эта операция способствует окончательному формированию потребительских достоинств пива. Для дображивания молодое пиво перекачивают в герметично закрывающиеся металлические танки, внутренняя поверхность которых покрыта специальным лаком. Выдерживают пиво при температуре 0-3°С в течение 11-100 суток в зависимости от сорта. В результате дображивания остаточного экстракта несколько возрастает крепость пива, происходят насыщение его углекислотой и осветление. Взаимодействие разнообразных первичных и вторичных продуктов главного и побочных процессов приводит к образованию новых веществ, обусловливающих вкус и аромат зрелого пива а также его сортовые особенности[4].

2.2.5 Обработка и розлив пива

После лабораторного и органолептического анализов, подтверждающих готовность пива, его обрабатывают и разливают. Для придания прозрачности пиво фильтруют через прессованные пластины из различных фильтрующих масс. Лучшими являются диатомитовые (кизельгуровые) фильтры. В процессе осветления пиво теряет значительную часть СО2, поэтому допускается дополнительная его карбонизация перед розливом с последующей выдержкой в течение 4-12ч для ассимиляции углекислоты[4].

2.3 Дефекты пива и его стойкость в процессе хранения

2.3.1 Дефекты вкуса

2.3.1.1 Дефекты вкуса связанные  с технологией

Пустой вкус имеет пиво с низким содержанием спирта, т. е. недостаточно сброженное, пиво из сусла с высоким содержанием декстринов и низкой конечной степенью сбраживания. Пустой вкус иногда встречается также у пива из перешпунтованного или у пива из перерастворенного солода, он может появиться также в результате чрезмерного расщепления белков при затирании, излишнего окисления, например, в отстойно - холодильном чане, и при слишком резкой фильтрации[4].

Неприятный горький и терпкий вкус чаще всего имеет пиво из жесткой карбонатной воды, воды сильно щелочной, главном образом при умягчении перекальцинированной воды; в этом случае пиво имеет также более интенсивный цвет.

Часто причиной неприятной горечи пива бывает недостаточное осаждение и удаление горьких взвесей на тарелочных холодильниках или в отстойно - холодильных чанах и в процессе главного брожения, или неправильный съем бродильных дек. Горьким бывает также пиво из плохо растворенного солода.

Другой причиной горького вкуса пива является окисление. Оно может быть в ходе технологического процесса или при розливе готового пива в транспортную тару. В пиве в бутылках причиной этого бывает высокое содержание кислорода воздуха в горлышке бутылки, который, кроме того, отрицательно влияет (на вкус и коллоидную стабильность пива главным образом при пастеризации[4].

Довольно редко причиной горького вкуса бывает переработка лежалого хмеля или неправильная дозировка хмеля.

Терпкий или пригорелый привкус темного пива происходит от некачественного цветного солода или из карамели неподходящего качества и т. д.

Кислый привкус встречается у пива при ведении главного брожения и дображивания при повышенной температуре и у пива молодого, невыдержанного. Кроме того, старые несколько раз использованные дрожжи, дегерировавшие и частично подвергшиеся автолизу, сохраняемые при высоких температурах под водой, могут стать причиной дрожжевого привкуса. Дрожжевой привкус может иметь пиво с большой добавкой завитков.