Разработка модели оценки уровня качества пива «Аливария золотое»

При отварочном способе часть  затора (отварка) подвергается кипячению с целью клейстеризации крахмала, что повышает атакуемость крахмала ферментами и увеличивает выход экстракта. В зависимости от количества отварок различают одно-, двух- и трехотварочный способы.

С целью наиболее полного  затирания при отварочном способе  сначала затор нагревают до температуры 50-52°С и выдерживают белковую паузу. Далее при одноотварочном способе  отбирают отварку (густую часть) в отдельный аппарат, медленно нагревают с выдержкой мальтозной паузы и паузы осахаривания до кипения, кипятят 20-30 мин, после чего смешивают отварку с основным затором. Температура всего затора повышается до 70°С, и его выдерживают до полного осахаривания. При двухотварочном способе объемы отварок меньше, поэтому после возвращения первой отварки в основной затор температура его составляет 63-65°С, затем выдерживают мальтозную паузу, отбирают вторую отварку, проводят ее осахаривание и кипячение и возвращают в основной затор. Температура основного затора повышается до 75°С, происходит его полное осахаривание. При трехотварочном способе объемы отварок еще меньше, поэтому после кипячения и возврата первой отварки достигается температура белковой паузы, после кипячения и возврата второй отварки - мальтозная пауза, после кипячения и возврата третьей отварки - пауза осахаривания.

Затор, полученный отварочными  способами, имеет более высокую степень сбраживания, однако способы эти более длительны, трудоемки и сложны.

В случае замены части солода несоложеными материалами, которые труднее измельчаются, содержат крахмал и белки в неизмененном состоянии, процесс затирания затрудняется. Для осахаривания такого сырья применяют ферментные препараты.

Заторный аппарат представляет собой цилиндрический сосуд с  двойным днищем, образующим рубашку, в которую подают пар для нагревания затора. Аппарат имеет стяжную  трубу для удаления жидкой части затора из верхней части. В аналогичном аппарате проводят и кипячение сусла с хмелем. Различие заключается только в том, что варочный аппарат по сравнению с заторным имеет более развитую поверхность для быстрого выпаривания воды за короткое время.

При фильтровании затор разделяют на сусло (фильтрат) и дробину (твердую фазу) в фильтрационном аппарате. Он имеет ситчатое дно, на котором из дробины формируется фильтрующий слой. Фильтрование имеет две стадии: на первой собирается сусло, образующееся при фильтровании затора, на второй - сусло, которое получается при промывке дробины горячей водой с целью наиболее полного извлечения из нее экстрактивных веществ.

На скорость фильтрования влияют степень дробления солода, высота слоя дробины, вязкость сусла. Для  успешного фильтрования помол солода должен быть не слишком тонким, скоагулированные белки, затрудняющие прохождение сусла, должны быть хорошо перемешаны с твердыми частицами дробины. Оптимальная высота слоя дробины - 30-40 см, при большей высоте слоя скорость фильтрования снижается, при меньшей - затор быстрее охлаждается, вязкость его возрастает и фильтрование также затрудняется. Оптимальная температура затора - 75-78°С, промывной воды - 78-80°С.

Для отделения от сусла  твердой части можно применять фильтр-прессы, но они трудоемки в обслуживании. Перспективно использование центробежных способов с применением центрифуг и сепараторов. При кипячении в сусло переходят горькие и ароматобразующие вещества хмеля. Из всего количества экстрагированных горьких веществ в пиве остается около 25%, остальные теряются с хмелевой дробиной, белковым и дрожжевым осадками. Ароматобразующие вещества хмеля (эфирные масла) при кипячении улетучиваются, поэтому после внесения последней порции хмеля продолжительность кипячения сокращают.

Наряду с формированием  характерного вкуса и аромата  пива при кипячении сусла с  хмелем решается еще ряд задач:

• испарение избыточной влаги и установление требуемого для данного copra пива содержания сухих веществ;
• коагуляция и осаждение белков (продолжительное кипячение может привести к разрушению крупных хлопьев скоагулированных белков и ухудшению их осаждения);
• инактивация ферментов;
• стерилизация сусла.

Количество вносимого  хмеля зависит от сорта пива, качества хмеля, состава воды. Количество хмеля  тем больше, чем выше концентрация сухих веществ в сусле, светлые сорта пива охмеляют сильнее, чем темные. Для охмеления пива, приготовленного на мягкой воде, расход хмеля выше, чем при использовании жесткой воды.

Хмель задают в сусло в  два или три приема, причем последнюю  порцию незадолго до конца кипячения.

Правильно охмеленное сусло - прозрачное с блеском и быстро- оседающими хлопьями свернувшихся белков. Такое сусло направляют в хмелеотделитель, где на сите задерживается хмелевая дробина. Ее промывают горячей водой, присоединяя промывную воду к суслу.

Цель охлаждения и осветления сусла - установление оптимальной температуры для брожения, удаление из сусла взвешенных частиц и насыщение его кислородом.

Охлаждение сусла осуществляют в два этапа: вначале медленно до температуры 60°С, а на втором этапе быстро до температуры 6-7°С при низовом брожении и 14-16°С при верховом.

При охлаждении сусла содержащиеся в нем вещества, растворимые в горячем сусле, становятся нерастворимыми и выпадают в осадок, происходит осветление сусла. С понижением температуры сусла увеличивается растворимость в нем кислорода, благодаря чему интенсивнее протекает коагуляция белков и осветление сусла. Вместе с тем, энергичнее протекают и окислительные процессы, которые ухудшают качество сусла, поэтому продолжительность процессов охлаждения и осветления сусла не должна превышать 2 ч. Для осветления сусла применяют отстойные чаны, гидроциклонные аппараты, сепараторы, для охлаждения используют пластинчатые теплообменники, позволяющие исключить инфицирование сусла.

3. Сбраживание пивного сусла. В подготовленное сусло вносят дрожжи из расчета 0,5-0,8 л/гл (гектолитр = 100 л). На некоторых заводах дрожжи с холодным суслом перемешивают в монжю путем продувания стерильным воздухом или диоксидом углерода либо механическим перемешиванием.

В соответствии с классической технологией сбраживание сусла  осуществляется в два этапа.

На первом этапе протекает  бурное брожение, сбраживается большая  часть Сахаров. Этот этап называют главным брожением; пиво, полученное после главного брожения, - молодое пиво

Второй этап (дображивание) более продолжительный (от 3 недель до нескольких месяцев), протекает при очень низкой температуре (-0,5...-3°С). Происходит медленное сбраживание оставшихся Сахаров, осветление, созревание пива, насыщение его диоксидом углерода.

Главное брожение. В период главного брожения протекают микробиологические биохимические и физико-химические процессы.

В первые сутки брожения протекает интенсивное размножение  дрожжей, для развития которых в  сусле есть все необходимые вещества. По мере потребления этих веществ и накопления продуктов брожения скорость размножения дрожжей снижается.

Основной биохимический  процесс - спиртовое брожение. Сбраживание  отдельных Сахаров происходит в  определенной последовательности, которая определяется скоростью их проникновения в дрожжевую клетку. В первую очередь сбраживаются моносахариды (глюкоза, фруктоза), затем дисахариды (мальтоза, сахароза) и, наконец, трисахарид (мальтотриоза), который потребляется в основном в период дображивания.

Наряду с главными продуктами спиртового брожения (этанолом и диоксидом углерода) в молодом пиве находятся вторичные и побочные продукты. Из вторичных продуктов образуются глицерин, ацетальдегид, пировиноградная, уксусная, янтарная, лимонная и молочная кислоты, ацетоин, 2,3-бутиленгликоль, диацетил. В преобладающем количестве находятся уксусная и янтарная кислоты, 2,3-бутиленгликоль, ацетальдегид, в значительно меньшем количестве - ацетоин и лимонная кислота. Присутствие диацетила в пиве нежелательно, поскольку он придает характерные медовые запах и привкус. Он образуется в начале главного брожения, когда дрожжи интенсивно размножаются. В стадии дображивания и созревания пива в изменившихся условиях диацетил восстанавливается в ацетоин. Содержание последнего считается нормальным на уровне 1 мг/дм³, при увеличении содержания ацетоина в пиве появляется затхлый привкус.

Побочными процессами, сопутствующими спиртовому брожению, являются образование высших спиртов и сложных эфиров. Высшие спирты (пропиловый, изобутиловый, амиловый, изоамиловый, тирозол, триптофол) образуются из аминокислот, они обладают характерным запахом и оказываются влияние на вкус и аромат пива. Высшие спирты, кислоты, альдегиды, присутствующие в пиве, участвуют в реакциях эфирообразования под действием ферментов (эстераз) дрожжей.

Основные физико-химические процессы при брожении - это увеличение активной кислотности и снижение окислительно-восстановительного потенциала. Исходное сусло имеет значение рН 5,3-5,6, а молодое пиво - 4,2-4,6. Дрожжи затрачивают кислород на обменные процессы, выделяющийся при брожении диоксид углерода вытесняет кислород из сусла, и окислительные процессы затухают. Это положительно сказывается на качестве пива, поскольку при высоком значении окислительно-восстановительного потенциала пиво становится темнее, ухудшается его вкус, может появиться муть.

В результате повышения кислотности  снижается растворимость части  белков, дубильных и горьких веществ  хмеля, однако их осаждению препятствуют пузырьки выделяющегося диоксида углерода. Легкие частицы выносятся на поверхность бродящего сусла, и образуется пена в виде завитков различной высоты и формы.

В зависимости от внешнего вида бродящего сусла выделяют четыре стадии главного брожения.

Первая стадия длится около  суток, на поверхности сусла образуется равномерный слой белой пены, поэтому стадия называется забел. Дрожжи в основном размножаются и выделение С0₂ незначительно.

На второй стадии интенсифицируется  брожение, выделение СО₂, образуется плотная пена в виде низких завитков. Стадия низких завитков длится 2-3 суток.

Далее брожение протекает  бурно, высота завитков растет, диоксид углерода выносит на поверхность дубильно-белковые соединения, хмелевые смолы, которые, окисляясь на воздухе, придают завиткам коричневую окраску. Соответственно, третья стадия носит название высоких, или коричневых, завитков. Продолжительность этой стадии - 3-4 суток. Четвертая стадия - стадия образования деки. Вследствие уменьшения количества сбраживаемых Сахаров и накопления продуктов брожения уменьшается выделение С0₂, завитки опадают, на поверхности образуется слой низкой и густой пены (деки). Происходит хлопьеобразование дрожжей и их оседание на дно, молодое пиво осветляется. Эти процессы длятся около 2 суток, на этом главное брожение заканчивается.

Таким образом, общая продолжительность  главного брожения составляет 7-12 суток. На скорость процесса брожения влияют температура, расход дрожжей и их активность, состав сусла.

Брожение осуществляется в бродильных аппаратах (танках), которые расположены в охлаждаемом до 6-8°С помещении. Танки представляют собой цилиндрические емкости с полусферическими днищем и крышкой, изготовленные из нержавеющей стали или алюминия, могут быть расположены вертикально или горизонтально. Внутри бродильных танков имеются змеевики для подачи холодной воды или рассола с целью поддержания требуемой температуры брожения. Выделяющийся при брожении С0₂ собирают и используют для промышленных целей.

Брожение осуществляется периодическим или полунепрерывным способом.

В первом случае брожение осуществляется в одном аппарате, куда одновременно подают сусло и дрожжи. Этот способ имеет ряд недостатков: длительное осветление молодого пива, недостаточная глубина сбраживания экстракта и др., которые влияют на качество пива.

Этих недостатков лишен  второй способ, согласно которому брожение осуществляется в батарее аппаратов, включающей аппарат для предварительного брожения и пять бродильных аппаратов. В аппарат для предварительного брожения подают сусло и дрожжи, оставляют на сутки для размножения дрожжей, затем половину содержимого аппарата перекачивают в первый бродильный аппарат и доливают обе емкости свежим суслом. Через 24 ч очередную половину содержимого аппарата для предварительного брожения перекачивают во второй бродильный аппарат и снова доливают эти аппараты свежим суслом. Эти операции повторяют в течение 5 суток до заполнения всех аппаратов. Затем молодое пиво из первого бродильного аппарата перекачивают в аппарат дображивания, а освободившийся аппарат вновь готовят для брожения, затем также поступают со вторым бродильным аппаратом и т. д.

Дображивание  и выдержка пива. Основная цель дображивания -- насыщение пива С0₂, который придает ему приятный освежающий вкус, способствует пенообразованию, служит консервантом, предохраняя от развития посторонних микроорганизмов и контакта с кислородом.

Содержание диоксида углерода в молодом пиве составляет 0,15-0,20%, а после дображивания в готовом  пиве оно достигает 0,35-0,40%. Связывание и накопление С0₂ в пиве становятся возможными потому, что дображивание протекает при пониженной температуре и избыточном давлении на уровне 0,030-0,045 МПа.

При дображивании протекают  те же процессы, что и при главном брожении, только более медленно. Это обусловлено более низкой температурой и невысокой концентрацией дрожжевых клеток, основная масса которых удаляется в конце главного брожения.

Так же, как и при главном  брожении, к концу дображивания оседающие  дрожжи увлекают на дно танка взвешенные вещества. Однако на этой стадии взвесь очень тонкая, удаляется медленно и необходима длительная стадия выдержки пива для удовлетворительного его осветления и созревания. В пиве исчезает дрожжевой привкус, смягчается хмелевая горечь, благодаря продолжающимся процессам эфирообразования пиво приобретает приятный вкус и аромат.