Физико-химические свойства пива

- изменения состава белковых веществ;

- понижение pH;

- изменение окислительно-восстановительного потенциала пива;

- понижение цветности пива;

- выделение горьких и дубильных веществ;

- растворение СО₂  в пиве;

- осветление пива.

 

1.2.4.5. Фильтрование пива.

Фильтрование — процесс разделения, при котором из пива удаляются еще оставшиеся дрожжевые клетки и другие взвешенные частицы мути. При фильтровании отделяются также вещества, которые могут выделиться в пиве в ближайшие недели или месяцы с появлением мутности

Цель фильтрования — сделать  пиво настолько стойким, чтобы в нем на протяжении длительного времени не возникло бы никаких видимых изменений и пиво сохраняло бы свой внешний вид.

Виды фильтрования. Фильтрование происходит следующим образом. Мутная жидкость (нефильтрат) благодаря фильтрующей перегородке разделяется на прозрачный фильтрат и фильтровальный остаток или фильтровальный слой. Движущей силой данного процесса всегда является разность давлений на входе в фильтр и на выходе из него.

Давление на входе всегда больше давления на выходе Чем больше разность давлений, тем выше сопротивление фильтра, которое является следствием фильтрования. Сопротивление особенно сильно возрастает в конце фильтрования.

При фильтровании различают следующие  механизмы осаждения частиц (рис. 1.6):

Рисунок 1.6. Механизмы фильтрования.

1- поверхностное фильтрование, 2-глубинное  фильтрование (частички задерживаются  механически), 3-глубинное фильтрование  с адсорбцией частиц.

1. Поверхностное фильтрование (фильтрование по принципу сита) (1). Частицы не могут проникнуть в поры фильтровальной перегородки, остаются на поверхности и образуют все более толстый слой. С увеличением этого слоя фильтрование становится все более глубоким, но поток все время уменьшается.

2. Глубинное фильтрование. Все шире применяются высокопористые материалы, которые обладают развитой поверхностью и лабиринтной структурой, так что жидкость вынуждена проходить большой путь. При этом частицы осаждаются

- благодаря механическому эффекту, застревая из-за своего размера в толще материала (2); поры медленно забиваются, и проницаемость фильтра падает;

- благодаря адсорбции (3); тонкие частицы несут электрический заряд, отличный от заряда поверхности, и из-за этого они адсорбируются.

Поверхностный и адсорбционный  механизмы фильтрования действуют, как правило, одновременно.

Виды фильтров. В пивоварении для фильтрования применяются следующие виды фильтров:

1) намывные фильтры:

- намывные рамные фильтр-прессы;

- намывные свечные (патронные) фильтры;

- намывные дисковые фильтры (фильтры с горизонтально расположенными фильтровальными элементами);

- намывные листовые фильтры.

2) пластинчатые фильтр-прессы;

3) камерные фильтры (например, заторный фильтр-пресс);

4) чашечные фильтры (например, масс-фильтр);

5) мембранные фильтры.

Для фильтрования пива используются почти исключительно намывные, пластинчатые и мембранные фильтры; масс-фильтр, господствовавший в прежние десятилетия, в настоящее время практически не используется.

Такие виды фильтров, в которых фильтрование происходит поперек фильтровального материала, называют статическими фильтрами.

 

1.2.4.6. Стабилизация пива.

Владелец минипивзавода при ресторане может подавать свое пиво на стол клиенту нефильтрованным и свежим. Он не должен заботится о сохранности пива, а это большое преимущество! Но если продавать пиво вдали от производителя, то стойкость пива в течение минимального срока годности играет решающую роль, так как за короткий срок пиво может испортиться и стать непригодным для употребления. Это может произойти по следующим причинам:

- присутствующие в пиве микроорганизмы могут размножаться, из-за выделяемых продуктов метаболизма вызывать помутнение пива и делать его непригодным для употребления;

- содержащиеся в пиве коллоиды под влиянием различным факторов со временем увеличиваются в размере и вызывают помутнение пива;

- со временем пиво теряет вкус.

Главным фактором оценки пива является кристальная прозрачность (наряду со вкусом и пеной). Поэтому пивовары должны сделать все возможное, чтобы гарантировать стойкость пива в течение всего срока годности. Для этого необходимо провести стабилизацию пива:

- биологическую;

- коллоидную.

Кроме того, пивовар должен прилагать все усилия для сохранения вкусовой стабильности пива в течение длительного времени.

Биологическая стабилизация пива. После кипячения сусло стерильно. Вредные для пива микроорганизмы могут попадать в пиво только при несоблюдении санитарных условий на производстве, после чего они размножаются в пиве, образуя помутнение, и выделяют продукты метаболизма, которые могут сделать пиво совершенно непригодным для потребления. Если на предприятии не поддерживают педантичной чистоты, то помутнение и изменение вкуса может произойти уже очень скоро, через несколько дней после розлива, а в особых случаях — уже и в лагерном танке. Поэтому на пивоваренном предприятии всегда и везде необходимо соблюдать главное правило пивоварения - педантичная чистота на всех участках пивзавода!

Биологическая стойкость пива уменьшается: при несоблюдении санитарных условий на производстве; при перегрузке фильтрационной установки; при высокой разнице между конечной степенью сбраживания и степенью сбраживания готового пива (слишком короткое дображивание или слишком ранняя передача на дображивание); при попадании в пиво кислорода, прежде всего при розливе; при теплом хранении; из-за взбалтывания, происходящего во время длительной транспортировки.

Из всех этих факторов лучше всего пивовар может влиять на санитарные условия. Поддержание чистоты на производстве должно быть постоянным принципом работы. Микроорганизмы могут попадать в пиво с рук, с одежды или из загрязнений, не удаленных из-за небрежной работы персонала.

Так как пиво должно оставаться безупречным по крайней мере в течение его срока годности, все попавшие в пиво микроорганизмы должны быть удалены или уничтожены.

Для этого в  распоряжении пивовара имеется несколько возможностей:

- пастеризация  розлитого пива;

- пастеризация в потоке;

- горячий розлив пива;

- холодно-стерильное фильтрование и розлив.

Под пастеризацией понимают уничтожение  микроорганизмов в водных растворах  путем нагрева. Название процесса происходит от фамилии Луи Пастера, открывшего, что благодаря сильному нагреву жидкость можно сделать биологически стойкой, причем кислые жидкости становятся стерильными при более низкой температуре, чем нейтральные или щелочные (пиво — 10-20 минут при 60-62 °С).

При дальнейших исследованиях было установлено, что необходимое для уничтожения микроорганизмов время экспоненциально сокращается с повышением температуры. Таким образом, если пиво подвергают воздействию более высоких температур, то микроорганизмы погибают быстрее.

При пастеризации в потоке пиво нагревается в пластинчатом теплообменнике до 68-72 °С. Эта температура выдерживается около 50 с, затем пиво снова охлаждается.

Одна из возможностей избежать повторного инфицирования пива — это розлив пива в горячем состоянии, но при этом, чтобы не произошло выделения СО₂, необходимо работать при очень высоком избыточном давлении, порядка 8-10 бар. Преимущество и в том, что нет необходимости охлаждать бутылки после мойки, однако недостатки этого способа очень велики, а именно:

- пиво теряет в качестве из-за длительного воздействия тепла;

- из-за высокого давления очень высок бой бутылок и износ разливочной машины;

- способ требует больших затрат энергии.

В связи с этим для розлива  пива этот метод больше не применяется.

Пастеризация является надежным способом биологической стабилизации пива. Однако даже щадящая термическая обработка пива — пастеризация в потоке — несет в себе опасность изменения компонентного состава пива.

Поэтому сегодня все в большей  мере используют «холодные» способы удаления микроорганизмов из пива — с помощью обеспложивающего картона, мембранных и модульных фильтров. Очень тонкого фильтрования можно добиться, выбрав подходящие мембраны, но так как пропускная способность мембран мала, то чтобы достичь удовлетворительней производительности, необходимо устанавливать много модулей. Это удорожает способ, поэтому все силы направляют на то, чтобы работать как можно экономичнее.

Биологическая стойкость пива без  термической обработки возможна, если:

• хорошо отлажена работа фильтров;
• достигается хорошее микробиологическое состояние как зоны фильтрата, так и зоны нефильтрата;
• пиво обладает высокой внутренней стабильностью;
• существует эффективный микробиологический контроль.

При «холодном» розливе достигают  почти такого же эффекта, как и  при пастеризации в потоке. Однако важно, чтобы машины розлива удовлетворяли всем требованиям холодной асептической фильтрации.

Холодно-стерильный розлив исключает  негативные вкусовые изменения, связанные  с тепловой обработкой, поэтому в  настоящее время существует устойчивая тенденция ко все более широкому применению холодного фильтрования.

Недостатком является довольно часто  наблюдаемое ухудшение стабильности пены в связи с неблагоприятными факторами физиологии дрожжей при низкой температуре.

Коллоидная стабилизация пива. Даже пастеризованное пиво со временем мутнеет. Эго помутнение возникает в основном из- за коллоидно-растворенных веществ.

Под холодным помутнением понимают коллоидное помутнение, которое возникает при охлаждении пива и снова исчезает при нагреве пива до 20 °С. Со временем холодное помутнение переходит в необратимое помутнение, которое больше не исчезает.

Принцип возникновения коллоидного помутнения:

Данная схема позволяет сделать  вывод, что коллоидного помутнения пива вообще не произойдет или оно возникнет спустя длительный срок, если частично или полностью удалить один из компонентов помутнения или значительно ограничить факторы, ускоряющие его возникновение.

Для этого существуют следующие  варианты:

1. Предотвращение в процессе  приготовления  пива возникновения большого количества сложных продуктов распада белков.

2. Удаление части сложных продуктов распада белков.

3. Ферментативное расщепление сложных продуктов распада белков.

4. Частичное удаление полифенолов в процессе производства.

5. Удаление из готового пива полифенолов.

6. Ферментативное расщепление полифенолов.

7. Выдержка пива в лагерном отделении при низких температурах.

8. Недопущение попадания кислорода и его удаление.

9. Исключение попадания в пиво тяжелых металлов и их солей.

10. Исключение, по мере возможности, взбалтывания розлитого пива.

11. Хранение пива в условиях, защищающих его от попадания солнечного света.

При соблюдении приведенных требований можно существенно замедлить  возникновение коллоидного помутнения, но отнюдь не предотвратить его. Поэтому пиво с длительным сроком годности всегда дополнительно стабилизируется.

В качестве стабилизирующих средств  в  настоящее время широко применяются: силикагели и/или поливинилполипирролидон (ПВПП). Оба средства могут использоваться комбинированно.

 

1.2.4.7. Карбонизация пива.

Обычно пиво сохраняет углекислоту  до самого розлива в бутылки, однако если пиво потеряло углекислый газ из-за низкого избыточного давления или повышенной температуры, может возникнуть необходимость восполнить в пиве перед розливом содержание СО₂.

Потерянный СО₂ можно заменить. Этот процесс называется «карбонизацией», и для его осуществления поток пива направляют через карбонизатор.

На многих пивоваренных предприятиях концентрацию СО₂ в пиве устанавливают на уровне, требуемом для розлива в кеги и банки, а бутылочное пиво карбонизируют дополнительно. Для приготовления пива с различным насыщением СО₂ альтернативой может быть различное давление шпунтования.

В карбонизаторе (рис. 1.7) СО₂ впрыскивается в поток пива. Для растворения в пиве СО₂ служит участок карбонизации, который чаще всего имеет вид длинной изогнутой трубы. В общем, все сказанное об аэрации сусла относится и к карбонизации, а именно:

1. СО₂ должен быть хорошо диспергирован в пиве, а затем должен иметь возможность раствориться;

2. Растворение диоксида углерода в пиве первоначально нестойко; связывание СО₂ возникает только спустя какое-то время.

 

Рисунок 1.7. Карбонизатор.

1-сопло Вентури; 2-регулировачный клапан для СО₂; 3-клапан CIP; 4-датчик СО₂; 5-участок растворения (статический миксер); 6-расходомер СО₂

 

По мере наполнения форфаса постоянно повышается статическое давление, и поэтому карбонизатор снабжают клапаном постоянного давления.

Необходимо обращать внимание на степень чистоты СО₂. Внесенный на данном этапе кислород приведет к сильному ухудшению качества пива.

Поскольку карбонизатор включают в линию после фильтра, санитарное состояние кар- бонизатора необходимо поддерживать на должном уровне. С этой точки зрения большую роль играет способ распыления СО₂ в пиве: устройство для распыления СО₂ должно легко мыться. Керамические свечи и аналогичные устройства, которые невозможно сохранять в гигиенически безупречном состоянии, не должны применяться ни в коем случае. В противном случае можно променять длительную стойкость пива на его лучшее насыщение.

В связи с этим пивовары всегда заинтересованы в том, чтобы по возможности обойтись без карбонизации.

 

1.3. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИВА.

 

Вода составляет большую (порядка 91- 92%), но не важнейшую часть пива, и очень скоро потребитель  это замечает.