Производство светлого пива

СОДЕРЖАНИЕ

Технологическая схема производства «светлого пива» представлена на рисунке 2.1.

3.2 Технологическая линия производства светлого пива

                                                           Очищение

                                                           зернопродуктов

                                                          Дроблённые

                                                          зернопродукты

                                                          Осахаренный

                                                          затор 

                                                           Горячее сусло с  

                                                           Хмелевой дробиной

                                                           Охмелённое

                                                            сусло

                                                           Начальное

                                                           сусло

                                                           Молодое 

                                                           пиво

                                                          Созревшее

                                                          пиво

                                                          Осветлённое

                                                          пиво

Описание технологической  линии

Основная цель дробления  солода и несоложеного сырья –  облегчение и ускорение физических и биохимических процессов растворения зерна для обеспечения максимального перехода экстрактивных веществ в сусло.

Подработка  зернопродуктов. При хранении и транспортировании солод и несоложеное сырьё загрязняется.  Поэтому перед измельчением их очищают от посторонних включений (пыль и остатки ростков) с помощью пропускания солода через полировочную машину, от органических и минеральных примесей с помощью воздушно-ситовом сепараторе и от металопримесей через электромагнитный сепаратор.

Дробление солода. Оптимальный состав помола должен обеспечить максимально возможный выход экстракта и достаточно высокую скорость фильтрования сусла, так как оболочка зерна служит хорошим фильтрующим материалом. Солод дробится в сухом или частично увлажнённом (мокром) виде.

Таблица 1

Дробление несоложенных зернопродуктов. Ячмень, пшеницу и рис дробят на двухвальцовом станке с нарезными вальцами, которые вращаются навстречу друг другу с разной скоростью. Для измельчения кукурузы используют молотковые дробилки. Рекомендуемый состав помола приведён в табл. 2.

Получение пивного  сусла. Цель затирания – экстрагирование растворимых веществ солода и несоложенного сырья и превращение под действием ферментов нерастворимых веществ в растворимые с последующим переводом их в раствор. Вещества, перешедшие в раствор, называют экстрактом. Затирание включает три стадии: смещение измельчённых зернопродуктов с водой, нагревание и выдерживание полученной смеси при заданной температурном режиме. При этом количество единовременно обрабатываемых измельчённых зернопродуктов называют засыпью, объём применяемой воды – наливом, а полученный продукт – затором.

Превращения при затирании. На первых стадиях затирания в раствор переходят углеводы, частично белки и продукты их гидролиза, пектиновые, дубильные и горькие вещества, ферменты и минеральные соли, состоящие 10…15% сухих веществ солода. В несоложеном сырье их примерно в 2…3 раза меньше. Основные же компоненты зернопродуктов – крахмал и белки нерастворимы. Поэтому их перевод в растворимое состояние осуществляется в результате направленного действия соответствующих ферментов.

Гидролиз крахмала начинается при  солодоращении. При затирании крахмал проходит три стадии: клейстеризацию, разжижение и осахаривание. Собственно гидролиз крахмала (осахаривание) представляет собой разжижение крахмального клейстера, которое сопровождается накоплением в среде декстринов, мальтозы и глюкозы. Этот процесс контролируется по йодной реакции.

Как и крахмал, белки начинают гидролизоваться  в процессе солодоращения. Их гидролиз происходит в основном под действием эндопептидаз солода. Ферментативное расщепление белков можно представить в следующем видеБелки    Альбумозы   Пептоны    Полипептиды   Пептиды     Аминокислоты. Около 35% белков (от общего содержания в сырье) должно переходить при затирании в сусло. Рекомендуется следующее соотношение фракций продуктов гидролиза белка (%): А:В:С=25:15:60. Пентоны и полипептиды (фракция В) обусловливают образование пены пива, а пептиды и аминокислоты (фракция С) необходимы для питания дрожжей. Высокомолекулярные продукты гидролиза белка (фракция А) влияют на стойкость пива. Поэтому недостаточный гидролиз белка приводит к резкому снижению органолептических свойств пива и его стойкости при хранении. При затирании протекают также многочисленные неферментативные процессы: экстракция образующихся растворимых веществ, образование меланоидинов, частичная коагуляция белков и др.

Основные факторы, влияющие на выход экстракта и его состав, - это соотношение фермент: субстрат, продолжительность процесса, температура и рН затора.

В табл. 3 приведены оптимальные  значения температуры и рН важнейших ферментов, гидролизующих крахмал, некрахмальные полисахариды и белки при затирании. Влияние температуры обусловлено температурным оптимумом и термостабильностью ферментов. Так при 63 ⁰С образуется большое количество мальтозы и мало декстринов.

Таблица 3

Оптимум рН для действия ферментов зависит от температуры  среды. Как правило, с повышением температуры повышается и рН-оптимум. Так, для совместного действия амилаз при температуре затора 65 ⁰С рН-оптимум 5,6. С увеличением продолжительности затирания в сусле накапливаются низкомолекулярные продукты гидролиза крахмала и белков. Важнейшими температурными паузами при затирания являются 50…52; 60…65; 70 ⁰С, во время которых во время которых максимальную активность соответственно проявляют Эндопептидаза, р- и а-амилаза.

Фильтрование  затора. Осахаринный затор представляет собой суспензию, состоящую из двух фаз: жидкой (пивное сусло) и твердой (пивная дробина). Цель фильтрования – отделение пивного сусла от дробины. Фильтрование затора подразделяется на две стадии: собственно фильтрование первого (основного) сусла и выщелачивание – вымывание экстракта, задерживаемого дробиной. Сусло и промывание воды должны быть прозрачными во избежание затруднения последующих технологических операций и ухудшения качества пива.

Превращение при фильтровании затора. Фильтрование первого сусла  представляет собой в основном физический процесс. А при выщелачивании  дробины водой протекает конвективная диффузия, а также различные химические процессы, главным образом обменные реакции. С понижением концентрации сусла его рН возрастает от 5,7 до 6,2, что приводит к увеличению растворения кремневой кислоты, полифенольных, дубильных, горьких и других веществ оболочки зернопродуктов. Это повышает цветность пива, что может служить причиной ухудшения его вкуса.

Факторы, влияющие на фильтрование затора. На скорость фильтрования влияют состав и высота фильтрующего слоя. При фильтровании на фильтр-аппарате фильтрующим слоем являются слой дробины, образующийся при отстаивании затора. Солод хорошо растворения, имеющий рекомендуемый состав помола (см. табл. 2), даёт рыхлый, легко проницаемый слой.

На скорость фильтрования существенно влияет температуры, которая  должна быть не выше 78 ⁰С во избежание инактивации  -амилазы. Последняя завершает доосахаривание остатков крахмала. Кроме того, более высокая температура способствует увелечению растворимости продуктов гидролиза белка, полифенольных и других веществ, что влияет на скорость пива. В щелочной воде легко растворяются дубильные и горькие вещества оболочек. Но при длительном экстрагировании даже вода нормального состава извлекает из оболочек вещества, обусловливающие неприятный вкус пива.

Кипячение сусла  с хмелем. Отфильтрованное сусло и промывание воды собирают в сусловарочном аппарате и кипятят с хмелем. Цель кипячения – стерилизация сусла, стабилизация и ароматизация его состава горькими веществами хмеля.

Превращения при кипячении сусла  с хмелем. Дроблёные зернопродукты всегда содержат некоторое количество микроорганизмов. При кислой реакции среды сусла стерилизация достигается уже 15 мин кипячения. При кипячении хмеля в сусло переходит значительная часть его углеводов, белковых, горьких, дубильных, ароматических и минеральных веществ. Ароматизация сусла происходит в результате растворения в нем специфических составных частей хмеля и продуктов реакции меланоидинообразования. С повышение температуры сусла происходит денатурация белков, которая внешне характеризуется появлением мути. Кипячение сусла с хмелем сопроваждается снижением его вязкости и повышением цветности в результате реакции меланоидинообразования, карамелизации сахаров, окисления полифенольных веществ и растворения красящих веществ хмеля.

Факторы, влияющие на процесс кипячения сусла с хмелем. На процессы, происходящие при кипячении сусла с хмелем, существенное влияние оказывают его продолжительность, рН и состав воды, концентрация сусла. При длительном кипячении сусла с хмелем раствор насыщается горькими кислотами, что приводит к изменению рН сусла. Это является причиной выпадения их в осадок. Коагуляция белков наиболее полно проходит при рН 5,2 в присутствии сульфатов и хлоридов. Дубильные вещества хмеля ускоряют коагуляцию белков. При длительном кипячении сусла с хмелем раствор насыщается горькими кислотами, что приводит к изменению рН сусла. Это является причиной выпадения их в осадок. Коагуляция белков наиболее полно проходит при рН 5,2 в присутствии сульфатов и хлоридов. Дубильные вещества хмеля ускоряют коагуляцию белков. При работе с мягкой водой образуется кислоты способствуют осаждению горьких веществ, тем самым снижая ощущение горечи. При использовании карбонатных вод действие кислот в начале брожения нейтрализуется. При высокой концентрации сусла в среде возрастает количество коагулируемого белка, который при осаждении выводит из раствора горькие вещества. Поэтому при упаривании концентрированного сусла дозу вводимого хмеля увеличивают.

Отделение сусла от хмелевой дробины. После окончания кипячения охмеленное сусло поступает в хмелеотделитель. Хмелевая дробина задерживается на сите, сусло проходит сквозь него и центробежным насосом перекачивается в сборник для охлаждения и осветления.

Охлаждение и осветление сусла. Цель охлаждения и осветления сусла – понижение температуры до 6…16 ⁰С ( в зависимости от способа брожения), насыщения его кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц.

Превращения при охлаждении и осветлении сусла. В охлаждённом сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся  в состоянии тонких взвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются. В течение всего процесса охлаждения сусло поглощает кислород воздуха, который при температуре выше 40 ⁰С расходуется на окисление органических веществ сусла, что приводит к потемнению сусла. Снижению хмелевого аромата и хмелевой горечи. Охлаждение сусла сопроваждается испарением некоторого количества воды, что приводит к уменьшению концентрации.

Сбраживание пивного сусла  и дображивание пива. Основной процесс, в результате которого сусло превращается в пиво, - спиртовое брожение. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается в вкусный ароматный напиток. Сбраживание пивного сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание. На первой стадии происходит интенсивное сбраживание сахаров сусла, в результате которого образуются молодое (мутное) пиво, имеющее своеобразные вкус и аромат, ещё непригодное к употреблению. При дображивании оставшиеся сахара медленно сбраживаются, пиво приобретает характерные органолептические свойства, осветляется и насыщается оксидом углерода, т.е. происходит его созревание и пиво превращается в торговый продукт. [4]

Осветление  и розлив пива. После дображивания и созревания для придания товарного вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощью сепарирования или фильтрования. При этом из пива удаляют находящиеся во возвещенном состоянии  дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжёлых металлов и различные микроорганизмы. При фильтровании пиво теряет некоторую часть углерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации путём продувки через пиво диоксида углерода. После карбонизации пиво выдерживают 6 – 8 ч в сборниках, а затем направляют на розлив. Пво разливают в бутылки вместимостью 0,33 и 0,5 л из темного стекла на автоматических разливных линиях где осуществляется розлив пива, этикетирования, бракеража, укладка в ящики или контейнеры.

1.2 Характеристика сырья

По показателям качества ячмень пивоваренный должен соответствовать требованиям ГОСТ 5060-86 «Ячмень пивоваренный. Общие технические условия» [ ], указанным в таблицах 2.3 и 2.4.

Таблица 2.3 – Органолептические показатели качества ячмень пивоваренный

Таблица 2.4 – Физико-химические показатели качества ячмень пивоваренный

Гигиенические показатели качества ячмень пивоваренный должны соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, которые представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 –  Показатели безопасности ячмень пивоваренный 8 [  ]

1.3 Требования к качеству готового продукта

По органолептическим  и физическим показателям пиво светлое должно отвечать требованиям, представленным в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Органолептические и физические показатели качества продукции,[15].

По химическим показателям  светлое пиво  должно отвечать требованиям, представленным в таблице 2.7.

Таблица 2.7 - Химические показатели качества [  ]

1.4 Требования к качеству вспомогательных и упаковочных материалов, тары

В качестве вспомогательных материалов используются вода, хмель, несоложенные зернопродукты, упаковка, маркировка.

Требования к качеству вспомогательных и упаковочных материалов, тары представлены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 - Требования к качеству вспомогательных и упаковочных материалов, тары [7-17]