Общие принципы технологии производства светлого пива

Дрожжи  расы 776 считаются особенно пригодными для сбраживания сусла, приготовленного  с добавкой несоложеных материалов или из солода, полученного проращиванием ячменя с невысокой степенью прорастаемости.

Культура  дрожжей расы 776 обладает конечной степенью сбраживания сусла 75-77%, время главного брожения 6-8 сут.

Известно  применение низовых дрожжей "Saccharomyces cerevisiae" расы 308 для получения  пива светлых сортов хороших вкусовых качеств. Процесс главного брожения составляет 7-10 суток. При брожении дрожжи собираются хлопьями и оседают на дно бродильного чана, образуя плотный осадок. Конечная степень сбраживания сусла составляет 82-83%.

Штамм "Saccharomyces cerevisiae" Д-202 депонирован во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии Российской академии сельскохозяйственных наук под номером 11, хранится в коллекции культур микроорганизмов.

Штамм характеризуется следующими культурально-морфологическими признаками. Односуточная культура дрожжей на жидком сусле представляет собой одиночные округло-овальные и вытянутые клетки с почками размерами (5,0-7,0), (7,5-10,0) мкм. На дне пробирки образуется плотный осадок. На сусло-агаре образует гладкие выпуклые конусовидные колонии беловато-кремового цвета пастообразной консистенции с ровным краем. На ацетатной среде на четвертый день образует сумки со спорами.

Рост  на безвитаминной среде отсутствует. Штамм Д-202 является ауксотрофом по биотину.

Штамм сохраняется методом пересевов  на слегка скошенном солодовом сусле - агаре с 7% сухих веществ (pН 5,0-5,5), разлитом высоким слоем (по 10 мл) в  пробирки. Пересевы на свежие среды  проводят один раз в 2-3 мес. Пробирки с посевами помещают на два дня в термостат при 25-30oС. После этого пробирки закрывают пергаментными колпачками и ставят в холодильник при 5oС с пересевами 1-2 раза в год.

Клетки  штамма сбраживают солодовое охмеленное сусло с массовой долей сухих  веществ от 10 до 20% при pН 4,4 при 14-18oС. Коэффициент размножения дрожжей 1:5.

Конечная  степень сбраживания сусла 88,5%. Время  главного брожения 3-8 сут (в зависимости  от плотности сусла).

Способность к оседанию хорошая. Качество получаемого  пива соответствует требованиям технических условий.

 

Вода

В производстве пива вода относится к  основному сырью, поскольку оказывает  сильное влияние на вкусовые свойства и стойкость готовой продукции. Вода должна соответствовать определенным требованиям: общая жесткость - умеренная (желательно использовать мягкую воду), уровень кислотности pH - нейтральный, ограниченное содержание хлоридов, железа, марганца, нитратов. Для производства пива лучше всего использовать артезианскую воду. Соли, содержащиеся в воде, влияют на вкус, аромат, цвет, органолептические показатели пива. Для приготовления светлых сортов пива используют в основном мягкую воду. Для темного пива жесткость воды может быть выше. В жесткой воде хмель дает более грубую горечь, цвет сусла получается более темным. К тому же вода, употребляемая для пивоварения, должна иметь слабокислую или нейтральную реакцию. Щелочная вода для пивоварения непригодна. Где вода отвечает требованиям по мягкости, там пиво лучше.

Строительство пивоваренных заводов начиналось с  поиска источника воды с определенным составом, наиболее пригодной для пивоварения.

За  рубежом некоторые марки пива вырабатываются только на воде определенного  состава.

Скажем, очень мягкая вода в Пльзене, который  по праву считается центром чешского пивоварения. Хорошая вода на Украине, в Прибалтике. Мягкая вода в Петербурге. В Самаре вода средней жесткости. Жесткая вода в Средней Азии и очень жесткая в Туле, требующая дополнительной обработки.

Жесткую колодезную воду рекомендуется кипятить не менее получаса для умягчения  воды, постоянно при этом снимая пену.

В прошлом, в непромышленном пивоварении, кипятили жесткую воду и с древесной  золой. Мыло в мягкой воде должно быстро и хорошо распускаться и пениться, как в речной или дождевой воде. Часто для пивоварения использовали речную воду.

Вода, взятая из родника, пригодна для пивоварения, если она на зиму не замерзает, а  летом вода в нем очень холодная, не содержит ни запаха, ни вкуса и  очень чистая.

Обычно  мини - пивзаводы оснащены специальным  оборудованием для доведения  воды до требуемой кондиции.

Рекомендуются следующие способы обработки  производственной воды: нейтрализация  кислотами; внесение сульфата и хлорида  кальция; кондиционирование реагентным или ионообменным способом, методами электродиализа и обратного осмоса.

Нейтрализация гидрокарбонатов серной, соляной кислотами – простейший способ устранения щёлочности воды. Использование серной и соляной кислоты возможно, если в воде имеется незначительное количество сульфатов или хлоридов. Основной недостаток способа – образование свободного диоксида углерода, вызывающего коррозию оборудования.

Внесение  в воду сульфата или хлорида кальция  – способ с фосфатами выпадают в осадок, понижая тем самым  буферность сусла, что приводит при  брожении к более значительному  сдвигу pH в кислую сторону.

Реагентные  способы умягчения применяют  редко; они основаны на переводе растворённых в воде солей кальция и магния при помощи химических реагентов  в нерастворимые соединения с  выделением их отстаиванием и фильтрованием. Из реагентных способов в пивоваренном производстве используют декарбонизационный.

Цель  декарбонизации воды – снизить некарбонатную  жёсткость и щёлочность воды путём  добавления гидроксида кальция.

Ионообменный  способ обработки воды основан на использовании ионитов. Иониты –  материалы, обладающие свойством обменивать входящие в их состав ионы, присутствующие в растворе.

Различают катиониты, обладающие способностью обменивать положительные ионы кальция или  водорода на содержащиеся в воде ионы натрия и магния, и аниониты, которые  обменивают отрицательные ионы воды.

Ионообменным  методом не всегда удаётся получить воду с составом солей, оптимальным  для технологии пива. В таких случаях  предложено обрабатывать воду методом  электродиализа, перспективен также  метод обратного осмоса.

Метод электродиализа – это обессоливание воды посредством разделения положительных и отрицательных ионов с помощью ионитовых мембран. Эти мембраны при прохождении постоянного электрического тока пропускают ионы из обрабатываемого раствора, находящегося по одну сторону мембран, к концентрированному раствору, располагающемуся по другую их сторону.

Метод обратного осмоса наиболее перспективный  для пивоваренного производства. При обессоливании воды этим методом  жидкость нагнетают через полупроницаемые  мембраны; они пропускают растворитель (воду), но задерживают растворённые вещества.

 

Таблица 3 Требования качества воды в пивоварении

Наименование	Требования  к качеству воды для производства пива
pH	6-6,5
Cl-, мг/л	100-150
SO²د, мг/л	100-150
Mg²+, мг/л	следы
Ca²+, мг/л	40-80
Щелочность, мг-экв/л	0,5-1,5
Сухой остаток, мг/л	500
Нитриты, мг/л	0
Нитраты, мг/л	10
Алюминий, мг/л	0,5
Медь, мг/л	0,5
Силикаты, мг/л	2
Железо, мг/л	0,1
Марганец, мг/л	0,1
Окисляемость, мг O2/л	2
Жесткость, мг-экв/л	<4
Мутность, мг/л	1
Цветность, град.	10

 

2. Схема технологического процесса производства светлого пива

1. Очистка солода

 

Очистка солода предусматривает его полировку  для удаления пыли и ростков, а  также металлических примесей.

Ячменный сухой  солод после хранения содержит некоторое  количество пыли, остатков ростков, случайно попавшие металлические частицы и другие примеси, наличие которых может ухудшить качество пива.

Для очистки  солода используют полировочную машину, которая состоит из наклонных  плоских сит, щеточного барабана, и вентилятора. На ситах отделяются крупные и мелкие примеси, пыль отсасывается вентилятором. Далее солод поступает на быстровращающийся щеточный барабан и отбрасывается щетками на рифленую поверхность. Под действием ударов и трения солод очищается от загрязнений - полируется.

Полированный  солод поступает на магнитный  сепаратор, где отделяются металлические примеси, которые могут вызвать быстрый износ и даже поломку солододробилок. Далее солод взвешивают на автоматических весах и направляют в дробилку.

2. Дробление солода

Процесс дробления  ведут тщательно, так как от состава  помола во многом зависит выход экстрактивных  веществ. Решающее значение имеет содержание в дробленом солоде шелухи (оболочки). Крупной и мелкой крупки, муки, мучной пудры. Растворимые составные части помола легко переходят в воду, а нерастворимые разлагаются под действием ферментов. Чем тоньше помол, тем полнее извлекаются экстрактивные вещества. Однако при очень тонком помоле происходит значительное измельчение оболочки зерен, в результате чего в фильтрационном аппарате создается плотный слой, что затрудняет фильтрацию и извлечение экстрактивных веществ из дробины. Кроме того, при значительном измельчении оболочки из нее извлекаются дубильные и горькие вещества, что ухудшает вкус пива.

Для улучшения  процесса дробления и предупреждения излишнего измельчения шелухи солод увлажняют. На участок шнека с солодом впрыскивается теплая вода в определенном количестве и под высоким давлением, что обеспечивает равномерное увлажнение шелухи, оболочка при дроблении остается почти целой и служит фильтрующим слоем.

Режим предварительного увлажнения зависит от качества солода. При переработке солода хорошего растворения его необходимо увлажнять  в течение 25-30 мин при температуре 20-35°С, а солод плохого растворения увлажняют в течение 10-15 мин при температуре 50-55°С.

3. Приготовление затора

Процесс приготовления  затора называют затиранием. Затирание  осуществляют в целях перевода в  растворимое состояние максимального  количества экстрактивных веществ солода и несоложеных материалов.

Светлое пиво изготавливают  одноотварочным способом, при этом способе, по сравнению с настойным, создаются более благоприятные условия для получения сусла с высокой степенью сбраживания, повышается выход экстракта.

В заторном аппарате затирают 1/3 дробленого солода и весь несоложеный материал при температуре 40°С. Температуру повышают до 52°С (1°С в минуту) и выдерживают в течение 15-30 мин. Далее из заторного аппарата 1/2 – 1/3 заторной массы перекачивают в другой заторный аппарат при работе мешалок в обоих сосудах, где устанавливается температура 63°С, выдерживают при этой температуре в течение 20-30 мин, после чего затор медленно подогревают до 70-72°С, выдерживают 20 мин, нагревают до кипения и кипятят 15-20 мин. Эту часть затора называют отваркой, затем отварку перекачивают в общий затор. Температуру повышают до 70°С и выдерживают 30 мин, проверяют осахаривание, и если оно неполное, затор подогревают до 72°С и выдерживают до полного осахаривания, после чего вновь подогревают до 76-77°С и перекачивают в фильтрационный аппарат.

В настоящее  время для экономии солода используют несоложеное сырье. Но повышенное содержание несоложеных материалов (40-50%) приводит к ухудшению состава белков сусла, повышению вязкости, затруднению фильтрования и понижению выхода экстракта. Также снижается коллоидная стойкость пива. Для предотвращения этого современные предприятия применяют ферментные препараты. В отечественном пивоварении используются бактериальные ферментные препараты, обладающие высокой β-глюканазной активностью и препараты из культур грибов, обладающие широким спектром цитолитических ферментов. В любом случае препараты применяют с тремя целями – расщепление крахмала и белка, уменьшение вязкости.

4. Фильтрование затора

Цель фильтрования затора - отделение жидкой фазы (сусла) от твердой (дробины) с последующим вымыванием водой экстракта, удержанного дробиной.

Процесс фильтрования затора подразделяют на две стадии: фильтрование первого сусла, т.е. сусла, получаемого при фильтровании затора, и промывание дробины горячей водой для извлечения экстрактивных веществ. В результате образуются промывные воды.

Фильтрование  ведут в фильтровальном аппарате; в днище аппарата установлено съемное фильтрационное сито, на котором из дробины образуется фильтрующий слой. Для того, чтобы дробина располагалась равномерно по всей поверхности сит, ее разравнивают при помощи разрыхлительного механизма в течение всего времени перекачивания затора.

Первое мутное сусло перекачивают обратно в фильтрационный аппарат до тех пор, пока из кранов не потечет прозрачное сусло, которое направляют в сусловарочный аппарат. Температура затора при фильтровании 75-78°C. В дробине остается значительное количество экстрактивных веществ, для извлечения их дробину промывают водой температурой 78-80°C. Промывание начинают тогда, когда подситовое пространство еще заполнено первым суслом. Для более полного извлечения экстрактивных веществ дробину размешивают разрыхлительным механизмом. Промывание дробины можно вести до массовой доли сухих веществ в промывной воде 0,5%; но для предотвращения ухудшения качества пива промывание заканчивают при массовой доле сухих веществ 1,0-1,5%.

5. Получение охмеленного сусла

Процесс получения  охмеленного сусла включает следующие  операции: кипячение сусла с хмелем, отделение хмелевой дробины, осветление и охлаждение сусла.

Кипячение проводят с целью концентрирования его  до заданной плотности, перевода ценных составных веществ хмеля в раствор, инактивации ферментов, коагуляции белковых веществ и стерилизации сусла. Для подготовки сусла к осветлению и охлаждению его отделяют от хмелевой дробины, чтобы исключить отрицательное влияние ее на цвет и вкус пива. Осветление и охлаждение проводят для выделения из сусла взвесей, насыщения его кислородом и снижения температуры до начальной температуры брожения.