Технология производства пива

Введение.........................................................................2 стр

Обзор литературных источников............................3 стр

Препараты и  экстракты хмеля.................................8 стр

Технологическая схема производства пива.......13 стр

Главное брожение........................................................33 стр

Основные показатели качества пива....................46 стр

Список используемой литературы.........................55 стр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом, насыщенный углекислым газом (диоксидом углерода), образовавшемся в процессе брожения. Оно не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека, способствует лучшему обмену веществ.

Пивоварение является одним из древних производств. Предполагается, что еще за 7 тыс. до н.э. в Вавилоне варили пиво из ячменного солода и пшеницы. Затем способ приготовления пива распространился среди народов населявших Кавказ и юг Европы, а позже по всей Европе.

Важнейшим началом для развития промышленного пивоварения стало изобретение паровой и холодильной машин. К концу 19 века примерно треть заводов была оснащена паровыми машинами, а затем некоторые из них стали пользоваться электричеством.

В настоящее время на многих предприятиях устанавливается современное высокопроизводительное оборудование. Особое внимание уделяется совершенствованию осветления и разлива пива.

В условиях современной, жесткой конкуренции  способность пива сохраняться достаточно долго стала обязательным условием его успешной реализации. В этом пивоварам обычно помогают качественная фильтрация и, как дополнение к ней, пастеризация. К сожалению, оба этих способа искажают исходную органолептику пива, но радикальной альтернативы им пока что нет. Необходимая степень прозрачности пива традиционно достигается за счет качественной фильтрации. Под фильтрацией, в данном случае, понимается отделение от пива взвешенных частиц, дрожжевых клеток и микроорганизмов.

 

 

       Обзор литературных источников

 

Основным сырьем для производства пива является ячмень

Характеристики ячменя. Основным сырьем для приготовления пива служит ячменный солод(проросший ячмень), получаемый из пивоваренных сортов ячменя. Ячмень относится к семейству злаковых, роду Гордеум. Бывает двухрядным и шестирядным. На рисунке 1. показаны колосья двухрядного а и шестирядного б ячменя, а также форма и расположение зерен на стержнях. Двухрядные ячмени, в основном, яровые, а шестирядные - яровые и озимые. Для производства пива используется двухрядный ячмень, а шестирядный используется на корм скоту(фураж).

У пивоваренных сортов ячменя более  тонкая оболочка зерна, повышенное содержание крахмала, а содержание белка, понижено.

 

Рис.1- колосья двухрядного а и шестирядного б ячменя

 

Строение ячменного зерна. Ячменное зерно (рис.2.)состоит из зародыша 2, эндосперма (мучнистого тела) 6 и оболочек 8,9. Зародыш находится у нижнего конца зерна. Состоит из зародышевого листа-почечки 3 и зародышевого корешка 1. зародыш является главной частью зерна, ответственной за его проращивание. От эндосперма Зародыш отделен щитком 5, через клетки которого при прорастании подводятся питательные вещества. Эндосперм- мучнистая часть зерна. Состоит из крупных клеток, заполненных крахмалом и белком. Тонкие стенки клеток состоят из гемицеллюлозы. Наружная часть эндосперма представляет собой алейроновый слой 7, который состоит из трех слоев толстостенных клеток, содержащих белок и жир. По мере приближения к зародышу толщина слоя уменьшается, а возле зародыша алейроновый слой исчезает. Клетка эндосперма 4 вблизи зародыша не содержит крахмала, т.к он был израсходован при созревании и хранении зерна. В этом слое, во время прорастания, образуется большая часть ферментов. Оболочки. Зерно окружено оболочками, которые располагаются в следующем порядке: наружная - цветочные плёнки 9, под ними плодовые, затем семенные пленки 8. Если цветочные плёнки срослись с эндоспермом, такой ячмень называют плёнчатым, если не срослись, то голозерным. У голозерных ячменей пленка, при обмолоте, отделяется. В пивоварении используют пленчатые ячмени.

Оболочки защищают зерно от повреждения, пропускают внутрь воду, но задерживают  соли. В большом количестве в них  находится целлюлоза, не имеющая  значения в пивоварении. Некоторые вещества оболочек (полифенольные, азотистые, липиды, кремниевая кислота, горькие вещества) влияют на качество пива.

Характеристики хмеля: Хмель наряду с ячменным солодом является основным и пока незаменимым сырьём для  пивоварения. Вещества хмеля придают пиву специфический вкус и аромат, увеличивают стойкость при хранении, способствуют лучшему осветлению пива и образованию пены.

Хмель – вьющееся многолетнее растение, двудомное, относящееся к семейству  коноплевых. В пивоваренном производстве от хмеля используют только шишки- женские неоплодотворенные соцветия. При возделывании хмеля мужские хмелевые растения с плантаций удаляют.

 

Рис.2-строение хмелевой шишки.

 

Шишка хмеля состоит из 40-70 цветков (1), расположенных на изогнутом стерженьке (2), покрытом волосками, с цветоножкой(3). Цветки представляют собой туго собранные зеленые лепестки-чешуйки(4), у основания цветков расположены золотисто желтые зернышки лупулина(5), содержащие смолистые вещества, которые придают аромат пиву. В хмелевой шишке лупулин составляет примерно 19,81%, чешуйки- 66,85%, стержень -7,36%, цветоножка -5,98%.

Химический состав.

Состав хмелевых шишек различен и зависит от сорта, почвенно-климатических  условий произрастания, послеуборочной обработки. Главными веществами хмеля, используемыми в пивоварении являются горькие и полифенольные вещества, а также эфирное масло. Средний химсостав сухих хмелевых шишек (в %) следующий:

Вода 10-14, целлюлоза 12-16, азотистые  вещества 15-24, безазотистые экстрактивные  вещества 25-30, зола 6-9, хмелевые смолы 10-20, полифенольные вещества 2-5, эфирные масла 0,2- 1,7.

Горькие вещества., содержащиеся в хмеле, до сих пор не найдены в других растениях, но некоторые из них получены синтетическим путем. Горькие вещества хмеля, называемые общими смолами, состоят из мягких и твердых смол. Мягкие смолы- это α –кислоты и β –фракция. К α –кислотам относятся гумулон, когумулон, адгумулон, прегумулон, постгумулон. К β-кислотам-лупулон, колупулон, адлупулон, Прелупулон, и постлупулон. α и β-мягкие смолы – это продукты окисления α и β-кислот.

Горькие вещества плохо растворяются в воде, при кипячении сусла  они образуют коллоидные растворы. α- и β- кислоты подавляют действие бактерий, но не влияют на развитие дрожжей. α- кислоты имеют горький вкус, β- кислоты горечи не имеют, но окисляясь, образуют вещества с приятной горечью. Твердые смолы представляют собой продукты окисления мягких смол и состоят из γ- и δ-смол. У γ-смол нет горечи, у δ-смол горечь в 8 раз меньше, чем у α- кислот. При кипячении сусла с хмелем, горькие вещества, переходят в сусло, а затем и в пиво. Процент перехода горьких веществ в сусло( процесс охмеления) следующие: α- кислоты( изо- α- кислоты) 100, β- кислоты( гумулоны, лупулоны) 36-66, α- мягкая смола 36, β-мягкая смола 29, δ- твердая смола 12.

Если принять общее содержание веществ хмеля за 100%, то в свежеубранном  хмеле содержится 30-42% α- кислот, 46-58% β –фракция и около 12% твердых  смол. Антисептическое действие горьких веществ очень высоко. Для подавления развития микроорганизмов Вас.bulgaricus, встречающихся в пиве гумулона требуется в 2300раз меньше , чем фенола ( обладающего сильным бактерицидными свойствами).[3]

Полифенольные вещества лучше растворяются в воде, легче вступают в реакции, чем полифенолы солода. Полифенолы хмеля предохраняют вещества от окисления и образования комплексных соединений, обладают антибиотическими свойствами. В ходе технологического процесса осаждают белки сусла, что способствует лучшему осветлению. Из полифенолов в хмеле содержатся: кумарины, флавонол-гликозиды, катехины, лейкоантацианы, фенолкарбоновые кислоты и вещества хлорогеновой кислоты. При окислении и конденсации полифенолов образуются красно –коричневые соединения, которые вызывают помутнение сусла, так как образуют с белками нерастворимые соединения, а с солями железа- черноватые соединения. Для приготовления пива нужен хмель с содержанием полифенолов не менее 4,5%. Эти вещества содержатся в основном в лепестках шишек хмеля.

Хмелевое эфирное масло .придает хмелю присущий ему специфический аромат. Хмелевое масло –это смесь летучих маслообразных веществ с приятным запахом. Оно содержится в основном в лупулине.

Хмелевое масло состоит на ¾  из терпенов и на ¼ из кислородсодержащих компонентов . оно летучее и большая его часть теряется при кипячении сусла. Всего в настоящее время в хмелевом масле обнаружено 224 компонента. При длительном хранении компоненты эфирного масла окисляются, поэтому изменяется и аромат шишек хмеля. Хмелевое масло не имеет антисептического деиствия.[4]

Другие вещества содержащиеся в хмеле.

К ним можно отнести азотистые  вещества, углеводы, липиды, кислоты, витамины, гормоны, минеральные и красящие вещества.

К азотистым веществам хмеля  относятся низкомолекулярные белковые фракции: альбумозы, пептоны, полипептиды и аминокислоты. Найденный в хмеле амид аспарагиновой аминокислоты(аспарагин) является одним из источников питания пивных дрожжей. В сухом хмеле более 40% углеводов: целлюлоза, гемицеллюлоза, пентозаны, пектиновые вещества и сахара( глюкоза, фруктоза, сахароза, раффиноза, стахноза). Пектиновые вещества положительно влияют на качество пива, улучшают пенообразование и пеностоикость, создающие полноту вкуса.

Основным липидом хмеля является воск-мирицин(до1,5%), придающий блеск хмелевым шишкам и предохраняющий их от смачивания водой, высыхания и действия микроорганизмов. Жира много в семенах (до30%). В хмеле содержится щавелевая, яблочная, янтарная, лимонная, кремниевая, серная, фосфорная, и борная кислота. Из витаминов обнаружены тиамин, пиридоксин, биотин, никотиновая кислота, токоферолы. Из минеральных веществ- калий, кальций, фосфор, кремний и др.

 

Препараты и экстракты  хмеля.

Для консервирования хмеля и  повышения степени использования  горьких веществ шишки хмеля  брикетируют или готовят экстракт хмеля.

Молотый брикетированный хмель. Хмель влажностью 10-12% из балота подвергают сушке при температуре 48оС за 28 мин. При этом влажность понижается до 6%. После этого хмель измельчают в дробилке и прессуют в брикеты под давлением 70-80 Мпа и температуре пресс-формы до 50оС. Полученные брикеты упаковывают в мешочки из полимерной плёнки вакуумным способом. Влажность готовых брикетов не более 7%.

Экстракт хмеля. Экстракты хмеля  получают при обработке шишек  растворителями. При этом извлекаются  наиболее ценные компоненты, а изомеризации не происходит. Такие экстракты хмеля называют неизомеризованными. Экстракт хмеля готовят экстрагированием с использованием этилового спирта. При этом кроме горьких и ароматических веществ извлекается около 60% полифенолов (полностью они извлекаются водой). Вырабатываемый экстракт бывает трёх сортов: из хмеля первого сорта, 2- из хмеля второго сорта, и экстракт купаж из 2 и 3го сортов хмеля, взятых в равных количествах. В соответствии с ГОСТ на «экстракт хмелевой» экстракты перечисленных сортов содержат соответственно: 30, 28 и 27% сухих веществ; 25, 23 и 21,5% общих горьких веществ, при этом на долю α-кислот приходится от 20 до 25% от общей массы горьких веществ.

Преимущество экстрактов перед  шишковым хмелем в том, что экстракты сохраняют качество гораздо дольше и занимают намного меньше места, что выгоднее при транспортировке и при складском хранении. Сокращаются потери сусла с хмелевой дробиной, повышается степень извлечения горьких веществ хмеля.

Производство солода. Получение свежепроросшего солода. Принципиальная схема солодоращения. Основным сырьем для получения пива является солод, получаемый проращиванием ячменя при определенной температуре и влажности. Этот процесс называется солодоращением, а получаемый продукт свежее проросшим солодом. Основная цель солодоращения - накопление в зерне максимального количества ферментов.

Свежепроросший солод сушат  при повышенной температуре. При  этом в нем накапливаются ароматические и красящие вещества. В результате сушки свежепроросшего солода увеличиваются сроки его дальнейшего хранения. От высушенного солода отделяются (отбиваются)ростки.

На рисунке выше приведена схема  получения ячменного солода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3- схема получения ячменного  солода

 

Очистка и сортирование ячменя.

Технологическая схема очистки и сортирования ячменя.

Пивоваренный завод должен иметь  запас ячменя, обеспечивающий его  бесперебойную работу. Ячмень, поступающий  на завод, содержит различные примеси  и в таком виде непригоден для  дальнейшего использования. Поэтому  при приёмке его подвергают очистке. После этого зерно поступает на хранение, где находится до начала переработки. Перед замачиванием зерно подвергают вторичной, более тщательной, очистке. При этом из зерновой массы удаляются оставшиеся посторонние примеси и битое зерно. После вторичной очистки зерно разделяют по размеру на 1, 2 и 3 сорта. Это необходимо для более равномерного проращивания зерна.

Очистка зерна на воздушно- ситовом  сепараторе.

Для отделения лёгких примесей( пыли, половы, частиц стеблей и пр.) сквозь поток зерна продувают струю воздуха. Легкие примеси захватываются этой струей и уносятся из зерновой массы. Для этого процесса предназначен воздушно –ситовой сепаратор. Сепаратор состоит из набора сит, вентилятора и корпуса. Зерно, продвигаясь по внутриситовому пространству, попадает под действие наружной воздушной струи, создаваемой вентилятором. В результате этого из зерна уносятся примеси, а само зерно задерживается ситами.

 

 

 

 

 

 

 

Рис 4.-Очистка зерна на триере.

 

Для отделения примесей, отличающихся от целых зерен своей длиной, используют триеры. Рабочим органом в триере является цилиндр с ячейками, выбирающими короткие частицы. Цилиндр триера вращается, короткие зерна и примеси попадают в ячейки, и поднимаясь выше, чем целое зерно, отделяются от целых зёрен. Поднимаясь далее, примеси выпадают в лоток. Для выделения половинчатых зерен и шаровидных примесей диаметр ячеек триера предусмотрен 6,25 –6,5 мм, а для отделения от овса и овсюга 9,5 – 10 мм.