Технология и ассортимент пива

 

Утворені  декстрини надають пиву смак та в’язкість. Дріжджами декстрини не зброджуються. Мальтоза легко і швидко зброджується дріжджами.

Швидкість ферментативного гідролізу крохмалю і відношення продуктів гідролізу залежить від температури. Кислотності і концентрації затору. Оптимальна pH для солодової амілази знаходиться в межах 4,7-5,1. Оптимальна температура для α-амілази 51-60°С, а для β-амілази 45-51°С. Із підвищенням концентрації затору збільшується його в’язкість, ускладнюються процеси дифузії між ферментами і молекулами крохмалю, уповільнюється гідроліз крохмалю. Тому при затиранні дотримуються необхідного співвідношення солоду і води[30].

Ферментативний  гідроліз білків являється також  головним біохімічним процесом при  затиранні. Розкладаються білки  під дією протеолітичних ферментів. При цьому утворюються розчинні білки, пептиди, амінокислоти.

 

Білок - Пептони - Поліпептиди - Дипептиди - a-Амінокислоти

 

Продути розпаду білка впливають на смак та колір пива, сприяють кращому утворенню піни та її стійкість. Амінокислоти потрібні для життєдіяльності дріжджів.

Оптимальна  температура для накопичення  у суслі загальної кількості  азоту 50-52°С, а для азоту амінокислот 45-50°С. Тому розщеплення білків проводять  при 50-52°С. Витримку затору для розщеплення  білків називають білковою паузою. Її тривалість залежить від ступеня  розчинення солоду та зазвичай триває 10-30 хвилин.

Для протеолітичних ферментів оптимальне значення pH 5-5,2. Солод має невелику природну кислотність, яка дозволяє отримати затори з pH 5,8-6,0. Щоб створити сприятливі умови для  розщеплення білків та інших ферментативних процесів, затор іноді підкислюють  молочною кислотою[2].

Світле  пиво виготовляють одновідварочним  способом, при цьому способі створюються  сприятливі умови для отримання  сусла з високим ступенем зброджування, підвищується вихід екстракту.

У заторному  апараті затирають 1/3 подрібненого солоду і весь несолоджений матеріал при температурі 40°С – цю стадію називають витримкою. Температуру підвищують до 52°С (1°С в хвилину) і витримують протягом 15-30 хв. За цей період, який називають білкова пауза, діють протеолітичні ферменти солоду, розщеплюючи білок. Далі із заторного апарату 1/2 - 1/3 заторної маси перекачують в інший заторний апарат де встановлюється температура 63°С, витримують при цій температурі протягом 20-30 хв. За цей час (мальтозна пауза) відщеплюється мальтоза та розщеплюється крохмаль. Після цього затор повільно підігрівають до 70-72°С, витримують 20 хв, нагрівають до кипіння і кип'ятять 15-20 хв. Α-амілаза діє на ендосперм зерна. Крохмаль розщеплюється на декстрини. Відбувається повний гідроліз крохмалю солоду. Цю частину затору називають відваркою. Відварку перекачують до загального затору. Температуру підвищують до 70°С і витримують 30 хв, перевіряють оцукрювання, і якщо воно неповне, затор підігрівають до 72°С і витримують до повного оцукрювання, після чого знову підігрівають до 76-77°С і перекачують в фільтраційний апарат[ 33].

На наступному етапі пиво проходить фільтрацію, завдяки якій досягається його прозорість і стійкість.

Для відділення сусла використовують фільтраційні апарати.

В заторі перед фільтруванням усі ферменти інактивовані, окрім α-амілази, яка  використовується для дооцукрення  залишків крохмалю. При фільтруванні і промиванні дробини температуру  фільтруючого слою зберігають не вище 78°С (підвищення температури призведе до втрати активності α-амілази та інших  негативних наслідків).

Перед самим  процесом фільтрування затор відстоюють. Спочатку достатньо швидко осаджуються  крупні частини, яку включають в  себе оболонку зерен із залишками  ендосперму, крупку та частинки коагуляту. Далі на поверхню важких крупних части  накопичуються більш м’які частинки. Зверху осаджується тонка суспензія, яка складається із скоагульованих  білків та ін. Після відстоювання затору висота дробини складає 30-40 см[2].

Фільтрація  затору складається із двох основних операцій: фільтрація першого сусла  і промивання дробини водою. Фільтрація першого сусла триває 1,5-2 год. Для того, щоб отримати залишок екстракту із дробини, її промивають гарячою водою (75-78°С). Промивні води також подаються в суслловарочний апарат.

У сусловарочному апараті сусло кип'ятять з хмелем. Кип`ятіння сусла з хмелем необхідне для упарювання сусла, інактивації ферментів, осадження високомолекулярних білків, а також для переходу у розчин гірких і ароматичних речовин хмелю, для придання суслу, а в результаті і пиву, гіркого смаку і хмельового аромату[19].

При кип`ятінні гинуть мікроорганізми і досягається  біологічна чистота сусла. Стерильність сусла має велике значення для  чистоти зброджування і стійкості  пива. Сусло стерилізують 20-25 хв, однак  звертання білків і перехід в  розчин складових частин хмелю відбувається значно повільніше, тому кип`ятіння сусла  триває 1,5-2 год.

Одним із важливих процесів при кип`ятінні сусла  з хмелем являється перехід в  розчин гірких, ароматичних і дубильних  речовин хмелю.  Гіркі кислоти  хмелю (α- і β-кислоти) володіють незначною  розчинністю, але під час кип`ятіння окислюються гіркі кислоти, які  перетворюються в більш розчинні гіркі смоли (α- і β-смоли). Гіркі речовини надають пиву специфічну приємну гіркоту і попереджують розвиток мікроорганізмів[1].

При кип’ятінні сусла з хмелем велика частина  ароматичних речовин вивільняються  і втрачаються, тому хміль добавляють у декілька прийомів. Для кращої ароматизації сусла останню порцію хмелю добавляють в кінці кип’ятіння. Хмельове ефірне масло надає пиву характерний хмельовий аромат[15]..

Використання  хмельових екстрактів замість хмелю  підвищує колоїдну стійкість пива, покращує смак, зменшує чутливість пива до холоду, підвищує коефіцієнт використання гірких речовин хмелю. При заміні 75% хмілю екстрактом отримують економію хмелю до 30%, а при 100% заміні – до 43%.

Кип`ятіння сусла з хмелем продовжується 1,5-2 год. При виготовленні світлих сортів пива варка скорочується до 1-1,5 год. Головним показником готовності сусла являється густина, звертання білків, прозорість. Після доведення до готовності, сусло подається на охолодження[23].

Так як  дріжджі зброджують сусло за низьких  температур, сусло поступово знижують до 60°С, а потім швидко охолоджують до 5-6°С. Під час цього процесу прозоре сусло мутніє за рахунок зброджування зважених частин холодного сусла. Тому ці частинки потрібно ретельно видаляти.

При охолодженні  сусла відбуваються ряд процесів, які впливають на швидкість подальшого бродіння та дозрівання. Сусло швидко доводиться до температурі 5-7°С. Це має  велике значення так як при більш  тривалому перебуванні за проміжних  температур збільшується ризик розмноження  небажаних для пива мікроорганізмів[25]..

Зважені частинки холодного сусла складаються  із комплексних з’єднань білкових і дубильних речовин. При охолодженні до 5°С в суслі міститься 14% зважених частин холодного сусла в розчиненому вигляді. Видалення цих частин проводять частково, так як повна їх відсутність приведе до погіршення смаку пива.

Аерація сусла при більш високих температурах приводить до окислення, що викликає появу нехарактерної гіркоти. Але  наявність кисню необхідна умова  для розвитку дріжджів. При анаеробних умовах розмноження дріжджів уповільнюється[20].

Після охолодження  сусло подають в сепаратор  на освітлення. Із сепаратора виходить освітлене сусло, яке потім подається знову на охолодження до 6°С. При використанні сепаратора швидше відбувається освітлення сусла, виключається можливість потрапляння в сусло мікроорганізмів із середовища. Після процесу освітлення сусло подається на бродіння[31].

Процес бродіння сусла протікає в дві стадії: головне бродіння та доброджування.

Головне бродіння відбувається в бродильних чанах при 5-8°С та триває 7-10 діб. В  результаті головного бродіння отримують  молоде пиво. В процесі спиртового бродіння мальтоза розщепляється на глюкозу, яка перетворюється в спирт і вуглекислий газ. В перший період бродіння після внесення дріжджів зброджування екстракту протікає слабо. З добу екстрактивність сусла зменшується на 0,1-0,2%. В цей період проходить розмноження дріжджів. Починаючи з 2 по 5 добу вміст екстракту поступово зменшується (зниження екстракту 1,0-1,5% за добу). Ближче до кінця бродіння  кількість екстракту зменшується повільно (0,2-0,5%)[12].

Процес  спиртового бродіння являється екзотермічним. При зброджуванні 1 г-моль моносахаридів виділяється 28 ккал.

Окрім зброджування цукрів, при головному бродінні протікають і інші процеси, які впливають на якість пива. Значні зміни проходять в білковому складі сусла. Це сприяє підвищенню активної кислотності при бродінні.

В дріжджових клітинах протікає обмін речовин. В  результаті цього обміну в пиво переходять органічні кислоти і вищі спирти. Присутність в молодому пиві кислот, сивушних масел, ефірів придає йому неприємний смак і запах, які зникають при  доброджу ванні та витримці[14].

Доброджування проходить за температури 1-3°С на протязі 21-90 діб в залежності від сорту  пива. Під час процесу протікають складні фізико-хімічні процеси. Пиво насичується вуглекислотою, освітлюється, збагачується специфічними смаковими  та ароматичними властивостями.

В молодому пиві присутні незброджені цукри, які поступово зброджуються. Вуглекислота, що виділяється при цьому, накопичується у пиві та насичує його[4].

Під час  доброджування пиво освітлюється. У пиві утворюються складні ефіри, зменшується кількість альдегідів, підвищується кислотність. В результаті цих процесів покращуються смакові і ароматичні властивості.

При доброжуванні і дозріванні пиво освітлюється недостатньо. Тому воно піддається освітленню фільтруванням за допомогою сепарації. Хімічний склад пива після цього змінюється незначно: дещо зменшується забарвлення, тому що фарбуючи речовини адсорбуються на фільтруючих матеріалах, втрачається частина двоокису вуглецю, а в’язкість знижається за рахунок видалення деяких колоїдних речовин[37].

Тільки  тоді, як пиво стало прозорим, його відправляють на розлив. Освітлене пиво охолоджується, додатково насичується вуглекислотою і розливається в тару. Пиво розливають в скляну та поліетиленову тару місткістю 0,33-2 л і в металеві банки і бочки місткістю 50-100 л.

За сучасними  стандартами пивоваріння, пиво не повинно  контактувати з повітрям під час  його виготовлення і розливу, оскільки кисень згубно діє на смак хмільного  напою. Тому, при розливі пива в  пляшки і кеги, їх попередньо заповнюють вуглекислим газом. Напій заливається  поступово, витісняючи вуглекислий  газ. Розлив і упаковка пива в тару відбувається на автоматичних лініях[15].

Стійкість пива зберігається на протязі 7-8 діб, що ускладнює його транспортування  на великі відстані. При довгому  зберіганні в пиві розвиваються мікроорганізми, в результаті чого змінюються смак, запах, колір, пиво стає непридатним  до вживання[20].

Підвищити стійкість пива можливо пастеризацією. Пастеризація – нагрівання пива до 65-67°С та витримка його за цієї температури 30 хв. При цьому гине більшість вегетативних форм мікроорганізмів, а ті, що залишилися, слабнуть і довгий час не можуть розвиватися. При цьому змінюється смак пива, колір.

При пастеризації стійкість пива значно підвищується і досягає декількох місяців. [36]

 

2.2.2 Вимоги щодо якості готової  продукції. Стандарти на готову  продукцію

Готове  пиво повинно відповідати загальним  технічним вимогам ДСТУ 3888-99, де зазначено органолептичні та фізико-хімічні показники, вміст пестицидів.

По органолептичним  показникам пиво повинно відповідати  вимогам, що наведені в таблиці 2.4.

 

Таблиця 2.4 – «Органолептичні показники пива»

Показник	Тип пива
	Фільтроване світле пиво	Нефільтроване світле пиво
Прозорість	Прозора харчова рідина без осаду  і зайвих включень, що не властиві пиву. В процесі зберігання не допускається утворення частинок білково-дубильних  з’єднань.	Непрозора або прозора з опалесценцією рідина без сторонніх включень, що не властиві пиву. В процесі зберігання допускається утворення частинок білково-дубильних з’єднань. Допускається дріжджовий осад.
Аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом, без сторонніх запахів.	Зброджений солодовий, з хмельовим  ароматом, допускається дріжджовий відтінок, без сторонніх запахів.
Смак	Чистий, зброджений, солодовий, з хмельовою  гіркотою.	Зброджений солодовий, з хмельовою  гіркотою, допускається дріжджовий присмак.
	В пиві з  екстрактивністю початкового сусла 15% і вище присутній винний присмак

 

По фізико-хімічним показникам світле пиво повинно відповідати  вимогам, що наведені в таблиці 2.5

Органолептичні, фізико-хімічні показники пива, харчова  цінність, термін придатності, обумовлені особливостями сировини, яка використовується, технологіє виробництва і умовами  розливу, встановлює виробник в технологічній  інструкції на пиво конкретного найменування, затвердженій в установленому порядку. [41]

 

 

 

 

Таблиця 2.5 – «Фізико-хімічні показники  світлого пива»

Масова доля сухих  речовин в початковому суслі, %	Масова доля спирту, не менше, %	Кислотність, см3 1 моль/дм3гідроксиду натрію на 100 см3 пива	Цвет, см3 0,1 моль/дм3 розчину йоду на 100 см3 води	Масовая доля діоксиду вуглецю, не менше, %	Стійкість, не менше, сут
					фільтроване		нефільтроване
					пастеризоване	непастеризоване	освітлене	неосвітлене
8,0	2,0	1,3—2,8	0,4—1,8	0,30	30	7	5	3
9,0	2,0	1,3—2,8	0,4—1,8	0,30	30	7	5	3
10,0	2,7	1,3—2,8	0,4—1,8	0,30	30	7	5	3
10,5	2,7	1,3-2,8	0,4-1,8	0,30	30	7	5	3
11,0	2,8	1,3—2,8	0,4—1,8	0,30	30	7	5	3
11,0	3,0	1.7-3,2	0,4-1,8	0,33	30	8	5	3
12,0	3,4	1,7—3,2	0,4—1,8	0,33	30	8	5	3
12,5	3,4	1,7-3,2	0,4-1,8	0,33	30	8	5	3
13,0	3,5	1,7—3,2	0,4—1,8	0,33	30	8	5	3
13.5	3,5	2,1—3,6	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
14,0	3,6	2,1—3,6	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
14,5	3.6	2,1—3,6	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
15,0	3,8	2,1—3,6	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
15.5	3.8	2,5—4,5	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
16,0	4,2	2,5—4,5	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
16,5	4,2	2,5—4,5	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
17,0	4,6	2,5—4,5	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
17,5	4,6	2,5—4,5	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
18,0	5,0	2,5—5,0	0,4—1,8	0,35	30	10	5	3
18.5	5,0	2,5—4,5	0,4—1,8	0,35	30	12	5	3
19,0	5,5	2,5—5,0	0,4—1,8	0,35	30	12	5	3
19.5	5,5	2,5—4,5	0,4—1,8	0,35	30	12	5	3
20,0	6,0	2,5—5,0	0,4—1,8	0,35	30	12	5	3