Физико-химические показатели пива

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Содержаниие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение 

     Алкогольные и слабоалкогольные напитки - не предмет  первой необходимости, но они реально  существуют уже многие тысячелетия.  
Пиво - старинный слабоалкогольный ячменно-солодовый напиток, обладающий приятной горечью, ароматом хмеля, способностью вспениваться при наполнении бокала и долгое время удерживать на поверхности слой компактной пены. Пиво относится к слабоалкогольным напиткам. Слабоалкогольными называют напитки, содержащие не более 7% этилового спирта.  
Благодаря приятному вкусу, тонизирующему жаждоутоляющему действию, пиво пользуется большим спросом у населения. Являясь слабоалкогольным напитком, пиво во многих странах выступает соперником крепких алкогольных изделий.  
В зависимости от сорта пиво содержит 4-10% легкоусвояемых питательных веществ, главным образом углеводов, небольшое количество аминокислот и другие продукты расщепления белка, а также минеральные вещества. Кроме того, в нем содержится 1,5-7% спирта, до 0,4% углекислого газа, горькие и дубильные вещества хмеля, органические кислоты.  
Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом. Вследствие насыщенности углекислым газом и содержания небольшого количества этилового спирта пиво не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека. Являясь хорошим эмульгатором пищи, оно способствует более правильному обмену веществ и повышению усвояемости пищи. К тому же, экстракт пива весьма легко и полно усваивается организмом. В пиве содержится В2-рибофлавин, Н - биотин, В6 - пиридоксин и значительно больше витамина РР - ниацина. Пиво повышает аппетит. Калорийность 1 л пива находится в пределах 1675-3350 кДж (400-800 ккал). Правда, только около половины этой калорийности приходится на углеводы и белки, а половина на спирт. Обладая определенной питательной ценностью и приятным характерным вкусом, пиво как напиток имеет весьма большое распространение.  
 
Пивоваренная отрасль России насчитывает 300 предприятий различной мощности и является наиболее динамично развивающей в секторе пищевой и перерабатывающей промышленности. 
Стремительный рост отрасли объясняется несколькими факторами. Во-первых, в России существует значительный потенциал рынка. Так, в 2001 году средний объём потребления пива составляет 43 л. на душу населения. В центральной и Восточной Европе этот показатель составляет 80 л., в Западной Европе- 100 л., в Германии-120 л., в Чехии- 160 л. в год. И во-вторых, пивная отрасль- одна из немногих в России, которая производит продукт, по качеству полностью соответствующий мировым стандартам. На рынке появилось много качественного пива, и эта тенденция с каждым годом укрепляется. 
Население стало лучше относиться к пиву как к напитку. Постепенно доля крепких алкогольных напитков стала снижаться в растущем ассортименте напитков нашей отрасли, предпочтение люди стали отдавать пиву. 
Россия - один из наиболее перспективных и привлекательных рынков пива в мире. 
Большинство крупных пивных холдингов, работающих в России, продолжают строить новые заводы, покупать предприятия и увеличивать производство. На российском рынке представлены пять крупнейших пивных концернов: норвежско- датский Carlsberg Breweries, индийско-бельгийский Sun Interbrew, южно-африканский South African Breweries, голландский Heineken, британский Scottish Newcastle.  
Сейчас лидером рынка в России является пивоваренная компани "Балтика" входящая в Baltic Beverages Holding, производящая 35% российского пива, производственные площади в Петербурге, Тула и Ростове-на-Дону. 
Цель моей работы: рассмотреть основное сырьё пивоваренных заводов. 
Задачи работы: рассмотреть новые сорта пивоваренного ячменя и изучить сорта хмеля; рассмотреть требования Санпин воды; рассмотреть расы дрожжей. 
 

1. Химический  состав и пищевая ценность товара

Химический состав пива

 
В зависимости от концентрации начального сусла и степени его сбраживания  пиво содержит 86 - 91% воды, 3-10% несброженного  экстракта, 1,5- 6% этилового спирта (по массе) и до 0,4% углекислоты. 
Основу экстракта составляют углеводы (4,8-8,3%), азотосодержащие вещества, главным образом белок (0,6-1,1%), зола (0,2-0,4%) и органические кислоты (0,15-0,3%). Углеводы экстракта представлены мальтодекстринами (3-3,6%), сахарами - мальтозой, глюкозой, фруктозой (1,2-1,6%) и несбраживаемыми пентозами. Из азотистых соединений, помимо белка, в пиве находятся альбумозы, пептоны, аминокислоты, амиды, аммиачные соединения.  
Содержание алкоголя в зависимости от сорта пива колеблется от 2,8 до 7% по массе. В некоторых зарубежных сортах пива, полученных сбраживанием сусла 7%-ной концентрации содержание алкоголя находится в пределах 1,8-2,2% по массе. 
Кроме этилового спирта и углекислого газа пиво содержит небольшое количество летучих высших спиртов, альдегидов, органических кислот, эфиров и некоторых других веществ. Кроме того, пиво содержит воздух, который из-за содержания кислорода является компонентом вредным и нежелательным. В качестве побочного продукта брожения пиво всегда содержит глицерин, который не летуч, и поэтому считается составной частью экстракта. Количество глицерина в пиве составляет 0,2-0,3%. 
Содержание углекислого газа колеблется обычно от 0,35 до 0, 40, самое большое до 0,45 масс. %. Пиво с более высоким содержанием углекислого газа является перешпунтованным.  
Из альдегидов, как компонент пива, является ацетальдегид, содержание которого колеблется около 5 мг/л. 
Ацетальдегид образуется наиболее интенсивно в начале главного брожения. 
К особым компонентам пива можно отнести диацетил. Он образуется в пиве, с одной стороны, при главном брожении как побочный продукт спиртового брожения. 
Отрицательное влияние на вкус приписывают главным образом диацетилу и ацетоину. 
Из летучих органических кислот была обнаружена уксусная кислота (около 130 мг/л) и муравьиная - около 20 мг/л. 
Наконец, пиво содержит небольшое количество сернистых соединений. Это прежде всего от 2 до 16 мг/л двуокиси серы. К летучим компонентам пива относятся также сложные эфиры. Сложные эфиры образуются преимущественно из спиртов и кислот.  
Экстрактивные вещества. 
Экстрактивность пива в зависимости от концентрации начального сусла и степени сбраживания колеблется от 3 до 10%. В зависимости от вида пива (экстрактивность исходного сусла) и степени сбраживания готовое пиво содержит от 2,5 до 5% экстрактивных веществ, среди которых преобладают сахариды (80-85%). Следующими компонентами являются в порядке замещения азотистые вещества (от 6 до 9%), глицерин (5-7%), минеральные вещества (3-4%), горькие вещества, дубильные вещества и красители (2-3%), органические (нелетучие) кислоты (0,7-1%) и незначительное количество витаминов. 
Среди сахаридов в пиве преобладают декстрины (от 60 до 75%), следующими компонентами являются моносахариды, простейшие олигосахариды (от 20 до 30%) и пентозаны (6-8%). 
Значительную часть экстракта (около 8-10%) представляют азотистые вещества: белки, альбумозы, пептоны, амиды, аминокислоты, аммиачные соли. Количество азотистых веществ уменьшается в пиве при переработке солода, полученного из бедных азотом ячменей, при применении несоложенного ячменя, сахара, при применении осадителей (например, танина).  
Поэтому содержание азотистых веществ в экстракте очень колеблется. Они распределяются по отдельным группам примерно следующим образом (в %): настоящих белков 20-30, альбумоз и пептонов 40-50 и конечных продуктов расщепления (полипептидов, аминокислот, аммиачного азота) 20-30. Некоторое количество азота (примерно 10%) входит в состав меланоидинов, холина и других веществ. Азотистые вещества влияют на вкус и пенность пива и на его небиологическую стойкость. Азотистые вещества в пиве - это гидратированные коллоиды. При старении, денатурировании и образовании адсорбционных соединений нарушается их равновесие и коллоидные частицы увеличиваются.  
Минеральные вещества. 
Минеральных веществ в пиве содержится от 3 до 4% из экстракта, Их содержание зависит от состава сырья. Наряду с солодом оказывает влияние и производственная вода. Около 1/3 приходится на соли натрия и калия, соли фосфорной кислоты составляют также 1/3 и силикаты около 1/10. Следы дают от 0,1 до 5 мг/л алюминия, бария, хрома, меди, железа, марганца, молибдена, свинца, олова, стронция, титания, ванадия и цинка. В состав пивной золы входят KCl, NaCl, P2O5, SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO. Зола пива представлена солями натрия и калия (приблизительно 30%), солями фосфорной кислоты (приблизительно 30%), кремневой кислоты (около10%), небольшим количеством Ca, Mg, Al, Fe.  
Неорганические вещества, 2-3% которых содержится в солоде, также влияют на вкусовые качества пива. Наиважнейшие из них - фосфаты, образующиеся из фитина под воздействием фосфотаз. 
Содержание в пиве полифенольных (дубильных) веществ, горьких веществ (изогумулонов) и красителей составляет 2-3% от экстракта. Из всех дубильных веществ (150-300 мг/л) 2/3 происходят из солода и 1/3 из хмеля. Дубильные вещества оказывают определенное влияние на вкус пива.  
Следующим компонентом экстракта пива являются горькие вещества. Они получаются из хмеля и только небольшое количество их происходит из солодовой оболочки. Содержание горьких веществ в пиве зависит от содержания горьких веществ в хмеле и от нормы задачи хмеля. Определенное значение имеет также процесс варки с хмелем, интенсивность кипячения и рН сусла. 
Экстракт пива содержит ряд органических нелетучих кислот. 
Экстрактность пива в зависимости от концентрации начального сусла и степени сбраживания колеблется от 3 до 10%. И химический состав пива зависит главным образом от концентрации начального сусла, величина которого для каждого сорта пива устанавливается стандартом. 
Такие свойства пива, как пенистость, вкус и коллоидная стойкость, зависят от коллоидного равновесия в пиве, причем это равновесие довольно быстро изменяется. Вследствие броуновского движения мицелл каждый коллоидный раствор изменяется в направлении коагуляции. Коллоиды пива также после большей или меньшей продолжительности коагулируют. 
Пиво начинает опалесцировать и в конце концов в нем образуется коллоидный осадок. Одновременно изменяется и вкус пива. 
Пенообразование пива является характерным коллоидным процессом. Стойкой пеной пиво отличается от всех других напитков. 
В непастеризованном пиве содержатся также ферменты, перешедшие в него из дрожжей. Содержащиеся в дрожжах ферменты делятся на внутриклеточные - эндоферменты, их в дрожжах больше, и внеклеточные - экзоферменты.  
Мальтаза, инвертаза и мелибиаза из карбогидраз играют важную роль в обмене веществ клетки.

Пищевая ценность пива

Пиво является напитком, который приобрел популярность благодаря своим органолептическим  свойствам и способности утолять  жажду. Кроме того, пиво имеет заслуживающую внимание питательную ценность и поэтому является подходящим дополнением к питанию. 
Питательная ценность пива зависит от его экстрактивности и химического состава. С этой точки зрения играют роль экстрактивные вещества (сахариды и азотистые вещества) и спирт. 
Экстрактивные вещества из пива усваиваются в организме быстрее и почти полностью (до 95%). Это связано с тем, что при соложении, затирании и брожении нерастворимые резервные вещества ячменного зерна расщепляются и присутствуют в пиве в растворимой и легкоусвояемой форме. 
Пиво представляет собой водно-спиртовой раствор слабой концентрации, поэтому при умеренном употреблении пива спирт сжигается в организме человека до CO2 и H2O почти без остатка. 
Спирт в пиве играет важную роль поставщика энергии. Разные сорта пива содержат в 1 л от 20 до 55 г спирта. Поскольку из одного грамма спирта выделяется 7,08 ккал, то ясно, что более половины энергии, поставляемой пивом, происходит от спирта. 
Калорийность 1 л 12-%-ного лагерного пива с 35 г спирта и 50 г экстракта составляет от 400 до 450 ккал. 
Однако, несмотря на высокую калорийность, пиво не считают пищевым продуктом, так как только часть веществ, содержащихся в нем, служит для построения тканей организма человека. Примерно 60% калорийности пива приходится на спирт, который не является питательным средством, так как не может служить для построения новых тканей. Но спирт, доставляя организму энергию, экономит углеводы и следовательно, косвенно имеет питательную ценность. При использовании пива важно также время, необходимое для усвоения спирта организмом, которое индивидуально в зависимости от интенсивности обмена. Нормально расщепляется 7-8 г спирта в 1 ч, т. е. 0,15%.  
Из 10 наименований белков, необходимых для тканей человеческого организма, пиво поставляет только валин и фенилаланин. Азотистые вещества в пиве составляют от 70 до 90% в виде продуктов расщепления, так что их ресорбция в организме происходит непосредственно. Из минеральных веществ важны фосфаты. Пиво содержит их от 0,4 до 1 г на 1 л. 
Пиво содержит также ценные вещества, которые способствуют хорошей работе пищеварительных органов и с точки зрения физиологии питания играют важную роль.  
Так, углекислота, которая придает пиву характер освежающего напитка, благоприятно воздействует на пищеварительный тракт. Горькие вещества хмеля способствуют выделению желчи и улучшают процесс пищеварения. Кроме того, пиво является хорошим эмульгатором пищи. Коллоиды пива, действуя эмульгирующим и диспергирующим в пищеварительном тракте, увеличивают поверхность ферментативного действия и соприкосновения пищи со стенками кишечника. Это способствует более правильному обмену и увеличению коэффициента усвояемости пищи. К тому же вещества, содержащиеся в пиве, легко усваиваются человеческим организмом. 
Пиво содержит также витамины. В 1 л пива, полученного из сусла 10%-ой концентрации, содержится тиамина 20-50, рибофлавина 340-560 и никотиновой кислоты 5800-9000 мкг. Тиамина много находится в солоде и сусле, но он адсорбируется дрожжами. Рибофлавин встречается в количестве 1-2 мкг на 1 г ячменя, а при солодоращении его содержание удваивается, и это количество витамина сохраняется в пиве. Эти витамины содержатся также в других пищевых продуктах. Правда витамин В1 встречается реже. Богатейшим источником этого витамина являются дрожжи. Поэтому и предложено много способов обогащения пива витамином В1, извлеченным из дрожжей. 
 
 
 
 

2. Технология  производства пива

Характеристика  сырья для получения  пива

Солод и несоложеное  сырье. Основным сырьем для производства пива является ячменный пивоваренный солод (светлый, темный и специальные сорта), характеристика которого приведена в табл.1. Основные сортовые особенности пива (цвет, вкус, запах, аромат) во многом зависят от качества солода и соотношения его видов в рецептуре. Стандартом на пиво допускается использование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода — это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье. Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически обосновано. Поэтому при приготовлении 10...11 % светлого пива следует обязательно применять не менее 20 % несоложеного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.

При производстве пива «Жигулевское» допускается  использование сахара-сырца в количестве до 6 % массы затираемых зернопродуктов.

Подработка  и дробление солода и несоложеного сырья

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 сырье загрязняются. Поэтому перед измельчением их очищают от посторонних включений. Для удаления пыли и остатков ростков солод пропускают через полировочную машину. Несоложеное сырье от органической и минеральной примесей очищают на воздушно-ситовом сепараторе и полировочной машине. Для удаления металлопримесей зернопродукты пропускают 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 увлажненном (мокром) виде. Для измельчения сухого солода применяют четырех- и шестивальцовые дробилки, работающие с одинаковой частотой вращения вальцов. Состав помола (%) зависит от качества солода, способов его затирания и фильтрования (табл.1). При мокром помоле солод предварительно увлажняют в бункере до содержания влаги 18...32 % путем орошения водой температурой 35...50°С. При этом повышается эластичность оболочки, которая практически не измельчается на вальцовых станках, что приводит к созданию рыхлого и пористого фильтрующего слоя дробины.

Таблица 1

Рекомендуемый состав помола

 

Дробление несоложеных 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 приведен в табл.1.

Вода. Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическая вода должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, без запаха, с общей жесткостью 2...4 мг-экв/л и рН 6,8. ..7,3.

Вода считается  оптимальной для производства пива, если отношение концентрации ионов кальция к общей щелочности воды (показатель щелочности) не менее 1, а соотношение ионов кальция и магния 1:1...3:1.