Линия производства пива"жигулевское оригинальное"

Вода

Вода является в пивоваренной промышленности очень важным сырьем благодаря своему влиянию на качество пива и широкому использованию ее в пивоваренном производстве. Производственная вода используется в солодовне, в котельной, для охлаждения сусла в холодильниках и в конденсаторах холодильных машин, для мойки и чистки главным образом в бродильном и лагерном отделениях, а также в моечном и разливочном отделениях. Характерно, что для приготовления пива требуется небольшая часть воды по отношению к общему количеству потребляемой воды, которое в 10 раз и более превосходит производство пива в год.

Зачастую качество воды нуждается в улучшении. При этом следует определиться с тем, что именно требует улучшения или изменения — цель определяет способ водоподготовки. К примеру, при использовании воды в качестве питающей для паровых котлов совершенно не важно, содержит ли вода микроорганизмы, тогда как количество растворенных в ней солей, наоборот, имеет решающее значение. С водой для мойки все обстоит как раз наоборот. В связи с этим различают следующие способы водоподготовки:

■    для удаления взвешенных веществ;

■    для удаления растворенных в воде веществ;

■    для уменьшения остаточной щелочности воды при производстве пива;

■    для удаления микроорганизмов;

■    для удаления растворенных в воде газов.

Вода должна обладать качествами питьевой воды, быть прозрачной, бесцветной, без запаха и привкуса. В чистой природной воде всегда содержатся растворимые соли, которые оказывают влияние на вкус напитков, а также на ферментативные процессы. В хорошей воде не должны присутствовать такие вещества, как NaHCO3, NH3, CO2, HNO3. Содержание NO3 допускается не более 25, Fe - 0,5 г/л. Присутствие солей железа в больших количествах нежелательно, так как они взаимодействуют с дубильными веществами и ухудшают цвет и вкус напитка. 
Растворенные в воде соли кальция и магния характеризуют ее жесткость. Жесткость воды (мера содержания в ней этих растворенных солей) выражается в миллиграмм-эквивалентах Са и Mg, содержащихся в 1 л воды. Для приготовления светлых сортов пива используют в основном мягкую воду.

Подготовка воды для пивоварения. Перед использованием воду фильтруют и при необходимости хлорируют, избегая при этом получения избытка хлора. Для снижения жесткости применяют несколько способов: кипячение, подкисление, известкование, обработку ионитами.

Иногда для очистки воды применяют иониты, которые представляют собой синтетические гранулы полимерной смолы размером 0,5-2 мм, обладающие способностью поглощать из раствора ионы растворенных веществ и отдавать в раствор эквивалентное количество своих ионов, т. е. происходит эквивалентный обмен ионами. При обработке воды иониты, насыщенные, например, ионами Na+, поглощают ионы Са2+ и Mg2+, отдавая в раствор ионы Na+, в результате чего вода умягчается.

Расход воды на пивоваренном заводе колеблется в зависимости от годовых объемов сбыта между 3,5 и 11 гл/гл пива. Среднее значение составляет порядка 6 гл/гл проданного пива.

Дрожжи

Пивоваренные дрожжи, как и все дрожжи, это одноклеточные организмы (Fungi) без хлорофилла, которые по морфологическим признакам относятся к классу грибов, подкласс Ascomycetes, семейству Saccharomycetaceae (Endomycetaceae), рода Saccharomyces. По способности сбраживать разные сахара, которые имеют значение для классификации рас, Коцкова-Краткохвгоюва относит пивоваренные дрожжи ко второму типу (сбраживает мальтозу и сахарозу), включающему группу cerevisiae, которая сбраживает рафинозу только на 1/3, и группу carlsbergensis, которая сбраживает рафинозу полностью.

Saccharomyces cerevisiae образует в бродящей жидкости суспензию, которая не выделяется хлопьями (не агглютинирует) и не осаждается (не седиментирует). При брожении они поднимаются к поверхности бродящего сусла и образуют на ней густую пену, которая должна быть вовремя удалена (собрана). Поэтому они называются верховыми дрожжами, и пиво, для производства которого они были использованы, называется пивом верхового брожения. Верховое брожение протекает при высоких температурах от 10 до 25°С; при температуре ниже чем 10°С брожение обычно прекращается.

Saccharomyces carlsbergensis при брожении агглютинируют и оседают на дно бродильного чана, где собираются и образуют к концу брожения более или менее прочный осадок. Поэтому технически они обозначаются как дрожжи низовые и соответствующее пиво является пивом низового брожения. Брожение, вызванное ими, хорошо протекает и при низких температурах от 6 до 8°С; брожение приостанавливается только при 0°С.

Для отличия верховых дрожжей от низовых ни высокая температура при брожении, ни подъем клеток к поверхности бродящей жидкости не является абсолютно надежным признаком. Это происходит потому, что верховые дрожжи можно постепенно приспособить (адаптировать) к низким температурам, при которых они, если слой бродящей жидкости низкий, часто не поднимаются к поверхности, как при высоких температурах.

И, наоборот, разная способность сбраживать рафинозу является относительно надежным различающим признаком. В ферментной системе низовых дрожжей (Sacch. carlsbergensis) находятся инвертаза и мелибиаза, а у верховых    (Sacch. cerevisiae) только инвертаза. Верховые дрожжи сбраживают рафинозу только на 1/3, так как инвертаза гидролизует трисахарид рафинозы до моносахарида фруктозы и дисахарид мелибиозы, которая не сбраживается прямо, а только после гидролиза в моносахарид глюкозу и галактозу, которую катализирует мелибиаза.

         Характеристика хмеля. Наряду с ячменным солодом хмель — основное и пока незаменимое сырье для пивоварения. Входящие в состав хмеля вещества придают пиву специфические вкус и аромат, увеличивают его стойкость при хранении, способствуют лучшему осветлению пива и образованию пены.

Хмель (Humulus lupulus L.) - вьющееся многолетнее растение, относящееся к семейству коноплевых (Cannabaceae), Он является двудомным растением: мужские и женские соцветия находятся на разных растениях, В пивоваренном производстве от хмеля используют только шишки — женские неоплодотворенные соцветия. При возделывании хмеля мужские хмелевые растения с плантаций удаляют.

Химический состав. Состав хмелевых шишек различен и зависит от сорта хмеля, почвенно-климатических условий произрастания, послеуборочной обработки. Но главные составляющие, благодаря которым хмель используют в пивоварении, — горькие и полифенольные вещества, а также эфирное масло.

Таблица 1.2 – Средний химический состав сухих хмелевых шишек (в %)

В небольшом количестве в хмеле содержатся жир, красящие вещества, сахар (глюкоза, фруктоза), пентозаны и органические кислоты (яблочная, лимонная, янтарная) и воски.

Наибольший интерес и исключительную ценность для пивоварения составляют специфические составные части хмеля: горькие вещества, хмелевое масло и полифенольные вещества.

Горькие вещества, содержащиеся в хмеле, до настоящего времени в других растениях не найдены, но некоторые из них получены синтетическим путем.

Горькие вещества придают пиву горечь, обладают антисептическими свойствами, участвуют в пенообразовании. Они объединяют хмелевые смолы и горькие хмелевые кислоты. Классификация горьких веществ производится с учетом их отношения к разным растворителям и влияния на качество охмеления сусла.

Горькие вещества хмеля, называемые общими смолами, состоят из мягких и твердых смол. Схема состава горьких веществ представлена на рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 – Схема состава горьких веществ хмеля

Хмель - незаменимое и наиболее дорогостоящее сырье в производстве пива. Поэтому используются специальные способы и приемы, позволяющие экономить хмель.

Широко применяются хмелевые препараты - молотый гранулированный хмель, изомеризованные и неизомеризованные экстракты. Использование препаратов позволяет на 10-30 % снизить расход хмеля за счет лучшей экстракции горьких веществ. Около 90% горечи пиву придают α-кислоты - кристаллические вещества горького вкуса, без запаха, с температурой плавления 65°С и низкой растворимостью в воде (420 мг/дм3), которая зависит от рН. Содержание α-кислот в ароматных сортах 3—4%, в горьких до 13—14%. Когумулон превращается в изомер легче других компонентов α-кислоты. Поэтому сорта хмеля с большим содержанием когумулона имеют и большую горечь. Некоторые исследователи считают, что высокое содержание когумулона в α-кислоте придает горечи резкий оттенок, поэтому предпочтительны сорта с небольшим содержанием этого компонента. В α-кислотах 95—98% приходится на гумулон, когумулон и адгумулон. Один из сортовых признаков хмеля - количественное отношение гумулона и когумулона. Большая часть ароматного хмеля и хмеля «тонких» сортов имеет меньшую часть когумулона. Как правило, выбирают хмель с высоким содержанием когумулона, так как он придает благородный оттенок горьковатому вкусу пива.

β-Кислоты — это кристаллы с температурой плавления около 9 ГС. Они не имеют горечи, но, окисляясь, образуют вещества с приятной горечью. Растворимость β-кислот ниже, чем α-кислот, и зависит от рН и температуры.

α-, β-Мягкие смолы — это продукты окисления α- и β-кислот. Мягкая β-смола имеет более горький вкус, чем мягкая α-смола. Растворимость мягких смол выше, чем исходных горьких кислот.

Твердые смолы — это продукты окисления мягких смол и состоят из γ- и δ-смол. У γ-смол нет горечи, у δ-смолы горечь в 8 раз меньше, чем у α-кислот. В старом и неправильно хранившемся хмеле содержание твердых смол повышенное.

В свежеубранном хмеле содержится 30—42% α-кислот, 46—58% β-фракции и около 12% твердых смол (от общего содержания горьких веществ). Горькие вещества распределены в хмеле неравномерно: в лупулиновых зернах 77, в листьях 21, стержнях 1, стеблях 0,7%.

При кипячении сусла с хмелем горькие вещества переходят в сусло, а затем и в пиво. Процент перехода горьких веществ в сусло (процесс охмеления) следующий: α-кислоты (изо-α-кислоты) — 100, β-кислоты - 33-66; α-мягкая смола - 36; β-мягкая смола - 29; δ-твердая смола - 12. α- и β-Кислоты подавляют действие бактерий, но не влияют на развитие дрожжей.

Антисептическое действие горьких веществ очень высокое. Например, для подавления развития Вас. bulgancus требуется гумулона примерно в 2300 раз меньше, чем фенола (обладающего сильными антисептическими свойствами).

Горькие вещества хмеля и особенно β-кислота подавляют развитие грамположительных, а при большой концентрации и грамотрицательных бактерий. Но на дрожжи они не оказывают антибиотического действия.

Основная масса горьких веществ находится в лупулиновых зернах. Полифенольные (дубильные) вещества хмеля лучше растворяются в воде, легче вступают в реакцию, чем полифенолы солода. Полифенольные вещества хмеля предохраняют горькие вещества от окисления и образования комплексных соединений, обладают антибиотическими свойствами, имеют вяжущий вкус. В ходе технологического процесса они осаждают белки сусла, что способствует лучшему его осветлению. Но могут быть и причиной помутнения пива, так как с солями железа и при окислении образуют темноокрашенные соединения. Вместе с белково-полифенольными комплексами они являются причиной образования мути в пиве.

Из полифенолов, то есть веществ, имеющих несколько фенольных колец в формуле, в хмеле содержатся антоцианогены, кумарины, флавонолгликозиды, катехины, лейкоантоцианы, фенолкарбоновые кислоты и вещества типа хлорогеновой кислоты. Антоцианогены составляют около 80% полифенольных веществ хмеля.

По сравнению с полифенольными веществами солода полифенольные вещества хмеля менее стабильны, так как легче окисляются и обладают большей восстановительной способностью. При кипячении сусла с хмелем они в виде отрицательно заряженных коллоидных частиц активно реагируют с азотистыми веществами, имеющими положительный заряд, в результате образуются белково-полифенольные комплексы, которые осаждаются, осветляя сусло.

Окисляясь, полифенольные вещества предохраняют горькие вещества и другие соединения от окисления, то есть являются антиоксидантами. Они положительно влияют на создание характерного вкуса пива.

При окислении и конденсации полифенолы образуют с белками нерастворимые красно-коричневые соединения, которые вызывают помутнение сусла, а с солями железа — темно-серые вещества. Раньше считали, что наличие в пиве полифенольных веществ хмеля нежелательно, но потом было установлено, что неблагоприятное воздействие на качество готового пива (появление осадка и грубый вкус) обусловлено дубильными веществами ячменя, а действие полифенолов хмеля благоприятно. При кипячении сусла образуются белково-дубильные комплексы, которые при его охлаждении выпадают в осадок, что способствует лучшему осветлению сусла.