Реферат: Технология производства пива

Цнголитическпс ферменты гидролизуют гемицеллюлозы и гумми-вещества, глолящие в состав клеточных стенок зернового сырья. При этом образуются декстрины, глюкоза, ксилоза и арабиноза. Продукгы гидролиза некрахмальных полисахарилов повышают выход экстракта, снижают вязкость раствора, благо­приятно влияют на вкус пива, образование пены и ее устойчи­вость.

Однако гидролиз некрахмальных полисахаридов зависит от действия протеолитических ферментов на белок, с которым эти вещества связаны

Как и крахмал, белки начинают гидролизоваться в процессе солодоращения. Их гидролиз происходит в основном под дейст­вием эндопептидаз солода. Ферментативное расщепление белков можно представить в следующем виде: Белки -> Альбумоэы —> Пептоны -> Полипептиды -> Пептиды —> Аминокислоты. Около 35 % белков (от общего содержания в сырье) должно переходить при затирании в сусло. Рекомендуется следующее соотношение фракций продуктов гидролиза белка (%):

А:В:С = 25:15:60. Пептоны и полипептиды (фракция В) обуслов­ливают образование пены пива, а пептиды и аминокислоты (фракция С) необходимы для питания дрожжей. Высокомолекулярные продукты гидролиза белка (фракция А) влияют на стой­кость пива. Поэтому недостаточный гидролиз белка приводит к резкому снижению органолептических свойств пива и его стой­кости при хранении.

При затирании протекают также многочисленные нефермен­тативные процессы: экстракция образующихся растворимых ве­ществ, образование меланоидинов, частичная коагуляция белка и др.

Факторы, влияющие на затирание. Основные факторы, влияющие на выход экстракта и его состав, — это со­отношение фермент: субстрат, продолжительность процесса, температура и рН затора.

С увеличением концентрации затора ферментативные реак­ции замедляются. Поэтому концентрация затора обычно не пре­вышает 16 %. Обычно на затирание 100 кг зернопродуктов рас­ходуют 350.-.500 л воды.

В табл. 21.3 приведены оптимальные значения температуры и рН важнейших ферментов, гидролизуюших крахмал, не­крахмальные полисахариды и белки при затирании. Влияние температуры обусловлено температурным оптимумом и термо­стабильностью ферментов. Так, при 63 "С образуется большое количество мальтозы и мало декстринов. С повышением же температуры до 70 °С гидролиз крахмала протекает быстрее, но вследствие инактивации -амилазы накапливаются пре­имущественно декстрины.

506

Та б л и на 21.3
Источник фермента	Фермент	Оптимальные значения
		Температур С | рН
Солод	а-Амилаза	70 5,7
р-Ам плаза	63 4,8
Эндопептидаза	45...50 4,6...5.0
Экюпептидаза	40 7,0...8.0
Фосфотаза	48 5,0...5.5
Цитолитическце	35...45 4,6...5.0
Лмилосубтилин Г10х	-Амилаза + -амнлаза	60 6,3...6.6
Амилосубтилин Г20х	Псптидаэа	60 5,4...6.0
Цитолитичсские	40...52 5,4...6.0
Амилоризин Пх	-Амила за	65 6,0
Амилорнзин П10х	Псптияаза	45...55 4,5...4,6
Протосубтилнн Г10х	Эндопсптидаза	45...52 6,0...9.5
Цитороземин Пх	Цитолитпческие	50...65 3,0...5.6

Оптимум рН для действия ферментов зависит от температуры среды. Как правило, с повышением температуры повышается и рН-оптимум. Так, для совместного действия амилаз при темпе­ратуре затора 65 "С рН-оптимум 5,6.

С увеличением продолжительности затирания в сусле накап­ливаются низкомолекулярные продукты гидролиза крахмала и белков.

Важнейшими температурными паузами при затирании явля­ются 50...52; 60.-.65; 70 "С. во время которых максимальную активность соответственно проявляют эндопептидаза, - и -амилаза.

Способы и технологические режимы зати­рания. Приготовление затора начинают со смешивания дроб­леных зернопродуктов с водой при температуре 37...40 "С, кото­рое осуществляется в заторном аппарате при включенной ме­шалке. Далее затирание ведут настойным или отварочным способом.

Настойный способ заключается в постепенном нагреве всего затора от 40 до 70 "С со скоростью 1 "С/мин и выдерживании при температуре 40; 52; 63 и 70 "С по 30 мин. Далее затор нагревают до 72 "С и выдерживают до полного осахаривания по пробе на йод. Затем осахаренный затор подогревают до 76...77 'С и направ­ляют на фильтрование. Полученное этим способом сусло богато ферментами, содержит много мальтозы и аминокислот, мало дек­стринов и поэтому сильно сбраживается. Однако выход экстракта при отварочном способе выше. Это обусловлено тем, что при отварочных способах затор подвергают не только ферментативно­му, но и физическому воздействию (кипячению).

Сущность отварочкого способа состоит в том, что отдельные части затора (отварки) кипятят, а затем смешивают с остальной частью затора, постепенно повышая его температуру до 75 "С. При кипячении крахмальные зерна из крупных частиц дробле­ных зернопродуктов переходят в раствор, клейстеризуются и подвергаются действию ферментов. Различают следующие вари­анты отварочных способов: с одной, двумя, тремя отварками или кипячением всей густой части. Наиболее распространенные — одно- и двухотварочные способы. При отварочных способах за­тирание ведут в двух заторных аппаратах, один из которых ис­пользуют для кипячения отварки.

Несоложеное сырье затирают в смеси с солодом или подраба­тывают отдельно, а затем смешивают с солодом и готовят общий затор.

В табл. 21.4 в качестве примера рассмотрен технологический режим одноотварочного способа затирания, при котором все сырье — солод, ячмень и ферментный препарат — затирают одновременно, начиная с температуры 40 "С.

Таблица 21.4
Операция	Температура, °С	Продолжитель­ность, мин	Примечание
Смешивание солода, несо­	40	60 Работает мешалка
Ложеного ячменя, фермент­
ного препарата с водой
Выдерживание	При 40	20 То же
Подогрев	До 52	10
Выдерживание	При 52	30
Подогрев	До 63	10
Выдерживание	При 63	30...40
Выдерживание	При 63	20 Мешалка выключена
Откачка жидкой части во	При 63	15...25 С помощью
второй заторный аппарат	декантатора
Подогрев гуши	До 70	10 Мешалка работает
Выдерживание гущи	При 70	15...20 Тоже
Подогрев гущи	До 100	20...25
Кипячение гущи	100	30 Мешалка выключена
Объединение густой части	70	10 Мешалка работает
затора с жидкой
Выдерживание	При 70	До 30 То же
Подогрев	До 72...73	5
Выдерживание	При 72...73	До полного
осахаривания
Подогрев	До 76	Перекачка
затора на
фильтрование

Фильтрование затора. Осахаренный затор представляет собой суспензию, состоящую из двух фаз: жидкой (пивное сусло) и твердой (пивная дробина). Цель фильтрования — отделение пив­ного сусла от дробины. Фильтрование затора подразделяется на две стадии: собственно фильтрование первого (основного) сусла и вышелачивание — вымывание экстракта, задерживаемого дро­биной. Сусло и промывные воды должны быть прозрачными во избежание затруднения последующих технологических операций и ухудшения качества пива.

Превращения при фильтровании затора. Фильтрование первого сусла представляет собой в основном фи­зический процесс. А при выщелачивании дробины водой проте­кает конвективная диффузия, а также различные химические процессы, главным образом обменные реакции. С понижением концентрации сусла его рН возрастает от 5,7 до 6,2, что приво­дит к увеличению растворения кремниевой кислоты, полифенольных, дубильных, горьких и других веществ оболочки зернопродуктов. Это повышает цветность пива, что может служить причиной ухудшения его вкуса.

Факторы, влияющие на фильтрование за­тора. На скорость фильтрования влияют состав и высота фильтрующего слоя. При фильтровании на фильтраппарате фильтрующим слоем является слой дробины, образующийся при отстаивании затора. Солод хорошего растворения, имеющий ре­комендуемый состав помола (см. табл. 21.2), дает рыхлый, легко­проницаемый слой.

На скорость фильтрования существенно влияет температура, которая должна быть не выше 78 "С во избежание инактивации -амилазы. Последняя завершает доосахаривание остатков крах­мала. Кроме того, более высокая температура способствует уве­личению растворимости продуктов гидролиза белка, полифенольных и других веществ, что влияет на стойкость пива.

В щелочной воде легко растворяются дубильные и горькие вещества оболочек. Но при длительном экстрагировании даже вода нормального состава извлекает из оболочек вещества, обу­словливающие неприятный вкус пива.

Способы и технологические режимы фильтрования. Наиболее распространены периодические способы фильтрования с использованием фильтрационного ап­парата или фильтр-пресса. Непрерывные способы фильтрования, центрифугирование, вакуум-фильтрование, автоматизация про­цесса по той или иной причине пока не нашли широкого рас­пространения.

На первой фазе фильтрования затор перекачивают в фильтрационный, аппарат, где он отстаивается для формирования фильт­рующего слоя высотой 30...40 см. Затем начинают фильтрование. причем первое мутное сусло возвращают в фильтр-аппарат. По

окончании фильтрования первого сусла дробину промывают водой температурой 70...80 °С. Промывание ведут до содержания сухих веществ в промывной воде 0,5 %. Дальнейшее нымыванне •экстракта экономически нецелесообразно, так как ведет к выщс-лачиванию веществ, ухудшающих вкус пива, и перерасходу топ­лива на выпаривание избытка воды.

В фильтр-прессе в качестве основного фильтрующего слоя используется салфетка из специальной ткани, поэтому допуска­ется более тонкий помол зернопродуктов (см. табл. 21.2). После сбора первого сусла дробину промывают водой температурой 75...80 °С до плотности промывных вод 0,5...0,7 %.

Кипячение сусла с хмелем. Отфильтрованное сусло и промыв­ные воды собирают в сусловарочном аппарате п кипятят с хме­лем. Цель кипячения — стерилизация сусла, стабилизация и аро­матизация его состава горькими веществами хмеля.

Превращения при кипячении сусла с хме­лем. Дробленые зернопродукты всегда содержат некоторое ко­личество микроорганизмов. При кислой реакции среды сусла стерилизация достигается уже через 15 мин кипячения.

При кипячении хмеля в сусло переходит значительная часть его углеводов, белковых, горьких, дубильных, ароматических и минеральных веществ. Ароматизация сусла происходит в резуль­тате растворения в нем специфических составных частей хмеля и продуктов реакции меланоидинообразования.