Основы пивоварения - книга

Для спиртового производства нежелательна вода с высокими карбонатными жесткостью и щелочностью. Процессы водно-теп-ловой обработки, осахаривания и спиртового брожения протекают быстрее и полнее в кислой среде при рН 5,0-5,5. Нейтральная и слабощелочная реакции способствуют развитию кислотообразую-щих бактерий.

Высокая карбонатная жесткость воды, используемой для зама-чивания зерна при приготовлении солода, задерживает прораста-ние зерна, а применение такой воды при приготовлении солодово-го молока снижает активность амилолитических ферментов.

На спиртовых заводах при высокой бактериальной загряз-ненности воду обеззараживают хлорной известью или газо-образным хлором.

Для светлых сортов пива требуется очень мягкая вода общей жесткостью до 1-1,5 мг*экв/дм³. Содержание в воде ионов ка-лия, натрия, сульфатов, хлоридов и других катионов и анионов не должно превышать их пороговых концентраций, т.е. тех мини-мальных количеств, при которых становится ощутимым их влия-ние на вкус.

Ионный состав воды не должен повышать рН производствен-ных сред, в которых протекают биологические процессы. Для ха-рактеристики этого свойства воды надежным критерием является - отношение ионов кальция к общей щелочности воды, которое должно быть не ниже 1. Соотношение ионов кальция и магния -- 1:1-3:1.

Вода должна быть безопасна в экологическом отношении и безвредна по химическому составу.

Способы водоподготовки. Если вода не отвечает необходимым требованиям, ее подвергают соответствующей подготовке для удаления нежела-тельных примесей.

Жесткость воды и ее солевой состав можно регулировать. Для этого применяют различные способы водоподготовки: реагентный, ионообмен-ный, электродиализный и мембранный, основанный на принци-пе обратного осмоса. Для удаления неприятного запаха воду дезодорируют путем пропускания через колонку, заполненную активированным углем.

С целью улучшения качества воды применя-ют следующие основные способы ее подготовки: отстаивание и фильтрование, коагуляцию, дезодорирование, обезжелезивание, умягчение, деминерализацию и обеззараживание.

Для освобождения воды от взве-шенных частиц ее подвергают отстаиванию или фильтрованию. Отстаивание осуществляют в резервуарах. Более распространен-ным способом освобождения от взвешенных частиц является фильтрование. В качестве фильтрующих материалов применяют дробленый антрацит, гравий, кварцевый песок.

Вода может быть загрязнена минеральными и органическими примесями в коллоидно-дисперсном состоянии, которые не задерживаются при фильтровании. Наиболее типич-ными из этих примесей являются кремниевая кислота, ее соли и гуминовые вещества. В этом случае воду обрабатывают вещества-ми, которые вызывают укрупнение коллоидных частиц и выпаде-ние их в осадок. Такой процесс называется коагуляцией, а приме-няемые для коагуляции вещества -- коагулянтами.

В качестве коагулянтов применяют сульфаты алюминия и же-леза. В водном растворе сульфат алюминия подвергается гидроли-зу с образованием гидроксида алюминия и серной кислоты:

Положительно заряженные ионы гидроксида алюминия сни-жают электрический потенциал, создаваемый отрицательно заря-женными коллоидными частицами кремниевой кислоты и гуми-новых веществ, содержащихся в воде, в результате чего происхо-дит их коагуляция.

Хлопья гидроксида алюминия и скоагулированные коллоиды имеют сильно развитую поверхность, способную сорбировать растворимые органические вещества, благодаря чему вода обес-цвечивается и освобождается от неприятного привкуса.

Коагуляция гидроксидом железа по сравнению с коагуля-цией гидроксидом алюминия протекает быстрее, так как гид-роксид железа имеет плотность в 1,5 раза больше, чем гидроксид алюминия.

Для ускорения процесса коагуляции и снижения расходов коагулянтов к воде добавляют вещества, называемые флокулянтами, одним из которых является полиакриламид. Коагуляцию при-месей воды проводят в резервуарах с мешалкой. Обработанную коагулянтом воду подвергают фильтрованию.

Обезжелезивание. Вода со значительным содержанием железа имеет неприятные вкус и запах. Железо выпадает в осадок. Для его устранения предусматривается фильтрование воды через фильтры с кварцевой загрузкой без добавления реагентов или с дополнительной обработкой кварцевого песка модифициру-ющими реагентами.

Безреагентный способ основан на особенности воды, содер-жащей соединения железа и растворенный кислород, при фильт-ровании через зернистый слой выделять железо на поверхности зерен с образованием каталитической пленки из оксидов двух- и трехвалентного железа. Эта пленка активно интенсифицирует процесс окисления и выделения из воды трехвалентного железа, задерживаемого фильтром в виде гидроксида железа. Данный способ обезжелезивания рекомендуется применять при общем содержании железа до 10 мг/дм³, в том числе трехвалентного не менее 50 %, при окисляемости 6-7 мг О₂/дм³ и щелочности больше единицы.

Если безреагентный способ не дает желаемых результатов, то кварцевый песок дополнительно обрабатывают модифицирующи-ми реагентами. Сущность обработки заключается в нанесении на поверхность кварцевого песка пленки из гидроксида железа, ди-оксида железа и диоксида марганца, катализирующих процесс обезжелезивания воды. Для обезжелезивания воды используются песочные фильтры ШЗ-ВФА и фильтры «Аква-электроника».

Обработка воды, устраняющая неприятные запа-хи и привкусы, обусловленные различными примесями, называ-ется дезодорацией. Самые распространенные способы дезодора-ции воды -- озонирование и обработка активным углем. При об-работке воды путем фильтрования через слой активного угля уст-раняются запах и привкусы воды, снижаются ее цветность и окисляемость.

Умягчение. Наиболее распространенный способ умягчения воды -- ионообменный. При этом способе достигается не толь-ко умягчение, но и удаление нежелательных примесей. Метод основан на способности некоторых труднорастворимых веществ поглощать из растворов одни катионы или анионы и отдавать взамен другие. К ионитам относятся цеолиты, глауконит, орга-нические вещества в виде синтетических смол и сульфитиро-ванные угли.

По характеру активных групп иониты подразделяют на ка-тиониты и аниониты. Катеониты имеют кислотный характер и обладают способностью обменивать ионы водорода или другие положительно заряженные ионы на ионы металлов (катионы). Аниониты имеют основной характер и способны обменивать гид-роксильные ионы или другие отрицательно заряженные ионы на кислотные остатки (анионы).

В практике очистки воды часто используют Н⁺- и №⁺-кати-ониты. В зависимости от катиона этот процесс называют Н-ка-тионированием и №-катионированием. При Н⁺-катионировании повышается кислотность воды, а при №⁺-катионировании увели-чивается щелочность фильтрата, если в исходной воде содержа-лась карбонатная жесткость. Это объясняется тем, что при такой обработке воды образовавшийся гидрокарбонат натрия гидроли-зуется с образованием гидроксида натрия.

1.4 Хмель и хмелепродукты

Хмель относится к традиционному и наиболее дорогостоящему сырье пивоваренного производства. Хмель - вьющееся двудомное многолетнее растение, достигающее 5-8 м в длину, относящееся к семейству коноплевых. Хмель придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удале-нию из сусла некоторых белков, повышает пеностойкость пива, служит антисептиком так как подавляет жизнедеятельность контаминирующей микрофлоры. Экстрактивные вещества хмеля, содержащиеся в пиве, оказывают успокаивающее, болеутоляющее и даже дезинфицирующее действие.

Различают два основных вида хмеля: горь-кий и ароматический. В пивоварении в основном используют женские соцветия ароматического хмеля.

Горькие сорта добавляют в начале варки. В середине или ближе к концу добавляют ароматические сорта. К горьким сортам относятся, например, Hallertauer Magnum, Nugget. Ароматический хмель - это Perle, Spalter Select. Некоторые сорта можно использовать как для придания горечи, так и для ароматизации пива. К таким сортам относятся Nothern Brewer и Brewers Gold.

Ко времени созревания хмеля на внутренних стерженьках шишек развиваются желто-зеленые клейкие шарики - зернышки лупулина, диаметр которых составляет 0,15-0,25 мм. Лупулин - ароматическое вещество, придающее пиву своеобразную горечь, благодаря эфирному хмелевому маслу.

Для пивоварения выращивают сорта хмеля, относящиеся к виду хмеля обыкновенного (Humulus lupulis L.), а в производстве используют только шишки. Производство хмеля сосредоточено главным образом на Украине (70 %). Наиболее распространены сорта Клон 18, Житомирский, Полесский, Сильный, Урожайный.

В состав хмеля входят арома-тические и горькие вещества. Горькие хмелевые вещества включают б- и в-кислоты, мягкие б-, в- и твердые смолы. Содержание б-кислот в зависимости от сорта хмеля может достигать 16 %. Наиболее ценные для пиво-варения производные б-кислот -- изосоединения - обеспечивают около 90 % горечи пива.

Ароматические вещества представлены в основном эфирным маслом в количестве от 0,3 до 2 %. Оно представлено смесью ароматических углеводородов и терпенов, играет определенную роль в образовании аромата пива, несмотря на то, что в процессе кипячения сусла большая часть эфирного масла улетучивается.

Важная составная часть хмеля -- дубильные вещества, содержание кото-рых достигает 3 %.

По назначению хмель разделяют на две группы: тонкие сорта с количеством горьких веществ примерно 15 % и б-кислот (от 3 до 5 %) и грубые сорта с содержанием горьких веществ более 20 %. Тонкие сорта применяются для изготовления пива по классической тех-нологии, Грубые сорта предназначены для производства порошков, гранул и экстрактов. В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель, а также различные хмелевые экстракты, использование которых способствует снижению потерь и улучшению качества пива.

На качество хмеля влияет такой внешний признак как целостность шишек, от чего зависит содержание в них лупулина. Хмель не должен быть перезрелым, с открытыми шишками, у которых высыпаются семена. Собирать хмелевые шишки необходимо с черенками для того, чтобы сохранить их целостность.

Согласно ГОСТ 21947--76 хмель, поступающий на завод, должен содержать в пересчете на абсолютно сухое вещество б-кислоты не менее 2,5 %, золы не более 14 %, иметь влажность не выше 13 и не ниже 11 %.

К хмелепродуктам относится брикетированный хмель, гранулированный, экстракты и комбинированные препараты хмеля. На мировом рынке примерно 30 % продаж занимает гранулированный хмель, 30 % - экстракт хмеля, и только 40 % натурального шишкового хмеля.

Хмель и хмелепродукты следует хранить в сухом, темном и охлажденном помещении с температурой от 0 до 2 ^оС и относи-тельной влажностью воздуха не выше 70 %.

Оценка качества хмеля

Оценка качества хмеля осуществляется путем ручной оценки качества (бонитировки) хмеля в шишках и определения содержания в хмеле и хмелепродуктах горьких веществ.

В соответствии со стандартным методом Научной комиссии Европейского бюро по производству хмеля по положительным свойствам хмеля дается оценка до +100 баллов и по снижающим качество свойствам дается оценка до -30 баллов.

Таким образом, оценивают:

Качество сбора (+1 - +5 баллов)

Хмель должен быть хорошо вычесан, без загрязнений, стеблей и листьев.

Высушенность (+1 - +5 баллов)

При сжатии шишка не должна склеиваться или рассыпаться; стерженек не должен ломаться.

Цвет и блеск (+1 - +15 баллов)

Цвет должен быть желтовато-зеленым, а блеск - шелковисто-блестящим.

Размер шишек (+1 - +15 баллов)

Желательно, чтобы шишки были равномерно крупные, закрытые; у ароматических сортов стрежень должен быть выражено суставчатым и густо покрытым волосками. Плотно закрытые шишки позволяют сделать вывод о достаточном созревании и бережной сушке. Это препятствует выпадению зернышек лупулина.

Лупулин (+1 - +30 баллов)

Содержание лупулина должно быть как можно более высоким (+1 - +15 баллов). Зернышки лупулина должны иметь окраску от лимонно-желтой до золотисто-желтой, быть блестящими и клейкими.

При оценке качества хмеля качество лупулина является для пивовара важнейшими показателем.

Аромат (+1 - +30 баллов)

Аромат должен быть чистым, очень тонким и очень устойчивым. Каждый тип и сорт хмеля обладает собственным ароматом.

Болезни, вредители, семена (0 - -15 баллов)

Сюда относятся повреждения пероноспорой, чернота (тля, лежалость (клещ патинный), красный кончик лепестка (галлица), наличие отмерших шишек, листьев и семян (семянность), а также прорастание листьев и шишек.

Неправильная обработка (0 - -15 баллов)

К признакам неправильной обработки относят коричневый или пережженный лупулин из-за слишком высокой температуры сушки, прорастание семян из-за избыточной влажности, сильное разрыхление шишки, наличие пятен от опрыскивания и посторонние запахи.

Общая оценка хмеля производится в зависимости от общего количества баллов следующим образом:

до 60 баллов - плохой хмель;

от 60 до 66 баллов - средний;

от 67 до 73 баллов - хороший;

от 74 до 79 баллов - очень хороший;

80 баллов и выше - отборный.

Свойства ксантогумола хмеля

Хмель содержит ксантогумол (0,3 до 1,1 % от массы сухого вещества). Между содержанием ксантогумола и б-горьких кислот была обнаружено положительное соотношение.

Ксантогумол относится к группе хмелевых полифенолов ряда халконов. Он занимает центральное место в группе веществ, называемых пренил-флавоноидами. Так как при биосинтезе он секретируется вместе с хмелевыми смолами и эфирными маслами в лупулиновые железы, ксантогумул - нечто переходное между хмелевыми смолами и полифенолами.

С хмелевыми смолами у этого вещества есть и другие общие свойства, например, изомеризация в процессе кипячения сусла с хмелем или экстрагирование органическими растворителями при аналитических тестах. К настоящему времени в хмеле было выделено девять пренил-флавоноидов.

Кроме ксантогумола, составляющего от 80 до 90 % пренил-флаваноидов в хмеле, к менее существенным составляющим относятся десметилксантогумол (от 2 до 3 %), дегидроциклоксантогумол (от 2 до 4 %) и дегидроциклоксантогумол-гидрат (от 3 до 6 %). Остальные пренил-флаваноиды встречаются в хмеле в незначительных количествах.

Содержание ксантогумола в разных сортах хмеля непосредственно после урожая колеблется в пределах 0,2-1,1 % от массы. В процессе старения хмеля флаваноиды утрачиваются. Хансель и Шульд констатировали 50 %-ную утрату ксантогумола в течение шести месяцев хранения, однако продукты его распада ими не изучались.

Содержание пренил-флаваноидов значительно меняется при переработке хмеля на хмелепродукты, прежде всего на хмелевой экстракт. При производстве этанольного экстракта в нем остается минимум 90 % пренил-флаваноидов хмеля. При экстракции углекислым газом он остается в отходах хмеля.

Растворимость ксантогумола в воде -1,3 мл/л при 8 °С, в 5 % этанола - 3,5 мг/л и в пиве при температуре 8 °С - 4 мг/л. При кипячении сусла он изомеризуется на изоксантогумол. Остальные пренил-флаваноиды изомеризуются на пренил-нарингенины и геранил-нарингенины. При производстве пива, однако, происходят значительные потери пренил-флаваноидов. Кроме ограниченной растворимости, существенной причиной потерь является адсорбция на грубых и мелких частицах (18-26 %) и пивоваренных дрожжах (11-32 %). Дальнейшие потери происходят при фильтрации и стабилизации пива, в результате чего общее содержание пренил-флаваноидов, согласно Фостеру, может снизиться всего до 10 %.

Пренил-флаваноиды хмеля в последнее время являются центром внимания медицинских исследований, так как у них были обнаружены значительные антиоксидантные, противовоспалительные, антивирусные и антиканцерогенные свойства. Например, ксантогумол и дегидроциклоксантогумол, как оказалось, активируют действие хинонредуктазы. Этот фермент предохраняет клетки от токсического действия ксенобиотиков тем, что изменяет хиноны на гидрохиноны, которые в организмах млекопитающих легче распадаются.

У изоксантогумола и 8-пренилнарингенина были обнаружены ингибирующие свойства на энзимы цитохрома Р450, активирующие действие разных канцерогенов. Тобе и др. установили, что костная ресорбция в значительной степени подавляется некоторыми веществами хмеля, прежде всего ксантогумолом и гумулоном. Данные соединения одновременно считаются перспективными терапевтическими средствами против остеопороза.

Антиоксидантные свойтсва пренил-флаваноидов проявляются в подавлении окисления липопротеинов «low density», в результате чего снижается риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Цитотоксическое действие ксантогумола, дегидроксантогумола и изо-ксантогумола на раковые клетки разных органов человека было отмечено для концентраций от 0,1 до 100 мкМ. Учитывая это, можно ожидать, что количество хмеля, используемого не для нужд пивоваренной промышленности, в будущем будет расти.

1.5 Ферментные препараты

При использовании большого объема несоложеного сырья (более 20 % либо солода невысокого качества) необходимо использовать ферментные препараты обычно в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья.

Применяют амилолитические (Амилосубтилин П10х, Амилоризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х, Протосубтилин Г20х, Проторизин П25х и др.), цитолитические (Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х, Пектофоетидин П10х, Целлолигнорин П10х и др.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций.

Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.

Протеолитические ферментные препараты используют при повышенных количест-вах несоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидных помутнений в пиве.

Цитолитические препараты повышают выход экстракта за счет гидролиза некрахмальных полисахаридов, в основном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла и стойкость пива.

Последние состоят из препаратов бактериального и грибного происхождения были созданы на основе разработок Харьковского филиала НПО напитков и минеральных вод, ВНИИбиотехники, Московского государственного университета пищевых производств Московским заводом ферментных препаратов в конце семидесятых годов прошлого века. Применение этих композициий позволило использовать при производстве пивного сусла до 50 % несоложеного сырья, что является одним из резервов интенсификации пивоваренного производства и снижения материалоемкости продукции. Активность этих препаратов превосходит активность ферментов солода по осахаривающей способности в 3-4 раза, по разжижающей - в 8-10 раз, по декстринирующей - в 10-20, по протеолитической - в 15-20 раз.

Опыт использования в пивоваренной промышленности МЭК свидетельствует о том, что создание широкого набора эффективных мультиэнзимных композиций способствует успешной переработке повышенных количеств несоложеного сырья при получении пивного сусла.

Среди наиболее известных производителей ферментных препаратов, представленных на отечественном рынке, также можно назвать компании "Novozymes" (Дания), "Quest International BV" (Голландия), "Gistbrocades" (Англия).

Лабораторная работа № 1

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЯЧМЕНЯ КАК СЫРЬЯ ДЛЯ

ПИВОВАРЕННОГО И СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Цель работы: изучить методики определения органолептических и физико-химических показателей качества ячменя, используемого в пивоварении и в спиртовом производстве.

Ячмень, поставляемый для пивоварения (ГОСТ 5060-86) и ячмень для переработки на солод в спиртовом производстве (ГОСТ 7510-82) должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 7.

Таблица 7 - Органолептические и физико-химические показатели качества ячменя, поставляемого

для пивоварения и переработки на солод в спиртовом производстве

Примечание к таблице 7. Потемневшим считают ячмень, потерявший под влиянием неблагоприятных условий уборки или хранения свой естественный цвет или имеющий потемневшие концы.

Основное зерно, сорная и зерновая примеси ячменя пивоваренного:

К основному зерну относят зерна ячменя, по характеру повреждений не относящиеся к сорной и зерновой примесям, а также мелкие зерна ячменя.

К сорной примеси относят:

весь проход, полученный при просеивании навески зерна через сито с отверстиями диаметром 1,5 мм;

в остатке на сите с отверстиями диаметром 1,5 мм:

минеральную примесь - гальку, комочки земли, частицы шлака, руды и т.п.;

органическую примесь - части стеблей и стержней колоса, ости, пленки и т.п.;

семена дикорастущих растений;

семена культурных растений, не отнесенные к зерновой примеси;

испорченные зерна ячменя, пшеницы, полбы, ржи и овса: загнившие, заплесневевшие, поджаренные, обуглившиеся - все с испорченным эндоспермом от коричневого до черного цвета, а также со светлым, но рыхлым, легко рассыпающимся эндоспермом;

зерна ячменя пшеницы, полбы, ржи и овса с полностью выеденным эндоспермом;

вредную примесь - спорынью, головню, зерна, пораженные нематодой, плевел опьяняющий, горчак ползучий, софору лисохвостную, термопсис ланцетный (мышатник), вязель разноцветный, гелиотроп опушенноплодный, триходесму седую.

К зерновой примеси относят зерна ячменя:

битые и изъеденные независимо от характера и размера повреждений, давленые, с нарушенной оболочкой и открытым эндоспермом;

недозрелые: сильно недоразвитые - щуплые, а также зеленые деформирующиеся при надавливании шпателем;

проросшие - с вышедшим наружу корешком или ростком;

поврежденные самосогреванием или сушкой, с измененным цветом оболочки и эндоспермом от кремового до светло-коричневого цвета.

К зерновой примеси относят также зерна пшеницы, полбы, ржи и овса целые и поврежденные, не отнесенные по характеру повреждений к сорной примеси.

К мелким относят зерна ячменя, проходящие через сито с продолговатыми отверстиями размером 2,2x20 мм.

Основное зерно, сорная и зерновая примеси ячменя для переработки на солод в спиртовом производстве:

К основному зерну относят целые зерна ячменя, включая зеленые (не отнесенные к зерновой примеси) и голозерный ячмень, а также поврежденные, по характеру повреждений и выполненности не относящиеся к сорной или зерновой примеси.

К сорной примеси относят:

весь проход, полученный при просеивании навески зерна через сито с отверстиями диаметром 1,5 мм;

в остатке на сите с отверстиями диаметром 1,5 мм:

минеральную примесь - гальку, комочки земли, частицы шлака, руды и т.п.;

органическую примесь - части стеблей и стержней колоса, ости, пленки и т.п.;

семена дикорастущих растений;

семена культурных растений, не отнесенные к зерновой примеси;

испорченные зерна ячменя, пшеницы, полбы, ржи и овса: загнившие, заплесневевшие, поджаренные, обуглившиеся - все с испорченным эндоспермом от коричневого до черного цвета, а также со светлым, но рыхлым, легко рассыпающимся эндоспермом;

зерна ячменя пшеницы, полбы, ржи и овса с полностью выеденным эндоспермом;

вредную примесь - спорынью, головню, зерна, пораженные нематодой, плевел опьяняющий, горчак ползучий, софору лисохвостную, термопсис ланцетный (мышатник), вязель разноцветный, гелиотроп опушенноплодный, триходесму седую.

К зерновой примеси относят зерна ячменя:

битые и изъеденные независимо от характера и размера повреждений, давленые, в количестве 50 % их массы (остальные 50 % относят к основному зерну);

давленые; недозрелые: сильно недоразвитые - щуплые, а также зеленые деформирующиеся при надавливании шпателем;

проросшие - с вышедшим наружу корешком или ростком;

поврежденные самосогреванием или сушкой, с измененным цветом оболочки и затронутым эндоспермом от кремового до светло-коричневого цвета.

К зерновой примеси относят также зерна пшеницы, полбы, ржи и овса целые и поврежденные, не отнесенные по характеру повреждений к сорной примеси.

К мелким относят зерна ячменя, проходящие через сито с продолговатыми отверстиями размером 2,2x20 мм, относимые к основному зерну.

Определение содержания мелких зерен и крупности

Из средней пробы зерна, освобожденной от крупной сорной примеси (выделенной из схода сита с отверстиями 6 мм) выделяют навеску массой 50 г. Взвешивание проводят с точностью до первого десятичного знака.

Навеску просеивают на комплекте лабораторных сит для ячменя пивоваренного: поддон, сито для выделения прохода, относимого к сорной примеси (диаметр 1,5 мм); сито для определения мелкого зерна (2,2x20 мм); сито для определения крупности (2,5x20 мм).

Навеску просеивают на комплекте лабораторных сит для ячменя для переработки на солод в спиртовом производстве: поддон, сито для выделения прохода, относимого к сорной примеси (диаметр 1,5 мм); сито для определения мелкого зерна (2,2x20 мм).

Комплект сит помещают на деревянную гладкую и ровную поверхность или стекло и просеивают равномерными возвратно-поступательными движениями (по направлению продольной оси продолговатых отверстий сит) без встряхиваний. При просеивании размах колебаний сит должен быть около 10 см, а продолжительность просеивания должна составлять 3 мин при 110-120 движениях в минуту.

Сходы с сит, установленных для определения крупности, и проход через сито, установленное для определения мелкого зерна, вручную освобождают от сорной и зерновой примесей, и очищенное зерно взвешивают с точностью до второго десятичного знака.

Содержание мелкого зерна или крупности X_м, %, вычисляют по формуле

, (1)

где m_м - масса фракций мелкого зерна или масса зерна в сходе с сита, установленного для определения крупности, г;

m₁ - масса зерна, оставшаяся после выделения из навески сорной и зерновой примесей, г.

Вычисления проводят до второго десятичного знака с последующим округлением результата до первого десятичного знака.

Определение жизнеспособности семян окрашиванием их

индигокармином и кислым фуксином

(ГОСТ 12039-82. Семена сельскохозяйственных культур.

Методы определения жизнеспособности)

Метод основан на том, что живая плазма клеток зародыша непроницаема для раствора индигокармина, кислого фуксина и других анилиновых красителей, тогда как мертвая легко их пропускает и окрашивается. Метод применяют для получения быстрой информации о качестве семян, когда семена находятся в состоянии покоя или требуют длительного срока проращивания, и при оценке набухших, но непроросших семян после завершения установленного срока проращивания.

Проведение анализа

Определение жизнеспособности проводят по двум пробам по 100 семян в каждой, отобранным из семян основной культуры, выделенных по ГОСТ 12037-81.

Семена замачивают в воде в течение 15-18 ч (на ночь) при температуре 20 ^оС, а свежеубранные семена - при температуре 10-15 ^оС в течение такого же времени. Допускается предварительно не замачивать семена, которые легко разрезаются, а также изменять срок замачивания семян.

Затем острым лезвием каждое семя разрезают на две половинки. Поверхность должна быть ровной. Для этого разрез делают скользящим движением лезвия, начиная с зародыша. Каждую подготовленную сотню половинок семян (из двух проб по 100 семян) промывают несколько раз водой, чтобы удалить остатки разрушенных тканей с поверхности среза. Другая сотня половинок семян аннулируется. Промытые половинки заливают 0,1 %-ным раствором индигокармина или кислого фуксина так, чтобы они полностью были покрыты раствором, причем стаканчики осторожно встряхивают, чтобы раствор проник к срезам. Окрашивание семян ячменя в растворе индигокармина или кислого фуксина проводят в течение 10-15 мин.

После окрашивания раствор сливают, половинки семян несколько раз промывают водой до исчезновения краски в промывной воде, раскладывают на фильтровальную бумагу и просматривают.

К жизнеспособным относят половинки семян с неокрашенным зародышем, а также со слабоокрашенным кончиком корешка зародыша и слабо окрашенными пятнами на корешках и семядолях.

К нежизнеспособным относят половинки семян или целые семена с окрашенным зародышем, а также с интенсивно окрашенными большими пятнами на зародыше (корешках и семядолях). Жизнеспособность семян вычисляют в процентах. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов анализа двух проб.

Определение энергии прорастания и способности

прорастания ячменя (ГОСТ 10968 -88)

Под энергией прорастания понимают отношение количества зерен, проросших за 72 ч, к общему количеству анализируемых зерен, выраженное в процентах.

Под способностью прорастания понимают отношение количества зерен, проросших за 120 ч, к общему количеству анализируемых зерен, выраженное в процентах.

Из средней пробы выделяют 50±1 г зерна. Из выделенного зерна отбирают две аналитические пробы по 500 целых зерен, не отне-сенных стандартом по характеру повреждений к сорной и зерновой примесям.

На конец стеклянной воронки надевают резиновую трубку с зажимом. В отверстие воронки помещают стеклянный шарик или согнутую под углом стеклянную палочку во избежание проскакивания зерна. Воронку закрепляют в держателе штатива.

Определение проводят в лаборатории при температуре (20±2) °С.

Каждую аналитическую пробу помещают в воронку, закрывают зажим на резиновой трубке и зерно в воронке заливают водой температурой (20±2) °С так, чтобы уровень воды был на 1,5-2,0 см выше поверхности зерна.

При температуре в лаборатории выше 22 °С зерно в воронке во избежание заплесневения заливают 0,03 %-ным раствором хлорной извести. Зерно в воронке перемешивают стеклянной палочкой, чтобы дать возможность осесть всплыв-шим зернам.

Через 4 ч зажим открывают и сливают из воронки воду или раствор хлорной извести. Зерно, замоченное в хлорной извести, промывают (3-4 раза). После слива воды зерно на 16-18 ч оставляют в воронке с открытым зажимом. При этом во избежание подсыхания зерна воронку накрывают стеклянной крышкой с влажной фильтровальной бумагой на внутренней стороне.

Через 16-18 ч зажим закрывают, зерно в воронке заливают водой на 4 ч. Спустя 4 ч зажим открывают, воду сливают, а воронку с зерном накрывают стеклянной крышкой с влажной фильт-ровальной бумагой на внутренней стороне и оставляют на 22-24 ч.

Через 48 ч после начала определения зажим закрывают, зерно в воронке заливают водой и осторожно перемешивают стеклянной палочкой. Затем зажим открывают, воду сливают, а зерно оставляют в воронке под стеклянной крышкой с влажной фильтровальной бумагой на внутренней стороне до конца проращивания, т.е. на 24 ч (при определении энергии прорастания) или на 72 ч (при определении способности прорастания). Зерно по мере подсыхания увлажняют, заполняя воронку с зерном водой при открытом зажиме. Одновременно увлажняют и фильтровальную бумагу.

При определении энергии прорастания зерно через 72 ч после начала определения из воронки высыпают на разборную доску и подсчитывают количество непроросших зерен.

К непроросшим относят зерна с невышедшими за пределы покровов зерна ростками и (или) корешками.

При определении энергии прорастания и одновременно способности прорастания подсчиты-вают зерна, не проросшие за 72 ч, которые снова помещают в воронку, заливают водой при открытом зажиме и оставляют еще на 48 ч под стеклянной крышкой.

Через 120 ч после начала определения подсчитывают количество непроросших зерен для определения способности прорастания.

Энергию прорастания зерна каждой аналитической пробы X, %, вычисляют по формуле

, (2)

где n - количество зерен, не проросших за 72 ч, шт.; 500 -- количество зерен в аналитической пробе, шт.

Способность прорастания зерна каждой аналитической пробы Х₁, %, рассчитывают по формуле

, (3)

где n₁ -- количество зерен, не проросших за 120 ч, шт.

Энергию прорастания и способность прорастания зерна каждой аналитической пробы вычисляют до первого десятичного знака.

За окончательный результат энергии и способности прорастания принимают среднее арифметическое результатов определений двух аналитических проб.

Окончательный результат энергии и способности прорастания вычисляют до первого десятичного знака с последующим округлением результата до целого числа.

При контрольном определении за окончательный результат определения принимают результат первоначального определения, если расхождение между результатами первоначального и контроль-ного определений не превышает допускаемую норму, устанавливаемую по результату контрольного определения. Если расхождение превышает допускаемую норму, то за окончательный результат принимают результат контрольного определения.

Контрольные вопросы.

1. Назовите типы пива, дайте им характеристику.

2. В чем заключается сущность балловой оценки качества пива?

3. Как правильно проводить дегустацию пива?

4. Чем интересен химический состав пива?

5. Каковы отличия органолептических и физико-химических показателей светлого и темного солода, карамельного и жженого солода?

6. Какие виды несоложеного сырья применяют в пивоварении?

7. Какие требования предъявляют к качеству воды для приготовления пива?

8. В чем отличия тонких и грубых сортов хмеля?

9. Как производится оценка качества хмеля?

10. Каково назначение применяемых в производстве пива ферментных препаратов?

11. Каковы требования, предъявляемые к качеству ячменя, используемого для получения солода?

12. В чем состоит сущность определения жизнеспособности семян ячменя?

13. Как производится оценка качества хмеля?

14. Как определить энергию прорастания и способность прорастания ячменя?

2 ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ПИВОВАРЕННОГО

ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Технологическая схема производства пива

Последовательность технологических процессов производства пива представлена на рисунках 1 и 2.

Выделяют следующие основные стадии: очистка и дробление зернопродуктов, приготовление пивного сусла (затирание, фильтрование затора, кипячение сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла), сбраживание пивного сусла дрожжами, дображивание и созревание пива, осветление и розлив готового пива.

2.2 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 транспортирова-нии возможно загрязнение солода и несоложеного сырья. Поэтому перед измельчением их очищают от посторонних примесей (мелких камешков и металлических предметов).

Для уда-ления пыли и остатков ростков солод пропускают через полиро-вочную машину. Несоложеное сырье от крупных и мелких органических примесей очищают с помощью воздушно-ситового сепаратора, от мине-ральных примесей с помощью камнеотделительной машине. Для удаления металломагнитных примесей зернопродукты пропускают через магнитный сепаратор с электрическими или постоянными магнитами.

Дробление солода Максимально возможный выход экстракта и достаточно высокую скорость фильтрования сусла должен обес-печить оптимальный состав помола зернопродуктов. Солод можно дробить в сухом или частично увлажненном (мокром) виде. Состав помола (%) зависит от качества солода, способов его затирания и фильтрования.

Сухой солод измельчается на вальцовых или молотовых дробилках. В процессе дробления происходит расщепление оболочки зерна и измельчение эндосперма, превращение солода в крупку. При этом приходится учитывать два противоречащих друг другу требования:

1) очень важно максимально сохранить целостность оболочки зерен. При фильтровании она будет играть роль своеобразного фильтрующего слоя. Также нельзя забывать, что шелуха содержит дубильные и минеральные вещества. При измельчении оболочки они могут перейти в сусло, что приведет к ухудшению его органолептиких свойств;

2) чтобы облегчить и ускорить процесс гидролиза крахмала в сахара необходимо максимально измельчить содержимое зерна. Чем хуже растворяются вещества, содержащиеся в используемом солоде, тем мельче его приходится дробить, чтобы извлечь из дробины нормальное количество экстракта.

Выполнить оба требования возможно только в том случае, если разделить дробление солода на несколько технологических этапов. Сначала зерно «выжимается» из своей оболочки. После этого шелуха отделяется, а содержимое зерна может измельчаться.

Зерно неоднородно по своей твердости. Из его центральной части образуется мука и мелкая крупка, а из периферийных частей - более крупная крупка. Если помол будет излишне грубый - выход экстракта снизится. Чем мельче полученные частички эндосперма, тем выше выход экстракта.

Для точной регулировки дробилки измеряют количество оставшегося в отработанной дробине экстракта. При этом более тонкий помол обычно требуется при работе с высоко влажным или неудовлетворительным солодом. Попробовать применить более грубый помол для сокращения времени фильтрации имеет смысл только в том случае, если используется солод хорошего качества.

Иногда применяют увлажнение солода, но большинство существующих пивоварен используют технологию сухого дробления. Она требует применения особых мер предосторожности - сухое дробление может быть опасным. Во время процесса образуется мельчайшая солодовая пыль. Ее общее количество незначительно, но этого хватает, чтобы около вальцов образовалась смесь из пылевой взвеси и воздуха. Этой смеси присуща способность взрываться от мельчайшей искры.

Для того, чтобы смягчить возможные последствия взрыва, на дробилках сухого типа используются защитные экраны в виде рвущихся мембран (одноразовые), взрывогасящих трубок специальной конструкции (многоразовые, смягчают и рассеивают энергию взрыва), а также противовзрывных пластин, которые устанавливаются непосредственно под вальцами (пластины не дают пыли попадать в окружающий воздух и тем самым препятствуют образованию опасной взвеси). По мнению специалистов, противовзрывные пластины играют очень важную роль в обеспечении безопасности производства. Также в дробильном отделении запрещается курить и эксплуатировать открытое электрооборудование.

Дробилки сухого дробления различаются по количеству работающих в них вальцов. Они бывают шести-, пяти-, четырех- и двухвальцовые. Двухвальцовые используются, в основном, на мини-пивзаводах. Четырехвальцовые - на небольших и средних предприятиях. Пятивальцовая дробилка является разновидностью шестивальцовой (один валец исполняет там две функции - предварительного дробления и отделения шелухи). Этот вид оборудовния не является распространенным.

Во всем мире лучше всего себя зарекомендовали и чаще встречаются на средних и крупных предприятиях шестивальцовые дробилки. Вальцы в них расположены попарно. В первой паре работают вальцы предварительного дробления (после них все зерна должны быть раздроблены). Во второй - вальцы для отделения шелухи (крупка, оставшаяся на шелухе должна быть отделена, шелуха при этом остается целой). В третьей - вальцы для получения крупки (они должны быть настроены таким образом, чтобы измельчать эндосперм в крупку, а не в муку).

Качество су ...........