Основы пивоварения - книга

В зависимости от методов брожения (низовое или верховое) сусло охлаждают до температуры 6-7 или 14-16 °С.

Способы и технологические приемы ох-лаждения и осветления сусла Различают такие способы осветления сусла как седиментация под действи-ем силы тяжести (отстаивание), при которой разделение осуще-ствляется благодаря разнице между относительной плотностью жидкой и твердой фаз, и седиментация под действием центро-бежной силы, которая превышает силу тяготения в 3000-4500 раз (для современных сусловых сепараторов), вследствие чего скорость оседания тонких суспензий значительно повышается.

Для подготовки сусла к брожению применяют комби-нированную установку, состоящую из двух аппаратов: первый для удаления грубых взвесей (осадка) и второй для охлаждения сусла до заданной температуры брожения. Таким образом, охлаждение сусла производят в две стадии.

Первая стадия - охлаждение горячего сусла до 60-70 °С - обычно может про-исходить, например, в отстойном (осадочном) аппарате и продолжается 1,5-2 ч, т.е. сравнительно медленно. Он представ-ляет собой стальной цилиндрический резервуар с плоским, слег-ка наклонным дном и сферической крышкой. В крышке аппарата установлена вытяжная труба, под которой укреплен распределительный конус. Для охлаждения сусла служит стальной змеевик, размещенный внутри резервуара. Для декантации охлажденного и осветленного сусла в аппарате имеется шарнирно закреплен-ный подвижный трубопровод с поплавком.

Время нахождения сусла в отстойном аппарате сократить нельзя, так как для осаждения грубых горячих осадков необходимо не менее 2 ч. В отстойном чане, который пришел на смену холодильной тарелке, уже использовался охлаждающий элемент, заполняемый проточной водой. По нему тонким слоем, самотеком, стекало сусло. В этой системе начала использоваться система аэрации сусла стерильным воздухом.

После спуска сусла из отстойно-го аппарата отстой направляют по закрытому трубопроводу в закрытый сборник, из которого сжатым воздухом подают в фильтр-пресс. Отстойное сусло стерилизуют, охлаждают и затем направляют в бродильный аппарат, добавляя его к основному суслу.

Для осветления сусла используют также центробежные сепа-раторы, которые позволяют быстро получить прозрачное сусло и сократить потери экстракта с отстоем. Сепаратор работает на принципе применения центробежных сил, за несколько секунд отделяя взвеси от сусла. Особое внимание при работе с сепаратором специалисты настоятельно рекомендуют уделять центровке его ротора. Частота вращения ротора должна строго соответствовать величине, указанной в паспорте оборудования. Кинетическая энергия вращающегося ротора чрезвычайно велика, если он сорвется - последствия могут быть очень серьезными. При появлении вибрации, стука или резком изменении частоты вращения ротора сепаратор немедленно останавливают.

Наиболее приемлемой технологией сегодня, по мнению специалистов, является процедура осветления пивного сусла в вирпуле (гидроциклоне). В нем отделение белкового и хмелевого осадков достигается гидродинамическим воздействием.

Аппарат представляет собой большой закрытый резервуар с плоским, но несколько наклон-ным днищем. Горячее сусло подается в аппарат с одной или двух сторон тангенциально направленной струей со скоростью 10 м/с и закручивается. Сусло приходит во вращательное движение. Возникшая центробежная сила собирает взвеси и хлопья белка в центре емкости, где образуется осадочный конус. Этот эффект иногда называют «эффектом чашки чая» - точно так же в центре чашки после помешивания собираются частичек заварки. Впервые он был применен в пивоварении еще несколько десятилетий назад. Сегодня это наиболее простой и действенный метод удаления скоагулировавшего белка из сусла.

В данном аппарате на осветление сусла уходит около 20 мин. Вообще же нормальным временем осветления считается интервал в 40 мин. После того как твердые частицы осядут, сусло становится прозрачным (осветленным). Оно откачивается сверху - по мере увеличения его прозрачности. Достоинством гидроциклона является стерильность процесса, так как в аппарат поступает горячее сусло и выходит из него с температурой 90 °С.

Вторая стадия - быстрое охлаждение с 70-60 до 6-16 °С - осуществляется в автоматизированном закрытом пластинчатом теплооб-меннике. Он удобен в обслуживании и эффективен.

Такой охладитель состоит из тонких штампованных стальных пластин, нанизанных на две продольные опорные стойки. На каждой пластине расположены резиновые уплотнители-прокладки. Когда стопа пластин сжимается вместе (при помощи опорной плиты и винтового зажима), она образует единый пакет (блок). Отверстия в пластинах и уплотнители располагаются таким образом, что в пакете охладителя образуются две системы каналов. По одной идет сусло, по другой - солевой раствор или вода. Приблизительно две трети блока охлаждается водой, одна треть - рассолом.

После охлаждения производится аэрация сусла - не-посредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения в него впрыскивается стерильный воздух, необходимый для дрожжевых клеток.

В зависимости от сорта пива потери экстракта в варочном цехе составляют от 2,6 до 2,8 %, а потери в пивной и хмелевой дробине (к объему горячего сусла) на стадии осветления и ох-лаждения сусла -- от 5,5 до 7,0 %, в том числе 4 % - мнимые потери объема в результате сжатия сусла при его охлаж-дении от 100 до 20 °С.

Для более полного удаления белков из сусла могут использоваться осветлители сусла типа «ирландского мха» (изготавливаются из морских водорослей). Они добавляются за 10-15 мин до конца кипения в сусловарочный котел или уже при перекачке сусла в гидроциклон.

Для добавочного осветления сусла также могут использоваться силиказоли кремниевой кислоты. Они связывают белковые соединения в гидрогель.

Силиказоли добавляются не только в охмеленное сусло, но и после завершения сбраживания, перед началом холодной стабилизации пива или перед фильтрацией. Необходимое количество силиказолей берется из расчета 50 см³ золя на гектолитр пива.

Превращения при охлаждении и осветле-нии сусла В сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состоянии грубого осадка и тонких взвесей (суспен-зий). При понижении температуры они осаждаются. Крупные взвеси осаждаются на протяжении всего процесса охлаждения сусла. Тонкий осадок образуется при снижении температуры до 6-7 °С.

Грубый осадок адсорбирует в значительных количествах железо, медь и другие тяжелые металлы и тем самым предохраняет от их вредного действия дрожжи и пиво, в котором они могут быть причиной коллоидного помутнения.

С понижением температуры (ниже 60 °С) прежде прозрачное сусло начинает мутнеть. Часть веществ, которые хорошо растворялись в горячем сусле, стано-вятся нерастворимыми и выделяются в холодном сусле. Насту-пающее помутнение обусловлено наличием мельчайших частиц диаметром примерно 0,5 мкм. Тонкий осадок на 35 % состоит из ду-бильных веществ и на 65 % из в-глобулина.

Особенно важно выделить из сусла белково-дубильные соединения. Если белково-дубильные соединения остаются в сусле, поступающем на брожение, то сусло приобретает опалесцирующий или мутный вид. При попадании этих соединений в аппараты дображивания в пиве возникает помутнение, которое трудно устранить.

При высоких температурах кислород расходуется на окис-ление органических веществ (мальтозы, глюкозы, фруктозы, азотистых соединений, горьких веществ и хмелевых смол, тани-на). При окислении глюкозы образуется глюконовая кислота, при окислении фруктозы -- муравьиная, щавелевая и винная кислоты. В течение 1 ч 1 дм³ сусла способен химически связать 6,4 мг кислорода.

При высоких температурах (85 °С) химически связывается в 5 раз больше кислорода, чем при средних температурах (45 °С). Ниже 40 °С практически никакого окисления в сусле не происходит. Вследствие окислительных процессов сусло стано-вится несколько темнее, а хмелевой аромат и хмелевая горечь значительно ослабляются.

Растворение кислорода, необходимого для дрожжей, возможно лишь при низкой темпера-туре, в сусле оно начинается с температуры ниже 40 °С.

Сусло с температурой 20-40 ^оС является благоприятной средой для инфицирующей микрофлоры, так как эти условия наиболее оптимальны для размножения вредных для пива микроорганизмов (сарцин, уксуснокислых, молочнокислых и др. бактерий. При брожении, когда в сусло будут введены дрож-жи, возможность инфицирования уменьшается. Для предотвра-щения инфицирования сусло нужно быстро охладить до устано-вочной, начальной температуры брожения 6-7 °С.

Охлаждение сусла сопровождается испарением некоторого ко-личества воды, что приводит к уменьшению его объема и по-вышению концентрации.

Начальная концентрация охлажденного пивного сусла, его кислотность и цветность должны соответствовать виду пива.

Контрольные вопросы.

1. Как производится подработка и дробление солода и несоложеного сырья?

2. Каковы отличия настойного и отварочного способов затирания?

3. Охарактеризуйте технологические режимы разных способов зати-рания?

4. Какие процессы протекают при затирании?

5. Охарактеризуйте основное оборудование, применяемое для фильтрования затора?

6. Каковы особенности кипячения сусла с хмелем?

7. Какие процессы протекают на данной стадии технологии производства пива?

3 СБРАЖИВАНИЕ ПИВНОГО СУСЛА И

ДОБРАЖИВАНИЕ ПИВА

Процессы при брожении пивного сусла В зависимости от температурных условий и применяемых рас дрожжей различают верховое и низо-вое брожение. Сбраживание сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание.

При главном брожении имеет место интенсивное сбраживание большей части сахаров сусла; в результа-те образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеоб-разные вкус и аромат, еще непригодное к употреблению. Дображивание характеризуется мед-ленным сбраживанием оставшихся сахаров, осветлением, созрева-нием пива и насыщением его диоксидом углерода. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается во вкусный ароматный напиток.

Во время главного брожения происходят биологические, биохими-ческие и физико-химические процессы.

К биологическим процессам относится размножение дрожжей. В пивном сусле содержатся все питательные вещества, необходи-мые для нормального размножения и развития дрожжей. Наибо-лее интенсивное размножение дрожжей происходит на начальной стадии главного брожения. Биомасса дрожжей уве-личивается в 3-4 раза.

Основным биохимическим процессом при главном брожении является превращение сбраживаемых сахаров в этанол и диоксид углерода. Большая часть экстракта сусла состоит из углеводов, в состав которых входят (%): фруктоза -- 1-3, глюкоза -- 8-10, са-хароза -- 2-6, мальтоза -- 38-50, мальтотриоза -- 11-19, мальтотетраоза -- 2-6, декстрины -- 14-22. Из них сбраживаются глю-коза, фруктоза, сахароза, мальтоза и мальтотриоза (примерно 75 %). Несбраживаемая часть экстракта представлена декстринами, белками и минеральными веществами.

Сбраживание сахаров происходит в определенной последовательности и обусловлено скоростью их проникновения в дрожжевую клетку. Быстрее всех сбраживаются фруктоза и глю-коза. Сахароза гидролизуется ферментом в-фруктофуранозидазой до глюкозы и фруктозы, которые также потребляются дрожжами.

Далее дрож-жи начинают потреблять мальтозу, которая под действием мальтазы расщепляется на две молекулы глюкозы. Мальтоза почти полностью сбраживается при главном брожении.

Мальтотриозу дрожжи сбраживают лишь частично при глав-ном брожении и медленно при дображивании. В сусле, богатом мальтозой, мальтотриоза ожет остаться несброженной.

Основными конечными продуктами спиртового брожения являяются этанол и диоксид углерода. Среди вторичных продуктов бро-жения в сусле находятся глицерин, уксусный аль-дегид, пировиноградная, уксусная, янтарная, лимонная и молоч-ная кислоты, ацетоин (ацетилметилкарбонал), 2,3-бутиленгликоль и диацетил. Преобладающие кислоты -- ук-сусная и янтарная, а также 2,3-бутиленгликоль и уксусный альдегид; в незначительных количествах -- ацетоин и лимонная кислота.

Сопутствующим процессом является образование из аминокислот высших спиртов, которые оказывают большое влияние на вкус и аромат пива. Это побочные продукты брожения.

Под действием эстераз дрожжей из альдегидов образуются слож-ные эфиры. В процессах эфирообразования также участвуют высшие спирты и кислоты.

Нежелательный компо-нент пива, придающий ему своеобразный медовый запах и при-вкус, - это диацетил. Он образуется дрожжами в начале главного брожения. В стадии дображивания и созревания молодого пива количество диацетила значительно уменьшается, так как с изменением условий он восстанавливается в ацетоин. Однако ацетоин, в свою очередь, может быть причиной так называемого подвального (затхлого) привкуса пива. Содержание ацетоина в пиве 1 мг/дм³ считают нормальным, но с повышением его со-держания от 2,3 до 5,3 мг/дм³ появляется затхлый привкус пива.

Образованию ди-ацетила способствуют все технологические приемы, сопровождающиеся переходом анаэробного процесса в аэробный,.

Все высшие спирты (пропиловый, изобутиловый, изоамиловый, амиловый, тирозол, триптофол) обладают характерным запахом и дают слож-ные эфиры, которые приобретают приятные, смягченные запахи, влияющие на образование аромата и вкуса пива. С изменением концентрации некоторых веществ запахи меняются и, входя в композицию в необходимом количестве, существенно улучшают общий аромат.

Сбраживание сусла сопровождается изменением рН. Началь-ное сусло при введении в него дрожжей имеет рН 5,3-5,6 (до 6,0), а молодое пиво -- рН 4,2-4,6. Понижение рН происходит вследствие образования углекислоты и органических кислот, главным образом, янтарной и молочной. Наибольшее понижение рН происходит на третий день брожения.

Значительно быстрее, чем рН, при брожении изменяется гН₂ (окислительно-восстановительный потенциал). В сбраживаемом сусле уменьшается количество продуктов окисления и накапливается количество продуктов восстановления, что и приводит к понижению гН₂. В охлажденном сусле гН₂ > 20. Как только начинается интенсивное брожение, гН₂ понижается до 10-11.

Большую роль в изменении гН₂ играют дрожжи. Они тормозят окислительные процессы, быстро поглощая растворенный в сусле кислород, расходуя его на обменные реакции. Выделяющийся диоксид углерода вытесняет кислород из сусла, что также замедляет окисление. При интенсивном брожении весь растворенный кислород потребляется дрожжами и гН₂ сни-жается до минимума, достигая 10.

Чем ниже величина гН₂ в процессе брожения, тем выше каче-ство получаемого пива. При высоком значении гН₂ сусло и моло-дое пиво становятся темнее, ухудшается вкус готового пива, может появиться муть.

Из других физико-химических процессов важное значение для брожения имеют коагуляция белковых веществ и пенообразова-ние. Коагуляции белковых веществ способствуют образование спирта, эфиров и понижение рН сусла. Белки частично денатурируют, частично теряют свой заряд и флокулируют. Происходит выделение некоторых фракций белков в виде крупных агрегатов с одновременной агглютинацией и осаж-дением дрожжей. В основном выделяются белковые вещества, изоэлектрическая точка которых близка к рН молодого пива. Осаждается также и часть тонких взвесей (белково-дубильные соедине-ния), которые поступили в бродильный аппарат с суслом.

Образующийся в ходе брожения диоксид углерода снача-ла растворяется в сбраживаемом сусле, а по мере насыщения сусла выделяется в виде газовых пузырьков, в результате чего формируется пена. На поверхности газовых пу-зырьков появляется адсорбционный слой поверхностно-активных веществ из белков, пектина и хмелевых смол. В процессе брожения сусла внешний вид пены изменя-ется: в определенный период она напоминает завитки. Основу для образования завитков создают коагулируемые белки и выделяемые хмелевые смолы, а их формирования -- диоксид углерода.

Дрожжи, используемые для производства пива Возбудителями брожения являются дрожжи - одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения. В производстве пива пивоварении используются эукариотные дрожжи верхового брожения Saccaromyces cerevisiae и низового брожения Saccaromyces carlsbergensis.

Дрожжи верхового брожения в конце брожения поднимаются на поверхность. Для них характерно взвешенное в сусле состояние. Поэтому их называют пылевидными. Дрожжи низового брожения после брожения оседают на дно танка плотным слоем. В сусле они собираются в виде хлопьев, поэтому их называют хлопьевидными. Эта способность дрожжей имеет важное практическое значение -- быстро осветляется пиво и появляется возможность собирать дрожжи из бродильных танков и многократно их использовать.

По степени сбраживания дрожжи делятся на высоко- и низко-сбраживающие.

В пивоварении пива наибольшее распространение получили штаммы низовых дрожжей: 776, 11, 41, 44, 8а (М) Н, 37 и др.

Штамм 776 -- дрожжи среднесбраживающие. Хорошо осветля-ют сусло, образуют плотный осадок. К качеству сырья нетребовательны.

Штаммы 11, Н -- дрожжи сильно- и быстросбраживающие. К качеству сырья неприхот-ливы. Флокуляционная способность хорошая. Вкус пива полный.

Штаммы 41, 44 -- дрожжи среднесбраживающие. Способность к агглютинации хорошая. Вкус пива чис-тый, мягкий.

Штамм 8а (М) -- дрожжи сильносбраживающие. Флокуляционная способность хорошая. Вкус пива чис-тый, мягкий.

Для отдельных сортов темного пива применяются специальные расы дрожжей верхового брожения.

Дрожжи должны отвечать следующим требованиям: иметь высокую бродильную активность, хорошо образовывать хлопья и осветлять пиво в про-цессе брожения, придавать пиву чистый вкус и приятный аромат.

Дрожжи чистой культуры, как правило, разводят в лаборатории предприятия. При этом необходимо обеспечить стерильность сусла.

Подготовка чистой культуры дрожжей к брожению сводится к накоплению их биомассы в количестве, необходимом для начала процесса бро-жения. Процесс разведения состоит из двух стадий: лабораторной и производственной.

Первая стадия начинается с пересева чистой культуры дрожжей из пробирки. При последовательном пересеве культуры объем сусла увеличивается каждый раз примерно в 5 раз: 20 см³ -- 100 см³ -- 500 см³ -- 2,5 дм³ -- 12 дм³ -- 60 дм³ -- 300 дм³.

Производственная стадия осуществляется в установке Грейнера, состоящей из стерилизатора сусла, бродильных цилин-дров, сосудов для посевных дрожжей и резервуара для предвари-тельного брожения.

Чистую культуру разводят следующим образом. В стерилизатор набирают горячее охмеленное сусло, кипятят и охлаждают до 8-12 °С. Долее сусло направляют в бродильный цилиндр, куда переносят разводку чистой культуры дрожжей после пятого пересева.

Сбраживание сусла продолжают в течение 3 сут. При этом дрожжи размножаются и их биомасса увеличивается. После брожения из цилиндра отбирают часть разводки дрожжей (10 дм³) в сосуд для посевных дрожжей, где она хранится до следующего пересева. Основную часть разводки дрожжей из цилиндра перека-чивают в резервуар предварительного брожения, куда подают за-водское охмеленное сусло температурой 9 ^оС. В резервуаре предва-рительного брожения дрожжи размножаются также в течение 3 сут.

На следующих циклах бродильные цилиндры, освобожденные от дрожжей, заполняют стерильным суслом из стерилизатора и за-севают дрожжами, хранящимися в сосудах (10 дм³). Процесс раз-множения дрожжей в аппарате конструкции Грейнера повторяют многократно до обнаружения в дрожжах посторонней микро-флоры.

Сброженная биомасса из резервуара предварительного броже-ния поступает в бродильный аппарат вместимостью 1000 дм³, куда доливают 300 дал заводского охмеленного сусла, а через 12 ч -- еще 400 дал. Через 36 ч забродившее сусло можно вносить в качестве дрожжей в аппарат главного брожения. Осевшие при броже-нии семенные дрожжи снимают, промывают холодной водой и используют в производстве.

Каждый оборот дрожжей называется генерацией. На практике семенные дрожжи после пред-варительной подготовки используются до 10 генераций.

Повторно ис-пользуемые генерации дрожжей должны удовлетворять следую-щим требованиям: количество мертвых дрожжевых клеток должно быть не выше 5 %; наличие посторонних бактериальных клеток -- не выше 0,5 %; упитанность дрожжевых клеток по гликогену -- не ниже 70 %; наличие диких клеток дрожжей -- не допускается.

Семенные дрожжи после брожения направляются в дрожже-вое отделение, где их обрабатывают на вибросите для отделения крупных хлопьев белковых веществ и хмелевых смол, а затем тщательно промывают холодной водой температурой 1-2 ^оС. В результате освобождения от слизистых веществ, обволакивающих поверхность клеток, повышается проницаемость клеточных оболочек.

Ежедневный уход за дрожжами заключается в смене воды и поддержании в сборнике температуры 1-2 °С. В таких условиях под слоем холод-ной воды дрожжи могут сохраняться в хорошем состоянии в тече-ние 3-4 сут.

Для удаления посторонней микрофлоры дрожжи обрабатывают слабым раствором серной, молочной, фосфорной или др. кислот.

При использовании для введения в сусло семенных дрожжей предварительно производят так называемое разбраживание дрожжей. Для этого отобранные для введения семенные дрожжи смешивают в специальном аппарате с холодным пивным суслом из расчета от 2 до 6 л сусла на 1 дм³ дрожжей. Сусло с дрожжами перемешивают мешалкой или продувают стерильным воздухом.

После перемешивания сусло оставляют на 1-3 ч для разбражи-вания при температуре, не превышающей установочной темпе-ратуры брожения (6 °С). Оптимальной продолжительностью разбраживания считается такая (2-3 ч), при которой начинается интенсивное почкование дрожжей, а количество образовавшегося спир-та достигает 0,3 %.

Затем сусло с дрожжами вводят в сусло, находящееся в бродильном танке. Бродильный аппарат за-полняют суслом в 2-3 приема. Заполнение считают закончен-ным, когда в нем остается незаполненным 10-15 % объема.

Главное брожение Процесс брожения зависит от ряда факторов: способа сбражи-вания, состава сусла, температуры брожения, величины бродиль-ного аппарата, но наибольшее значение имеет штамм дрожжей, от которого зависят вкус и аромат готового пива. Наиболее пригод-ными считаются быстро сбраживающие дрожжи, которые обеспечивают хорошее осветление и мягкий чистый вкус пива.

Главное брожение протекает в несколько стадий. Они отлича-ются друг от друга и характеризуются изменением внешнего вида поверхности бродящего сусла, изменением температуры, пониже-нием экстрактивности сусла и степенью осветления молодого пива.

Первая стадия брожения, характеризующаяся образованием на поверхности сусла нежно-белой пены, называется забелом. Через 15-20 ч после задачи дрожжей появляются первые признаки бро-жения. Становится заметным выделение углекислоты и появление нежно-белых пузырьков пены. Сначала пузырьки пены появляют-ся по краям сусла. У стенок бродильного чана образуется валик белой пены. Затем постепенно вся поверхность сусла затягивается равномерным слоем белой пены. К концу первой стадии брожения в пене начинают появляться незначи-тельные выделения хмелевых смол и белковых веществ. Экстрактивность сусла снижается с 0,2 до 0,5 % в сутки.

Начальная стадия брожения продолжается 1-1,5 сут и характе-ризуется главным образом размножением дрожжей.

Вторая стадия брожения - это период низких за-витков. Выделение пузырьков углекислоты становится более интенсивным, что обусловлено полноценностью питательной среды для дрожжевых клеток. Стадия характеризуется образованием густой, белой, компакт-ной, поднимающейся пены, которая по внешнему виду представ-ляет собой завитки красивой формы. За счет усиленного выделения хмелевых смол завитки окрашиваются в желто-коричневый цвет.

Продолжительность стадии 2-3 сут. Экстрактивность сусла также понижается на 0,5-1,0 % в сутки.

Третья стадия, называемая стадией высоких завитков, харак-теризуется наибольшей интенсивностью брожения. Спиртовое брожение сахаров приводит к повышению темпе-ратуры сбраживаемой среды, так как при сбраживании 1 кг са-хара выделяется 628 кДж тепла. В результате на 4-е или 5-е сутки пенообразование усиливается. Пена становится рыхлой, силь-но поднимается вверх, и завитки достигают наибольшей величи-ны. Поверхность пены приобретает характерный коричневый цвет. Убыль экст-ракта в сутки достигает 1-1,5 %. Стадия продолжается 3-4 сут.

Четвертая стадия -- стадия опадания завитков -- характеризуется постепенным опаданием пены, хлопьеобразованием дрожжей, исчезновением завитков, в ре-зультате чего поверхность сусла покрывается тонким слоем ко-ричневой пены, называемой покрышкой или декой. Опадание завитков продолжается двое суток. Экстрактивность сбраживаемого сусла понижается на 0,5-0,2 % в сутки. Оседание дрожжей приводит к пре-кращению брожения и осветлению пива. Процесс главного бро-жения считается законченным. Полученный к концу этой стадии продукт называют молодым пивом.

Для поддержания температуры на оптимальном уровне внутри бродильных аппаратов имеются стационарные или переносные змеевики, через которые пропускают холодную воду (0,5-1 ^оС) или рассол.

Технологические режимы главного брожения Главное брожение осуществляют в закрытых и открытых цилиндрических бродильных аппаратах (танках с коническим днищем) из нержавеющей стали, алюминия или железобетона.

Наиболее распространены закры-тые танки цилиндрической формы. В таких бродильных танках вся дека при перекачивании пива в лагерные танки остается на верхней сферической части и стенках. Все современные пи-воваренные заводы оборудуют такими бродильными танками.

Для удобства эксплуатации бродильные танки монтируют на специальных подставках на высоте 50-60 см от уровня пола. Бро-дильные танки немного наклоняют в сторону спускных отверстий, для того чтобы пиво полностью стекало с дрожжей, а также для лучшего спуска дрожжей и смывных вод.

Заполнение и опорожнение таких аппаратов производят снизу. Вместимость одного бродильного аппарата и одного аппарата для дображивания подбирают с учетом объема сусла или моло-дого пива, получаемого от одного или двух заторов. Число аппа-ратов определяют в зависимости от числа варок в сутки и про-должительности процессов главного брожения, дображивания и созревания.

Ведение главного брожения включает такие основные тех-нологические операции, как наполнение бродильных аппаратов суслом, введение в сусло дрожжей, сбраживание сусла, перека-чивание молодого пива на дображивание и отъем дрожжей. Процесс осуществляют периодическим или полунепрерывным способом.

Охлажденное до необходимой температуры брожения (5-7 ^оС) начальное сусло поступает в бродильный аппарат предварительного брожения. Это необходимо для получения сусла однородного состава и улучшения процесса брожения за счет час-тичного выпадения в осадок белков и других веществ. По истече-нии 20-24 ч забродившее сусло перекачивают в бродильные тан-ки, не трогая образовавшийся на дне чана осадок.

В сусло на пути его следования вводят дрожжи в виде технически чистой культуры или семенных дрожжей из расчета 0,4-0,7 дм³ на 100 дм³ сусла. Задаваемые дрожжи должны быть свежими, хорошо промытыми, с приятным запахом, светлыми и обладать нормальной бродильной способностью.

Дрожжи поступают в суслопровод под давлением или засасываются потоком сусла (тип инжектора).

На многих заводах дрожжи с холодным суслом перемешивают в монжю путем продувания стерильным воздухом, или диоксидом углерода, или механическим перемешиванием. Различают два ре-жима брожения: холодное (дрожжи вносят при 5-6 °С, макси-мальная температура 8-9 °С и конечная 4,5-5,5 °С) и теплое (дрожжи вносят при 9 °С, максимальная температура 12-13 °С и конечная 6-7 °С).

Температура при брожении не должна подниматься выше установленной. Необходимо своевременно установить момент начала охлаждения. Охлаждение сусла раньше установленного срока вызывает ослабление деятель-ности дрожжей.

Запоздалое охлаждение также нежелательно, так как при этом будет сброжено больше экстракта, поэтому для дображивания и нормального насыщения пива диоксида углерода останется недо-статочно.

Во время главного брожения выделяется большое количество СО₂. На многих пивоваренных заводах, где брожение ведут в зак-рытых танках, СО₂, образующийся при брожении, собирают и ис-пользуют для промышленных целей.

К концу брожения дрожжи оседают на дно. Из-за горького вкуса осевшую пену обязательно удаляют с поверхности сусла. Осветлившаяся жидкость называется молодым пивом, оно не является товарным продуктом. В нем, помимо этилового спирта и углекислого газа, накапливается ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата. Процесс главного брожения завершается за 7-10 сут (для пива «Жигулевское» - 7 сут).

Для получения пива хорошего качества молодое пиво должно быть выброжено так, чтобы для процесса дображивания в нем осталось около 1-1,5 % сбраживаемых угле-водов.

Показатели качества сусла На практике окончание главного брожения определяют по видимому содержанию сухих веществ в молодом пиве.

Основным показателем, характеризующим окончание главного брожения, является степень сбраживания. Степенью сбраживания V, %, называется количество сброженного экстракта сусла, выражен-ное в процентах, к содержанию сухих веществ исходного сусла

V = [(Е - е) * 100] / Е, (4)

где Е -- содержание сухих веществ в исходном сусле по сахариметру, %; содержание сухих веществ в молодом пиве по сахариметру, %.

Различают кажущееся (видимое) и действительное содержание экстракта. Видимый экстракт определяют в продукте при наличии в нем спирта и углекислоты, а действительный -- после удаления последних по относительной плотности пикнометрическим методом.

Величина видимого экстракта сбраживаемого сусла и пива всегда меньше величины дей-ствительного экстракта, так как сахарометр погружается в спиртосодержащей жидкости глубже и соответственно показывает величину меньше действительной. Приближенно V_д = 0,81 V_вид.

Для качества готового пива большое значение имеет достижение конечной степени сбраживания (выс-шей видимой степени сбраживания), которая наступает при пол-ном сбраживании всех сбраживаемых сахаров.

Степень сбраживания готового пива должна приближаться к конечной степени сбраживания, так как при содержании сахаров в нем легко развиваются дрожжи и бактерии. Кроме того, высокое содержание несброженного сахара обусловливает слабость пива, что для большинства сортов пива нежелательно.

Три степени сбраживания (конечная, молодого и готового к выпуску пива) должны находиться в определенном соотношении между собой. Видимая степень сбраживания молодого пива должна быть на 10-15 % меньше степени сбраживания готового пива, а степень сбраживания готового пива при розливе -- мень-ше конечной степени сбраживания на 3-5 %.

Перекачиваемое в отделение дображивания молодое пиво должно содержать определенное количество сбраживаемого экстракта (около 1 %), чтобы во время дображивания достига-лось нормальное насыщение пива диоксидом углерода.

Для биологической стойкости получаемого пива большое зна-чение имеет разница между конечной степенью сбраживания и степенью сбраживания пива. Если между ними будет большая разница, то микроорганизмы (дрожжи и бактерии) на-ходят в разлитом пиве сбраживаемые вещества и размножаются в нем, вызывая помутнение. При приближении степени сбраживания к высшему пределу получается более стойкое пиво.

О протекании главного брожения можно судить по накопле-нию основного продукта брожения -- спирта и выделению диокси-да углерода, но в производстве с этой целью определяют убыль экстрактивных веществ в сбраживаемом сусле.

Данные о сбраживании экстракта и накоплении спирта в ходе главного брожения приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Изменение основных показателей сусла во время главного брожения

Главное брожение считается законченным, если произошло осветление молодого пива, а за сутки сброжено 0,15-0,2 % экстракта сусла.

Более точно окончание главного брожения устанавливают по достижении необходимого видимого экстракта, определяемого в молодом пиве по сахариметру. Длительность главного брожения зависит от экстрактивности сусла и температуры брожения. При холодном способе продолжительность брожения сусла с экстрактивностью 11-13 % составляет 7-8 сут, 14-20 % -- 9-12 сут.

Дображивание пива Оно способствует окончательному формированию потребительских достоинств пива. Для этой операции молодое пиво перекачивают в герметично закрывающиеся металлические танки лагерного цеха, внутренняя поверхность которых покрыта специальным лаком.

При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают ха-рактерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая го-речь (происходит коагуляция хмелевых смол). Вкус пива становится мягче, нежнее. В результате дображивания остаточного экстракта несколько возрастает крепость пива и происходит его осветление.

При дображивании и выдержке пива в основном протекают те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно. Уменьшение скорости биохимических процессов обусловлено в основном более низкой температурой и меньшим количеством дрожжевых клеток в единице объема сбраживаемого продукта, так как основная масса дрожжей удаляется из него после окончания главного брожения.

По мере дображивания окислительно-восста-новительный потенциал пива понижается: через 2-3 нед добра-живания гН₂ пива с 22 снижается до 10-11. В этот период проис-ходят внутримолекулярное окисление многих неустойчивых ве-ществ и образование тонкой окислительной мути, трудно удаляе-мой методом фильтрования. Поэтому стремятся удалить эту муть естественным путем, т.е. осветлением. Осветление является вто-рой фазой дображивания и выдержки пива и заключается в том, что оседающие дрожжи сорбируют белковую муть и другие взвеси, увлекая их на дно лагерного танка.

Цель дображивания -- карбонизация пива, т.е. насыщение пива СО₂ -- важнейшей составной частью пива, которая придает пиву приятный и освежающий вкус, способствует пенообразова-нию, предохраняет пиво от соприкосновения с кислородом возду-ха, служит консервантом, подавляя развитие посторонних и вред-ных микроорганизмов.

Молодое пиво после главного брожения содержит около 0,2 % растворенной углекислоты, а готовое пиво -- не менее 0,35-0,40 %.

При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпа-дением в осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белко-вую муть и другие взвеси. Также происходят коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ.

Взаимодействие различных первичных и вторичных продуктов главного и побочных процессов приводит к образованию новых веществ, обусловливающих вкус и аромат зрелого пива.

Молодое пиво поступает по пивопроводу в аппарат для дображивания са-мотеком или подается центробежным насосом, если бродильное отделение находится на одном уровне с отделением дображива-ния пива.

Наполнение аппаратов производится только снизу. Благодаря этому образуется меньше пены и теряется мало диоксида угле-рода. До половины объема аппараты заполняют быстро, а затем вследствие образования пены наполнение производят с переры-вом и после почти полного заполнения слегка шпунтуют.

Аппараты заполняют постепенно, в несколько приемов в те-чение 1-2 сут. При этом молодое пиво распределяют равномер-но сразу в несколько аппаратов для дображивания. Молодое пиво следующих очередных варок распределяют по тем же аппа-ратам. Такой метод заполнения позволяет выравнивать качество пива, получать более однородный по вкусу, цвету и химическому составу продукт. Однако в течение 2 сут аппарат должен быть заполнен: в незаполненном аппарате повышается опасность инфицирования пива и создаются неблагоприятные условия для насыщения пива диоксидом углерода вследствие его улетучивания.

Аппараты для дображивания наполняют на 0,98-0,96 их вме-стимости, оставляя 0,02-0,04 вместимости незаполненной (газо-вое пространство).

При заполнении аппаратов пивом шпунтовое отверстие слегка закрывают и оставляют в таком виде до шпунтования.

Под шпунтованием понимают поддержание определенного избыточного давления, под которым должно находиться дображиваемое пиво. Прибор, поддерживающий заданное давление в аппарате для дображивания и удаляю-щий из него избыток диоксида углерода в помещение, называют шпунтаппаратом.

Шпунтование заполненных аппаратов производят спустя не-сколько дней (1-3) после заполнения, когда весь воздух, нахо-дящийся над поверхностью пива, будет вытеснен диоксидом угле-рода, образующимся в ходе дображивания, и таким образом создадутся полностью анаэробные условия. При немедленном шпунтовании над пивом еще остается большое количество возду-ха, который при повышенном давлении будет растворяться в пиве, а содержащийся в нем кислород оказывать неблагоприятно» влияние на процессы созревания пива.

К шпунтовому штуцеру аппарата присоединяют шпунтаппарат, который отрегулирован на определенное избыточное давление (от 0,03 до 0,06 МПа) в зависимости от температуры дображивания и прочности аппарата. При низкой температуре шпунтаппарат устанавливают на более низкое давление, а при повышенной температуре и наиболее коротком сроке дображивания пива -- на более высокое. Показания шпунтаппарата зависят от выделения диоксида углерода, характеризующего интенсивность сбраживания остаточного экстракта.

В ходе дображивания наблюдают за давлением в аппаратах, осветлением пива и температурой в отделении дображивания. При нормальных условиях дображивания оптимальное шпунто-вое давление достигается через 6-10 сут. Если дображивание протекает медленно, вяло, то в дображиваемое пиво из бродиль-ного аппарата вводят 5 % пива, находящегося в начальной ста-дии высоких завитков и содержащего большое количество сбраживаемых сахаров и энергично бродящих дрожжей.

Дображивание пива проводят при температуре от 0 до 2 °С в течение 11-100 сут в зависимости от сорта. Продолжи-тельность дображивания составляет 21 сут для пива «Жигулевское» и 90 сут для пива «Портер».

За 1-2 сут до окончания установленного срока созревания отбирают пробы из аппаратов, предназначенных к розливу, и определяют химические показатели пива, характеризующие его качество (содержание алкоголя, диацетила, кислотность, цвет-ность и др.) а также видимую и действительную степени сбраживания. Если пиво по химическим показателям удовлетворяет требованиям стандарта, то производственная лаборатория выдает паспорт и дает разрешение на его розлив. При наличии каких-либо отклонений пиво оставляют в отделении дображивания для дальнейшего созревания или соот-ветствующей обработки.

Контрольные вопросы.

1. Какие биологические, биохими-ческие и физико-химические процессы происходят при главном брожении?

2. В чем заключается подготовка чистой культуры дрожжей к брожению?

3. Что такое семенные дрожжи?

4. Как целесообразно проводить стадию главного брожения?

5. Каковы особенности стадии дображивания пива?

6. За счет чего молодое пиво превращается во вкусный и ароматный напиток?

4 ОСВЕТЛЕНИЕ И РОЗЛИВ ПИВА

Осветление пива Для придания товарного вида пива и желаемой прозрачности после дображивания и созревания его осветляют с помощью сепа-рирования или фильтрования. Фильтрацию предусматривают для повышения сроков реализации, так как при долгом хранении находящиеся в нефильтрованном пиве дрожжи (а именно они служат накопителями биологически активных веществ - биотина и др.) продолжают накапливать биомассу. В силу этого пиво становится непрозрачным, на дне появляется сероватый осадок, изменяется аромат пива. В конечном счете пиво теряет свой эстетический вид.

Чтобы предотвратить это, пиво подвергают очистке от дрожжей с помощью фильтрации. При этом напиток частично теряет углекислоту и часть сухих веществ. Но после фильтрования в пиве остаются витамины и ферменты, улучшающие самочувствие и пищеварение. Фильтрованное пиво называют «живым» из-за свойства положительно влиять на обмен веществ. «Живое» пиво хранят при температуре 10-12 ^оС. Срок его реализации до 30 сут.

Предварительная фильтрация пива осуществляется на кизельгуровых фильтрах с горизонтальными элементами. При этом из пива удаляют нахо-дящиеся во взвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых ме-таллов и различные микроорганизмы.

В качестве фильтрующего слоя в этих фильтрах применяется кизельгур, представляющий собой тонкий порошок известнякового происхождения. В зависимости от применяемой марки кизельгура можно обеспечить требуемую степень фильтрации.

Окончательное стерильное фильтрование (холодная фильтрация) осуществляется на пластинчатых фильтрах, где расходным материалом является фильтр-картон. Это необходимо для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении.

В процессе осветления пиво теряет значительную часть диоксида углерода, поэтому допускается дополнительная его карбонизация перед розливом путем продувки через пиво диоксида углерода. Последующяя выдержка составляет 4-8 (до 12 ч) для ассимиляции углекислоты.

Затем пиво направляют на розлив.

Розлив пива Характерная для пивных заводов высокая производительность предъявляет особые требования к оборудованию линий розлива. Все части линии должны четко взаимодействовать, обеспечивая безостановочную работу. Оптимальным решением является объединение в одном автомате блоков, выполняющих различные функции. Моноблоки SRT серии «Ополаскиватель - розлив - укупорка», например, разработанные и произведенные в Италии компанией ФРУКТОНАД ГРУПП, соответствуют всем требованиям, предъявляемым к линиям розлива пива. Основные преимущества моноблоков этой серии - это компактность, синхронизация, гибкость и экономическая эффективность.

Пиво - живой продукт. Поэтому оно требует высокой культуры производства и технологической дисциплины. Что же касается оборудования для розлива пива, то качество его исполнения должно обеспечивать микробиологическую чистоту и возможность быстрой и качественной промывки и дезинфекции. Все модели моноблоков SRT с одинарным или двойным вакуумированием изготовлены из нержавеющей стали 304 и 316, стальных ...........