Технология производства пива

ВВЕДЕНИЕ

Алкогольные и слабоалкогольные напитки - не предмет первой необходимости, но они реально существуют уже многие тысячелетия.

Пиво - старинный слабоалкогольный ячменно-солодовый напиток, обладающий приятной горечью, ароматом хмеля, способностью вспениваться при наполнении бокала и долгое время удерживать на поверхности слой компактной пены. Пиво относится к слабоалкогольным напиткам. Слабоалкогольными называют напитки, содержащие не более 7% этилового спирта.

Благодаря приятному вкусу, тонизирующему жаждоутоляющему действию, пиво пользуется большим спросом у населения. Являясь слабоалкогольным напитком, пиво во многих странах выступает соперником крепких алкогольных изделий.

В зависимости от сорта пиво содержит 4-10% легкоусвояемых питательных веществ, главным образом углеводов, небольшое количество аминокислот и другие продукты расщепления белка, а также минеральные вещества. Кроме того, в нем содержится 1,5-7% спирта, до 0,4% углекислого газа, горькие и дубильные вещества хмеля, органические кислоты.

Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом. Вследствие насыщенности углекислым газом и содержания небольшого количества этилового спирта пиво не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека. Являясь хорошим эмульгатором пищи, оно способствует более правильному обмену веществ и повышению усвояемости пищи. К тому же, экстракт пива весьма легко и полно усваивается организмом. В пиве содержится В₂-рибофлавин, Н - биотин, В₆ - пиридоксин и значительно больше витамина РР - ниацина. Пиво повышает аппетит. Калорийность I л пива находится в пределах 1675-3350 кдж (400-800 ккал). Правда, только около половины этой калорийности приходится на углеводы и белки, а половина на спирт. Обладая определенной питательной ценностью и приятным характерным вкусом, пиво как напиток имеет весьма большое распространение.

История пивоварения. Пивоварение является старейшим производством. По клинообразным письменам древних вавилонян на камне и глине ассириологи установили, что в Вавилоне варили пиво за 7000 лет до н.э. Там были известны 16 сортов пива и употреблялись для варки пива, ячменный солод и пшеница. Статьи законов также подтверждают высокое развитие искусства пивоварения в Вавилоне: существовали законоположения, определявшие содержание экстракта в пиве и цену пива.

Египтяне за 2000 лет до н.э. уже умели приготовлять пиво из ячменя. Знаменитые пивоварни были в Пелузии, при устье Нила.

Знания о пивоварении и умение приготовлять пиво из Египта распространились по северо-африканским странам, а также и на юг, к эфиопам. Эфиопы и в настоящее время приготовляют пиво по древневавилонскому способу. Искусство вавилонского пивоварения проникло и к народам, населявшим Кавказ.

Таким образом, зародившееся в древнем Вавилоне пивоварение распространилось в древнем Египте, Персии, Греции, Риме, Испании, Франции и других странах Европы. При этом пиво уже в древние времена изготовлялось из солода, но без применения хмеля, представляя собой сброженную сильнокислую бражку. Для придания характерного аромата и вкуса в глубокой древности к пиву прибавлялись различные травы - полынь, люпин, богульник, шафран и другие.

Впервые производство охмеленного напитка - прототипа современного пива - возникло в Сибири и юго-восточной части России, являющихся родиной хмеля. Применение хмеля является важным открытием, так как составляет основу современной технологии пива.

В IX в. пиво получило довольно широкое распространение в России. С этого времени для его приготовления начали применять солод. В XI-ХП вв. в Киевской и Новгородской Руси применение процессов брожения находит широкое распространение.

Сначала пиво готовилось лишь для домашнего потребления, но по мере развития товарного хозяйства оно становится предметом обмена и приготавливается уже в размерах, превышающих потребность одной семьи. Начинается процесс выделения пивоварения в самостоятельный промысел.

Таким образом, на протяжении нескольких тысячелетий люди постепенно, путем неустанного наблюдения научились руководить трудно постигаемыми процессами, происходящими при солодоращении, ферментативном осахаривании крахмала (затирании) и брожении. Однако, несмотря на то, что производство пива осуществлялось в довольно широких масштабах, успех его зависел от случая или искусства мастера, обладавшего многолетним опытом.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Рынок пива в России

Критериями современного состояния рынка пива могут служить: состояние источников наполнения рынка товарами; соотношение спроса и предложения, которое, в свою очередь, определяет насыщенность рынка товарами; степень удовлетворения спроса, широту, полноту и структуру ассортимента; качество товаров.

Источниками наполнения рынка товарами являются отечественное промышленное и сельскохозяйственное производство, а также импорт товаров, состояние которых определяет полноту и характер предложения.

Если отечественное производство не удовлетворяет полностью спрос в силу недостаточного развития или спада, то это приводит к дефициту товаров или увеличению удельной доли импортных товаров. Для современного состояния потребительского рынка пива характерны спад отечественного производства и увеличение доли импортных товаров в структуре ассортимента.

Вытеснение с рынка отечественных товаров импортными вызвано двумя основными причинами. Во-первых, - это низкая конкурентоспособность отдельных российских товаров вследствие плохого качества упаковки и маркировки (внешне многие импортные товары превосходят отечественные), а иногда и качества самих товаров, недостаточности или полного отсутствия рекламы и других средств информации о товаре, слабоналаженных каналов распределения, повышенных цен. Во-вторых, сказывается былая привлекательность импортных товаров, закупаемых централизованно через государственные внешнеторговые организации, хотя в последние годы качество импортных товаров, поступающих на наш рынок, резко снизилось. По данным Госторгинспекции, бракуется от 30 до 80% партий импортных товаров.

Несмотря на спад отечественного производства, насыщенность рынка пива товарами постоянно растет не только за счет импорта товаров, но и вследствие падения платежеспособного спроса.

В условиях насыщенного рынка качество отечественных товаров постепенно улучшается, так как производители товаров начинают осознавать, что качество - один из важнейших критериев конкурентоспособности товаров. Однако, такое осознание пришло еще далеко не ко всем производителям, что оказывает негативное влияние на имидж российских товаров в целом.

Перспективы развития потребительского рынка пива связаны с мерами государственного регулирования сферы торговли путем поддержки отечественного производителя, а также социально незащищенных слоев населения. Наряду с этим важное значение имеют создание и укрепление инфраструктуры торговли, конкурентной среды, проведение всероссийских и межрегиональных ярмарок; усиление контроля за качеством товаров и соблюдением правил торговли.

С учетом конъюнктуры, сложившейся на российском потребительском рынке, важное значение приобретают рациональное управление ассортиментом, товарными потоками, обеспечение качества товаров и количества на разных этапах товародвижения. Решение этих задач требует высокой квалификации специалистов в различных областях знаний - в товароведении, экономике, праве, маркетинге и др., а также умения комплексно использовать их в профессиональной деятельности.

1.2 Пищевая ценность, классификация и ассортимент пива

1.2.1 Пищевая ценность

Основными свойствами (признаками качества) продовольственных товаров, которые определяют их полезность и способность удовлетворять потребности человека в питании, являются следующие: пищевая ценность, физические и вкусовые свойства (внешний вид, вкус, запах, консистенция), пищевая безвредность (отсутствие в продукте солей тяжелых металлов и токсинов - ядов, выделяемых микроорганизмами), готовность к употреблению и сохраняемость. Пищевая ценность продуктов питания определяется составом и соотношением химических веществ, усвояемостью, энергетической и биологической ценностью (содержанием в определенном соотношении незаменимых аминокислот, витаминов, минеральных веществ, полиненасыщенных жирных кислот).

Для поддержания нормальной жизнедеятельности организма человека, возмещения его энергетических затрат и восстановления тканей необходимы питательные вещества. Последние поступают в организм вместе с пищей, которая является источником энергии, строительным материалом и участвует в регулировании процесса обмена веществ.

Пищевая ценность - понятие, отражающее всю полноту полезных свойств пищевого продукта, включая степень обеспечения физиологических потребностей человека в основных пищевых веществах, энергию и органолептические достоинства. Характеризуется химическим составом пищевого продукта с учетом его потребления в общепринятых количествах.

Биологическая ценность - показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.

Энергетическая ценность - это количество энергии, которая образуется при биологическом окислении находящихся в продукте жиров, углеводов и белков.

Под физиологической ценностью продуктов подразумевают влияние содержащихся в них веществ на нервную, сердечно-сосудистую, пищеварительную и другие системы человека, а также на сопротивляемость организма инфекционным заболеваниям.

Усвояемость пищевых продуктов определяется коэффициентом усвояемости, который показывает, какая часть продукта в целом используется организмом. Усвояемость зависит от внешнего вида, вкуса и аромата продукта, консистенции, качества и количества пищевых веществ, содержащихся в нем, а также от физиологического состояния организма. При смешанном питании усвояемость белков равна 84,5%, жира - 94%, углеводов - 95,6%.

Входящие в рацион питания продукты должны содержать в достаточном количестве вещества, необходимые для получения энергии, обмена веществ, построения тканей человеческого организма. В зависимости от характера выполняемой работы необходимо в сутки 3000-4500 ккал. По теории сбалансированного питания энергетическая ценность продуктов должна соответствовать естественному обмену веществ. Необходимо равновесие между энергетическими затратами организма и энергией, поступающей в него в виде пищи. Однако физиологическая потребность организма в пище - объективная величина, определяемая природой и не зависящая от человеческих знаний, ее нельзя нормировать и рекомендовать.

Влияние органолептических свойств на пищевую ценность продуктов обусловлено воздействием на органы чувств человека, возбуждением или подавлением секреторно-моторной деятельности пищеварительного тракта, зависит от сложившихся традиций, навыков и вкусов. Органолептическую ценность пищевых продуктов определяют внешний вид, консистенция, запах, вкус, степень свежести. Хуже усваиваются продукты, имеющие тусклую окраску, неправильную форму, неровную поверхность и излишне мягкую или грубую консистенцию, содержащие меньше биологически активных веществ, с низкой пищевой ценностью. Продукты с дефектами внешнего вида и консистенции нередко содержат вредные для организма человека вещества.

Важный показатель пищевой ценности продукта - содержание питательных веществ и их соотношение. Оптимальное соотношение между белками, жирами и углеводами в пищевых продуктах для взрослых и детей старшего возраста 1 : 1 : 4, для детей младшего возраста 1 : 1 : 3. Однако питательность пищевых продуктов определяется не только их энергетической ценностью, но и биологической полноценностью, т. е. Сбалансированным содержанием незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, витаминов, минеральных веществ, полифенольных соединений. Таким образом, пищевая ценность пива во многом зависит и от химического состава.

1.2.2 Питательная ценность и диетические свойства пива

Пиво является напитком, который приобрел популярность благодаря своим органолептическим свойствам и способности утолять жажду. Кроме того, пиво имеет заслуживающую внимание питательную ценность и поэтому является подходящим дополнением к питанию. Питательная ценность пива зависит от его экстрактивности и химического состава. С этой точки зрения играют роль экстрактивные вещества (сахариды и азотистые вещества) и спирт. Экстрактивные вещества из пива усваиваются в организме быстрее и почти полностью (до 95%). Это связано с тем, что при соложении, затирании и брожении нерастворимые резервные вещества ячменного зерна расщепляются и присутствуют в пиве в растворимой и легкоусвояемой форме.

Пиво представляет собой водно-спиртовой раствор слабой концентрации, поэтому при умеренном употреблении пива спирт сжигается в организме человека до CO₂ и H₂O почти без остатка. Спирт в пиве играет важную роль поставщика энергии. Разные сорта пива содержат в 1 л от 20 до 55 г спирта. Поскольку из одного грамма спирта выделяется 7,08 ккал, то ясно, что более половины энергии, поставляемой пивом, происходит от спирта. Калорийность 1 л 12-%-ного лагерного пива с 35 г спирта и 50 г экстракта составляет от 400 до 450 ккал. Однако несмотря на высокую калорийность пиво не считают пищевым продуктом, так как только часть веществ, содержащихся в нем, служит для построения тканей организма человека. Примерно 60% калорийности пива приходится на спирт, который не является питательным средством, так как не может служить для построения новых тканей. Но спирт, доставляя организму энергию, экономит углеводы и следовательно, косвенно имеет питательную ценность. При использовании пива важно также время, необходимое для усвоения спирта организмом, которое индивидуально в зависимости от интенсивности обмена. Нормально расщепляется 7-8 г спирта в 1 ч, т. е. 0,15%.

Из 10 наименований белков, необходимых для тканей человеческого организма, пиво поставляет только валин и фенилаланин. Азотистые вещества в пиве составляют от 70 до 90% в виде продуктов расщепления, так что их ресорбция в организме происходит непосредственно. Из минеральных веществ важны фосфаты. Пиво содержит их от 0,4 до 1 г на 1 л.

Пиво содержит также ценные вещества, которые способствуют хорошей работе пищеварительных органов и с точки зрения физиологии питания играют важную роль. Пиво содержит также витамины. В 1 л пива, полученного из сусла 10%-ой концентрации, содержится тиамина 20-50, рибофлавина 340-560 и никотиновой кислоты 5800-9000 мкг. Тиамина много находится в солоде и сусле, но он адсорбируется дрожжами. Рибофлавин встречается в количестве 1-2 мкг на 1 г ячменя, а при солодоращении его содержание удваивается, и это количество витамина сохраняется в пиве. Эти витамины содержатся также в других пищевых продуктах. Правда витамин В1 встречается реже. Богатейшим источником этого витамина являются дрожжи. Поэтому и предложено много способов обогащения пива витамином В1, извлеченным из дрожжей.

1.2.3 Химический состав

Пиво содержит летучие продукты (метаболиты) спиртового брожения и несброженные экстрактивные вещества. Химический состав пива колеблется в довольно широком диапазоне в зависимости от состава засыпи, от экстрактивности и сходного сусла и от степени сбраживания. Влияние на качество пива имеет прежде всего основные продукты спиртового брожения, т. е. Этиловый спирт (этанол) и углекислый газ. Влияние нормальных побочных продуктов брожения может быть хотя и заметным, но несущественным. Остатки несброженного экстракта должны соответствовать данному типу пива. Если они слишком большие, то это отрицательно действует на качество пива.

В зависимости от концентрации начального сусла и степени его сбраживания пиво содержит 86 - 91% воды, 3-10% несброженного экстракта, 1,5- 6% этилового спирта (по массе) и до 0,4% углекислоты.

Основу экстракта составляют углеводы (4,8-8,3%), азотосодержащие вещества, главным образом белок (0,6-1,1%), зола (0,2-0,4%) и органические кислоты (0,15-0,3%). Углеводы экстракта представлены мальтодекстринами (3-3,6%), сахарами - мальтозой, глюкозой, фруктозой (1,2-1,6%) и несбраживаемыми пентозами. Из азотистых соединений, помимо белка, в пиве находятся альбумозы, пептоны, аминокислоты, амиды, аммиачные соединения. В составе органических кислот наряду с преобладающей молочной кислотой обнаружены уксусная, янтарная, яблочная и щавелевая. На вкусовых свойствах пива сказываются содержащиеся в экстракте дубильные и горькие вещества хмеля, меланоидины и глицерин (0,2%). Пиво содержит дефицитные микроэлементы и витамины группы В.

Содержание алкоголя в зависимости от сорта пива колеблется от 2,8 до 7% по массе. В некоторых зарубежных сортах пива, полученных сбраживанием сусла 7%-ной концентрации содержание алкоголя находится в пределах 1,8-2,2% по массе.

Содержание этилового спирта (этанола) оказывает решающее влияние на качество пива и зависит у каждого вида (концентрация начального сусла) пива от степени сбраживания. Спирт является важным вкусовым компонентом, повышающим полноту вкуса. Одновременно он повышает также биологическую стойкость пива тем, что тормозит развитие некоторых видов бактерий.

Темное пиво менее сброжено и поэтому имеет более низкое содержание спирта.

Кроме этилового спирта и углекислого газа пиво содержит небольшое количество летучих высших спиртов, альдегидов, органических кислот, эфиров и некоторых других веществ. Кроме того, пиво содержит воздух, который из-за содержания кислорода является компонентом вредным и нежелательным. В качестве побочного продукта брожения пиво всегда содержит глицерин, который не летуч, и поэтому считается составной частью экстракта. Количество глицерина в пиве составляет 0,2-0,3%.

Содержание углекислого газа колеблется обычно от 0,35 до 0, 40, самое большое до 0,45 мас. %. Пиво с более высоким содержанием углекислого газа является перешпунтованным.

Углекислый газ является характерным и с точки зрения качества очень важным компонентом пива. Пиво, правильно насыщенное углекислым газом, имеет свежий вкус и является освежающим напитком.

Из остальных летучих веществ пива количественно преобладают высшие спирты.

Высшие спирты принимают участие во вкусе и запахе пива. На образование высших спиртов влияет ряд технологических факторов: используемый солод должен быть хорошо растворен, сусло, особенно если оно предназначено для быстрого брожения, должно содержать достаточно низкомолекулярных азотистых веществ, иначе образуется излишнее количество высших спиртов. Образование высших спиртов повышает чрезмерное аэрирование сусла перед предварительным брожением или после него. При переработке заменителей солода в сусле изменяется отношение сахаров к белкам и тем самым могут создаться условия для повышенного образования высших спиртов. В этом направлении особое влияние играет добавка сахарозы.

Высшие спирты образуются при брожении дезаминированием аминокислот. Это летучие вещества с определенным запахом и вкусом, которые заметны и в сильно разбавленных растворах. В пиве с этой точки зрения они проявляются только после этерификации, которая происходит при продолжительной выдержке пива.

Из альдегидов, как компонент пива, является ацетальдегид, содержание которого колеблется около 5 мг/л.

Ацетальдегид образуется наиболее интенсивно в начале главного брожения.

К особым компонентам пива можно отнести диацетил. Он образуется в пиве, с одной стороны, при главном брожении как побочный продукт спиртового брожения.

Отрицательное влияние на вкус приписывают главным образом диацетилу и ацетоину.

Из летучих органических кислот была обнаружена уксусная кислота (около 130 мг/л) и муравьиная - около 20 мг/л.

К летучим компонентам пива относятся также сложные эфиры. Сложные эфиры образуются преимущественно из спиртов и кислот. Кроме фруктового запаха пива высокому содержанию эфиров предписывают более грубое впечатление, остающееся после питья пива.

Экстрактивные вещества. Значительная часть экстрактивных веществ пива находится в коллоидном состоянии, обусловливая полноту вкуса. Количество и устойчивость пены, образуемой углекислотой, зависит от состава экстракта и главным образом от содержания в нем поверхностно-активных веществ - белков, альбумоз, хмелевых смол и кислот, высших спиртов, сложных эфиров, гуммиобразных соединений.

Экстрактивность пива в зависимости от концентрации начального сусла и степени сбраживания колеблется от 3 до 10%. В процессе брожения и дображивания экстракт расходуется на образование спирта и углекислоты, на питание дрожжей, теряется в деке и осадках, которые остаются в бродильном чане, лагерном танке и на фильтре. Таким образом, экстракт пива представляет собой остаток несброженных веществ плюс некоторое количество органических веществ, перешедших в пиво из дрожжей во время главного брожения и дображивания.

Среди сахаридов в пиве преобладают декстрины (от 60 до 75%), следующими компонентами являются моносахариды, простейшие олигосахариды (от 20 до 30%) и пентозаны (6-8%).

Значительную часть экстракта (около 8-10%) представляют азотистые вещества: белки, альбумозы, пептоны, амиды, аминокислоты, аммиачные соли. Количество азотистых веществ уменьшается в пиве при переработке солода, полученного из бедных азотом ячменей, при применении несоложенного ячменя, сахара, при применении осадителей (например, танина).

Поэтому содержание азотистых веществ в экстракте очень колеблется. Они распределяются по отдельным группам примерно следующим образом (в %): настоящих белков 20-30, альбумоз и пептонов 40-50 и конечных продуктов расщепления (полипептидов, аминокислот, аммиачного азота) 20-30. Азотистые вещества влияют на вкус и пенность пива и на его небиологическую стойкость. Азотистые вещества в пиве - это гидратированные коллоиды. При старении, денатурировании и образовании адсорбционных соединений нарушается их равновесие и коллоидные частицы увеличиваются.

Степень дисперсии коллоидных частиц и их состав изменяют вкусовые свойства готового продукта. Важнейшей группой коллоидных веществ во всех степенях дисперсности являются высокомолекулярные белки - альбумины и глобулины.

Низшие продукты распада белковых веществ - простые пептиды и аминокислоты - образуют меланоидины, влияющие на вкус готового пива. Аминокислоты, образуя с сахарами красящие и ароматические вещества, придают пиву различные оттенки вкуса.

Минеральные вещества. Минеральных веществ в пиве содержится от 3 до 4% из экстракта, Их содержание зависит от состава сырья. Наряду с солодом оказывает влияние и производственная вода. Около 1/3 приходится на соли натрия и калия, соли фосфорной кислоты составляют также 1/3 и силикаты около 1/10. Следы дают от 0,1 до 5 мг/л алюминия, бария, хрома, меди, железа, марганца, молибдена, свинца, олова, стронция, титания, ванадия и цинка. В состав пивной золы входят KCl, NaCl, P₂O₅, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO. Зола пива представлена солями натрия и калия (приблизительно 30%), солями фосфорной кислоты (приблизительно 30%), кремневой кислоты (около10%), небольшим количеством Ca, Mg, Al, Fe.

Содержание в пиве полифенольных (дубильных) веществ, горьких веществ (изогумулонов) и красителей составляет 2-3% от экстракта. Из всех дубильных веществ (150-300 мг/л) 2/3 происходят из солода и 1/3 из хмеля. Дубильные вещества оказывают определенное влияние на вкус пива. Однако более важно их влияние на небиологическую активность пива. Кроме дубильных веществ в группе полифенолов широко представлены антоцианогены, которым приписывают наибольшее влияние на образование коллоидных помутнений в пиве. Это вещества, содержащие катехины и соединения, подобные лигнину. Вещества этого типа вместе с флавинами и каротиноидами являются одновременно красителями. Основную группу пивных красителей составляют меланоидины, образующиеся при сушке солода. Далее в качестве красителей действуют флобафены, образующиеся при окислении дубильных веществ.

Следующим компонентом экстракта пива являются горькие вещества. Они получаются из хмеля и только небольшое количество их происходит из солодовой оболочки. Содержание горьких веществ в пиве зависит от содержания горьких веществ в хмеле и от нормы задачи хмеля. Определенное значение имеет также процесс варки с хмелем, интенсивность кипячения и РН сусла.

Пенообразование пива является характерным коллоидным процессом. Стойкой пеной пиво отличается от всех других напитков.

В непастеризованном пиве содержатся также ферменты, перешедшие в него из дрожжей. Содержащиеся в дрожжах ферменты делятся на внутриклеточные - эндоферменты, их в дрожжах больше, и внеклеточные - экзоферменты.

1.2.4 Виды пива, классификация и ассортимент

Пиво делится по цвету на светлое и темное, а по концентрации на слабое с исходным суслом 5 %, среднее до 12% и крепкое свыше 14%. В зависимости от способа брожения оно делится на пиво низового брожения и пиво верхового брожения. В редких случаях встречается пиво самопроизвольно сброженное.

В настоящее время большая часть мирового производства пива получается при низовом брожении. Это или светлое или темное пиво разной концентрации; в мировом производстве преобладает светлое пиво пильзенского типа. Оно было создано после основания пильзенского пивоваренного завода.

Англичане, сохранив традиции, пьют в основном пиво верхового брожения, которое составляет 90% от общего производства.

Отечественное производство пива включает светлые и темные сорта. К светлым сортам относятся Освежающее, Жигулевское, Любительское, Львовское, Рижское, Московское, Казанское, Невское, Киевское, Двойное золотое, Одесское, Переяславское, Исетское, Ленинградское, Столичное и др., к темным - Украинское, Золотистое, Мартовское, Днепровское, Закарпатское, Осетинское, Портер, Бархатное, Легкое. Каждый сорт характеризуется определенным ароматом, цветом, вкусом, содержанием экстракта и алкоголя, действительной степенью сбраживания. Жигулевскому пиву присущ мягкий хмелевый вкус; Рижскому, Московскому и Невскому - сильные хмелевые вкус и аромат, но различно выраженные у каждого сорта.

Двойное золотое пиво с солодовым вкусом и хмелевым ароматом готовят из 15%-го сусла.

Самое крепкое пиво (7% спирта) - Столичное - получают из сусла с массовой долей сухих веществ 23% и на 1 дал расходуют 3,35 кг солода, 0,77 кг рисовой муки, 0,375 кг сахарного песка, 0,375 кг глюкозы и 61 г хмеля I сорта. Созревание в отделении дображивания происходит за 100 сут. Пиво обладает сладковатым вкусом, винным привкусом, хмелевым ароматом

Для приготовления темных сортов пива пользуются темным ячменным солодом, но применяют и светлые сорта солода с добавкой жженого и карамельного солодов. При получении Украинского пива добавляют ко всей засыпи 4-5% жженого солода и 2-3% карамельного. Сахарный колер или солод жженый добавляют при второй отварке. Порядок введения жженого и карамельного солодов одинаков для всех темных сортов пива.

Бархатное пиво получают при верховом брожении и низкой степени сбраживания, содержание спирта в нем не более 2,5%. Сладкий вкус обусловлен также добавкой в затор 5-8% карамельного солода и 0,45 кг сахара на 1 дал пива, 10 г/дал хмеля.

Портер - сорт пива с солодовым ароматом, винным привкусом (5% алкоголя) и хмелевой горечью. На 1 дал Портера расходуется 30,82 кг светлого солода, 0,46 кг карамельного солода, 0,19 кг жженого солода, 0,01 кг сахарного колера и 40-50 г хмеля. При фильтровании отбирают только первое сусло. В отделении дображивания пиво выдерживают 60 сут и 10 сут в бутылках. На одних заводах портер получают путем верхового, а на других - низового брожения.

Низкоалкогольное пиво. В последнее время повысился спрос на пиво с низким содержанием спирта, особенно в странах, где оно является традиционным, широко распространенным напитком. Содержание спирта в пиве можно снизить несколькими способами, которые можно разделить на 2 группы:

- процессы, состоящие в устранении спирта из полностью или частично сброженного пива;

- процессы, ведущие к низкому содержанию спирта в ходе брожения.

При производстве низкоалкогольного пива способами, основанными на производственных процессах первой группы, большая часть которых запатентована, в начале спирт из пива удаляли только отгонкой в вакууме. В последнее время широко распространился способ удаления спирта из пива путем так называемого обратного осмоса. Путем обратного осмоса из пива удаляется только спирт и сохраняются другие летучие вещества пива, в результате, по литературным данным, вкусовые свойства приготовленного таким образом напитка очень напоминают исходное пиво.

Производство и потребление пива с пониженным содержанием спирта имеет тенденцию к росту, и в будущем по-видимому, ожидается существенное увеличение выпуска этого напитка.

Диетическое и диабетическое пиво. В последние годы определенная категория потребителей проявляет интерес к таким сортам пива, как диетическое и диабетическое. Эти сорта пива находят все большее распространение.

При производстве этого пива предъявляются повышенные требования к качеству используемого сырья и главным образом к точному соблюдению технологии. В основе производства - получения сусла с наибольшим содержанием сбраживаемых веществ, чтобы количество остающихся после брожения отягощающих сахаридов было как можно меньше, однако не ниже установленного предела для готового пива этого сорта (в Чехословакии этот предел установлен 0,75 % мас. %).

Концентраты пива и сусла. В последнее время большое внимание уделяется производству пивных концентратов. Их можно вырабатывать в период пониженного сбыта пива и хранить очень долго; в период повышенного спроса на пиво их разбавляют водой, карбонизируют и выпускают как обычное пиво. Пивные концентраты пригодны также для экспорта.

При производстве концентратов готовое пиво освобождают от воды вымораживанием или специально отработанной вакуумной дистилляцией. Оба способа связаны с определенными потерями экстракта и спирта.

При производстве пива из концентратов вкусовые различия полученного пива незначительны. Некоторые дегустаторы принимают пиво из концентратов за оригинальное. Содержание воды в исходном пиве по этой технологии может быть снижено за один производственный цикл на 50%, а при двух - на 70%. Экономические предпосылки благоприятные.

В некоторых зарубежных странах (Австрия, Англия, Дания, США, Германия и др.) при приготовлении пива используют различные концентраты, экстракты, сиропы, полученные из ячменного солода (диастатический мальцэкстракт) или из несоложенных материалов (маниоки, кукурузы, пшеницы и др. - недиастатический экстракт), которые выпускаются в жидком виде или в виде сухого порошка.

Концентраты могут быть использованы в качестве добавки вместо несоложенного сырья в процессе приготовления сусла обычным способом.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ПИВА

2.1 Характеристика сырья для производства пива

Сырьем для получения пива является ячмень в виде солода, несоложеные материалы, ферментные препараты, хмель пивные дрожжи и вода.

Ячмень (Hordeum sativum) по составу экстрактивных веществ и их сбраживаемости более других злаковых культур пригоден для получения пивоваренного солода. Пленчатость же зерна ячменя играет положительную роль при фильтровании пивного сусла, обусловливая пористость фильтрующего слоя дробленого солода.

Наиболее важными требованиями к ячменю, используемому для солодоращения, являются хорошая прорастаемость зерна (90-95%), достаточная крупность и выравненность, невысокая пленчатость (не более 10% массы зерна), умеренное содержание белка (не ниже 8 и не более 12%) и высокое содержание крахмала (до 65%).

От качества и состава ячменя в значительной степени зависят потребительские достоинства и устойчивость пива в хранении. Так, чем выше пленчатость зерна, тем ниже экстрактивность и вкусовые свойства пива за счет горьких веществ, содержащихся в оболочках. Экстрактивность - это сумма всех веществ ячменя, выраженная в процентах к массе сухих веществ, которые переходят в раствор при определенных условиях. Этот показатель зависит от состава ячменя, так как в раствор переходят почти вся масса крахмала, часть некрахмальных полисахаридов и от 1/3-1/2 белковых веществ, сахара и другие соединения. В пивоваренном ячмене содержание крахмала составляет от 60 до 70% на сухое вещество. Особенно слабо экстрактивным бывает пиво из ячменя с пониженной крахмалистостью. Этому способствует также повышенное содержание белка, в накоплении которого наблюдается обратная корреляция с количеством крахмала. Высокое количество белка, с одной стороны, препятствует разрыхлению эндосперма и извлечению из него экстрактивных веществ, с другой - способствует помутнению пива. Низкобелковые ячмени (ниже 8%) дают пиво со слабой пеной и неполным вкусом.

Несоложеные (непроращенные) материалы применяют для увеличения экстрактивности, создания определенного вкуса и снижения себестоимости пива. Используют рисовую сечку, ячменную муку, ячменную и кукурузную обезжиренную крупу, сою, пшеницу, обрушенный ячмень, а также свекловичный сахар и глюкозу. Общие количество добавляемых несоложеных материалов может колебаться от 15 до 50% массы ячменного солода (если по рецептуре не предусмотрено добавление ферментных препаратов, то количество несоложеных материалов не должно превышать 15%). Рис применяют из-за высокого содержания крахмала (в среднем 68%) и преобладания в составе белковых веществ нерастворимого в воде белка оризина (около 70% суммы азотистых соединений, которые составляют 7-9% массы зерна). Кукуруза отличается высоким содержанием экстрактивных веществ (82-90%), нерастворимостью преобладающих белков (зеина и глютенина) и свертыванием при кипячении остальных белков, перешедших в сусло. Кукурузу применяют в виде муки крупного помола (крупки), ее 'перерабатывать легче, чем ячмень, и она дает более устойчивую пену. Для улучшения пенообразования и повышения пеностойкости пива по рецепту включают сою, содержащую гликозид сапонин. Свекловичный сахар и глюкозу обычно добавляют в процессе варки сусла с хмелем для придания пиву нужного вкуса.

Ферментные препараты (грибной солод), получаемые чаще всего из плесневых грибов Aspergillis оruzae, применяют при выработке пива из солода с добавлением несоложеного сырья. Это необходимо для получения высокоэкстрактивного сусла, пригодного для сбраживания, так как ферментов солода недостаточно для полного осахаривания крахмала зерна. 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. Кроме того, применяют ферменты гриба Trichothecium roseum для более активного разрушения клеточных стенок эндосперма.

Хмель - Humulus Lupulus (двудомное многолетнее растение из семейства коноплевых) используют для придания пиву характерного аромата, специфического горьковатого вкуса и биологической стойкости при хранении. С участием хмеля формируются и такие показатели качества как цвет, прозрачность и пенообразование.

Для приготовления пива применяют хмелевые шишки - высушенные женские неоплодотворенные соцветия наиболее ценной частью хмеля является лупулин (хмелевая мука) - липкие зернышки светло-желтого цвета, накапливающиеся на внутренней стороне чешуек.

В технологическом отношении для производства пива наиболее важны горькие кислоты и смоль (10-26% массы сухого хмеля), а также дубильные вещества (2-5%) и эфирное масло (0,2-1%).

Горькие вещества хмеля - это комплекс безазотистых соединений сложного химического состава: горькие - и С₂₆Н₂₈О₄ лупулин - -кислоты, мягкие - и -смолы, твердые -смолы. Горьким веществам хмеля свойственна высокая антибиотическая активность по отношению к микроорганизмам (молочнокислым бактериям и сарцинам) спонтанно развивающимся при изготовлении пива и ухудшающим его качество. Наибольшую антибиотическую активность имеют -кислота и -смолы. Твердые - -смолы антибиотической активностью не обладают.

Дубильные вещества хмеля, относящиеся к группе катехинов, обусловливают терпкость вкуса сусла, его прозрачность и интенсивность окраски.

Эфирное масло хмеля, представленное 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.

Для улучшения качества пива и полного использования экстрактивных веществ хмеля разработана технология производства молотого брикетированного хмеля, позволяющая уменьшить расход хмеля на 15%. Применяют так же и хмелевые экстракты в соотношении 1:1.

Вода - ее солевой состав и свойства играют большую роль в формировании качества пива. Поэтому к ней предъявляют требования по жесткости, активной кислотности(рН), вкусу и запаху, механической и микробиологической чистоте. Особо учитывается состав и соотношение в воде минеральных веществ. Для светлых сортов пива при меняют только мягкую воду (0,1-1,8 мг*экв/л), для темных - умеренно жесткую (1,8-3,5мг*экв/л). По остальным показателям вода, используемая в пивоварении должна соответствовать требованиям к питьевой воде.

Вода, являясь одним из основных видов сырья для приготовления сусла, одновременно служит необходимым вспомогательным материалом (при замочке ячменя, промывке дрожжей, мойке бродильно - лагерных емкостей, бочек, дрожжевых ванн. бутылок и др.).

Вода как сырье для пивоваренного производства должна обладать качеством питьевой воды. Необходимо учитывать ее биологические и физические свойства и химический состав. Вода должна быть прозрачной, бесцветной, без запаха и привкуса.

В природной воде всегда содержатся различные растворимые соли, одни из них влияют на вкусовые свойства пива, другие - на ферментативные процессы.

По химическому составу воды судят о ее пригодности для изготовления того или иного сорта пива. В хорошей воде не должны присутствовать NaHCO₃, NH₃, CO₂, HNO₂. Допускается содержание NO₃ не более 25 мг/л, Mn-0,2 мг/л, Fe-0,5 мг/л. Присутствие солей железа в большом количестве нежелательно, так как они взаимодействуют с дубильными веществами, в результате чего пиво приобретает чернильный цвет и вяжущий вкус.

Оценивают воду для пивоварения не только по количеству солей (ионов), но и по влиянию этих солей на кислотность сусла (изменение рН), это в свою очередь влияет на выход экстракта, сбраживание, окраску сусла, пива и растворение хмелевых смол.

Дрожжи для сбраживания сусла в пивоварении применяют преимущественно низовые расы (776, 11 47), обеспечивающие наиболее полное сбраживание сахаров и наилучшие органолептические свойства пива.

2.2 Процессы, происходящие в пиве при изготовлении

Технология производства пива - длительный сложный процесс, который продолжается 60-100 дней и включает следующие основные этапы: получение солода из ячменя, приготовление сусла, сбражнвание сусла, выдержку (дображивание) пива, обработку и розлив пива.

2.2.1 Получение солода

Производство солода включает очистку и сортировку ячменя, его замачивание и проращивание, сушку сырого (зеленого) солода и очистку его от ростков, которые содержат горькие вещества и при попадании в затор придают пиву неприятный грубый привкус. При проращивании зерна возрастает активность ферментов и происходит гидролиз запасных веществ эндосперма, что облегчает перевод их в сусло. Следовательно, основная цель соложения - привести в активное состояние ферменты зерна и подготовить вещества эндосперма к получению пивного сусла заданного состава. В зависимости от режима сушки солод приобретает светлый или темный цвет.

В пивоварении солод играет роль источника не только активных ферментов, но н того комплекса органических и минеральных веществ, который позволяет с участием этих ферментов получить пивное сусло, пригодное для сбраживания.

Для приготовления солода ячмень замачивают в специальных чанах водой с температурой 12-17°С. По мере возрастания влажности в зерне активизируются ферменты и катализируемые ими биохимические процессы, резко возрастает интенсивность дыхания. Замачивание прекращают по достижении зерном влажности 42-45% для светлого солода н 45-47% - для темного. Конец замачивания можно определить по сжатию зерна по длинной оси: острые его концы не должны колоться, а зерно при этом издает едва уловимое потрескивание. При надавливании в середине нормально замоченное зерно сгибается, не лопаясь, при этом оболочки отходят от зерна.

Установлено, что потери сахаров (глюкозы) в период замачивания достигают 15 кг на 1 т зерна. Из ферментов наибольшую активность приобретают амилолитические н протеолитические.

Замоченное зерно направляют для проращивания в солодовни различных конструкций (ящики или барабанные установки). Солодоращение протекает при температуре 15-19°С и хорошей аэрации в течение 5-8 суток. Эндосперм зерна к концу соложения размягчается и легко растирается. За счет гидролиза крахмала амилазами, а гемицеллюлоз - цитазой (комплексом ферментов) в зерне накапливаются растворимые сахара - мальтоза, гексозы и пентозы, придающие солоду сладковатый вкус. В результате активизации протеиназ, пептидаз и амидаз азотистые соединения гидролизуются с образованием растворимых белков, пептонов, аминокислот, аммиака. При гидролизе фитина фитазой образуются инозит и кальциево-магниевая соль фосфорной кислоты. Присутствие инозита в сусле стимулирует жизнедеятельность дрожжей, а фосфорная кислота определяет кислотность солода и сусла.

Проращивание зерна связано и с процессами синтетического характера. Так, в соложеном ячмене накапливаются витамины группы В, токоферолы, аскорбиновая кислота. Особенно возрастает содержание рибофлавина (до 210мг на 100г сухого вещества).

В результате химического взаимодействия продуктов гидролиза в солоде синтезируются новые, свойственные проросшему зерну ароматические и вкусовые вещества.

Из сырого (зеленого) солода нельзя получить пива. Для придания необходимых свойств и хорошей сохраняемости его сушат до остаточной влажности 2-3,5%. Различные температурные режимы и продолжительность сушки позволяют получить солод с разными технологическими свойствами, что в свою очередь обусловливает возможность приготовления пива широкого ассортимента.

Для производства отечественных сортов пива вырабатывают солод следующих видов:

Светлый солод получают высушиванием проросшего ячменя в течение 16ч при постепенном повышении температуры с 25-30 до 75-80°С. В готовом виде он имеет светлую окраску, сладковатый вкус, солодовый аромат, рыхлый мучнистый эидосперм и высокую осахаривающую способность. Используют его для большинства сортов пива.

Для получения темного солода проросшее зерно сушат 24-48ч при более высокой температуре .достигающей 105°С в конце процесса. Помимо коричнево-желтой окраски, темный солод отличается от светлого хрупкостью эидосперма и меньшей осахаривающей способностью. Используют его для томных сортов пива.

Диафарин - высокоферментативный солод - получают при наиболее мягком температурном режиме, постепенно возрастающем до 50-60°С, и активной вентиляции. Это позволяет сохранить у солода светлую окраску и максимальную ферментативную активность.

Карамельный солод по окраске делят на светлый, средний и темный. Для его приготовления сухой или зеленый солод с повышенным содержанием сахаров обжаривают при температуре 120-170°С.

Жженый солод-наиболее интенсивно окрашенный продукт. Его готовят из сухого белого солода путем обжаривания при температуре 210-260°С после предварительного увлажнения.

Экономическая ценность солода зависит от содержания в нем экстрактивных веществ. Под экстрактивностью понимается общее количество солода, перешедших в растворимое состояние при участии ферментов самого солода. И карамельный и жженый солод отличеются высокой окрашенностью, сильной ароматичностью за счет продуктов карамелизации сахаров и образования меланоидиновых соединений.

В процессе сушки и обжарки солода происходит интенсивное образование ароматических и красящих веществ. От пентозанов отщепляются пентозы, преобразующиеся в фурфурол и другие альдегиды и ароматические вещества, обусловливающие запах солода. Красящие вещества солода - это продукт карамелизации сахаров и меланоидинообразования, протекающего наиболее интенсивно при температурах выше 80°С. Меланоидины, будучи коллоидами, являются хорошими пенообразователями, поэтому темные сорта пива дают более обильную пену.

После сушки солод освобождают от ростков, придающих ему гигроскопичность и горький вкус за счет алкалоида горденина. Необходимость этой операции связана еще и с тем, что в ростках накапливаются аминокислоты - источник образования сивушных масел при сбраживании сусла. Окончательную готовность к использованию солод приобретает после 3-5 - недельной отлежки (дозревания) на складах.

Готовый солод полируют, освобождая от остатков ростков и загрязнений, пропускают через магнитные аппараты, а затем подают на солодовые дробилки. От качества дробления зависят скорость осахаривання крахмала, уровень экстрактивности сусла, продолжительность фильтрования.

2.2.2 Приготовление сусла

Дробленый солод и несоложеные материалы смешивают с горячей водой в соотношении 1:4. Полученную смесь медленно перемешивают при подогревании до температуры 50-52°С в течение 10-30 мин. При этом 15-20% растворимых веществ солода переходят в раствор без ферментативной обработки и происходит ферментативное расщепление водонерастворимых азотистых веществ и фитина. Затем смесь переводят в заторные чаны, где под действием ферментов солода происходит дальнейшее превращение нерастворимых веществ сырья в растворимые, образующие экстракт будущего сусла. Чтобы обеспечить максимальный переход веществ в раствор, затор медленно нагревают до 70-72°С при постоянном перемешивании (настойный метод).

При втором (декокционном) способе 1/3 затора перекачивают в кипятильный котел, где кипятят 15-30 мин, после чего объединяют и перемешивают с остальной частью затора. Повторяя эту операцию 2-3 раза, доводят температуру всего затора до требуемого уровня. Весь процесс приготовления затора продолжается 3-3,5 ч. Затирание солода необходимо для ферментативного гидролиза крахмала. Схема последовательных превращений при гидролизе крахмала под действием - и - амилаз такова: крахмал амилодекстрины эритродекстрины ахродекстрины . мальтодекстрины мальтоза. Еще до полного осахаривания крахмала в заторе завершается протеолиз белка, продукты которого играют большую роль в формировании органолептических свойств и устойчивости пива при хранении.

Осахаренный затор направляют на фильтрование для отделения сладкого сусла от твердой фазы затора. При этом фильтрующий слои образует сама твердая фаза затора - пивная дробина (выщелоченные зерноприпасы, мякинные оболочки, свернувшиеся белки), оседающая на сетках фильтрационных чанов, фильтр-прессов или центрифуг, применяемых для фильтрования пивного сусла.

Отфильтрованное сусло и полученные после промывания дробины воды переводят в сусловарочный котел для кипячения с хмелем, упаривания до нужной концентрации и стерилизации. При этом полностью инактивируются ферменты и коагулирует часть растворимых белков, а горькие и ароматические вещества хмеля растворяются в сусле. Дубильные вещества хмеля, хорошо растворимые в воде, обладают способностью осаждать белки, в том числе и не осаждаемые дубильными веществами солода. Крупные хлопья свернувшегося белка оседают, захватывая частицы мути, сусло осветляется.

Источником своеобразной горечи, свойственной пиву, является в основном хмелевая - кислота (гумулон), которая при кипячении переходит в изогумулон, хорошо растворимый в воде. Растворимость -кислоты незначительна, а мягкая - смола гидролизуется с образованием - смолы и отщеплением изобутилового альдегида и уксусной кислоты, участвующих в формировании специфического аромата и вкуса сусла и пива.

Доведенное до нужной плотности охмеленное сусло пропускают через хмелецедильник, охлаждают до 4-6°С, а затем освобождают от свернувшегося белка с помощью сепараторов. Во время этих операций сусло окончательно осветляется и насыщается кислородом, что необходимо для развития дрожжей.

2.2.3 Сбраживание сусла

Этот процесс происходит в открытых или закрытых деревянных или металлических емкостях специальными расами дрожжей, преимущественно низового брожения, относящихся к семейству Saccharomycetaceae, роду Saccharomyces и виду Carlsbergensis. Для специальных сортов белого и светлого пива, например белого пшеничного, применяют дрожжи верхового брожения. Для особых сортов Портера в конце брожения вводят слабободрящие дрожжи рода бреттаномицетов, придающие пиву особый аромат.

Через 15-20ч после внесения дрожжей на поверхности сусла появляется полоса белой пены (стадия забела), а затем вся поверхность бродящего сусла покрывается мелкоячеистой пеной с постепенно увеличивающимися завитками. Достигнув максимума, завитки опадают, пена уплотняется и становится коричневой. Из-за горького вкуса осевшую пену (деку) обязательно удаляют с поверхности сусла. Дрожжи оседают на дно. Осветлившаяся жидкость называется зеленим (молодым) пивом. В нем, помимо этилового спирта и углекислого газа, в процессе брожения накапливается ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата пива. Процесс главного брожения завершается за 7-9 суток. К этому времени в пиве остаются несброженными около 1,5% сахаров.

2.2.4 Выдержка (дображивание) пива

Эта операция способствует окончательному формированию потребительских достоинств пива. Для дображивания молодое пиво перекачивают в герметично закрывающиеся металлические танки, внутренняя поверхность которых покрыта специальным лаком. Выдерживают пиво при температуре 0-3 С в течение 11-100 суток в зависимости от сорта. В результате дображивания остаточного экстракта несколько возрастает крепость пива, происходят насыщение его углекислотой и осветление. Взаимодействие разнообразных первичных и вторичных продуктов главного и побочных процессов приводит к образованию новых веществ, обусловливающих вкус и аромат зрелого пива а также его сортовые особенности.