Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекции ОСНОВЫ ПИВОВАРЕНИЯ

Содержание

1. Характеристика сырья для получения пива

1.1 Характеристика пива как напитка

1.1.1 Характеристика пива. Классификация пива

1.1.2 Дегустация пива

1.1.3 Химический состав пива

1.2 Солод и несоложеное сырье

1.4 Хмель и хмелепродукты

Оценка качества хмеля

Свойства ксантогумола хмеля

1.5 Ферментные препараты

Лабораторная работа № 1

2. Основные стадии пивоваренного производства

2.1 Технологическая схема производства пива

2.2 Подработка и дробление солода и несоложеного сырья

2.3 Затирание

2.4 Фильтрование затора

2.5 Кипячение сусла с хмелем

2.6 Отделение сусла от хмелевой дробины

2.7 Наиболее известные зарубежные производители варочных порядков

2.8 Охлаждение и осветление сусла

3. Сбраживание пивного сусла и дображивание пива

4. Осветление и розлив пива

5. Хранение пива

Литература1 Характеристика сырья для получения пива

1.1 Характеристика пива как напитка

пиво производство сусло разлив

1.1.1 Характеристика пива. Классификация пива

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.

Популярность этого пенного напитка в России очень велика и увеличивается ежегодно. Даже правительство озаботилось данной ситуацией и принимает ряд мер для сокращения рекламы и ограничении его потребления в общественных местах. Однако в объемах потребления на душу населения мы еще очень далеки от других стран и занимаем почетное 23-е место в мировом рейтинге с 50-ю литрами в год на человека. В Чехии (1-е место) потребляют около 158 л, а средний уровень (среди стран, активных потребителей) составляет 79 л. А вот Китай оказался на последнем месте с 23 л на душу населения, зато первый по производству, а Россия среди производителей на 6-м месте с более чем троекратным отставанием от того же Китая.

Объясняется эта ситуация достаточно просто. Потребление пива, в некоторой степени, отражает экономическое состояние страны и в европейских государствах считается хорошей альтернативой более крепким напиткам. России до Европы еще пока далеко, поэтому многие предпочитают более дешевые и «проверенные средства».

Пиво вырабатывают трех типов: светлое с экстрактивностью начального сусла от 8 до 23 % и цветом 0,4-1,5 ц. ед. (цветовая единица - это единица цвета пива, соответствующая цвету раствора, состоящего из 100 см³ воды и 1 см³ раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм³); полутемное с экстрактивностью начального сусла от 11 до 23 % и цветом 1,6-3,5 ц. ед.; темное с экстрактивностью начального сусла от 11 до 23 % и цветом 3,6 ц. ед. и более.

По способу обработки пиво подразделяют на непастеризованное и пастеризованное.

В зависимости от вида применяемых дрожжей пиво бывает низового и верхового брожения. К пиву верхового брожения относится пиво «Бархатное».

Около 90 % производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта, для которых характерны тонкий, слабовыраженный солодовый вкус, хмелевой аромат и ярко выраженная хмелевая горечь. Их готовят из светлого пивоваренного солода с добавкой несоложеных материалов (ячменя, рисовой сечки, обезжиренной кукурузной муки, сахара), воды, хмеля или хмелевых препаратов. Типичные представители светлого пива: «Балтика», «Ярпиво», «Клинское», «Эффест пилзнер», «Жигулевское», «Московское», «Рижское», «Невское».

При производстве темных сортов пива используются специальные сорта солода (темный, карамельный и др.). Поэтому темное пиво имеет солодово-карамельный сладковатый вкус, менее выраженную хмелевую горечь и более интенсивную окраску по сравнению со светлыми сортами. К темному пиву относятся «Бархатное», «Украинское», «Мартовское», «Портер» и др. Невозможно один какой-нибудь сорт пива, превосходящий по вкусу и аромату другие сорта. Каждый сорт имеет своего потребителя.

В последнее время повысился спрос на пиво с низким содержанием спирта, особенно в странах, где оно является традиционным, широко распространенным напитком.

Показатели качества пива. Качество пива оценивают по органолептическим и физико-химическим показателям.

В зависимости от экстрактивности объемная доля спирта в светлом пиве не менее 2,8-9,4 %, в полутемном и темном - 3,9- 9,4 %.

Во всех типах пива массовая доля диоксида углерода должна быть не менее 0,33 %, высота пены - не менее 30 мм, пеностойкость - не менее 2 мин; стойкость непастеризованного пива - не менее 8 сут, пастеризованного и обеспложенного - не менее 30 сут. Энергетическая ценность 30-85 ккал в 100 г пива в зависимости от экстрактивности начального сусла.

По органолептическим показателям пиво должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 51174-98, указанным в таблице 1.

Таблица 1

Органолептические показатели пива

Наименование	Тип пива
показателя	светлое	полутемное	темное
Прозрачность	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений
Аромат и вкус	Чистый вкус и аромат сброженного солодового напитка с хмелевыми горечью и ароматом без посторонних запахов и привкусов
	Соответствующие типу пива	Солодовый вкус с привкусом карамельного солода, соответствующий типу пива	Полный солодовый вкус с выраженным привкусом карамельного или жженого со- лода, соответствующий типу пива
	В пиве с экстрактивностью начального сусла 15 % и выше должен присутствовать винный привкус

Кислотность пива зависит от экстрактивности сусла и колеблется от 1 до 5 к. ед. (кислотная единица - это единица кислотности пива, эквивалентная 1 см³ раствора гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ пива).

Органолептическую оценку пива осуществляют по 25-балловой системе. При этом пиво, получившее суммарный балл 22-25, имеет оценку «отлично»; 19-21 - «хорошо»; 13-18 - «удовлетворительно» и 12 и менее баллов - «неудовлетворительно» (таблица 2).

Пена - это дисперсная система, в которой дисперсной фазой является углекислый газ, а дисперсионной средой - водно-спиртовый раствор экстрактивных веществ.

Таблица 2

Балловая оценка качества пива

Наименование показателя	Отлично	Хорошо	Удовлетворительно	Неудовлетворительно
Прозрачность	3	2	1	0
Цвет	3	2	1	0
Вкус	5	4	3	2
Хмелевая горечь	5	4	3	2
Аромат	4	3	2	1
Пенообразование	5	4	3	2
Для пива в бутылках
Высота пены, мм, не менее	40	30	25	Менее 30
Стойкость, мин, не менее	4	3	2	Менее 2
Для пива в бочках (автоцистернах)
Высота пены, мм, не менее	35	25	15	Менее 15
Стойкость, мин, не менее	3,5	2,5	1,5	Менее 1,5

1.1.2 Дегустация пива

Расширение ассортимента Российского пива поистине не знает границ! Но много, это не всегда качественно. Как же определить добротность этого напитка?

Важными показателями качества пива является цвет и характеристика пены. Практически любая марка пива имеет свой оттенок. Европейская пивоваренная конвенция (ЕВС) использует для оценки цвета пива особые стандарты - 9 стеклянных дисков разных оттенков.

Специалисты нашей страны используют специальную иодную шкалу. При этом цвет определяют по удельному весу иода. В понятии «цвет» важен не только характерный оттенок, но и прозрачность, наличие или отсутствие цветовой гаммы. Самые жесткие требования предъявляются к светлому пиву. Его цветовая гамма должна быть чистой, прозрачной, золотистой. Оно не должно иметь красноватого, коричневатого или зеленоватого оттенка. И еще - очень характерное: оно должно блестеть. А вот темное пиво может не блестеть, быть коричневым и даже не быть прозрачным. И при всем этом оставаться пивом. Но вот определить по цвету - хорошо ли оно - не сможет ни один профессионал.

Неотъемлемая составляющая пива хорошего качества - обильная, густая, стойкая, специфическая пена. Как же определить степень обильности, густоты и стойкости простому потребителю?

Налейте пиво в большой бокал или стакан. Отличное пиво должно иметь высоту пены не менее 4о мм и сохранять ее не менее 4 мин. Если пена ниже или исчезает бесследно за меньший промежуток времени, значит, оно не совсем отличное. Если под рукой нет линейки, попробуйте слегка подуть на пену. Если пена исчезает, значит, пиво плохое, если она «загибается», значит, хорошее. И наконец, положите монетку сверху на слой пены. Она не тонет - еще один показатель хорошего качества.

Кроме того, пена должна «прилипать» к стенкам. Если после того, как Вы выпили пиво, на стенках бокала остались следы пены, все в порядке - Вы пили пиво. Если же следа нет, то стоит задуматься: а действительно ли это настоящее пиво.

Впрочем все это зрительные образы. Главное при дегустации пива имеет, впрочем, не зрение, а обоняние. Обоняние человека гораздо более многогранно и чувствительно, чем вкус. Если Вы хотите оценить качество пива по запаху, то должны определить, насколько гармонично сочетание всех запахов, которые Вы вдыхаете и выдыхаете, понюхав пиво и попробовав его на вкус.

При характеристике запахов используют следующие понятия: хмелевой, чистый, свежий, слабый хмелевой, дрожжевой, цветочный, запах испорченного пива (кислый, тухлый).

Мы вдыхаем запахи и тогда, когда пьем пиво: движение напитка в полости рта также направляет ароматы на обонятельную оболочку. Эта же оболочка воспринимает и те запахи, которые впитала слизистая оболочка рта и которые мы чувствуем, уже проглотив пиво. Наибольшее восприятие запаха, кстати, проявляется в тот момент, когда мы заканчиваем глоток. Принято считать, если после употребления остаются приятные ощущения, значит, пиво хорошего качества.

Существуют всего четыре элементарных ощущения вкуса: сладкий, горький, кислый и соленый, которые фиксируются соответствующими рецепторами. Немаловажным является температура, консистенция, вязкость, терпкость и так называемая маслянистость. Все это вместе формирует представление о вкусе пива.

Очень важной характеристикой пива является не только вкус, но и послевкусие, то есть тот привкус, который остается во рту некоторое время после употребления напитка.

Кстати, любители «сладкого» пива предпочитают ощутить вкус напитка сразу - сладкий вкус заметен, как только пиво попадает в рот. А вот удовольствие от «горького» пива начинает ощущаться гораздо позднее, уже после того, как сделан первый глоток. Таким образом, любители «горького» пива как бы продлевают наслаждение.

Впрочем, большинство марок пива содержит в разных сочетаниях все четыре вкуса. И понятие «вкусное пиво» складывается из комплексного ощущения всех четырех, причем ощущения не мгновенного, а растянутого во времени. Последовательный переход от сладкого к кислому, соленому и горькому должен формировать приятные ощущения, как и общее послевкусие, когда работают все четыре группы вкусовых рецепторов. Малейшее отклонение - и прелесть вкуса исчезает.

В то же время длительное ощущение горечи в послевкусии свидетельствует о низком качестве пива, поскольку оно вызывается неудовлетворительным качеством используемого в приготовлении пива сырья или нарушением технологии.

Пиво можно условно разделить на два типа: светлое пиво пльзенского типа и темное пиво мюнхенского типа.

У светлого пива должна преобладать тонкая хмелевая горечь - экстрактивные вещества должны быть почти незаметны. После питья светлое пиво должно оставлять на языке быстроисчезающий вкус хмелевой горечи. Хорошее светлое пиво практически не имеет послевкусия. Качественное светлое пиво характеризуется такими вкусовыми терминами как «чистый», «полный», «гармоничный», «выраженный».

Темное пиво, наоборот, должно быть сладковатым и не оставлять хмелевой горечи - его вкус более полный, в результате чего пиво кажется более «плотным». После питья темное пиво должно оставить только вкус солода, без горьких послевкусий. Вкус хорошего темного пива характеризуется как «слабовыраженный», «пустой», «солодовый», «сладковатый».

Дегустатор должен быть очень объективным - все свои пристрастия «любителя» надо оставить за дверью в дегустационный зал. Перед дегустацией профессионал несколько часов не должен ничего есть и пить. При этом должны быть удалены все следы парфюмерии, запахи тела, одежды, помещения и даже свежего воздуха.

Процесс дегустации весьма прост. Охлажденное до 10 ^оС пиво наливают в специально приготовленные бокалы на ножке. Бокалы в верхней части должны быть узкими, чтобы избежать быстрой диффузии запаха.

Вначале пиво рассматривают, затем взбалтывают круговыми движениями и вдыхают. При этом, поскольку дегустируются разные сорта пива, следует вдыхать одинаковое количество воздуха с равной скоростью вдоха и выдоха. Лишь после этого пиво пробуют на вкус. Для этого в рот набирают 6-7 г напитка, который круговыми движениями перемещается во рту в течение 10 с. Перед дегустацией следующего образца необходимо немного подождать, чтобы все ощущения от предыдущего напитка исчезли. Для этого рекомендуется делать быстрые короткие вдохи.

Пиво нельзя разбавлять спиртными напитками даже того же самого происхождения и добавлять в него другое пиво. Пиво двух марок или одной марки, но неодинаковое по градусности, тоже не следует смешивать. Иначе нарушается уравновешенность вкусовых компонентов.

Пиво - это напиток специфического характера и чистоты. Перемешав его с другими напитками, мы лишаем его типичных для него оригинальных свойств.

1.1.3 Химический состав пива

Состав пива колеблется в довольно широком диапазоне в зависимости от состава зернового сырья, от экстрактивности исходного сусла и от степени сбраживания. Влияние на качество пива оказывают прежде всего основные продукты спиртового брожения, т.е. этиловый спирт и углекислый газ.

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 идентифицированы 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 витамины и минеральные вещества. В 1 л пива, полученного из сусла 10 %-ной 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.

Минеральных веществ в пиве содержится от 3 до 4 % из экстракта. Их количество 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 (около 10 %), небольшим количеством кальция, магния, алюминия и железа.

Неорганические вещества, 2-3 % которых содержится в солоде, также влияют на вкусовые качества пива. Наиважнейшие из них - фосфаты, образующиеся из фитина под воздействием фосфотаз.

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

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. Также пиво содержит воздух, который из-за содержания кислорода является компонентом вредным и нежелательным. В качестве побочного продукта брожения в пиве всегда содержится глицерин, который нелетуч, и поэтому считается составной частью экстракта.

Содержание углекислого газа колеблется обычно от 0,35 до 0,40, самое большое до 0,45 мас. %. 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.

Тот факт, что углекислый газ выделяется из пива довольно медленно и мелкими пузырьками, объясняется в классической литературе его частичной адсорбцией на коллоидных веществах. Предполагается, что чем лучше углекислый газ в пиве «связан», тем медленнее он освобождается и тем меньших размеров образуются пузырьки. 98-99 % всего углекислого газа присутствует в пиве в виде свободного углекислого газа (СО₂), физически растворенного, а оставшиеся 1-2 % в виде угольной кислоты (Н₂СО₃).

Из остальных летучих веществ пива количественно преобладают высшие спирты. Они принимают участие во вкусе и аромате 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.

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

Наконец, пиво содержит небольшое количество сернистых соединений. Это прежде всего от 2 до 16 мг/л двуокиси серы. Сернистые соединения с точки зрения вкусового значения тоже находятся в центре внимания. Речь идет главным образом о сероводороде, двуокиси серы и меркаптанах, которые оказывают отрицательное влияние на вкус пива в связи наблюдающимся иногда хлебным привкусом или привкусом зеленого пива и дрожжей. Для снижения влияния этих соединений на вкус пива рекомендуется хотя бы часть сусла аэрировать горячим и тщательно устранять грубые и тонкие взвеси из сусла.

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

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 %. Экстракт пива представляет собой остаток несброженных веществ плюс некоторое количество органических веществ, перешедших в пиво из дрожжей во время главного брожения и дображивания.

В зависимости от вида пива (экстрактивность исходного сусла) и степени сбраживания готовое пиво содержит от 2,5 до 5 % экстрактивных веществ, среди которых преобладают сахариды (80-85 %). Следующими компонентами являются в порядке замещения азотистые вещества (от 6 до 9 %), глицерин (5-7 %), минеральные вещества (3-4 %), горькие вещества, дубильные и красящие вещества (2-3 %), органические (нелетучие) кислоты (0,7-1 %) и незначительное количество витаминов.

Среди сахаридов в пиве преобладают декстрины (от 60 до 75 %), следующими компонентами являются моносахариды, простейшие олигосахариды (от 20 до 30 %) и пентозаны (6-8 %). Пентозаны происходят из солода, в котором они образуются путем ферментативного гидролиза гемицеллюлоз при соложении. Декстрины, содержащиеся в пиве, являются продуктами неполного гидролиза солодового крахмала, катализированные б-амилазой солода.

В пиве содержится пивной экстракт как сбраживаемый, так и несбраживаемый. Кроме того, из углеводов в пиве находятся гуммивещества, пентозаны и продукты карамелизации углеводов.

Значительную часть экстракта (около 8-10 %) представляют азотистые вещества: белки, альбумозы, пептоны, амиды, аминокислоты, аммиачные соли. Их содержание в экстракте очень колеблется. Они распределяются по отдельным группам примерно следующим образом (в %): белков 20-30, альбумоз и пептонов 40-50 и конечных продуктов расщепления (полипептидов, аминокислот, аммиачного азота) 20-30.

Некоторое количество азота (примерно 10 %) входит в состав меланоидинов, холина и других веществ. 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 и цвет готового пива.

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 присуще 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.

Влияют на вкус дубильные вещества оболочки - полифенолы, полифенолдериваты. Они при окислении придают раздражающе горький тон вкусу пива.

Следующим компонентом экстракта пива являются горькие вещества. Они получаются из хмеля и только небольшое количество их происходит из солодовой оболочки. Определенное значение имеет процесс варки с хмелем, интенсивность кипячения и рН сусла.

Экстракт пива содержит ряд органических нелетучих кислот. Образовавшиеся в солоде и перешедшие в сусло органические кислоты - уксусная, пропионовая, виннокаменная, щавелевая, молочная и другие - повышают буферность и придают мягкий, легкий, кисловатый вкус, который не должен сильно выделятся.

Химический состав пива зависит главным образом от концентрации начального сусла, величина которого для каждого сорта пива устанавливается стандартом.

Наряду с химическим составом нужно учитывать и физико-химическое состояние составных веществ пива, которое для многих его свойств имеет решающее значение.

Декстрины, пентозаны, сложные азотистые вещества, хмелевые смолы, дубильные и красящие вещества находятся в коллоидном состоянии и имеют электрический заряд. Вкус, полнота вкуса, пенистость и стойкость пива зависят большей частью от величины или состава этих мицелл. Минеральные вещества и кислоты находятся в пиве большей частью в виде ионов, которые адсорбируются на коллоидах и оказывают влияние на их электрический заряд и гидратацию. В этом отношении Н⁺-ионы играют очень важную роль.

1.2 Солод и несоложеное сырье

Солод Солод - это основа будущего пива. Солод изготавливают из пророщенного и затем высушенного при определенных условиях ячменя. 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 при хранении.

При сушке солода предусматривается снижение влажности и придание солоду специфического вкуса, цвета и аромата. Ростки, придающие пиву неприятный вкус, при сушке становятся хрупкими и легко удаляются. Часть высокомолекулярных белков при сушке свертывается, что в дальнейшем облегчает процесс осветления сусла и пива. Сушка происходит в специальных аппаратах - солодосушилках.

Разновидность ячменя, режимы сушки солода (продолжительность проращивания и температура) влияет на вкус пива. Существуют также пшеничный, ржаной и другие виды солода.

При проращивании образуются ферменты, которые способны превратить крахмал, содержащийся в зерне, в солодовый сахар - мальтозу.

По способу приготовления различают следующие типы ячменного солода: светлый, темный, карамельный и жженый. В зависимости от качества светлый солод делят на три класса: высокого качества, первый и второй. По качеству карамельный солод делят на два класса: первый и второй.

Темный, карамельный и жженый солод иногда называют специальным солодом, который используется для приготовления темных сортов пива. Эти виды солода определяют характерный рубиновый цвет, приятный ячменно-солодовый вкус и аромат пива.

По органолептическим показателям светлый и темный солод должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.

Таблица 3

Органолептические показатели солода

Наименование показателя	Характеристики светлого и темного солода
Внешний вид	Однородная зерновая масса, не содержащая плесневелых зерен и зерновых вредителей
Цвет	От светло желтого до желтого. Не допускаются тона зеленоватые и темные, обусловленные плесенью
Запах	Солодовый, более концентрированный у темного солода. Не допускаются кислый, запах плесени и др.
Вкус	Солодовый, сладковатый. Не допускается посторонний привкус

По физико-химическим показателям светлый и темный солод должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.

Таблица 4

Физико-химические показатели солода

Наименование	Норма для типов солода
показателя	Светлого	Темного
	Высокого качества	I класса	II класса
Проход через сито (2,2x20) мм, %, не более	3,0	5,0	8,0	8,0
Массовая доля сорной примеси, %, не более	Не допускается	0,3	0,5	0,3
Количество зерен, % мучнистых, не менее	85,0	80,0	80,0	90,0
стекловидных, не более	3,0	5,0	10,0	5,0
темных, не более	Не допускается	Не до-пускается	4,0	10,0
Массовая доля влаги (влажность), %, не более	4,5	5,0	6,0	5,0
Массовая доля экстракта в сухом веществе солода тонкого помола, %, не менее	79,0	78,0	76,0	74,0
Разница массовых долей экстрактов в сухом веществе солода тонкого и грубого помолов, %	Не более 1,5	1,6-2,5	Не более 4,0	-
Массовая доля белковых веществ в сухом веществе солода, %, не более	11,5	11,5	12,0	-
Отношение массовой доли растворимого белка к массовой доле белковых веществ в сухом веществе солода (число Кольбаха), %	39-41	-	-	-
Продолжительность осахаривания, мин, не более	15	20	25	-
Лабораторное сусло
Цвет, см3 раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм3 на 100 см3 воды, не более	0,18	0,20	0,40	0,50-1,30
Кислотность, см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм3 на 100 см3 сусла	0,9-1,1	0,9-1,2	0,9-1,3	-
Прозрачность (визуально)	Прозрачное	Прозрачное	Допускается небольшая опалесценция	-

По органолептическим показателям карамельный и жженый солод должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 5.

Таблица 5

Органолептические показатели солода

Наименование	Характеристика солода
показателя	Карамельного	Жженого
Внешний вид	Однородная зерновая масса, не содержащая плесневелых зерен и зерновых вредителей
Цвет	От светло-желтого до буроватого с глянцевым отливом	Темно-коричневый. Не допускается черный
Запах (как самого солода, так холодной и горячей вытяжек)	Солодовый. Не допускаются: пригорелый, затхлый и плесневелый	Напоминающий запах кофе. Не допускается пригорелый
Вкус (как самого солода, так холодной и горячей вытяжек)	Сладковатый. Не допускаются горький и пригорелый	Кофейный. Не допускаются пригорелый и горький
Вид зерна на срезе	Спекшаяся коричневая масса. Не допускается обуглившаяся масса	Темно-коричневая масса. Не допускается черная масса

По физико-химическим показателям карамельный и жженый солод должен удовлетворять требованиям, указанным в таблице 6.

Таблица 6

Физико-химические показатели солода

	Норма для типов солода
Наименование	Карамельного	Жженого
показателя	I класса	II клacca
Массовая доля влаги (влажность), %, не более	6,0	6,0	6,0
Массовая доля экстракта в сухом веществе солода, %, не менее	75,0	70,0	70,0
Количество карамельных зерен, %, не менее	93,0	25,0	-
Массовая доля сорной примеси, %, не более	0,5	0,5	0,5
Цвет (величина Линтнера - Лн), не менее	20,0	20,0	100,0

Карамельный - это вид солода, широко используемый в производстве темного пива. Кроме сушки он проходит и термическую обработку, в результате которой образуются ароматические и красящие вещества, определяющие специфический вкус, аромат и цвет темного пива.

Основные сортовые особенности пива (цвет, вкус, запах, аромат) во многом зависят от качества солода и соотношения его видов в рецептуре.

Важнейшим показателем качества солода является, естественно, его поведение в процессе затирания и способность максимально расщеплять содержащиеся вещества. Солод оценивают тем выше, чем больше у него экстрактивности. При этом хорошую оценку дают при достаточном растворении солода.

Важным показателем, характеризующим качество солода, является осахаривающая способность. Этот показатель выражается временем в минутах, которое требуется для полного осахаривания затора при 70 °С, считая с момента достижения этой температуры. При этом под осахариванием, по-видимому, понимается способность ферментов дробленых зерен ячменя расщеплять содержащийся в тех же зернах крахмал. Продолжительность осахаривания не должна превышать 25 мин.

Если продолжительность осахаривания солода значительно больше, то определяют другой показатель его качества - амилолитическую активность. Она характеризуется количеством грамм мальтозы, образовавшейся из растворимого крахмала под действием 100 г солода в течение 30 мин при 20 °С и рН 4,3.

Несоложеное сырье Кроме качества солода необходимо уделять большое внимание ассортименту и качеству перерабатываемых несоложеных материалов.

В солоде нормального качества ферментов обычно содержится больше, чем надо для того, чтобы полностью расщепить нерастворимые компоненты, в нем содержащиеся. С помощью этого избытка ферментов можно дополнительно переработать крахмал несоложеного сырья, повысив содержание сахаров в сусле.

Основной причиной использования несоложеных материалов остается стремление увеличить выход экстракта при той же засыпи дорогостоящего солода, а также желание придать определенным сортам пива оригинальный вкус.

Несоложеные материалы должны иметь высокую экстрактивность, легко перерабатываться, а также не содержать или содержать минимальное количество веществ, которые, переходя в сусло и пиво, оказывают отрицательное влияние на качество продукта.

Наиболее эффективным является использование таких зернопродуктов, как рис, ячмень, пшеница, кукуруза, сорго, изредка - овес. Переработка рисовой крупы требует больших затрат из-за необходимости проводить ее разваривание.

Чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье - это главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода.

У каждого вида несоложеного сырья свои особенности. Пшеница имеет такой же состав, как ячмень, но является более экстрактивной (содержит 70-76 % крахмала). Добавки кукурузы смягчают вкус пива, риса - придают ему более сухой вкус. Необходимо заметить, что несоложеные материалы практически всегда изменяют вкус пива, по каким бы соображениям они не добавлялись. В случае применения несоложенки сусло содержит меньшее количество азота и полифенолов.

Наиболее капризным при переработке является рис - его клейстеризованный крахмал обладает высокой вязкостью и легко пригорает. Кукурузные зерна содержат много масла - перед применением их необходимо дополнительно обрабатывать (из зерен удаляются зародыши, содержащие масло). Кукуруза большей частью используется в виде обезжиренных муки, сечки или хлопьев. Рис - в виде рисовой муки или сечки, являющейся отходом рисоочистительного производства. Рисовая сечка содержит небольшое количество жира и много крахмала, что положительно влияет на процесс ферментации.

Чтобы не пострадал вкус пива, можно заменять несоложеным ячменем не более 30 % солода (если солод среднего качества, то не более 15 %). 50 %-ная замена снизит активность б- и в-амилазы в два раза, протеаз - в полтора раза.

При дроблении несоложеных продуктов следует учитывать то, что обычному зерну, по сравнению с солодом, присуща более плотная структура. Внося несоложеный материал, необходимо учитывать различие во влажности и экстрактивности между ним и солодом.

В то же время применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически обосновано. Поэтому при приготовлении 10-11 % светлого пива следует обязательно применять не менее 20 % несоложеного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.

При производстве пива «Жигулевское» допускается использование сахара-сырца в количестве до 6 % массы затираемых зернопродуктов.

В настоящее время в России начали готовить пиво с использованием пшеницы («Русь», 11 % светлое и др.), дрожжей низового и верхового брожения. Действуют пивзаводы большой, средней и малой мощности, а также микро-минипивоварни с суточным выпуском 500-2000 л, оснащенные аппаратами и устройствами не только зарубежного, но и отечественного производства. Широко развивается выпуск напитков типа пива, где часть экстракт-вкусоароматического сырья заменяется на нетрадиционные виды: концентрат квасного сусла («Пикур» и др.), трава стланника («Северное»), полыни горькой («Россер»), плоды черемухи обыкновенной («Черемуховый цвет») и т.д.

1.3 Характеристика воды

Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическая вода должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, без запаха. Общая жесткость воды для производства пива должна быть в пределах 2-4 мг*экв/ дм³ (допускается не более 5*6 мг-экв/ дм³) и рН 6,8-7,3, окисляемость не выше 2 мг/дм³ и сухой остаток не более 600 мг/дм³.

Жесткостью называют свойство природной воды, определяемое количеством растворенных в ней солей кальция и магния. Химическим показателем, характеризующим жесткость воды, является суммарное содержание миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния в 1 дм³ воды. Вода, содержащая в 1 дм³ до 1,5 мг*экв ионов кальция и магния, считается очень мягкой; 1,5*3 мг-экв - мягкой; 3*6 мг-экв - средней жесткости; 6*10 мг-экв - жесткой; свыше 10 мг*экв - очень жесткой.

Различают жесткость общую, карбонатную и некарбонатную. Общая жесткость воды обусловлена содержанием в ней общего количества ионов кальция и магния. Карбонатной жесткостью воды называют жесткость, которая характеризуется наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. При кипячении они превращаются в карбонаты и выпадают в осадок. Некарбонатная жесткость объясняется наличием в воде хлоридов, сульфатов и других солей кальция и магния, которые при кипячении в осадок не выпадают. Общая жесткость равна сумме карбонатной и некарбонатной жесткости. Один миллиграмм-эквивалент (1 мг*экв.) жесткости соответствует содержанию в 1 дм³ воды 20,04 мг иона кальция или 12,16 мг иона магния.

Щелочность характеризует способность воды связывать кислоты и выражается количеством в 1 дм³ воды миллиграмм-эквивалентов ионов ОН-; СО₃^2-; НСО^- и некоторых других анионов слабых кислот, реагирующих с сильными кислотами.

Окисляемостью воды называют способность веществ, содержащихся в воде, реагировать с окислителями. Величину окисляемости выражают количеством миллиграммов кислорода, которое необходимо для окисления веществ, содержащихся в 1 дм³ воды. Окисляемость характеризует степень загрязнения воды органическими веществами.

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

Высокая карбонатная жесткость воды, используемой для замачивания зерна при приготовлении солода, задерживает прорастание зерна, а применение такой воды при приготовлении солодового молока снижает активность амилолитических ферментов.

На спиртовых заводах при высокой бактериальной загрязненности воду обеззараживают хлорной известью или газообразным хлором.

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

Ионный состав воды не должен повышать рН производственных сред, в которых протекают биологические процессы. Для характеристики 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 нежелательных примесей.

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

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

Для освобождения воды от взвешенных частиц ее подвергают отстаиванию или фильтрованию. Отстаивание осуществляют в резервуарах. Более распространенным 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 типичными из этих примесей являются кремниевая кислота, ее соли и гуминовые вещества. В этом случае воду обрабатывают веществами, которые вызывают укрупнение коллоидных частиц и выпадение их в осадок. Такой процесс называется коагуляцией, а применяемые для коагуляции вещества - коагулянтами.

В качестве коагулянтов применяют сульфаты алюминия и железа. В водном растворе сульфат алюминия подвергается гидролизу с образованием гидроксида алюминия и серной кислоты:

Положительно заряженные ионы гидроксида алюминия снижают электрический потенциал, создаваемый отрицательно заряженными коллоидными частицами кремниевой кислоты и гуминовых веществ, содержащихся в воде, в результате чего происходит их коагуляция.

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

Коагуляция гидроксидом железа по сравнению с коагуляцией гидроксидом алюминия протекает быстрее, так как гидроксид 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 примесей 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 модифицирующими реагентами.

Безреагентный способ основан на особенности воды, содержащей соединения железа и растворенный кислород, при фильтровании 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 модифицирующими реагентами. Сущность обработки заключается в нанесении на поверхность кварцевого песка пленки из гидроксида железа, диоксида железа и диоксида марганца, катализирующих процесс обезжелезивания воды. Для обезжелезивания воды используются песочные фильтры ШЗ-ВФА и фильтры «Аква-электроника».

Обработка воды, устраняющая неприятные запахи и привкусы, обусловленные различными примесями, называется дезодорацией. Самые распространенные способы дезодорации воды - озонирование и обработка активным углем. При обработке воды путем фильтрования через слой активного угля устраняются запах и привкусы воды, снижаются ее цветность и окисляемость.

Умягчение. Наиболее распространенный способ умягчения воды - ионообменный. При этом способе достигается не только 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, органические 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 гидроксильные ионы или другие отрицательно заряженные ионы на кислотные остатки (анионы).

В практике очистки воды часто используют Н⁺- и №⁺-катиониты. В зависимости от катиона этот процесс называют Н-ка-тионированием и №-катионированием. При Н⁺-катионировании повышается кислотность воды, а при №⁺-катионировании увеличивается щелочность фильтрата, если в исходной воде содержалась карбонатная жесткость. Это объясняется тем, что при такой обработке воды образовавшийся гидрокарбонат натрия гидролизуется 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 удалению 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: горький 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 ароматические 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 пивоварения 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 которых 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 технологии, 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 относительной 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).