Класифікація сировини бродильних виробництв

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Класифікація сировини бродильних виробництв

1. Класифікація сировини бродильних виробництв

бродильний крохмалевмістний зерно

На підприємствах бродильної промисловості використовується сировина, яка містить вуглеводи (рослинна), що зброджується дріжджами, або після спеціальної обробки.

В залежності від того, який вуглевод міститься в сировині, всі види сировини поділяються на 2 групи:

1 - крохмалевмістна сировина - це коли вуглеводи представлені крохмалем;

2 - цукровмістна - це коли вуглеводи представлені цукрами;

До першої групи відносяться зернові злаки (ячмінь, жито, пшениця, кукурудза, рис) та картопля.

Ячмінь використовується як основна сировина в пивоварному виробництві для отримання солоду, так і несолодована сировина, при частковій заміні солоду з метою зниження собівартості пива.

До другої групи відносяться - цукор, меляса (відхід цукрового виробництва).

У виробництві безалкогольних напоїв та лікеро-горілчаних виробів сировиною є цукор, різна плодово-ягідна сировина (соки, морси, екстракти) та рослинна (лікарські рослини).

У виробництві хлібопекарних та кормових дріжджів використовується меляса та барда (відхід спиртового виробництва).

2. Загальні вимоги до сировини бродильних виробництв

В різних галузях бродильних виробництв до сировини ставляться різні вимоги. Вона повинна відповідати і загальним вимогам:

а) сировина щорічно повинна відновлюватися в необхідній кількості;

б) містити необхідну кількість вуглеводів;

в) добре зберігатися.

Чим кращої якості сировина, чим більший вміст вуглеводів вона містить, тим більшим буде вихід готової продукції та краща її якість.

3. Крохмалевмістна сировина, яка використовується в бродильних виробництвах

Зернові злаки, що використовуються в бродильних виробництвах поділяються на основні та рідкісні.

До основних відносяться: ячмінь, жито, овес, просо, пшениця.

До рідкісних сорго, гаолян, рис, сочевиця, віка, соя, гречка.

Ці всі види зернових мас використовуються в двох напрямках: на солод та на розварювання.

На солод використовується: ячмінь, просо, овес, а рідше жито і пшениця.

Ці та інші культури використовуються також на розварювання.

До сировини, що призначена на солод ставляться вищі вимоги, ніж до розварювання.

Якість сировини, що йде на розварювання стандартом не регламентується, тому можна використовувати і дефектну сировину.

Для зниження собівартості пива, зміни складу екстрактивних речовин сусла й розширення асортименту частину солоду замінюють несолодженим зерном і цукристими речовинами (буряковий цукор). Використання несолоджених матеріалів для конкретних сортів пива передбачено рецептурами і технологічними інструкціями.

На пивзаводах крім ячменю для сортового пива використовують несолодовану сировину, тобто без пророщування: рисову січку або борошно, пшеницю, кукурудзу, горох.

Буряковий цукор використовують мало і лише при виготовленні деяких оригінальних сортів пива.

4. Анатомічна будова зерна

Зернові культури мають різноманітну форму зерна, але складається з однакових анатомічних частин.

Плід злакових - зернівка. Вона складається із трьох основних частин: зародку, ендосперму, оболонок.

Оболонки захищають зерно від пошкоджень і зародок від попадання шкідливих для нього речовин. Воно складається із трьох шарів.

Верхній шар - квіткова плівка - складається із задерев'янілих клітин і на спинній частині переходить в остюк, біля основи - базис - площадку, за допомогою якої зерно закріплюється на колосковому стрижні. Якщо квіткова плівка зрослася із зерном, то такий ячмінь називається плівчастим, якщо не зрослися - голозерним. У голозерного ячменя оболонка відокремлюється при обмолоті. В пивоварінні використовують плівчасті ячмені.

В залежності від наявності квіткової плівки зерно злакових поділяється на голозерне (пшениця, жито) та плівчасте (ячмінь, овес, просо, сорго).

Вміст квіткової плівки виражений у% називається плівчастістю. Плівчастість становить 6-17%. До її складу входить клітковина, яка в процесі виробництва залишається незмінною, крім того входить кремнієва кислота, поліфеноли, ліпіди.

Ці речовини негативно впливають на якість пива - смак і стійкість. Але квіткова плівка утворює фільтруючий шар під час фільтрації затору.

Далі йдуть зрослі плодова та насіннєва плівки. Плодова плівка складається із клітковини та напівклітковини. Під плодовою знаходиться насіннєва оболонка - є напівпроникною, пропускає воду, але не пропускає солей, затримує мікроорганізми та вилужування речовин ячменю із ендосперму. Містить пігменти, що обумовлюють колір зерна.

Ендосперм - борошниста частина зерна, свого роду сховище поживних речовин для розвитку зародка і молодої рослини. Основна маса ендосперму - великі клітини з тонкими стінками. Заповнені вони крохмальними зернами, розміщеними в протоплазмі. До речі, в ячмені зерна крохмалю великої овальної та сферичної форми 20-40 мкм, дрібні - кулястої, довгастої, а інколи гранованої форми 2-10 мкм, в інших культурах - інші форми. За консистенцією ендосперм може бути скловидним, борошнистим та напівскловидним. Становить 63-69% від маси зернівки.

Зовнішня частина ендосперму - алейроновий шар, який складається із трьох шарів товстостінних клітин, у зародка - клітини стають дрібнішими, товщина шару зменшуються, а у зародка алейроновий шар зовсім зникає. Він багатий на білки. В ньому відбувається активація і утворення ферментів при пророщенні солоду. Він складає 12-13%.

Поблизу зародка клітини ендосперму не містять крохмалю.

В нижній частині зернівки міститься зародок, який є живим організмом зернівки. Він має елементи майбутніх корінців і листків і становить 2,5 - 5% від маси зерна. Зародкова частина від ендосперму відокремлюється щитком, клітини якого утворюють всмоктуючий епітелій. Щиток із всмоктуючим епітелієм передає поживні речовини від ендосперму до зародка. У щитку знаходиться найбільш активні ферменти і велика кількість вітамінів.

В нижній частині зародку є повітряні канали, які називаються трахеїди.

5. Хімічний склад зерна

Хімічний склад зерна залежить від сорту, району вирощування, метеорологічних і ґрунтових умов, масового співвідношення окремих частин зерна.

Хімічний склад зерна (наприклад ячмінь) можна розділити на воду (12 -17%) і сухі речовини (83-88%).

Волога в будь-якому нормальному зерні знаходиться у колоїдно-зв'язаному стані, життєві процеси в такому зерні мінімальні. Розрізняють сухе зерно - вологість до 14%; зерно середньої сухості - 14-15%. В такому зерні (14-15% вологості) з'являється певна кількість вільної води і зерно може пробуджуватись до життя. Така вологість називається критичною. Також зерно є вологе (15,5-17%) і сире (більше 17%). Таке зерно активно дихає і при зберіганні починає активно проростати, зігріватися і псуватися.

Середній склад сухих речовин: із 86%: 84% - органічних і 2% мінеральних речовин.

До органічних речовин входять вуглеводи (крохмаль, целюлоза, геміцелюлоза, цукри, гумі речовини), білки, жири, вітаміни, ферменти, дубильні речовини.

До неорганічних речовин входять мінеральні речовини (фосфор, сірка, кремній, калій, натрій, магній, кальцій, залізо, хлор).

Але це середній склад, який дуже різниться в різних культурах.

По масі зерна компоненти розподіляються нерівномірно. Найбільша кількість вуглеводів знаходиться в ендоспермі, а жири, азотисті і мінеральні речовини - в зародку, целюлоза - в оболонкі.

Вуглеводи в більшій своїй кількості представлені крохмалем - це найважливіший за кількістю і значенню вуглевод ячменю. В ячмінному крохмалю приблизно 20% амілози і 80% амілопектину. Під дією кислот, амілоза і амілопектин розщеплюються і утворюють глюкозу.

В холодній воді крохмаль не розчиняється, але набухає, а при 65-80°С він клейстеризується. З йодом дає синє забарвлення.

Вміст крохмалю в ячмені коливається від 45 до 70%, хоча ячмінь доброї якості повинен містити 60-70%. Міститься крохмаль в ендоспермі.

Цукри - представлені моносахаридами (глюкоза, ксилоза, фруктоза), дисахаридами (сахароза, мальтоза), трисахаридами (рафіноза). Містяться в зародковій частині і в ендоспермі. Вміст їх 3 -5%.

На виробництві сума крохмалю і цукрів має назву крохмальність сировини. Це один із основних показників сировини.

Клітковина(целюлоза) - міститься в квіткових плівках, входить до складу насіннєвої й плодової оболонок, є вона і в алейроновому шарі, стінках клітин зародка, але практично відсутня у стінках крохмальних клітин. Вона не розчинна у воді, важко гідролізується кислотами та ферментами. Загальний вміст становить 6%. В ході технологічного процесу залишається в незмінному вигляді (в шротині), що є фільтруючим засобом під час фільтрації затору в процесі приготування пивного сусла.

Напівклітковина (геміцелюлоза) - міститься в оболонках, а також становить основну складову частину стінок клітин ендосперму. Складові частини гексозани та пентозами, які обумовлюють в'язкість затору під час його фільтрації. Представником гексозану є в-глюкан. Не розчинна у воді, а розчинна у лугах. Вміст становить біля 11%.

Пентозани (ксилани, арабани) - домінуюча складова частина гумі-речовин (слизів, камеді). Із пентозан в зерні містяться геміцелюлози (напівклітковина). Геміцелюлози із целюлозою (клітковиною) входять до складу клітинних стінок зерна. Пентозанів в зерні 7-15%, багато у вівсі (13-15%).

Гумі речовини - вміст їх 2%. Вони розчиняються у теплій воді, утворюючи в'язкість затору під час фільтрації.

Азотовмісні речовини.

В нормальному зерні із азотних речовин присутні білки. Не дуже багато міститься амінокислот, амідів, пептидів, тільки один із видів зернової сировини

їх вміщує більше - жито. У незрілому зерні, яке само зігрівалося вміст амінокислот зростає.

Із білків зустрічаються альбуміни, глобуліни, проламіни, глютеліни. Білки сировини потрібні у виробництві для живлення дріжджів.

Білки в ячмені розподіляються нерівномірно: найвищий вміст їх в алейроновому шарі у вигляді клейковини. Згідно стандарту вміст білку повинен становити не більше 11-11,5%. Білки впливають на технологічний процес, а саме на якість пива і вихід екстракту. Чим більше білку, тим менше вихід екстракту.

Вміст білку в зерні пов'язаний з вмістом крохмалю: чим більше крохмалю, тим менше білків, і навпаки.

Для виготовлення темних сортів пива використовують ячмінь з підвищеним вмістом білка, що дозволяє отримати більшу забарвленість і аромат солоду при сушінні.

Бідні білками ячмені (до 8%) небажані для пивоваріння. Вони дають пиво з слабкою піною і неповним смаком.

Жири - в основному жири локалізовані у зародку (до 85% із загальної маси), 12% - в алейроновому шарі і всього 3% у борошнистій частині зерна. Жири - це ефіри гліцерину та жирних кислот. Вміст їх становить 2 - 3%. Негативно впливають на виробництво пива - знижують піностійкість, стійкість, надають неприємного смаку.

Ферменти - в ячмені міститься комплекс основних ферментів: протеолітичні, амілолітичні, цитолітичні, які знаходяться в зімогенному стані. При зберіганні зерна активність ферментів невисока, але при пророщуванні зерна вона значно підвищується.

Вітаміни - це органічні з'єднання, які необхідні для розвитку зародку при рості зерна. В ячмені найдені вітаміни Е, В₁, В₂, В₆, РР, С та ін. Містяться вони в зародковій частині і в алейроновому шарі.

Дубильні речовини (поліфеноли) - становлять лише 0,1-0,3% сухої маси, але відіграють не останню роль при виготовленні пива, тому що можуть впливати на його піноутворення, смак і колір; разом із дубильними речовинами хмелю здатні осаджувати білки, і тим самим освітлювати пиво; сприяють підвищенню стійкості пива, хоч самі вони в надмірній кількості можуть також викликати його помутніння.

Мінеральні речовини (зола) і кислоти складають 1,5 - 3,0% від маси зерна. Вони знаходяться головним чином у оболонках і квіткових плівках, а також у зародку. Відносно більше золи у плівчастих культурах. Основна частина золи - фосфат калію, кислоти представлені фосфорною, щавелевою, яблучною і молочною.

Вміст фосфатів у ячмені залежить від його сорту й кількості фосфорних і азотних добрив, що вносять в грунт при вирощуванні ячменю. Нормальним вважається вміст 260-350 мг фосфору у 100 г. СР ячменю.

Значення фосфатів у пивоварінні дуже велике тому, що саме первинні кислі фосфати вносять основний вклад у формування оптимальної буферної здатності при приготуванні сусла, а це позитивно позначається на виході екстракту.

Половина фосфатів у ячмені присутня у вигляді фітину, що по суті є кальцієво-магнієвою сіллю інозит фосфорної кислоти.

Література

1. Домарецький В.А. Технологія солоду та пива.-К.:Урожай, 1999.

2. Колотуша П.В. Технологія виробництва пива.-К.:УСДО, 1995.

3. Колчева Р.А., Ермалаева Г.А. Производство пива и безалкогольных напитков. - М.: Пищ. промышленностьсть¬, 1985.

4. Чукмасова М.А., Рудольф В.В. Технология пива и безалкогольных напитков. - М.: Пищ. пром-сть, 1971.

5. Мальцев П.М. Технология бродильных производств.-М.: Пищ. пром-сть, 1980.

6. Колотуша П.В. Виробництво солоду.-К.: УСДО, 1995.

7. Балашов В.Е., Рудольф В.В. Техника и технология производства пива и б/а напитков.-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.

8. Домарецький В.А. Технологія екстрактів, концентратів, напоїв із рослинної сировини. - Вінниця: Нова книга, 2005.

9. Колотуша П.В., Кошова В.М. Сировина для виробництва пива.-Київ НМК ВО, 1991.

10. Фертман Г.И., Шойхет М.И. Технолгия продуктов брожения. - М.: Высшая школа, 1976.

11. Министерство пищевой промышленности СССР. Технологическая инструкция по производству безалкогольных напитков и кваса.- М.: Легкая й пищевая промышленность, 1984.

12. Ильинич В, В. Технология спирта и спиртопродуктов. - М.: Агропромиздат, 1987.

13. Фертман Г.И., Шойхет М.И. Биохимические и технологические основы бродильных производств. - М.: Пищевая промышленность, 1970.

Размещено на Allbest.ru