3. Влияние технологии производства пива на формирование
его ассортимента и качества
Технология пивоварения играет большую роль в формировании ассортимента и качества готового продукта. Этот длительный и сложный процесс, продолжающийся 60 – 100 дней, включает следующие основные этапы: приготовление солода, получение сусла, брожение, обработка и разлив пива.
Приготовление солода. В пивоварении солод играет роль источника не только активных ферментов, но и того комплекса органических и минеральных веществ, который позволяет с участием этих ферментов получать пивное сусло, пригодное для сбраживания.
Для приготовления солода ячмень замачивают водой (температура воды 12 – 17ºС). По мере возрастания влажности в зерне активизируются тканевые ферменты и катализируемые ими биохимические процессы, резко возрастает интенсивность дыхания. Замачивание прекращается по достижении влажности зерна 42 – 45% для светлого пива и 45 – 47% - для темного.
Замоченное зерно направляют в солодовни для проращивания. Этот процесс при температуре 15 – 19ºС длится 5 – 8 суток, он необходим для равномерного разрыхления эндосперма и накопления ферментов, осуществляющих дальнейшую переработки этого полуфабриката. При этом возрастает активность амилазы, которая в спелом зерне находится в нерастворимом состоянии. Протеолитические ферменты, гидролизующие белковые вещества, высвобождают амилазу, переводя ее в активное состояние. Солод выполняет также роль одного из основных источников растворимых веществ, переходящих в полуфабрикаты и готовое пиво.
При проращивании зерна под влиянием амилолитичесих ферментов происходит осахаривание основного углевода – крахмала. Главными ферментами, принимающими участие в этом процессе являются α–амилаза и β–амилаза. β-амилаза способствует накоплению мальтозы и глюкозы, α-амилаза образует декстрины. В результате в пророщенном зерне (солоде) образуется смесь углеводов, состоящая из мальтозы, декстринов и небольшого количества глюкозы. Образовавшиеся продукты гидролиза крахмала вступают в химическое взаимодействие между собой и с другими компонентами зерна, образуя вкусовые и ароматические вещества.
Проращивание зерна связано и с процессами синтеза некоторых веществ. Так, в соложеном ячмене накапливаются витамины групп В, токоферолы, аскорбиновая кислота. Особенно возрастает содержание рибофлавина.
Киевский экспериментальный завод солодовых экстрактов на полисолодовой основе выпускает продукты лечебно-профилактического назначения, не имеющие аналогов в мировой практике. В них используется целебная сила проросшего зерна злаков, содержащего активные ферменты, богатого витаминами и микроэлементами. Первый из таких продуктов –холесол – представляет собой полисолодовый экстракт пшеницы, овса и кукурузы, обогащенный настоем бессмертника. Помимо непосредственного использования в лечебном питании при хроническом заболевании печени, желчных путей и нарушении обмена веществ, он может применяться для профилактики заболеваний сердечно-сосудистых, нервной системы и почек. Абсолютная безвредность продукта позволяет широко использовать его в детском питании, а также для повышения биологической ценности безалкогольных напитков и кондитерских изделий.
Сырой ячмень после проращивания (зеленый солод) не имеет того химического состава, который способен обеспечить нужное качество готового продукта. Поэтому его сушат в специальных сушилках, постепенно повышая температуру до 75 - 105ºС.
На первом этапе сушки солода (температура до 45ºС) в эндосперме активизируются ферментативные процессы, в результате чего накапливаются сахар, аминокислоты и растворимые белки.
На втором этапе сушки (при температуре 45 – 70ºС) большинство ферментов инактивируется. Однако решающее значение в этом процессе принадлежит не столько температуре, сколько влажности продукта. Известно, что в сухом состоянии ферменты способны выдерживать температуру около 100ºС, при этом их активность снижается незначительно.
При температуре выше 75ºС в солоде начинаются химические процессы, в результате которых накапливаются красящие, вкусовые и ароматические вещества. Сахара взаимодействуют со свободными карбонильными группами, альдегидами, кетонами и аминокислотами, образуя меланоидины, которые обладают восстанавливающими свойствами и являются хорошими пенообразователями. Моносахариды окисляются и карамелизуются, белки денатурируют.
В зависимости от температуры и продолжительности сушки получается светлый или темный солод, который затем используется для производства соответственно светлого или темного пива.
Светлый солод получают высушиванием пророщенного ячменя в течение 16 часов при постепенном повышении температуры с 25 – 30 до 75 – 80ºС. В готовом виде он имеет светлую окраску, сладковатый вкус, солодовый аромат, рыхлый мучнистый эндосперм.
Для получения темного солода проросшее зерно сушат 24 – 48 часов при более высокой температуре, достигающей в конце сушки 105ºС.
Для придания пиву очень темной окраски готовят жженый солод, поджаривая сухой светлый солод при температуре 210 – 260ºС.
Для некоторых сортов пива готовят карамельный солод – сильно окрашенный ароматический продукт, полученный осахариванием сухого светлого или зеленого солода при температуре 120 – 170ºС. Карамельный солод отличается от жженого тем, что он до содержит повышенное количество сахаров.
Высушенный солод быстро освобождают от ростков, потому что они очень гигроскопичны и имеют горький вкус. Кроме того, они богаты аминокислотами и поэтому способствуют накоплению излишнего количества сивушных масел при брожении.
Свежевысушенный солод непригоден для выработки пива. После удаления ростков он должен отлежаться (дозреть) в течение 4 – 5 недель. При этом повышается его влажность, исчезает хрупкость, увеличивается количество растворимых азотистых и минеральных веществ, повышается степень дисперсности коллоидов.
Получение сусла состоит в дроблении ячменного солода, приготовлении затора и кипячении сусла с хмелем. Созревший солод обрабатывают на полировочной машине и пропускают через магнитные аппараты для того, чтобы очистить от пылевидных частичек и металлических примесей, которые влияют на качество готового пива (механическая муть и металлический привкус). В результате такой очистки солода от примесей несколько повышается доля экстрактивных веществ. Очищенный солод измельчают для ускорения осахаривания и увеличения экстрактивности сусла.
Затор – это полуфабрикат пивоваренного производства, получаемый путем затирания солода и несоложеных материалов с водой. Полученную смесь медленно перемешивают при подогревании до температуры 50 – 52ºС в течение 10 – 30 мин. Эта операция способствует максимальному переводу крахмала и белковых веществ в растворимое состояние под влиянием собственных ферментов зерна или введенных ферментных препаратов.
Во время затирания ферменты превращают крахмал в мальтозу и декстрины. Белковые вещества в результате частичного гидролиза превращаются в вещества, влияющие на процесс пенообразования, вкус, цвет и стойкость пива. Затор могут получать при кипячении части полуфабриката (отварочный способ получения затора), а могут получать без кипячения, медленно нагревая затор до температуры 70 – 72ºС (настойный способ получения затора).
Осахаренный затор представляет собой систему, состоящую из твердой части – дробины (выщелоченное зерно, мякинные оболочки, денатурированные и коагулированные белки) и жидкой части – сусло. Сусло от дробины отделяют путем фильтрации.
Отфильтрованное сусло вместе с промывными водами кипятят с хмелем в специальном котле для упаривания раствора. В процессе упаривания строго регулируется плотность сусла, т.к. от нее зависит уровень действительного и сброженного экстракта, а также полнота вкуса готового пива.
В процессе кипячения сусла происходит его стерилизация и инактивация ферментов; некоторая часть денатурированных белков коагулирует, что способствует осветлению раствора; из хмеля выщелачиваются ароматические и горькие вещества, часть которых превращается в мягкие смолы. Сусло приобретает вкус и аромат характерные для определенного сорта пива.
Горячее охмеленное сусло охлаждают и пропускают через сепараторы для отделения коагулированных белков. Крупные хлопья коагулированного белка оседают, захватывая частицы мути, сусло осветляется.
Брожение. Сбраживание пивного сусла осуществляют чистыми культурами дрожжей (пивные дрожжи). Используют расы дрожжей, вызывающих низовое брожение, которое обеспечивает глубокое сбраживание сусла, лучшее качество и стойкость пива в хранении. Для специальных сортов белого и светлого пива применяют дрожжи верхового брожения.
Основной вид брожения при производстве пива – это спиртовое брожение
С6Н12О6
2СО2
+ 2С2Н5ОН
+ 118 кДж
Вместе с тем, при спиртовом брожении кроме этилового спирта и углекислого газа образуются высшие спирты, эфиры, уксусная, янтарная, и молочная кислоты, глицерин и другие органические вещества.
Высшие спирты обладают резким запахом и очень загрязняют готовый продукт.
В процессе пивоварения различают главное брожение и дображивание.
Главное брожение протекает при температуре 6 – 9ºС в течение 7 – 9 суток. Проходит оно в открытых бродильных чанах или закрытых металлических емкостях, рассчитанных на сбор и утилизацию углекислого газа. Главное брожение пивного сусла характеризуется сбраживанием основной массы сахаров. Через 15 – 20 часов после внесения дрожжей на поверхности сусла появляется белая пена вначале мелкоячеистая с постепенно увеличивающимися завитками. Достигнув максимума, завитки опадают, пена уплотняется и на поверхности раствора образуется грязно-бурая масса (дека), которую обязательно удаляют, иначе пиво приобретет горький вкус. Процесс главного брожения завершается за 7 – 9 суток. К этому моменту в пиве остаются около 1,5% несброженных сахаров.
После главного брожения получается молодое или зеленое пиво, которое еще не имеет гармоничного вкуса и аромата. Его направляют в герметически закрываемые лагерные танки, где происходит дображивание зеленого пива при температуре от 0 до 3ºС. Продолжительность этого процесса от 11 до 100 суток в зависимости от вида пива.
При дображивании дрожжи используют остаток сахаров, в результате чего несколько возрастает крепость напитка и его насыщение углекислым газом.
Низкие температуры дображивания способствуют увеличению растворимости углекислого газа, повышению кислотности пива, но задерживают реакцию эфирообразования, накопление альдегидов. Именно в этот период происходит осветление пива, трансформация промежуточных продуктов главного брожения и формирование основных потребительных свойств пива. Пиво приобретает характерный вкус и букет.
Осветленное пиво фильтруют для удаления взвешенных частиц и разливают в тару: бутылки или бочки. Перед заполнением бочек (деревянные бочки сейчас почти полностью заменены алюминиевыми) пивом в них создают повышенное давление воздуха или углекислого газа, препятствующее вспениванию напитка. Наполненную тару немедленно укупоривают, чтобы потери углекислого газа были минимальны.
В настоящее время на основе проведенного конкурса для пивобезалкогольной продукции рекомендованы пластиковые бутылки типа «Евро», выдерживающие внутреннее давление до 8 кгс/см2, что позволяет выпускать напитки с большим содержанием углекислого газа.
Хранят пиво при температуре не выше 12ºС и не ниже 0ºС без доступа света. Каждый вид пива имеет свой гарантийный срок хранения.
В настоящее время и отечественные и зарубежные производители пива для удлинения гарантийного срока его хранения используют различные синтетические стабилизаторы и антиоксиданты. Введение таких веществ позволяет удлинить срок хранения пива до 30 и более суток.