13. Технология производства солода, пива и безалкогольных напитков

Пиво является игристым освежающим напитком с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом. Оно утоляет жажду, повышает общий тонус организма, способствует более правильному обмену веществ, так как содержит ряд витаминов: тиамин (В₁), рибофлавин (В₂), биотин (Н), пиридоксин (В₆) и цианин (РР).

Безалкогольные напитки представляют собой насыщенную диоксидом углерода воду с использованием плодово-ягодных, овощных, виноградных соков и их концентратов и других веществ.

13.1. Производство ячменного солода

Основным сырьем для производства пива являются ячмень, хмель и вода. Так как основной составной частью ячменя является крахмал, который, будучи полисахаридом второго порядка, не может непосредственно усваиваться дрожжами, то необходимо подвергнуть его гидролизу, преобразовать в усвояемую форму. Поэтому в зернах ячменя следует увеличить содержание гидролитических ферментов, способствующих гидролизу (осахариванию) крахмала. Для этого из ячменя производят солод.

Для производства пива используют только специальные пивоваренные ячмени. Пивоваренный ячмень должен иметь всхожесть 90…95%, содержание крахмала  не менее 60%, белка – не более 12% (увеличение содержания белка способствует помутнению пива), содержать массовую долю влаги не более 15%.

Солод, являясь основным сырьем для производства пива, используется также при производстве спирта, кваса, для выработки ряда сортов хлеба и т.д. В пивоварении солод производится из ячменя, при производстве спирта – может производиться из различных злаков, в хлебопечении и при производстве кваса – из ржи, так называемый красный солод.

При производстве пива используют три сорта солода: светлый, темный и карамельный.

Технология производства солода состоит из следующих технологических процессов: очистки и сортирования ячменя, замачивания ячменя, солодоращения, сушки свежепроросшего солода, освобождения сухого солода от ростков и полировки солода.

Поступающее на производство зерно содержит ряд примесей, которые затрудняют процесс солодоращения и снижают качество солода. К ним относятся: камни, земля, пыль, песок, металлические предметы, семена трав и др. Все эти примеси следует отделить от основной массы зерна перед закладкой на хранение и до начала замачивания. Самой распространенной зерноочистительной машиной является воздушно-ситовой сепаратор, в котором зерно очищается, проходя через сита определенных размеров, и обдувается воздухом. Сита этой машины имеют продолговатые отверстия различной ширины по зонам. Проходом через первое сито с шириной отверстий 2,2 мм являются самые щуплые зерна. Такое зерно не может быть направлено на солодоращение, поэтому оно идет на корм скоту. Проход через второе сито с шириной отверстий 2,5 мм является зерном третьего сорта, проход через третье сито с шириной отверстий 2,8 мм – зерном второго сорта. Наиболее крупные и тяжелые зерна идут сходом со всех сит, они являются зернами 1-го сорта.

Зерно после дозревания, очистки и сортировки поступает на мойку и замачивание. На поверхности зерна находятся различные органические и неорганические загрязнения, которые создают неблагоприятные условия для дальнейшего проращивания ячменя. Поэтому перед замачиванием зерно необходимо тщательно промыть с последующим удалением грязной воды.

При замачивании зерна поглощают воду. Конечную влажность, необходимую для проращивания, называют степенью замачивания. Оптимальная степень замачивания составляет 42…50%, она зависит от сорта ячменя и типа получаемого из него солода. Свободная вегетационная влага в зерне обеспечивает переход в раствор питательных веществ и их миграцию к зародышу. При этом создаются благоприятные условия для действия ферментов, которые переводят резервные нерастворимые вещества зерна в растворимые и легко усвояемые зародышем.

Замачивание может производиться тремя способами: периодическим, воздушно-водяным, непрерывно-поточным (в насыщенной воздухом воде) и воздушно-оросительным. Наиболее прогрессивным способом является воздушно-оросительный.

Воздушно-оросительный способ заключается в том, что зерно сначала в течение 20 ч орошается водой, распыляемой форсунками, расположенными над слоем зерна. Температура орошаемой воды 18…20С. Через каждый час слой зерна продувают воздухом в течение 15 мин. Затем аппарат заполняют водой на 8 ч. При этом слой зерна продувают воздухом через каждые 30 мин. Далее воду сливают, а зерно продолжают орошать и периодически продувать воздухом до достижения конечной массовой доли влаги 42…47%. Длительность замачивания составляет 48…56 ч в зависимости от температуры замачивания.

При воздушно-оросительном способе замачивания улучшаются условия доступа растворенного в воде кислорода воздуха к зернам и отвода продуктов жизнедеятельности зерна (диоксида углерода и других веществ), замедляющих замачивание и прорастание зерна.

Проращивание зерна ведут с целью активации неактивных ферментов, синтеза новых ферментов, под влиянием которых в процессе затирания солода достигается растворение и осахаривание всех резервных веществ зерна. Кроме того, в процессе проращивания происходят разрыхление и разрушение клеточных оболочек зерна, облегчающие извлечение крахмала, белковых и других веществ при приготовлении сусла.

Проращивание осуществляют в солодовнях двух типов: токовых и пневматических. В токовых солодовнях замоченное зерно рассыпают на полу слоем толщиной до 150 мм, при проращивании зерна его увлажняют и перемешивают. Пневматические солодовни состоят из набора ящиков шириной до 4,5 м и длиной до 25 м. На ситчатое дно ящика насыпают слой замоченного зерна высотой 0,6…1 м. Зерно сверху регулярно поливают водой, через ситчатое дно продувают специально кондиционированным воздухом температурой 12…20°С (в зависимости от стадии проращивания) и относительной влажностью, близкой к 100%. Для предупреждения сцепления корешков солода проращиваемое зерно периодически перемешивают специальными ворошителями.

Проращивание заканчивают, когда ростки достигают размеров от 2/3 до 3/4 длины зерна. К этому времени стенки клеток эндоспермы зерна разрушаются под действием цитолитических ферментов, а эндосперм становится рыхлым и хрупким. О готовности солода судят по легкости растирания пальцами мучнистой части эндоспермы. При хорошем качестве запах солода свежий, огуречный. При нарушении режимов солодоращения его запах становится эфирным, а консистенция – мажущейся. Длительность проращивания светлого солода составляет примерно 7 сут, темного – 9 сут.

Подращенный (зеленый солод) поступает на сушку. Целью сушки является удаление излишней влаги и накопление экстрактивных, красящих и ароматических веществ. Массовая доля солода в процессе сушки снижается с 42…47% до 2…4% .

Различают три стадии сушки.

Первая стадия (физиологическая) протекает при температуре 40°С до достижения солодом массовой доли 35…30%, росток еще продолжает развиваться. Затем дыхание зерна прекращается, и прекращается развитие ростка.

В этом случае начинается вторая стадия сушки (ферментативная). Эта стадия осуществляется при температуре 40…60°С до достижения массовой доли влаги солода 10…20%. При этом наблюдаются повышение активности всех ферментов и интенсивный гидролиз белков и углеводов. При производстве светлого солода длительность этой стадии стремятся сократить во избежание его потемнения. Для этого быстро снижают массовую долю влаги солода до 10%. При сушке темного солода, наоборот, обезвоживание ведут медленно, снижая массовую долю влаги солода до 20%.

Третья стадия сушки (химическая) наступает при температуре свыше 75°С, когда ферменты инактивируются. Данная стадия заканчивается при температуре 80°С для светлого солода и примерно при 100°С  для темного. При данных температурах солод выдерживают 3…4 ч, при этом массовая доля влаги понижается до 3…5% для светлого солода и до 1,5…2,5% для темного. На этой стадии в солоде образуются меланоидные соединения – темноокрашенные вещества со специфическими вкусом, цветом и ароматом, которые образуются при взаимодействии моносахаридов солода с продуктами распада белков – аминокислотами, пептидами. Для темного солода этот процесс имеет большое значение, а для светлого – стремятся свести к минимуму образование меланоидов, сокращая длительность этой стадии сушки с тем, чтобы ферментативная активность солода оставалась высокой. Продолжительность сушки солода до массовой доли влаги 3…4,4% в целом составляет 18…20 ч.