
- •Химия и технология пивного сусла
- •Федеральное агентство по образованию
- •Химия и технология пивного сусла
- •1. Солод в пивоварении
- •1.1. Светлый солод
- •Требования к солоду хорошего качества
- •Значение показателей качества солода в технологическом процессе получения пива
- •1.2. Специальные типы солода
- •Характеристика темного солода
- •Характеристика карамельного солода
- •Характеристика обжаренного (жженого) солода
- •Показатели качества светлого пшеничного солода
- •2. Вода в производстве пива
- •Показатели воды, применяемой в пивоварении
- •Типичный ионный состав воды для получения различных типов пива
- •Органолептические и физико-химические показатели качества воды
- •2.1. Величина рН
- •Оптимальные значения величины рН для ферментов солода
- •2.2. Щелочность воды
- •2.3. Жесткость воды
- •Соотношение между различными единицами измерения жесткости воды
- •2.4. Окисляемость и содержание сухого остатка
- •2.5. Биологические показатели
- •2.6. Роль минеральных компонентов в пивоварении
- •Влияние неорганических ионов на процесс пивоварения, органолептические свойства пива и его коллоидную стойкость
- •2.7. Потребление воды на пивоваренных заводах
- •Потребление воды на пивоваренных заводах
- •3. Хмель
- •3.1. Химический состав хмеля
- •Химический состав высушенных хмелевых шишек
- •Характеристики популярных сортов хмеля, производимого в мире
- •Сравнительная характеристика сортов хмеля по содержанию хмелевых масел
- •3.2. Хмелевые препараты
- •Краткая характеристика хмелевых продуктов
- •3.3. Режимы охмеления сусла
- •Нормы содержания горьких веществ в различных типах пива согласно рекомендациям евс при использовании горьких веществ 28 %*
- •Влияние режима внесения гранулированного хмеля сорта Zatec-Saaz на органолептические свойства пива
- •3.4. Хранение хмелепродуктов
- •4. Несоложеное сырье
- •4.1. Ячмень
- •Сравнительная характеристика несоложеных злаков в отношении содержащихся в них крахмалистых и некрахмалистых полисахаридов, (г/100 г продукта, содержащего 86 % св)
- •Содержание белка, аминокислот, жиров и дубильных веществ в несоложеных материалах (г/100г продукта, содержащего 86 % св)
- •4.2. Сахарсодержащее несоложеное сырье. Патока
- •Состав мальтозо-глюкозных сиропов различных типов
- •5. Вспомогательные материалы при производстве пивного сусла
- •Состав коллоидных осадков
- •5.1. Природа коллоидных помутнений пива
- •5.1.1. Белковое помутнение
- •Свойства белковых фракций ячменя
- •5.1.2. Полифенольное помутнение
- •Изменения содержания пф по стадиям технологического процесса
- •5.1.3. Углеводное помутнение
- •5.1.4. Оксалатное помутнение
- •5.2. Способы повышения коллоидной стойкости пива
- •5.2.1. Корректировка величины рН затора
- •Оптимальные физико-химические условия для проявления активности ферментов и температура их инактивации
- •5.2.2. Ферментные препараты для корректировки состава затора
- •Амилолитические ферменты
- •Ферментные препараты
- •Оптимальные физико-химические условия для проявления активности α-амилаз
- •Оптимальные значения рН и температуры для проявления активности β-амилазы
- •Протеолитические ферменты
- •Гемицеллюлазы
- •5.2.3. Основные ферментные препараты, используемые в пивоварении
- •Ферментные препараты, используемые при производстве пивного сусла
- •5.2.4. Основы безопасности использования ферментов
- •Свойства ферментов
- •5.3. Адсорбенты
- •Характеристика адсорбентов и точка их внесения
- •5.3.1. Полисахариды
- •Препараты для стабилизации пива, добавляемые на этапе получения сусла
- •5.3.2. Силикагели
- •Характеристика силикагелей, предназначенных для стабилизации пива
- •6. Дробление солода
- •6.1. Состав солода (с точки зрения дробления)
- •6.2. Фракционный состав помола
- •Фракционный состав помола для различных аппаратов фильтрации
- •Фракционный состав помола (шесть фракций)
- •Рекомендуемый фракционный состав помола, % (четыре фракции – экспресс-метод)
- •6.3. Конструкция солододробилок
- •6.3.1. Шестивальцовая дробилка
- •6.3.2. Пятивальцовая дробилка
- •6.3.3. Четырехвальцовая дробилка
- •6.3.4. Двухвальцовая дробилка
- •6.4. Виды дробления
- •6.4.1. Сухое дробление
- •6.4.2. Кондиционированное сухое дробление
- •6.4.3. Мокрое дробление
- •6.4.4. Замочное кондиционирование
- •6.5. Проблемы, возникающие при дроблении, и пути их ликвидации
- •7. Затирание зернопродуктов
- •7.1. Процессы, происходящие при расщеплении и растворении веществ солода
- •7.1.1. Расщепление крахмала
- •7.1.2. Расщепление β-глюкана
- •7.1.3. Расщепление белковых веществ
- •7.1.4. Превращение жиров
- •7.1.5. Дубильные вещества
- •7.1.6. Цинк
- •7.1.7. Подкисление затора
- •7.2. Заторные аппараты
- •7.3. Факторы, влияющие на процесс затирания
- •7.3.1. Гидромодуль затора
- •7.3.2. Температура
- •7.3.3. Смешивание воды и дробленых зернопродуктов
- •7.3.4. Значение рН
- •7.3.5. Настойные способы затирания
- •7.3.6. Отварочные способы затирания
- •7.3.7. Затирание с применением несоложеного сырья
- •7.3.8. Ферментные препараты
- •7.4. Возможные отклонения от оптимальных режимов затирания
- •7.5. Техника безопасности
- •8. Фильтрование затора
- •Влияние кислорода на показатели сусла
- •8.1. Теория разделения затора
- •Типичный фильтрационный состав помола солода
- •8.2. Фильтр-чан
- •8.3. Многофункциональное управление фильтрованием
- •8.4. Характеристика фильтра-чана
- •Скорость фильтрации и нагрузка на сито
- •Соразмерность разрыхлителей фильтра-чана
- •Специфика загрузки и высота слоя дробины
- •Типичные циклы работы фильтра-чана
- •8.5. Фильтр-пресс
- •Типичный цикл работы фильтра-пресса
- •8.6. Проблемы, возникающие при фильтровании сусла, и пути их решения
- •Качество солода, процесс затирания и скорость фильтрации
- •9. Варка сусла с хмелем
- •Состав сусла на момент «полного набора» в сусловарочном котле
- •Состав охмеленного пивного сусла
- •9.1. Выпаривание избыточной воды
- •9.2. Удаление нежелательных летучих компонентов
- •9.3. Стерилизация сусла и удаление ферментов
- •9.4. Адсорбция белка
- •9.5. Растворение и изомеризация горьких веществ хмеля
- •Доля перешедших при кипячении в раствор горьких веществ, %
- •9.6. Образование ароматических веществ
- •9.7. Повышение цвета сусла
- •Изменение цвета сусла и пива на различных стадиях производства
- •9.8. Повышение кислотности сусла
- •9.9. Содержание цинка в сусле
- •9.10. Содержание кальция в сусле
- •9.11. Кипячение сусла с хмелем
- •9.11.1. Внесение хмеля в сусловарочный аппарат
- •9.11.2. Различные режимы внесения хмеля в сусловарочный аппарат
- •9.11.3. Охмеление шишковым хмелем
- •9.11.4. Охмеление гранулированным хмелем (100 %)
- •9.11.5. Частичная замена гранул шишками
- •9.11.6. Использование хмелевого экстракта
- •9.12. Контроль готового сусла
- •9.13. Виды сусловарочных котлов
- •9.13.1. Сусловарочный котел с внутренним кипятильником
- •9.13.2. Современные технологии при охмелении сусла
- •10. Отделение взвесей горячего сусла
- •10.1. Вирпул (гидроциклонный аппарат)
- •10.1.1. Принципиальный процесс работы вирпула
- •10.1.2. Отделяющий эффект вирпула
- •10.1.3. Консистенция взвесей горячего сусла при опустошении вирпула
- •10.1.4. Внешние условия для нормальной работы вирпула
- •10.1.5. Возможные причины плохого отделения взвесей горячего сусла в вирпуле
- •Параметры трубопроводов в вирпуле
- •10.1.6. Соотношение высоты уровня сусла и диаметра вирпула
- •10.1.7. Подавление нежелательных вторичных завихрений сусла в вирпуле
- •10.1.8. Устройство днища вирпула
- •10.1.9. Расположение впускных и выпускных отверстий в вирпуле
- •10.1.10. Рекомендации по оптимизации технологического процесса осветления сусла в вирпуле
- •10.2. Осветление сусла в сепараторе
- •10.3. Осветление сусла с помощью холодильных тарелок
- •10.4. Осветление сусла с помощью отстойного чана
- •11. Охлаждение сусла
- •11.1. Пластинчатые теплообменники
- •11.1.1 Принцип работы пластинчатого теплообменника
- •11.1.2. Этапы охлаждения сусла в теплообменнике
- •11.2. Теплообменники типа «труба в трубе»
- •11.3. Теплообменники мультитрубной конструкции
- •11.4. Проблемы, возникающие при теплопередаче
- •11.5. Установка искуственного охлаждения
- •11.5.1. Промежуточные хладоносители
- •Свойства промежуточных хладоносителей
- •11.5.2. Свойства наиболее широко используемых хладоносителей
- •11.6. Аэрация сусла (насыщение воздухом)
- •11.7. Отделение холодных взвесей сусла
- •Состав холодного труба
- •Температурная зависимость выделяемого холодного труба
- •11.7.1. Отделение холодных взвесей методом седиментации
- •11.7.2. Отделение холодных взвесей центрифугированием и фильтрованием
- •11.7.3. Отделение холодных взвесей методом флотации
- •Список литературы
- •Содержание
- •Химия и технология пивного сусла
Т.В. Меледина, П.Е. Баланов
Химия и технология пивного сусла
Учебное пособие
Санкт-Петербург
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий
Т.В. Меледина, П.Е. Баланов
Химия и технология пивного сусла
Учебное пособие
Санкт-Петербург 2006
УДК 663.4(075.8)
ББК 36.87я73
М 47
М 47
Химия и технология пивного сусла: Учеб. пособие. СПб.: СПбГУНиПТ, 2006. 159 с.
ISBN 5-89565-135-6
Приведена роль отдельных компонентов сусла в коллоидной неста-бильности пива и обосновано применение различных вспомогательных материалов для повышения физико-химической стабильности пива.
Рассмотрены процессы дробления, затирания, фильтрования затора, кипячения сусла с хмелем, осветления и охлаждения сусла и его насыщения кислородом воздуха. Приведены схемы оборудования, используемого в варочном цехе.
Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 260204.65 «Технология бро-дильных производств и виноделие» направления подготовки дипло- мированного специалиста 552400 «Производство продуктов питания из растительного сырья».
УДК 663.4(075.8)
ББК 36.87я73
Рецензенты
ОАО «Пивоваренная компания “Балтика”» (менеджер корпоративного учебного центра Н.Е. Худошина)
Доктор биол. наук, проф. Е.П. Яковлева (Государственная химико-фармацевтическая академия)
Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом уни-верситета
ISBN 5-89565-135-6
Санкт-Петербургский государственный
университет низкотемпературных
и пищевых технологий, 2006
1. Солод в пивоварении
1.1. Светлый солод
Основным сырьем для производства пива является светлый ячменный солод, который используется для получения практически всех типов пива, от светлого типа «Пилзнер» до темного, почти черного пива типа «Стаут».
Качество солода оценивается по органолептическим показателям, а также показателям, определяемым с помощью физических и физико-химических методов. В табл. 1.1 приведены показатели, характеризующие качество солода, рекомендуемого для производства пива, согласно ГОСТ 29294–92, а также указанные в зарубежной литературе и рекомендуемые Европейской пивоваренной конвенцией (ЕВС).
Таблица 1.1
Требования к солоду хорошего качества
Показатель |
Значение |
||||||
ГОСТ 29294–92 |
Кунце, 2001
|
Рекомендации ЕВС (2005 г.) |
|||||
Высшее качество |
1-й класс |
||||||
Физические показатели |
|||||||
Содержание мучнистых зерен, %, не менее |
85
|
80
|
95
|
95
|
|||
Показатель по фриабилиметру, %, не менее |
–
|
–
|
80…86
|
87
|
|||
Стекловидность, %, не более |
3 |
5 |
2 |
2 |
|||
Сорная примесь, %, не более |
Не допускается |
0,3
|
–
|
–
|
|||
Проход через сито (2,220) мм, %, не более |
3
|
5
|
–
|
–
|
|||
Общие показатели |
|||||||
Массовая доля влаги, %, не более |
4,5
|
5,0
|
5,0
|
5,0
|
|||
Экстрактивность сухого вещества солода, %, не менее |
79
|
78
|
80
|
81
|
|||
Цвет до кипячения, не более |
0,18 цед.
|
0,20 цед.
|
3,4 ед. ЕВС
|
3,8 ед. ЕВС
|
|||
Цвет после кипячения, не более |
–
|
–
|
5,0 ед. ЕВС
|
5,5 ед. ЕВС
|
Продолжение табл. 1.1
Показатель |
Значение |
|
|||||||||||
ГОСТ 29294–92 |
Кунце, 2001
|
Рекомендации ЕВС (2005 г.) |
|
||||||||||
Высшее качество |
1-й класс |
|
|||||||||||
Массовая доля белка в сухом веществе солода, %, не более |
11,5
|
11,5
|
10,8
|
9,5…11,0
|
|
||||||||
Величина рН |
– |
– |
5,6…5,9 |
5,70…5,95 |
|
||||||||
Кислотность, к.е. |
0,9…1,1 |
0,9…1,2 |
– |
– |
|
||||||||
Предшественник диметилсульфида, мкг/л, не более |
–
|
–
|
–
|
7
|
|
||||||||
Показатели, характеризующие цитолитическое растворение солода |
|
||||||||||||
Разность массовых долей экстракта в сухом веществе тонкого и грубого помолов (Е) , % |
Не более 1,5
|
1,5…2,5
|
1,2…1,8
|
1,2…1,8
|
|||||||||
Вязкость, мПа·с, не более |
– |
– |
1,55 |
1,55 |
|||||||||
Содержание β-глюкана, мг/100 г СВ солода, менее |
–
|
–
|
200
|
350 (для затора при 65 °С) |
|||||||||
Развитие зародышевого листка, % от общего количества зерен: 1/4 1/2 3/4 1 более 1 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||
– |
– |
3 |
|
||||||||||
– |
– |
25 |
|
||||||||||
– |
– |
70 |
|
||||||||||
– |
– |
2 |
|
||||||||||
– |
– |
2 |
|
||||||||||
Показатели, характеризующие растворение белков и протеолитическую активность солода |
|
||||||||||||
Содержание растворенного азота, г/100 г СВ солода, не более |
–
|
–
|
0,65
|
0,64…0,74
|
|||||||||
Число Кольбаха, % |
39…41 |
– |
38…42 |
38…42 |
|||||||||
Содержание аминного азота, мг/100 г СВ солода |
–
|
–
|
120…160
|
135…155
|
|||||||||
Число Хартонга,VZ 45°С , % |
– |
– |
37…41 |
Более 36,0 |
Окончание табл. 1.1
Показатель |
Значение |
|||||||
ГОСТ 29294–92 |
Кунце, 2001
|
Рекомендации ЕВС (2005 г.) |
||||||
Высшее качество |
1-й класс |
|||||||
Показатели, характеризующие активность амилолитических ферментов |
||||||||
Продолжительность осахаривания, мин, не более |
15
|
20
|
15
|
10…15
|
||||
Конечная степень сбраживания сусла (видимая), %, не менее |
–
|
–
|
–
|
81
|
||||
Диастатическая сила, ед. Виндиша–Кольбаха, более |
–
|
–
|
240…260
|
250
|
Примечание.Единицы измерения:
цед. – см3 раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм3 на 100 см3 воды;
к.е. – см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм3 на 100 см3 сусла.
Выбор необходимых показателей при оценке качества солода и его перерабатываемости определяется с учетом выхода сусла и его качества. Все показатели прямо или косвенно влияют на качество готового продукта: его органолептические свойства, физико-химиче-скую и вкусовую стабильность (табл. 1.2).
Таблица 1.2