книги из ГПНТБ / Чукмасова, М. А. Технология и оборудование пивоваренного производства учеб. пособие

дображивании. Декстрины (ахро- и мальтодекстрины) должны быть в сусле, так как обусловливают полноту вкуса и вязкость пива. Они являются продуктами глубокого ферментативного гид­ ролиза и не изменяют окраски раствора йода. Соотношение дек­ стринов и мальтозы определяет степень сбраживания сусла и яв­ ляется одним из важнейших показателей. Установление этого от­ ношения в сусле необходимо для получения характерных особен­ ностей данного сорта пива.

Количество образующихся при осахаривании мальтозы и дек­ стринов зависит от температуры осахаривания. С повышением

Самая благоприятная температура для накопления мальтозы 62,5° С. При этой температуре за непродолжительный промежу­ ток времени получается наибольшее количество мальтозы; к это­ му стремятся при производстве высокосброженных сортов пи­ ва — Московского, Рижского, Ленинградского.

Конечную стадию осахаривания затора проверяют по йодной реакции. Каплю 0,1 н. раствора йода разбавляют водой в пяти­ кратном отношении и смешивают с каплей сусла, при этом окра­ ска не должна изменяться.

По определению Н. И. Булгакова, под осахариванием в пиво­ варении подразумевается не процесс превращения крахмала в сахар, а прекращение изменения естественной окраски раствора йода, так как низкомолекулярные декстрины обладают этим же свойством, а во время осахаривания накапливаются сахара и дек­

стрины.

Во время затирания солода кроме осахаривания крахмала происходят и другие ферментативные процессы: распад белков, фосфорноорганических соединений.

Превращение белковых веществ и их состав при затирании имеют большое значение для качества пива. Они влияют на пенообразоваиие, стойкость и вкусовые качества пива. Кроме того, продукты распада белков — аминокислоты — необходимы для питания и размножения дрожжей.

90

Основной процесс расщепления белков протекает при соложе­ нии, а при затирании процесс распада их под влиянием протеоли­ тических ферментов проходит иначе и не так глубоко. Главными продуктами расщепления белков являются растворимые в воде белки, пептоны и полипептиды; аминокислот образуется сравни­ тельно мало.

Практически при затирании в сусло переходит около одной трети всех азотистых веществ солода, причем Около половины этого количества было переведено в растворимое состояние во время солодоращения.

Растворимые белки, выпадающие при кипячении сусла в оса­ док, называются коагулируемыми. Растворимые белки, оставшие­ ся в сусле после кипячения, называются стойкорастворимыми; r ним относятся полипептиды и аминокислоты.

Оптимальная температура для накопления в сусле общего азо­ та 50—55° С, а для аминокислот — 45—60° С. Поэтому, чтобы получить достаточное количество белков при затирании, проводят выдержку при 52° С, называя ее «белковой паузой». Длитель­ ность белковой паузы 10—30 мин. в зависимости от степени раст­ ворения солода.

Часть нерастворимых белков остается в дробине, некоторые белки, перешедшие в раствор, при кипячении сусла свертываются и вновь переходят в нерастворимое состояние.

Кроме крахмала и белков из солода в раствор переходят пентозаны, гуммиобразные и красящие вещества, которые влияют на вкус и пеностойкость пива.

ВЛИЯНИЕ ВОДЫ НА ЗАТИРАНИЕ И ОСАХАРИВАНИЕ СОЛОДА

Все ферментативные процессы при затирании и осахаривании протекают в водной среде. Поэтому требования к химическому составу воды, идущей на затирание, должны быть особенно стро­ гими. На действие ферментов отрицательно влияют карбонаты и бикарбонаты — соли угольной кислоты. Они связывают фосфаты солода и понижают кислотность затора. Для устранения вредного влияния карбонатов применяют воду определенной жесткости или подкисляют воду при затирании молочной кислотой. При подкис­ лении карбонаты переходят в лактаты (соли молочной кислоты), и кислотность воды повышается.

СПОСОБЫ И РЕЖИМЫ ЗАТИРАНИЯ

Сусло готовят двумя способами: настойным (инфузионным) и отварочным (декокционным). При настойном способе сухой дроб­ леный солод смешивают с водой требуемой температуры, в даль­ нейшем затор медленно подогревают (по графику) до осахарива­ ния. Отварочный способ резко отличается от настойного. Дроб­ леный солод смешивают с водой определенной температуры и в

91

дальнейшем отбирают части затора (отварки) и обрабатывают их отдельно. При этом способе отварки подогревают, осахаривают, кипятят и в горячем виде передают в общий затор для фер­ ментативной обработки зерновой массы. Температура затора при этом повышается скачкообразно.

На большинстве заводов применяют отварочный способ. По количеству отварок различают одно-, двух- и трехотварочные способы. Наиболее распространены одно- и двухотварочные спо­ собы.

Перед началом работы и при всех перекачках затора и сусла необходимо проверять чистоту аппаратуры и исправность меха­ низмов (мешалок, вентилей и пр.).

Настойный способ. Наиболее простым способом затирания со­ лода является настойный (без отварок).

В заторный котел набирают воду температурой 54—56° С (че­ тырехкратное количество по отношению к зерноприпасам) и при непрерывном размешивании засыпают дробленый солод. Темпе­ ратура заторной массы после перемешивания устанавливается 50—52° С. При этой температуре дают двадцатиминутную белко­ вую паузу.

После паузы при медленном размешивании температуру зато­ ра повышают до 62,5—65° С со скоростью 1° С в минуту. Затор выдерживают без перемешивания при этой температуре для на­ копления мальтозы 10—12 мин в зависимости от качества солода.

При работающей мешалке медленно повышают температуру затора до 70—72° С. При этом проводят полное осахаривание. Полноту осахаривания затора проверяют пробой на йодную ре­ акцию, которую берут через каждые 5 мин. Хороший солод осахаривается в течение 10—12 мин.

Осахаренный затор нагревают до 75° С и перекачивают в фильтрационный чан на фильтрацию.

Настойный способ в СССР применяется на пивоваренных за­ водах очень редко; при работе с плохо растворенными солодами не удается исправить недостатки солода, в результате чего увели­ чиваются потери и не всегда получается хорошее пиво. Хорошие результаты при применении настойного способа можно получить, если использовать хорошо разрыхленный солод.

Одноотварочный способ. Для затирания необходимо четы­ рехкратное количество воды к массе затираемых зернопри-

пасов.

В заторный чан предварительно набирают около xk всего ко­ личества воды, необходимого для затирания, пускают мешалку и через предзаторник спускают в заторный чан дробленый солод с водой. Температура воды должна быть такой, чтобы после спуска дробленого солода в заторный чан температура затора была 50— 52° С. После тщательного перемешивания '/з затора спускают в заторный котел на отварку. В зависимости от качества солода

92

иногда перед отбором отварки для усиления белкового распада весь затор выдерживают при этой температуре в течение 15— 30 мин.

Температуру отварки постепенно повышают до 70° С, проводят осахаривание, затем отварку нагревают до кипения и кипятят 20—30 мин, после чего перекачивают к основному затору в затор­ ный чан.

Температура общего затора после смешивания с отваркой под­ нимается до 70° С, происходит осахаривание затора, затем темпе­ ратуру затора поднимают до 75° С и весь затор перекачивают в фильтрационный чан на фильтрацию. Если заторный чан не обог­ ревается и температуру затора после осахаривания нельзя под­ нять до 75° С, то на отварку берут большую часть затора и пере­ качивают ее к общему затору в два приема.

Одноотварочный способ пригоден для хорошо растворенного солода. Если использовать солод с недостаточной осахаривающей активностью, то сначала перекачивают только часть отварки, до­ водя температуру затора до 62,5° С, выдерживают затор в тече­ ние 20—30 мин (мальтозная пауза), после чего перекачивают в заторный чан остальную часть затора. Одноотварочный способ применяют обычно на заводах, где имеется двухпосудный вароч­ ный агрегат.

Двухотварочный способ. Этот способ широко применяется при приготовлении пива.

В заторный чан набирают воду температурой 54—55° С, при работающей мешалке спускают солод и недостающее количество воды. После перемешивания затора при температуре 50—52° С 'Д зерновой массы (лучше густую часть) спускают в заторный ко­ тел, где отварку медленно подогревают до 62,5—65° С при неп­ рерывно работающей мешалке, выдерживают, затем нагревают отварку до 70—72° С, выдерживают 20 мин для дальнейшего оса­ харивания и быстро доводят до кипения при непрерывно работа­ ющей мешалке.

После кипячения в течение 20—30 мин первую отварку мед­ ленно при неполном заполнении трубы перекачивают в заторный чан при непрерывно работающих мешалках в обоих сосудах.

После смешивания обеих частей затора в заторном чане под­ держивают температуру 62—63° С, при этой температуре затор выдерживают 10—20 мин, после чего ’/з его опять спускают для второй отварки в заторный котел. Отварку медленно нагревают до 70—72° С, выдерживают для осахаривания 20 мин и быстро до­ водят до кипения. После кипячения в течение 10 мин эту часть за­ тора медленно при неполном наполнении трубы перекачивают об­ ратно в заторный чан, поддерживая температуру общего зато­ ра 75° С.

При этой температуре затор выдерживают 20—25 мин до пол­ ного осахаривания и перекачивают его в фильтрационный чан. Полноту осахаривания проверяют пробой на йодную реакцию.

93

В случае необходимости (при применении солодов пониженно­ го качества) сроки выдержки при температурах осахаривания мо­ гут быть увеличены до достижения полного осахаривания затора, но продолжительность выдержки не должна превышать 1 ч.

Одноотварочный способ затирания с кипячением густой части затора. Этот способ является наиболее рациональным. В некипя­ ченой части затора сохраняются ферменты, которые действуют на всю густую, подвергавшуюся кипячению часть затора.

Преимущество этого метода по сравнению с другими — воз­ можность использования благоприятных условий для расщепле­ ния белков и крахмала, предварительная клейстеризация всего крахмала солода, наиболее эффективное применение ферментов, в результате чего увеличивается выход экстракта.

При этом методе можно перерабатывать солод разнообразно­ го качества, даже недостаточно растворенный.

После обычного затирания в заторный котел спускают весь за­ тор или максимально возможное количество его; температуру в заторном котле медленно повышают до 62,5—65° С и дают затору отстояться в течение 10—15 мин, после этого отстоявшуюся жид­ кую часть затора отсасывают в заторный чан, оставляя в затор­ ном котле только густую часть.

* Содержимое заторного котла (густую часть) осахаривают, за­ тем затор кипятят определенное время. После этого содержимое заторного котла медленно перекачивают при неполном заполне­ нии трубы и перемешивании в заторный чан, где температуру об­ щего затора устанавливают 70—72° С. В дальнейшем поступают так же, как при работе по двухотварочному способу.

Для отделения жидкой части затора необходимо заторный ко­ тел оборудовать декантационным устройством (вставная декантационная труба с поплавком или боковая сливная труба на уров­ не разделения жидкой и густой части затора). Наиболее приемле­ мой аппаратурой для указанного способа является четырехпосуд­ ный варочный аппарат с двумя котлами одинаковой емкости вместо заторного чана и заторного котла.

При приготовлении темных сортов пива жженку при любом отварочном методе затирания добавляют в последнюю от­ варку.

УСЛОВИЯ РАБОТЫ ПРИ ЗАТИРАНИИ

При затирании следует помнить некоторые практические со­ веты. Дробленый солод должен иметь определенную степень по­ мола.

При спуске засыпи дробленого солода необходимо избегать распыла солодовой муки. Это можно устранить равномерной по­ дачей солода в предзаторник и хорошим распылением воды в нем или предварительным смачиванием солода перед дроблением.

94

Перед набором воды заторный чан со всей аппаратурой или заторный котел следует тщательно вымыть и убедиться в их ис­ правности.

Расход воды при затирании зависит от того, какой плотности необходимо получить сусло, и от экстрактивности затираемого со­ лода. Воду требуемой температуры подают из расчета 4 : 1 по от­ ношению к засыпи солода. Температуру воды практически уста­ навливают зимой на 5—6° С, а летом на 3—4° С выше, чем тем­ пература затора. При температуре затора 52° С следует набирать воду температурой 57—58 или 55—56° С.

В зависимости от оборудования процесс затирания продол­ жается 15—30 мин. Продолжительность всех операций при зати­ рании и осахаривании затора зависит от способа затирания, от мощности и производительности насосов. При отварочном спосо­ бе затирания выход экстракта больше, чем при настойном, в осо­ бенности при переработке солодов посредственного раство­ рения.

При кипячении отварок клейстеризуется крахмал солода. При настойном способе, когда затор не кипятят, часть крахмала оста­ ется в дробине и выход в этом случае значительно уменьшается. Длительность кипячения отварок затора в заторном котле зави­ сит от качества солода и от сорта пива.

Следует отметить, что при затирании, особенно при отварках,, происходят незначительные химические реакции между аминоки­ слотами и сахарами, в результате которых увеличивается цвет­ ность сусла за счет образования меланоидинов. Поэтому при при­ готовлении светлого пива отварки кипятят не более 10—15 мин, так как длительное кипячение усиливает интенсивность окраски сусла. При использовании плохо растворенных солодов отварки кипятят дольше, чем при хорошо растворенных, чтобы по воз­ можности полностью оклейстеризовать крахмал в кончиках зерен.

Во время кипячения отварок ферменты в них погибают и фер­ ментативные процессы возобновляются только при перекачке от­ варок в общий затор, где ферменты сохранились, а температура общего затора повысилась до определенного предела.

Особое внимание следует уделять перекачке отварок в затор­ ный чан к оставшейся зерновой массе; этот процесс следует про­ водить при работающих мешалках в заторном чане и заторном котле, лучше через специальный распределитель или отражатель, чтобы горячая часть затора постепенно смешивалась с более хо­ лодной, оставшейся в заторном чане и содержащей фер­ менты.

При быстрой перекачке может произойти частичное ошпари­ вание затора и ферменты могут погибнуть.

Последовательность и продолжительность операций при зати­ рании с одной и двумя отварками приведены в табл. 23 и 24.

95

96

П р о д о л ж е н и е

Переработка несоложеных материалов

Подготовка несоложеных материалов. ГОСТ 3473—69 на пи­ во допускает добавления в затор при изготовлении Жигулевско­ го пива не более 15% несоложеного сырья (ячменную муку из об­ рушенного, необрушенного и размолотого ячменя, муку из обез­ жиренной кукурузы, рисовую сечку) и не более 5% сахара. При добавлении несоложеных материалов сокращается расход солода и частично улучшается пеностойкость пива.

Несоложеное сырье является заменителем солода, но по свое­ му составу резко от него отличается. Эндосперм солода хрупкий, структура его рыхлая, солод легко поддается дроблению и обра­ ботке, а структура ячменя остается без изменения, поэтому обра­ батывать ячмень при затирании значительно труднее, чем солод.

Все несоложеные материалы должны быть мелко раздробле­ ны, добавлять их к солоду следует в ограниченном количестве, учитывая при этом качество самого солода, чтобы амилаза по­ следнего осахарила несоложеное сырье и процесс фильтрации не затянулся.

Амилаза солода осахаривает крахмал несоложеного материа­ ла только после разжижения, поэтому его предварительно клейстеризуют.

Клейстеризовать несоложеные материалы вместе с солодовой частью затор не следует, так как процесс клейстеризации может привести в неактивное состояние |3- и а-амилазы. Обрабатывать несоложеное сырье необходимо раздельно.

Обработка его заключается в кипячении части затора, сос­ тоящего из несоложеного сырья и некоторого количества солода.

Клейстеризацией достигается разрушение оболочек крахмальных зерен, что делает крахмал доступным воздействию ферментов.

При кипячении сусло обедняется белками в результате их свертывания, поэтому при прибавлении большого количества не­ соложеных материалов ограничиваться только их клейстеризаци­ ей нельзя, несоложеные материалы необходимо обрабатывать отдельно до затирания основного затора.

Сахар как несоложеное сырье добавляют без всякой обработ­ ки непосредственно в сусловарочный котел во время фильтрации первого сусла.

■ Один из способов, по которому может быть произведена под­ готовка несоложеных материалов, заключается в следующем. Ячменную муку и 10—25% дробленого солода затирают в затор­ ном котле (или другом подогреваемом сосуде) с водой темпера­ турой до 35—50° С в отношении 1: 3 и подогревают до 52° С. При этой температуре затор выдерживают 30 мин и медленно (1° в ми­ нуту) подогревают до 62,5—65° С, выдерживают при этой темпе­ ратуре 10—15 мин, подогревают до 70° С и выдерживают при этой температуре 15—30 мин для осахаривания. Далее всю массу медленно нагревают до кипения и кипятят 30—40 мин для клейстеризации.

К началу кипячения затора из несоложеных материалов начи­ нают затирать в заторном чане основной затор. Конец затирания основного затора в заторном чане должен совпасть с концом ки­ пячения затора из несоложеного сырья. Из заторного котла оклейстеризованный и охлажденный до соответствующей темпера­ туры затор перекачивают в заторный чан к основному затору.

Процесс затирания основного затора сводится к следующему: воду (в отношении к солоду 4: 1) температурой 52° С набирают в заторный чан, туда же при работающей мешалке засыпают дробленый солод. Затор с несоложеным материалом перекачива­ ют в заторный чан к основному затору. Температуру массы в чане устанавливают 52° С и тотчас же отбирают 7з затора в заторный котел на отварку, температуру поднимают до 70—72° С и осахаривают затор в течение 15 мин, затем доводят до кипения и кипя­ тят затор 20 мин. Прокипяченную отварку возвращают в общий затор, температуру которого поддерживают 62,5—65° С, и выдер­ живают 10—15 мин.

Третью часть затора спускают на вторую отварку в заторный котел, где проводят процесс при тех же температурах, и кипятят 15—20 мин, вторую отварку перекачивают в заторный чан, тем­ пературу общего затора устанавливают 75° С, осахаривают в те­ чение 20 мин, после чего осахаренный затор при 75° С перекачи­ вают в фильтрационный чан.

При работе с хорошо растворенным солодом отварку несоло­ женых материалов можно считать первой отваркой и вести про­ цесс затирания всего затора по двухотварочному методу; в этом случае общее количество несоложеных материалов и солода, взя­

98

того в первую отварку (в заторный котел), должно составлять около 50% количества затертых материалов.

Обработка первой части затора начинается при температуре

52° С.

Отварку с несоложеным материалом полезно вести с подки­ слением молочной кислотой, устанавливая pH этой части затора близким к 5,5.

Примерный температурный режим и продолжительность об­ работки несоложеного сырья приведены в табл. 25.

Подкисление затора. Подкисление затора способствует пере­ ходу экстрактивных веществ зернового сырья в сусло и улучша­ ет вкусовые свойства пива. Его можно проводить при всех су­ ществующих способах затирания, особенно на заводах, работаю­ щих на жесткой воде.

Цель подкисления — снизить pH затора до оптимальной вели­ чины, равной 5,5—5,3, при которой ферментативные процессы проходят более активно, чем при более высоком pH. Концентра­ ция водородных ионов влияет на процессы затирания и коагуля­

Подкисление затора имеет большое значение при изготовле­ нии светлых сортов пива, так как сусло после подкисления ста­ новится светлее. Наиболее распространенные и простые спосо­ бы-подкисление затора молочной кислотой и гипсом. Отмерен­ ное количество пищевой молочной кислоты (ГОСТ 490—41) из расчета 0,09% к затираемому сырью в пересчете на 100°/о-ную кислоту постепенно небольшими порциями вливают тонкой стру­ ей в затираемую массу при непрерывно работающей мешалке. Молочную кислоту добавляют в затор в конце затирания (перед отбором первой отварки).

При подкислении затора гипсом CaS04 происходит реакция между гипсом и щелочными фосфатами (M gHP04) и (NaHP04), образующиеся при этом вторичный или третичный фосфорнокис­