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

Практически степень замачивания определяют сдавливанием замоченного зерна по длине между большим и указательным пальцами. Правильно замоченное зерно не дает ощущения уко­ ла; при надавливании ногтем посередине замоченное зерно сги­ бается, не ломаясь, а оболочка отстает от эндосперма. При при­ готовлении темного солода на поперечном разрезе (в самой середине) правильно замоченного зерна будет белое матовое пятнышко величиной с булавочную головку, по краям масса эн­ досперма будет полупрозрачной и слегка желтоватой.

Недомоченным считается ячмень влажностью меньше 40%. При сжимании такого зерна между пальцами ощущается укол, а при разламывании его — жесткость. При сжатии перемоченно­ го зерна из него брызжет кашицеобразная масса.

Фактически степень замачивания определяют в лаборатории.

РАСХОД ВОДЫ И ВОЗДУХА

Количество воды, расходуемой на замачивание ячменя, зави­ сит от способа замачивания. В среднем оно составляет до 10 м3 на 1 т замачиваемого ячменя.

Расход сжатого воздуха на замачивание ячменя (ориентиро­

Соложение ячменя

В сухом зерне при хранении все жизненные процессы сведе­ ны до минимума, а зародыш находится в неактивном состоянии. Для проращивания зерна необходимы определенная влажность, температура и достаточное количество воздуха. Эти условия соз­ даются искусственным путем с целью накопления ферментов, достижения растворения эндосперма при минимальном расходе экстрактивных веществ, потребных для жизнедеятельности за­ родыша.

В пивоварении основным источником ферментов служит толь­ ко ячменный солод, который является главным сырьем для про­

50

нейшие глубокие морфологические изменения.

Растворение эндосперма зерна происходит у хороших пиво­ варенных ячменей параллельно с развитием листового зароды­ ша. Под растворением или разрыхлением солода понимают из­ менение состояния твердого внутреннего содержимого зерна (эндосперма) под действием ферментов. Эндосперм становится рассыпчато-мягким и легко растирается между пальцами как по­ лусухой крахмал, оставляя на пальцах гладкую ровную барха­ тистую меловую полосу. На рис. 17 показано растворение эндо­ сперма по дням проращивания ячменя.

На морфологические изменения зерна и степень его растворе­ ния при соложении значительно влияют внешние условия. При ограничении аэрации ячменя во время соложения замедляется рост корешков, а растворение зерна усиливается. Усиленная аэ­ рация ускоряет рост корешков и листовой части зародыша, но не всегда это благоприятно действует на растворение зерна, кро­ ме того, при этом усиливается дыхание и расходуется больше питательных веществ.

ФИЗИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ СОЛОЖЕНИИ ЯЧМЕНЯ

В начале прорастания зерна для питания зародыша достаточно

небольшого количества водно-растворимых веществ около не­ го, далее для питания используются запасные Вещества эндо­ сперма. Это возможно при участии ферментов, которые постепен­ но накапливаются в насыщенном влагой зерне при проращива­ нии его и активизируются.

Для повышения активности ферментов необходимо поддер­ живать определенную влажность, температуру внешней среды и в массе прорастающего зерна. Следует также учитывать, что создаваемые условия неодинаково благоприятны для всех фер­ ментов.

52

Практически доказано, что для получения солода с хорошей растворимостью и большой ферментативной активностью про­ цесс соложения должен проходить медленно при относительно низких температурах. Наиболее благоприятная температура со­ ложения для ячменя хорошего качества 17° С. При этом важно, чтобы при проращивании в зерне сохранялась влажность не ни­ же 43%. Вода способствует гидратации и распределению продук­ тов ферментативного гидролиза.

Химический состав прорастающего зерна изменяется. Так, крахмал, гидролизуясь, превращается в растворимые сахара, которые придают солоду сладковатый вкус; в процессе сушки солода сахара, взаимодействуя с аминокислотами, образуют ароматические и красящие вещества (меланоидины) солода.

Азотистые вещества зерна в процессе соложения под влияни­ ем ферментов претерпевают глубокие превращения — снижается содержание нерастворимых белков, увеличивается содержание бо­ лее простых форм белков. Количество водно-растворимых бел­ ков и продуктов их ферментативного гидролиза — пептонов, по­ липептидов и аминокислот — значительно увеличивается.

Вещества зерна, кроме углеводов, белков, жиров, при соло­ жении также подвергаются биохимическим превращениям.

АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ПРИ СОЛОЖЕНИИ

В процессе соложения в ячменном зерне активизируются и накапливаются ферменты. Они очень разнообразны, под их дей­ ствием происходят все биохимические превращения в зерне. Не­ которые ферменты имеют значение только при соложении ячме­ ня, они осуществляют превращения, связанные с дыханием зер­ на и ростом зародыша, но далее в технологическом процессе не имеют значения.

Очень большую роль при переработке солода и получении из него пивного сусла играют амилолитические ферменты К

Одной из главных задач процесса солодоращения и сушки солода является накопление амилолитических ферментов и со­ хранение их активности.

В ячмене и ячменном солоде содержатся амилолитические ферменты двух групп — а-амилаза (альфа-амилаза) и р-амилаза (бета-амилаза). р-Амилаза содержится в непроросшем зерне ячменя в свободном и связанном с белком состоянии и во время соложения ее активность увеличивается. Освобождается р-ами- лаза после воздействия на зерно протеолитических ферментов. а-Амилаза в исходном ячмене почти полностью отсутствует и образуется в зерне во время соложения. Оба а- и p-фермента раз­ личаются по своим свойствам и воздействию на крахмал.

Эндосперм растворяется пол действием комплекса ферментов,1

1 Ранее амилолитический фермент называли диастазом.

53

Количество аминного азота в темном солоде выше, чем в свет­ лом. Белковый распад должен быть закончен в солодовне, тогда как конечное осахаривание крахмала достигается в варочном отделении.

Под действием ферментов в зерне при соложении повышает­ ся кислотность, этому способствует в основном фермент фитаза, расщепляющая фитин с выделением фосфорной кислоты в виде первичного фосфата, имеющего кислую реакцию. Аминокислоты при расщеплении белков также имеют кислую реакцию.

Активация и работа ферментов начинается около зародыша в клетках столбчатого эпителия, отделяющего щиток зародыша от клеток эндосперма. Щиток всасывает растворимые вещества, пе­ редает их зародышу, а ферменты от всасывающего эпителия движутся по направлению к вершине зерна. Происходит посте­ пенное растворение эндосперма и других составных веществ яч­ меня. Процесс происходит в течение примерно 8 дней.

СПОСОБЫ ПРОРАЩИВАНИЯ ЯЧМЕНЯ

На пивоваренных заводах ячмень проращивают в солодов­ нях— специальных помещениях, оборудованных аппаратами и машинами для замачивания, проращивания ячменя и сушки солода.

Солодовня называется токовой, если проращивание зерна про­ исходит непосредственно на току (на полу), а солод — токовым. Проращивание ячменя в специальных механизированных ящи­ ках или барабанах с искусственной аэрацией зерна называется пневматическим, а солодовни такого типа — пневматическими ящичными, если ращение ведется в ящиках, и пневматическими барабанными, если солодоращение ведется в механизированных барабанах.

Проращивание ячменя ведут также смешанным и непрерыв­ ным способами.

Проращивание ячменя на току. Токовое солодоращение ячме­ ня является наиболее старым способом, но в СССР и за рубе­ жом он распространен наряду с пневматическим.

Токовые солодовни располагаются в одноэтажных или мно­ гоэтажных помещениях с гладким полом, который называется током и служит для проращивания зерна. Ток делают с неболь­ шим уклоном в сторону канализации, он должен быть защищен от проникновения грунтовых вод и хорошо изолирован. Окна в солодовне должны быть небольшими, стекла матовыми или си­

ность воздуха 90%. Процесс проращивания зерна происходит при 13—17° С. Длительность проращивания ячменя зависит от каче­

55

ства самого зерна и сорта приготовляемого солода и колеблется от 6 до 9 дней. При солодоращении выделяется большое коли­ чество тепла и углекислого газа, поэтому для воздухообмена в солодовнях имеется приточная и вытяжная вентиляция.

Длительность работы токовых солодовен в Советском Союзе, имеющем широкую климатическую зону, колеблется от 9 до 10 месяцев в году. Для продления периода соложения применя­ ют промывку полов ледяной водой, охлаждение вентилируемого воздуха или установку холодильных батарей непосредственно в солодовне.

Норма съема сухого солода с 1 м2 тока 120 кг в месяц. Ворошение солода в основном осуществляется перелопачива­

нием вручную. За границей и на некоторых отечественных заво­ дах ворошение солода производят механическими вороши­ телями.

Способ токового солодоращения является устаревшим, поэто­ му солодовни такого типа уже не строят, а старые по возмож­ ности переоборудуют в пневматические.

Проращивание ячменя на токах производят следующим обра­ зом. Перед выгрузкой замоченного ячменя ток тщательно очи­ щают, моют и дезинфицируют. На чистый ток выгружают зерно,, которое обычно развозят на тележках, предварительно вымытых и продезинфицированных внутри и снаружи.

Замоченный ячмень влажностью 43—45% для светлых или 44—47% для темных солодов перед спуском на тока слегка об­ сушивают, т. е. оставляют на 2 ч без воды. После этого ячмень, выгружают на ток солодовни, где укладывают в форме грядки или в остроконечную кучу — мокрый ворох. После выгрузки зер­ на подметают дорожку, по которой его подвозили, смет удаляют,, чтобы раздавленные зерна не попали в грядку.

Первоначальная высота грядки ячменя от 30 до 50 см, длина и ширина ее определяется размерами тока. При недостаточном замачивании и низкой температуре в солодовне грядку уклады­ вают более высоким слоем, чтобы нагреть зерно до температуры соложения. Если же при замочке применяли теплую воду (зерно слегка перемочено и уже наклюнулось), то его кладут в более тонкую грядку.

Таким образом, на первоначальной стадии соложения можно регулировать температуру в зерне укладкой замоченного ячменя в грядку различной высоты.

Мокрый ворох лежит в течение 12 ч без перелопачивания (ворошения). Затем для регулирования влажности и температу­ ры в ячмене и удаления углекислоты, образовавшейся при дыха­ нии зерна, грядку-ворох необходимо перелопатить. При перело­ пачивании зерно проветривают и распределяют таким образом, чтобы верхние и боковые слои зерна, быстро обсохшие, попали вниз и середину грядки, а нижние, наиболее влажные, находились бы наверху. Свободную площадь тока около грядки следует'

56

смочить холодной водой из лейки, чтобы более сухие зерна яч­ меня из верхнего слоя грядки попали на влажный ток.

При первом перелопачивании мокрого вороха высоту грядки снижают до 35—25 см, а при последующих перелопачиваниях грядка распускается, ее высота уменьшается и к концу соложе­ ния ячменя достигает 12—10 см.

Перелопачивание производят в три или два приема.

При перелопачивании в три приема лопатой вначале берут верхний слой солода и веерообразно разбрасывают его на сво­ бодную площадь тока, затем берут средний слой солода и также веерообразно разбрасывают на перелопаченное зерно верхнего слоя; после этого берут зерно нижнего слоя и таким же движе­ нием распределяют его равномерно на поверхности солода. При этом способе достигается наибольшее охлаждение и обсушива­ ние солода.

При перелопачивании в два приема сначала верхнюю часть солода сбрасывают веерообразно на свободный участок тока, а затем нижнюю часть солода тоже веерообразно разбрасывают на него сверху. При этих условиях получается умеренное проветри­ вание и охлаждение зерна.

При правильном перелопачивании поверхность солода выгля­ дит ровной, толщина слоя его одинаковая на всех участках тока. После перелопачивания солода зачищают края грядок, солод сгребают с края так, чтобы образовался с боковых сторон бор­ тик. Зерна на полу подметают к общей массе грядки солода. .

При перелопачивании необходимо следить, чтобы дорожка между обработанной и подлежащей обработке грядкой была чистой без зерен проросшего ячменя. Солодовщик при работе может оставшиеся зерна раздавить, и на них будет образовы­ ваться плесень. Ширина дорожки должна быть около 1 м, чтобы при переброске зерна на такое расстояние оно успело провет­ риться и охладиться.

Частота перелопачивания солода зависит от скорости роста, самосогревания зерна, степени растворения эндосперма, необхо­ димости аэрации зерна, температуры воздуха в солодовне, влаж­ ности солода и от того, в какой стадии соложения находится зер­ но на току.

Соложение ячменя на току можно условно разделить на две стадии: стадия развития и интенсивного прорастания зерна (первые 3—4 суток); стадия энергичного растворения эндоспер­ ма (последние 3—4 суток).

Обе стадии соложения ячменя имеют различное технологиче­ ское значение, но разграничивать их нельзя.

В первой стадии активируются и накапливаются ферменты, идет усиленный рост зародыша. Запасные вещества эндосперма переходят в растворимое состояние и потребляются зародышем. Часть углеводов расходуется на дыхание, в результате образу­ ется углекислота и вода, выделяется большое количество тепла.

57

Повышение температуры в солоде ускоряет испарение влаги, ко­ торая конденсируется на верхнем холодном слое в виде росы, называемой в практике соложения «потом».

Ростки солода быстро развиваются, становятся курчавыми, и солод лежит более рыхлым слоем. Необходимо следить, чтобы температура повышалась медленно. На третий и четвертый день жизненные процессы в зерне активизируются, ростки сильно раз­ виваются и, если не тормозить рост, в зерне поднимается высо­ кая температура. В конце первой стадии соложения для ограни­ чения роста ростков и дыхания грядку перелопачивают и кладут более тонким слоем — до 25—20 см, чтобы температура солода не превышала 17° С. Необходимо следить, чтобы грядка прорас­ тающего зерна не потеряла «пот». Если через 8—10 ч темпера­ тура зерна не повысится и на верхнем слое не образуется капель воды (пота), грядку необходимо полить водой из лейки, мелко разбрызгивая воду, и после этого тщательно перелопатить. Рас­ ход воды на опрыскивание — 5—10 л на 1 т сухого ячменя.

Во второй стадии соложения накопившиеся и активирован­ ные ферменты энергично растворяют запасные вещества в эндо­ сперме. Появляется значительное количество растворимых саха­ ров, аминокислот и разных веществ, увеличивающих кислотность солода. Растворение запасных веществ идет настолько быстро, что они не успевают потребляться зародышем и их избыток на­ капливается в эндосперме.

В рыхло лежащем солоде в период между перелопачивания­ ми накапливается большое количество углекислоты, которая уг­ нетает рост и способствует усилению ферментативных процессов растворения эндосперма. При перелопачивании зерно хотя и хо­ рошо охлаждается, но приток свежего воздуха усиливает дыха­ ние зерна, что в свою очередь приводит к повышению темпера­ туры солода. На этой стадии перелопачивание является самой ответственной операцией, от своевременного проведения ее зави­ сит качество солода. Солод перелопачивают не менее чем через 8 ч с уменьшением слоя до 15—20 см в зависимости от темпера­ туры солода.

Солод с хорошо развитыми корешками склонен к так назы­ ваемому схватыванию, заключающемуся в том, что корешки его переплетаются между собой. При схватывании солода затрудня­ ется вентиляция зерна. В процессе изготовления светлых сортов солода не допускают схватывания. В крайнем случае схватыва­ ние допускается в последний день соложения для трудноразрыхляемых ячменей.

Во время соложения ячменя вследствие сильной вентиляции или слишком сухого воздуха в солодовне может произойти преж­ девременное подвяливание корешков. Этого допускать нельзя, так как клетки отмирают и питательные вещества, заключенные в клетках, становятся доступными для микроорганизмов, всегда находящихся на зерне. Поливать солод в это время нельзя, так

58

как это создает наиболее благоприятные условия для развития плесеней на солоде.

В конце соложения стремятся возможно больше подсушить зеленый солод и ослабить дыхание зерна в результате снижения слоя солода на току до 15—12 см. Перелопачивают солод редко.

Соложение рекомендуется проводить по холодному режи­ м у — до максимальной температуры 17° С. При отсутствии усло­

ских операций соложения с температурным режимом. Соложение светлого солода заканчивается примерно на вось­

мой день. При готовности зеленого солода длина корешков долж­ на быть в 1,5—2 раза больше длины зерна, а зародышевый лис­ точек должен находиться около верхнего конца зерна. «Гусаров» не должно быть. Состояние эндосперма меняется настолько, что

режим соложения немного изменяется. Влажность замоченного ячменя должна быть 44—47%, при проращивании допускается

59