Общая технология отрасли. Учебное пособие

На внутренней стороне -яч меня, обращенной к стеблю, имеется продольная бороздка. Зерно ячменя покрыто цветочной оболочкой, которая состоит из труднорастворимых веществ. Они с трудом поддаются химическим и механическим -воз действиям. В их состав входит кремниевая кислота. Под цветочной оболочкой находятся сросшиеся плодовая и семенная оболочки. Они за-

крывают зерно со всех сторон. Семенная оболочка полупроницаема, т. е. она пропускает воду с растворенными веществами и не пропускает соли высокомолекулярных соединений. За оболочками следует алейроновый слой. Он состоит из тонкостенных клеток, содержащих белки и жиры. Он расположен в три слоя и охватывает всю мучнистую часть зерна. Этот слой вблизи зародыша состоит из одного слоя клеток. Основные органы зерна: эндосперм и зародыш.

Эндосперм - это хранилище крахмальных клеток с - не большим присутствием белка. Стенки крахмальных клеток тонки и состоят из гемицеллюлозы. По мере продвижения к зародышу толщина клеток уменьшается. У стенок зародыша алейронового слоя нет. Клетки эндосперма около зародыша почти не имеют крахмала, т.к. этот крахмал использован зерном при хранении и созревании. В нижней части зерна расположен зародыш, в котором находятся зародышевые корешки и лепесток. Зародыш состоит из белка. Часть зародыша, прилегающая к эндосперму - щиток. Он служит для передачи питательных веществ. Относительная масса зародыша невелика приблизительно 2,8–3,0 % от общей массы зерна. Синтез ферментов в основном идёт в алейроновом слое.

В пивоварении предъявляются особые требования к качеству -яч меня, которые оцениваются по совокупности показателей: внешних, физических, химических и физиологических. Пивоваренные ячмени должны отвечать ГОСТ 5060–2021 (табл. 4.)

21

Показатель качества не определяют для указанных классов.

Пр им е ч а ние . Крупность - отношение массы зерен ячменя в остатке сита (сходе с сита) с продолговатыми отверстиями размером 2,5×20,0 мм к массе основного зерна анализируемой навески, выраженное в процентах.

О товарной ценности партии зерна судят по количеству примесей и мелкого зерна. Технологическая ценность ячменя в

22

2,5×20 мм. Крупное, хорошо развившееся зерно всегда более богато крахмалом, чем мелкое, недоразвитое зерно. Поэтому экстрактивность крупного ячменя, как правило, выше экстрактивности мелкого ячменя. Отсюда наиболее значительное различие между ячменем первого и второго классов по крупности (85 и 65 % соответственно) по сравнению с другими показателями качества, предусмотренными ГОСТ 5060 – 2021.

Из химических показателей ячменя самыми важными являются содержание крахмала и белка. Величина экстрактивности ячменя в основном определяется его крахмалистостью. Содержание крахмала должно составлять60-70 %, а белков – 9-12 % от массы сухих веществ ячменя; при этих значениях экстрактивность ячменя будет 73-82 %.

Порядок проведения работы

Определение органолептических показателей

1. Запах. Определяют в целом или размолотом зерне. Для этого из объединенного образца отбирают около100 г зерна, помещают его в чашку и устанавливают его запах.

С п р а в к а. Здоровый ячмень пахнет свежей соломой. Испорченное зерно приобретает посторонний запах. При этом обычно изменяется и вкус зерна. Плесневело-затхлый запах появляется при поражении влажного и сырого зерна плесневыми грибами. Гнилостно-затхлый запах указывает, что плесени проникли в глубь зерна и вызвали распад органических веществ. При этом могут возникнуть спиртовое, маслянокислое брожение и другие процессы распада запасных веществ зерна, сопровождающиеся образованием веществ с резким неприятным вкусом и запахом.

В тех случаях, когда в зерне появляется посторонний запах, для усиления ощущения запаха зерно прогревают двумя способами. При первом способе зерно помещают на сетку и прогревают над кипящей водой в течение2-3 мин. Пропаренное зерно высыпают на лист чистой бумаги и устанавливают присутствие постороннего запаха.

23

При втором способе целое или размолотое зерно помещают

вчистую коническую колбу на 100 см3, плотно закрывают пробкой и выдерживают в ультратермостате при температуре 35-40 ºС

втечение 30 мин. Затем, открывая на короткое время колбу, устанавливают присутствие постороннего запаха.

2.Вкус. Определяют в размолотом, предварительно очищенном от сорной примеси зерне. Для этого из объединенной пробы выделяют около 100 г зерна, освобождают его от сорной примеси и

размалывают на лабораторной мельнице. От помола отбирают навеску около 50 г и смешивают ее со100 см3 питьевой воды. Полученную суспензию выливают в сосуд, содержащий 100 см3 нагретой до кипения воды, и закрывают стеклянной чашкой. После охлаждения смеси до 30-40 ºС проводят определение вкуса.

3.Цвет. Определяют при дневном рассеянном свете, а также при освещении лампами накаливания или люминесцентными лампами. Для этого берут 100-150 г зерна и помещают его рядом со стандартным образцом, определяя визуально разницу в цветовых оттенках. При разногласиях определение цвета проводят только при дневном рассеянном свете.

С п р а в к а. Зерна ячменя должны быть светло-желтого или желтого цвета (допускается серовато-желтый цвет) и иметь характерный блеск. Зеленоватый или слишком светлый цвет указывает на недозрелость ячменя. Зерно, хранившееся во влажном состоянии или поврежденное самосогреванием, теряет блеск, становится тусклым, в цвете оболочек появляются бурые оттенки, причем, прежде всего, темнеют кончики зерна. Обычно потеря блеска связана с развитием плесени, которая раньше всего поражает зародыш, а затем уже распространяется на все зерно.

Определение физико-химических показателей

1. Натурная масса. Натурой называют массу(г) 1 дм3 зерна, определяемую на литровой пурке с падающим грузом(см. лабораторную работу № 1). Определение натурной массы зерна проводят после выделения из объединенной пробы навесок для определения влажности и других качественных показателей.

С п р а в к а. Натура пивоваренного ячменя колеблется в пределах 600-750 г/дм3. Лучшими считаются ячмени с натурой 680-750 г/дм3, средними - с натурой 600-700 г/дм3.

24

2. Абсолютная масса. Для определения абсолютной массы из среднего образца ячменя путем деления выделяют массу навески не менее 40 г. Массу навески взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем ее высыпают на разборную доску и вручную выбирают битые зерна и примеси.

Отобранные примеси взвешивают с точностью до 0,01 г и по разности масс навесок находят массу целых зерен. Количество целых зерен подсчитывают вручную.

Массу 1000 зерен, г, воздушно-сухого ячменя (х) рассчитывают по формуле

х = a ×1000 ,

н

где a – масса целых зерен, г; н – число целых зерен в навеске.

Абсолютную массу в г (х ) находят по формуле

1

х = х ×(100 - w) ,

где w – влажность ячменя, %.

С п р а в к а . Абсолютной массой зерна называют массу сухого вещества 1 000 зерен, выраженную в граммах. Абсолютная масса пивоваренных ячменей колеблется в пределах37-48 г, но бывают и крупнозернистые ячмени с массой более 50 г.

3. Крупность и выравненность. Крупность и выравненность определяют просеиванием навески ячменя на аппарате Фогеля (рис. 5). Он представляет собой кожух, в котором одно над другим установлены три сита с продолговатыми отверстиями размером (мм): верхнее 2,8×20, среднее 2,5×20 и нижнее 2,2×20. Под нижним ситом устанавливается металлический поддон.

Для анализа из среднего образца путем деления выделяют навеску 100 г ячменя, помещают ее на верхнее сито, привинчивают крышку и 5 мин просеивание вручную. После просеивания сита вынимают из аппарата, из остатков навески на каждом сите выбирают сорную и зерновую примеси и присоединяют их к той части навески ячменя, которая прошла через нижнее сито и скопилась в поддоне аппарата. Остатки зерен на каждом сите и содержимое поддона взвешивают отдельно.

25

Рис. 5. Аппарат Фогеля

Крупность ячменя характеризуется по остатку на ситах с отверстиями шириной 2,8 и 2,5 мм.

Сп рав ка . Крупность зерна зависит от количества преобладающей фракции зерен, имеющих одинаковые размеры. Под выравненностью практически понимают степень однородности зерновой массы по размерам зерен, т.е. по крупности.

Ячмень первого класса должен иметь крупность не менее 85 % и проход через нижнее сито не более 5 %, а ячмень второго класса соответственно не менее 65 % и не более 7 %. Выравненность ячменя характеризуют наибольшим суммарным остатком на двух соседних ситах. При этом зерно по выравненности делят на три группы: высокая выравненность при сумме больше80 %, средняя - от 70 до 80 % и низкая - ниже 70 %.

У крупного однородного ячменя величины крупности и выравненности обычно совпадают. Мелкий ячмень при невысоком значении крупности бывает хорошо выровненным.

4. Засоренность. Определение производят в отходе, полученном при определении крупности зерна. Его высыпают на стеклянную доску с белым или голубым фоном и разделяют вручную при помощи пинцета и кисточки на фракции.

Семена сорняков определяют путем сравнения с образцами, при этом пользуются лупой. Отобранные фракции взвешивают с точностью до 0,01 г и результаты выражают в процентах к взятой навеске. Засоренность партии зерна оценивают по количеству примесей, выраженному в процентах к массе зерна. Примеси делят на две основные группы: сорную и зерновую.

26

С п р а в к а . К сорной примеси относят все бесполезные и вредные для корма животных примеси. В их состав входят: весь проход, полученный при просеивании навески зерна через сито с диаметром отверстий 1,5 мм; минеральные вещества (комочки земли, камешки и т. д.); органические вещества (солома, части стержней колоса и т. д.); семена всех сорных и культурных растений, кроме пшеницы, ржи, овса и полбы; зерна ячменя, пшеницы, ржи, овса и полбы с эндоспермом от коричневого до черного цвета или полностью выеденным вредителями.

В сорной примеси в особую группу выделяют семена сорняков (рис. 6), содержащих вредные и ядовитые вещества.

К вредным примесям ячменя относят плоды и семена таких сорняков, как горчак розовый, горчак-софора, мышатник, вязель, гелиотроп опушенноплодный, триходесма седая, плевел опьяняющий, а также зерна ячменя, пораженные головней и спорыньей.

К зерновой примеси относят слабоповрежденные зерна ячменя и других культур, с нарушенной оболочкой и обнаженным эндоспермом; недозрелые, зеленые и сильно недоразвитые щуплые зерна; проросшие зерна с вышедшим наружу корешком или ростком; поврежденные сушкой, самосогреванием, заплесневевшие зерна с измененным цветом эндосперма от кремового до светло-коричневого; зерна пшеницы, ржи, овса, полбы целые и поврежденные, не отнесенные по характеру повреждений к сорной примеси.

В ячмене первого класса содержание сорной примеси должно быть не более 1 %, в том числе вредной примеси не более 0,2 %, а зерновой - не более 3 %. В ячмене второго класса сорной примеси должно быть не более 2 % при том же содержании вредной примеси; зерновой примеси - не более 5 %.

27

Рис. 6. Вредные семена и плоды сорняков и болезни ячменя:

1 – горчак розовый; 2 – горчак-софора; 3 – мышатник; 4 – вязель; 5 – гелиотроп опушенноплодный; 6 – триходесма седая; 7 – плевел опьяняющий; 8 – куколь; 9 – мешочек головни: а – внешний вид, б – в разрезе; 10 – рожок спорыньи

5. Стекловидность. Из зерна, очищенного от сорной и зерновой примесей, отсчитывают без выбора 100 целых зерен и замачивают их в воде при комнатной температуре в течение 24 ч. Затем воду сливают и зерно подсушивают при температуре не выше 40 °С около 6 ч, после чего определяют стекловидность или по поперечному разрезу эндосперма, или путем просвечивания зерен. При определении стекловидности по виду эндосперма поперечный разрез зерна делают или бритвой, или с помощью фаринатома (рис. 7).

С п р а в к а . Эндосперм ячменя может быть мучнистым, стекловидным и полустекловидньм. Стекловидность ячменя вызывается прежде всего большим содержанием белков. Но иногда и при сравнительно небольшом содержании белков эндосперм бывает стекловидным вследствие цементации крахмальных зерен гумми-веществами и белками. Эта стекловидность исчезает, если зерно сначала замочить, а затем высушить при низкой температуре. Зерна с исчезающей стекловидностью называют полустекловидными. Ячмень с постоянной стекловидностью медленно замачивается, плохо растворяется при прорастании, полученный из него солод плохо осахаривается при затирании и дает низкий выход экстракта.

28

Рис. 7. Фаринатом

Фаринатом состоит из двух круглых вращающихся пластинок, имеющих по 50 или 100 отверстий, причем отверстия верхней пластинки совпадают с отверстиями нижней пластинки. Между пластинками закреплен нож. Отведя в сторону нож, пластинки совмещают и в отверстия вставляют по одному зерну. Затем верхнюю пластинку накрывают деревянным кружком, и, вдвигая нож, разрезают зерна. Отодвинув в сторону верхнюю пластинку и нож, на нижней пластинке подсчитывают количество стекловидных зерен. К стекловидным зернам относят полностью стекловидные и с легким помутнением, а также зерна, у которых белая матовая поверхность занимает не более 3/4 площади.

6. Пленчатость. Из образца ячменя выделяют около50 г зерна, очищают его от сорной и зерновой примесей, в том числе от битых, голых, щуплых и других испорченных зерен. Из чистого зерна берут навеску (5±0,01) г в коническую колбу, приливают 25 см3 раствора щелочи с массовой долей3 %, взбалтыванием смачивают зерна раствором, затем его быстро доводят до бурного кипения и сразу снимают с огня. После охлаждения до 50-60 °С колбу закрывают резиновой пробкой и энергично встряхивают. Потом в колбу приливают воду и снова встряхивают, при этом пленки полностью отделяются от ядра. Раствор с пленками сливают, а ядра 2-3 раза промывают водой при энергичном встряхивании. Все операции проводят быстро, чтобы не переувлажнить зерно. После промывки зерна переносят на фильтровальную бумагу, снимают оставшиеся пленки, просушивают фильт-

29

ровальной бумагой и помещают во взвешенную бюксу. Параллельно в другой бюксе берут массу навески (5±0,01) г исходного чистого зерна и обе навески сушат в сушильном шкафу при температуре 100 °С в течение часа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. По разнице между массой исходного зерна и массой зерна без пленок находят массу пленок.

Пленчатость (% на сухое вещество ячменя) рассчитывают по формуле

Х=а·100·100/(н(100-w)),

где a – масса пленок, г; н – масса навески ячменя, взятого на анализ, г; w – влажность ячменя, %.

Пленчатость ячменя выводят как среднее значение из двух параллельных определений.

С п р а в к а . Пленчатостью называют количество цветочных пленок (мякинной оболочки), выраженное в процентах от общей массы зерна. С увеличением пленчатости соответственно уменьшается доля других сухих веществ зерна и прежде всего крахмала. Следовательно, экстрактивность толстопленчатых ячменей ниже, чем тонкопленчатых. Кроме того, толстая пленка содержит больше дубильных и горьких веществ, понижающих качество пива.

Вышеприведенный щелочной метод Омарова основан на растворении пектиновых веществ горячим раствором щелочи. Для пивоваренного ячменя пленчатость должна быть в пределах

7-9 % и не выше 10 %.

7. Влажность. Основным стандартным методом определения влажности зерна является метод ускоренного высушивания размолотого зерна в электрическом сушильном шкафу СЭШ-1.

1.Метод ускоренного высушивания. Определение проводят

вразмолотом зерне влажностью не более 16 %. Из образца, выделенного для определения влажности, отделяют около 30 г зерна и размалывают на лабораторной мельнице, так, чтобы размолотое

зерно полностью проходило через сито с диаметром отверстий 1 мм. Размолотое зерно тщательно перемешивают и немедленно отбирают две навески массой по 5 г в высушенные до постоянной массы и предварительно взвешенные бюксы с плотно пришлифо-

30