Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии пищевых производств. Учебное пособие
.pdf
Тема 16. Производство пива и безалкогольных напитков
y инактивация ферментов;
y стерилизация сусла.
Количество вносимого хмеля зависит от сорта пива, качества
хмеля, состава воды. Оно тем больше, чем выше концентрация
сухих веществ в сусле, светлые сорта пива охмеляют сильнее, чем
темные. Для охмеления пива, приготовленного на мягкой воде,
расход хмеля выше, чем при использовании жесткой воды.
Хмель добавляют в сусло в два или три приема, причем последнюю порцию – незадолго до конца кипячения.
Правильно охмеленное сусло – прозрачное с блеском и быстрооседающими хлопьями свернувшихся белков. Такое сусло
направляют в хмелеотделитель, где на сите задерживается хмелевая дробина. Ее промывают горячей водой, присоединяя промывную воду к суслу.
Цель охлаждения и осветления сусла – установление оптимальной температуры для брожения, удаление из сусла взвешенных частиц и насыщение его кислородом. Охлаждение сусла осуществляют в два этапа: вначале медленно до температуры 60 °С,
а на втором этапе быстро до температуры 6–7 °С при низовом
брожении и 14–16 °С – при верховом.
При охлаждении сусла содержащиеся в нем вещества, растворимые в горячем сусле, становятся нерастворимыми и выпадают в осадок, происходит осветление сусла. С понижением
температуры сусла увеличивается растворимость в нем кислорода, благодаря чему интенсивнее протекает коагуляция белков и
осветление сусла. Вместе с тем, энергичнее протекают и окислительные процессы, которые ухудшают качество сусла, поэтому
продолжительность процессов охлаждения и осветления сусла не
должна превышать 2 ч.
Для осветления сусла применяют отстойные чаны, гидроциклонные аппараты, сепараторы, для охлаждения используют
пластинчатые теплообменники, позволяющие исключить инфицирование сусла.
Сбраживание пивного сусла. В подготовленное сусло вносят
дрожжи из расчета 0,5–0,8 л/гл (гектолитр = 100 л). На некоторых заводах дрожжи с холодным суслом перемешивают в монжю
путем продувания стерильным воздухом или диоксидом углерода
либо механическим перемешиванием.
В соответствии с классической технологией сбраживание
сусла осуществляется в два этапа.
191
Основы технологии пищевых производств
На первом этапе протекает бурное брожение, сбраживается
большая часть сахаров. Этот этап называют главным брожением;
пиво, полученное после главного брожения, – молодое пиво.
Второй этап (дображивание) более продолжительный (от 3 недель до нескольких месяцев), протекает при очень низкой температуре (от –0,5 до –3 °С). Происходит медленное сбраживание
оставшихся сахаров, осветление, созревание пива, насыщение его
диоксидом углерода.
Главное брожение. В период главного брожения протекают
микробиологические, биохимические и физико-химические процессы. В первые сутки брожения происходит интенсивное размножение дрожжей, для развития которых в сусле есть все необходимые вещества. По мере потребления этих веществ и накопления продуктов брожения скорость размножения дрожжей
снижается.
Основной биохимический процесс – спиртовое брожение. Сбраживание отдельных сахаров происходит в последовательности,
которая определяется скоростью их проникновения в дрожжевую
клетку. В первую очередь сбраживаются моносахариды (глюкоза,
фруктоза), затем дисахариды (мальтоза, сахароза) и трисахарид
(мальтотриоза), который потребляется в основном в период дображивания.
Наряду с главными продуктами спиртового брожения (этанолом и диоксидом углерода) в молодом пиве находятся вторичные и побочные продукты.
Из вторичных продуктов образуются глицерин, ацетальдегид, пировиноградная, уксусная, янтарная, лимонная и молочная кислоты, ацетоин, 2,3-бутиленгликоль, диацетил. В преобладающем количестве находятся уксусная и янтарная кислоты,
2,3-бутиленгликоль, ацетальдегид, в значительно меньшем количестве – ацетоин и лимонная кислота. Присутствие диацетила в
пиве нежелательно, поскольку он придает характерные медовые
запах и привкус. Он образуется в начале главного брожения, когда дрожжи интенсивно размножаются.
В стадии дображивания и созревания пива в изменившихся
условиях диацетил восстанавливается в ацетоин. Содержание последнего считается нормальным на уровне 1 мг/дм3, при увеличении ацетоина в пиве появляется затхлый привкус.
Побочными процессами, сопутствующими спиртовому брожению, являются образование высших спиртов и сложных эфи-
192
Тема 16. Производство пива и безалкогольных напитков
ров. Высшие спирты (пропиловый, изобутиловый, амиловый,
изоамиловый, тирозол, триптофол) образуются из аминокислот,
они обладают характерным запахом и оказывают влияние на
вкус и аромат пива. Высшие спирты, кислоты, альдегиды, присутствующие в пиве, участвуют в реакциях эфирообразования
под действием ферментов (эстераз) дрожжей.
Основные физико-химические процессы при брожении –
это увеличение активной кислотности и снижение окислительно-восстановительного потенциала. Исходное сусло имеет значение рН 5,3–5,6, а молодое пиво – 4,2–4,6. Дрожжи затрачивают
кислород на обменные процессы, выделяющийся при брожении
диоксид углерода вытесняет кислород из сусла, и окислительные
процессы затухают. Это положительно сказывается на качестве
пива, поскольку при высоком значении окислительно-восстановительного потенциала пиво становится темнее, ухудшается его
вкус, может появиться муть.
В результате повышения кислотности снижается растворимость части белков, дубильных и горьких веществ хмеля, однако
их осаждению препятствуют пузырьки выделяющегося диоксида
углерода. Легкие частицы выносятся на поверхность бродящего
сусла, и образуется пена в виде завитков различной высоты и
формы.
В зависимости от внешнего вида бродящего сусла выделяют
четыре стадии главного брожения.
Первая стадия длится около суток, на поверхности сусла образуется равномерный слой белой пены, поэтому стадия называется забел. Дрожжи в основном размножаются, и выделение СО2
незначительно.
На второй стадии интенсифицируется брожение, выделяется
СО2, образуется плотная пена в виде низких завитков. Стадия
низких завитков длится 2–3 сут.
Далее брожение протекает бурно, высота завитков растет,
диоксид углерода выносит на поверхность дубильно-белковые
соединения, хмелевые смолы, которые, окисляясь на воздухе,
придают завиткам коричневую окраску. Соответственно, третья
стадия носит название высоких, или коричневых, завитков. Продолжительность этой стадии – 3–4 сут.
Четвертая стадия – стадия образования деки. Вследствие
уменьшения количества сбраживаемых сахаров и накопления
193
Основы технологии пищевых производств
продуктов брожения уменьшается выделение СО2, завитки опадают, на поверхности образуется слой низкой и густой пены
(деки). Происходит хлопьеобразование дрожжей и их оседание
на дно, молодое пиво осветляется. Эти процессы длятся около
2 сут, на этом главное брожение заканчивается.
Таким образом, общая продолжительность главного брожения составляет 7–12 сут. На скорость процесса брожения влияют
температура, расход дрожжей и их активность, состав сусла.
Брожение осуществляется в бродильных аппаратах (танках),
которые расположены в охлаждаемом до 6–8 °С помещении. Танки представляют собой цилиндрические емкости с полусферическими днищем и крышкой, изготовленные из нержавеющей
стали или алюминия, могут быть расположены вертикально или
горизонтально. Внутри бродильных танков имеются змеевики
для подачи холодной воды или рассола с целью поддержания
требуемой температуры брожения. Выделяющийся при брожении
СО2 собирают и используют для промышленных целей.
Брожение осуществляется периодическим или полунепрерывным способом.
В первом случае брожение осуществляется в одном аппарате,
куда одновременно подают сусло и дрожжи. Этот способ имеет
ряд недостатков: длительное осветление молодого пива, недостаточная глубина сбраживания экстракта и др., которые влияют на
качество пива.
В аппарат для предварительного брожения подают сусло и
дрожжи, оставляют на сутки для размножения дрожжей, затем
половину содержимого аппарата перекачивают в первый бродильный аппарат и доливают обе емкости свежим суслом. Через
24 ч очередную половину содержимого аппарата для предварительного брожения перекачивают во второй бродильный аппарат
и снова доливают эти аппараты свежим суслом. Эти операции
повторяют в течение 5 сут до заполнения всех аппаратов. Затем
молодое пиво из первого бродильного аппарата перекачивают в
аппарат дображивания, а освободившийся аппарат вновь готовят
для брожения, затем также поступают со вторым бродильным
аппаратом и т. д.
Дображивание и выдержка пива. Основная цель дображи-
вания – насыщение пива СО2, который придает ему приятный
осве жающий вкус, способствует пенообразованию, служит кон-
194
Тема 16. Производство пива и безалкогольных напитков
сервантом, предохраняя от развития посторонних микроорганизмов и контакта с кислородом.
Содержание диоксида углерода в молодом пиве составляет
0,15–0,20 %, а после дображивания в готовом пиве оно достигает
0,35–0,40 %. Связывание и накопление СО2 в пиве становятся
возможными потому, что дображивание протекает при пониженной температуре и избыточном давлении на уровне 0,030–
0,045 МПа.
При дображивании протекают те же процессы, что и при
главном брожении, только более медленно. Это обусловлено более низкой температурой и невысокой концентрацией дрожжевых клеток, основная масса которых удаляется в конце главного
брожения.
К концу дображивания оседающие дрожжи увлекают на дно
танка взвешенные вещества. Однако на этой стадии взвесь очень
тонкая, удаляется медленно, и необходима длительная стадия
выдержки пива для удовлетворительного его осветления и созревания. В пиве исчезает дрожжевой привкус, смягчается хмелевая
горечь, благодаря продолжающимся процессам эфирообразования пиво приобретает приятный вкус и аромат.
Для дображивания используют шпунт-аппараты, оснащенные манометром и предохранительным клапаном. Манометр
устанавливают на требуемое избыточное давление, которое при
превышении заданной величины выравнивается медленным
выпуском избытка диоксида углерода. В начале дображивания
шпунтовать (герметически закрывать) танки нельзя, поскольку
воздух, имеющийся в свободном пространстве над пивом, может
раствориться в нем и будет препятствовать созреванию. После
того как воздух вытеснится диоксидом углерода, аппарат шпунтуют.
Ускоренные способы брожения и дображивания. В последнее
время все более распространенным становится проведение процессов брожения и дображивания в одном аппарате – цилиндроконическом (ЦКА). Такие аппараты, в частности, установлены
на ОАО «Криница».
Цилиндро-конический танк представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем, имеющий
четыре охлаждающих рубашки в цилиндрической части и одну –
в конической.
195
Основы технологии пищевых производств
В танк подают сусло и дрожжи, и при температуре 10 °С начинается брожение. В течение 2 сут температура повышается до
14 °С и поддерживается на этом уровне. На 5–6-е сут брожение
заканчивается, коническую часть аппарата охлаждают до температуры 2 °С, вызывая оседание дрожжей, которое длится около
2 сут. Далее аппарат зашпунтовывают и поддерживают избыточное давление 0,05–0,07 МПа, а температуру пива во всем аппарате доводят до 0,5–1,5 °С. В этих условиях в течение 6–7 сут
протекает дображивание. Затем дрожжи спускают из конической
части в отдельную емкость, где хранят при температуре 0–1 °С до
следующего использования. Пиво после удаления дрожжей еще
выдерживают в танке около 2 сут. Общая продолжительность
брожения и дображивания составляет 13–14 сут.
Ускорить брожение и дображивание можно еще повышением
температуры (до 12–15 °С), однако при этом накапливается боль-
шое количество побочных продуктов, пиво в должной степени не
насыщается СО2, его приходится подвергать карбонизации, что
снижает его качество.
Осветление и розлив пива. Цель осветления – удаление из
пива твердых частиц (клеток дрожжей, белков, полифенолов
и др.) для придания ему прозрачности, биологической и коллоидной стойкости без ухудшения вкуса, аромата и снижения
пеностойкости. Наилучший эффект осветления достигается при
температуре около 0 °С.
Пиво осветляют сепарированием, фильтрованием или сочетанием этих методов.
Сепарирование – высокопроизводительный процесс, хорошо
подходит для удаления дрожжевых клеток, в том числе плохо
флокулирующих. Однако сепарирование недостаточно эффективно для частиц высокой дисперсности, этим способом нельзя
получить пиво с блеском.
Наиболее эффективным способом осветления пива является
фильтрование. В качестве фильтрующего материала чаще всего
используют намывной слой диатомитовых порошков, которые
механически задерживают частицы мути. Диатомит представляет собой остатки кремнистых панцирей одноклеточных водорослей – диатомий.
Если после фильтрования пиво оказывается недостаточно насыщенным СО2, то его подвергают карбонизации. После
196
Тема 16. Производство пива и безалкогольных напитков
насыщения пива диоксидом углерода его выдерживают в течение 4–12 ч при температуре не выше 2 °С и давлении не ниже
0,05 МПа.
Пиво разливают в бутылки (новые или оборотные), изготовленные из прозрачного стекла оранжевого или зеленого цвета
для сохранения качества, в новые полимерные бутылки, бочки,
кеги, автотермоцистерны.
С целью повышения биологической стойкости пива проводят
ряд мероприятий: пастеризацию пива в бутылках, проточную пастеризацию, холодную пастеризацию.
Пастеризация в бутылках наиболее распространена. Температура пастеризации (60 °С) выдерживается в центре бутылки в
течение 15–20 мин, а затем пиво охлаждают. За время тепловой
обработки в пиве может возникать пастеризованный (хлебный)
привкус и возрастает цветность.
Проточная пастеризация пива осуществляется в пластинчатых теплообменниках, общее время пастеризации от начала нагревания до охлаждения составляет 90–100 с, а выдержка пива
при температуре пастеризации – около 30 с. Розлив пива осуществляется в асептических условиях в стерильную тару. Такое
пиво имеет высокую биологическую стойкость, качество его не
ухудшается.
Если пиво после проточной пастеризации не охлаждать и
разливать в бутылки, имеющие температуру выше 40 °С, это пре-
пятствует вспениванию. Биологическая стойкость пива горячего
розлива практически не ограничена.
В последнее время все больше распространяется холодная
стерилизация пива. Фильтрование через мембранные фильтры
позволяет освободить пиво от микроорганизмов, розлив осуществляется в стерильные бутылки. Такое пиво имеет лучший
вкус, чем пастеризованное, и очень высокую биологическую
стойкость.
Качественные показатели пива
Качество пива оценивают по органолептическим и физикохимическим показателям. Вырабатывают пиво трех типов: светлое, полутемное и темное.
Экстрактивность начального сусла для разных сортов пива
находится в пределах от 8 до 23 %. В зависимости от экстрактив-
197
Основы технологии пищевых производств
ности объемная доля спирта составляет 2,8–9,4 %. Во всех типах пива массовая доля диоксида углерода должна быть не менее
0,33 %, высота пены – не менее 30 мм, пеностойкость – не менее
2 мин. Стойкость непастеризованного пива должна быть не менее 8 сут, пастеризованного и обеспложенного – не менее 30 сут.
Энергетическая ценность пива в зависимости от экстрактивности начального сусла находится в пределах 1200–3500 кДж/кг.
Органолептическую оценку пива осуществляют по 25-балльной системе. Пиво должно быть прозрачным, без осадка и посторонних включений, запахов и привкусов, иметь чистый вкус
и аромат с хмелевой горечью.
Использование отходов пивоваренного производства
Зерновые отходы, образующиеся при очистке и сортировке
зерна, а также сплав зерна, формирующийся на стадии мойки,
включающий неполноценное зерно, солому, мякину, используют
в кормовых целях.
На корм скоту также пускают пивную дробину, которая выделяется на стадии фильтрования и содержит белковые вещества,
жиры, минеральные вещества. Дробина имеет высокую влажность
(около 88 %), поэтому должна быть использована в течение 24 ч.
Хмелевая дробина содержит большое количество горьких веществ, поэтому чаще всего ее применяют в качестве удобрения.
Солодовые ростки содержат горькие вещества и вещества со
специфическим запахом, что затрудняет их использование в кормовых целях. Присутствие в ростках биологически активных и
питательных веществ (ферменты, стимуляторы роста, витамины,
клетчатка, жиры, минеральные вещества и др.) обусловило их использование в качестве компонента питательных сред для выращивания микроорганизмов в биотехнологических производствах.
Остаточные дрожжи, оседающие при брожении и дображивании, используют как семенные. Поскольку происходит прирост дрожжей, образуются избыточные дрожжи. Высокое содержание в дрожжевых клетках витаминов и ферментов обусловило
применение остаточных дрожжей в производстве ферментных и
лечебных препаратов.
Диоксид углерода, выделяющийся при брожении пивного
сусла, собирают и применяют для собственных нужд пивоварен-
198
Тема 16. Производство пива и безалкогольных напитков
ного производства, а также в производстве безалкогольных напитков, минеральных вод, газированных вин и соков, в фармацевтической промышленности.
Производство безалкогольных напитков
К безалкогольным напиткам относят газированную воду,
газированные фруктово-ягодные напитки, газированные минеральные искусственные и природные воды, полученные без процессов брожения.
Основное назначение безалкогольных напитков – утолять
жажду, поэтому все они насыщаются диоксидом углерода, который придает им свежесть, оригинальный вкус, делает их прохладительными.
Для выработки безалкогольных напитков используют большой ассортимент сырья: воду, сахар, плодово-ягодные соки или
экстракты, пищевые кислоты, ароматические настои и эссенции,
иногда вина, коньяки, настои трав, витамины. Для придания искусственным минеральным водам характерного вкуса в них вносят химически чистые щелочные и нейтральные соли натрия,
кальция и магния.
Одной из основных операций технологий безалкогольных напитков является приготовление купажных сиропов. Правильное
сочетание и дозировка компонентов при купажировании определяют качество сиропов, их вкус и аромат. Учитывая, что одинаково купажировать различные партии напитков трудно, желательно использовать концентраты и композиции напитков с постоянными свойствами, изготовленные на специализированных
предприятиях. Это способствует стабильности состава и свойств
напитков на всех предприятиях промышленности. Содержание
сухого вещества в концентратах 70 ± 2 %, растворимость 10–20 г
в 100 мл воды полная.
В настоящее время на предприятиях широко используют купажные сиропы. Это смесь всех компонентов, входящих в состав,
за исключением газированной воды. В купажный сироп входят
концентраты, экстракты, сахарный или глюкозо-фруктозный сироп, ароматные настои, натуральные красители и другие виды
сырья, предусмотренные рецептурой. Каждый компонент сиропа
отдельно растворяют, отстаивают, фильтруют и хранят в предкупажных мерниках.
199
Основы технологии пищевых производств
Купажированию предшествует подготовка компонентов, которые входят в купаж, предназначенный для получения безалкогольного напитка. Плодовые и зерновые экстракты и концентраты перед купажированием разбавляют водой в соотношении 1 : 4
и после трехчасового отстаивания фильтруют.
Готовят купажный сироп холодным, полугорячим и горячим
способами. Холодный способ позволяет сохранить аромат и цвет
исходного сырья. Полугорячий и горячий способы применяют,
когда надо сократить объем (выпарить) купаж, и при использовании соков с высоким содержанием белков и пектиновых веществ. Купажирование компонентов производят в алюминиевых
или стальных эмалированных купажных аппаратах, снабженных
крышками, якорными мешалками, рубашками для охлаждения
сиропа, мерными стеклами, наборными и спускными кранами.
Важным фактором в подготовке купажа является последовательность. Первым задают сахарный или глюкозо-фруктозный сироп.
Затем при энергичном перемешивании вводят плодово-ягодные
или зерновые концентраты и экстракты. Далее добавляют другие
компоненты, ароматические вещества и натуральные красители.
Тщательно размешанный купажный сироп направляют на фильтрование с помощью фильтров периодического или циклического
действия, в которых фильтрующей перегородкой является картон
или специальная ткань. В отфильтрованном сиропе определяют
кислотность, содержание экстрактивных веществ и органолептические показатели. Сахарный сироп содержит 60–66 г сахара
на 100 мл воды. Его кипятят 30 мин. Если в сироп добавляют
лимонную кислоту (количество 750 г на 100 г сахара), получают
инвертированный сахарный сироп, улучшающий вкус напитка.
Итоговое содержание сахара в напитках – от 5,4 до 11 %.
Ароматические настои и эссенции представляют собой спиртовые или водно-спиртовые растворы с явно выраженным ароматом плодов (лимона, апельсина и т. д.). Для придания вкуса и
цвета напиткам используют и специальные композиции, представляющие смесь ароматических веществ и красителей. Такие
композиции существуют для напитков «Лимон», «Апельсин»,
«Лимонад», «Саяны». В их состав входят спиртовые настои цитрусовых, экстракт левзеи, колер.
Соки и экстракты готовят из культурных и дикорастущих
плодов и ягод. В основном используют спиртованные соки, из
которых спирт предварительно удаляется путем дистилляции.
200
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]