Экстрактивность – это сумма всех веществ ячменя, выраженная в процентах к массе сухих веществ, которые переходят в раствор при определенных условиях. Этот показатель зависит от состава ячменя, так как в раствор переходит почти вся масса крахмала, часть некракмальных полисахаридов, сахара, почти половина белковых веществ и другие соединения.
В пивоваренном ячмене содержание крахмала составляет 60-70% на сухое вещество. Особенно слабоэкстрактивным бывает пиво из ячменя с пониженной крахмалистостью. Этому способствует также повышенное содержание белка, в накоплении которого наблюдается обратная корреляция с количеством крахмала. Высокое количество белка, с одной стороны, препятствует разрыхлению эндосперма и извлечению из него экстрактивных веществ, с другой - способствует помутнению пива. Низкобелковые ячмени (ниже 8%) дают пиво со слабой пеной и неполным вкусом.
Несоложеные (непророщенные) материалы применяют для увеличения экстрактивности, создания определенного вкуса и снижения себестоимости пива. Используют рисовую сечку, ячменную муку, кукурузную обезжиренную крупу, сою, пшеницу, обрушенный ячмень, а также свекловичный сахар и глюкозу. Общее количество добавляемых несоложеных материалов может составлять 15-50% массы ячменного солода (если по рецептуре не предусмотрено добавление ферментных препаратов, то количество несоложенык материалов не должно превышать 15%).
Рис применяют из-за высокого содержания крахмала (в среднем 68%) и преобладания в составе белковых веществ нерастворимого в воде белка оризина (около 70% суммы азотистых соединений, которые составляют 7-9% массы зерна).
Кукуруза отличается высоким содержанием экстрактивных веществ (82-90%), нерастворимостью преобладающих белков (земна и глютенина) и свертыванием при кипячении остальных белков, перешедших в сусло. Кукурузу применяют в виде муки крупного помола (хрупки), ее перерабатывать легче, чем ячмень, и она дает более устойчивую пену. Для улучшения пенообразования и повышения пеностойкости пива по рецепту включают сою, содержащую гликозид сапонин.
Свекловичный сахар и глюкозу обычно добавляют в процессе варки сусла с хмелем для придания пиву нужного вкуса.
Свежеубранный ячмень нельзя использовать для приготовления солода, в среднем зерно должно отлежаться и дозреть в течение двух месяцев.
Ферментные препараты (грибной солод), получаемые чаще всего из плесневых грибов Aspergillis оryzае, применяют при выработке пива из солода с добавлением несоложеного сырья. Это необходимо для получения высокоэкстрактивного сусла, пригодного для сбраживания, так как ферментов солода недостаточно для полного осахаривания крахмала зерна. Активность этих препаратов превосходит активность ферментов солода по осахаривающей способности в 3-4 раза, по разжижающей - в 8-10 раз, по декстринирующей - в 10-20, по протеолитической - в 15-20 раз. Кроме того, применяют ферменты гриба Тгichothecium roseum для более активного разрушения клеточных стенок эндосперма.
Хмель является одним из основных видов специфического сырья для производства пива. От качества хмеля так же, как и от качества солода, сильно зависит качество пива.
Разнообразные по своей природе и химическому строению вещества, входящие в состав отдельных частей хмеля, придают пиву характерные специфический вкус и аромат, участвуют в осветлении и создании пены и, обладая антибиотическими свойствами, повышают стойкость пива при его хранении.
Хмель (Humulus Lupulus) - двудомное многолетнее растение из семейства коноплевых с вьющимися стеблями, женские соцветия этих растений называются шишками. Выращивают только женские хмелевые растения, соцветия которых (шишки) должны оставаться неоплодотворенными. Для этого мужские хмелевые растения тщательно удаляют с плантации. Шишка хмеля состоит из 40-80 густо собранных цветков, расположенных на стерженьке. Соцветия хмеля собраны в грозди. Количество шишек в них может доходить до 40-80 и более.
В технологическом отношении для производства пива наиболее важны горькие кислоты и смолы (10-26% массы сухого хмеля), а также дубильные вещества (2-5%) и эфирное масло (0,2-1%).
Горькие вещества хмеля - это комплекс безазотистых соединений сложного химического состава. Они классифицируются следующим образом: мягкие смолы (растворимые в н-гексане) и твердые смолы (нерастворимые в н-гексане). К мягким смолам относятся: а-горькие кислоты (гумулоны ) и b-горькие кислоты (лупулоны ). К твердым смолам относятся: у-смолы (нерастворимые в воде) и z-смолы (растворимые в воде). Горьким веществам хмеля свойственна высокая антибиотическая активность по отношению к микроорганизмам (молочнокислым бактериям и сарцинам), спонтанно развивающимся при изготовлении пива и ухудшающим его качество. Наибольшую антибиотическую активность имеют гумулоны и лупулоны. Твердые смолы антибиотической активностью не обладают.
Дубильные вещества хмеля, относящиеся к группе катехинов, обусловливают терпкость вкуса сусла, его прозрачность и интенсивность окраски.
Эфирное масло хмеля, представленное смесью ароматических углеводородов и терпенов, играет определенную роль в образовании аромата пива, несмотря на то что в процессе кипячения сусла большая часть эфирного масла улетучивается.
Для улучшения качества пива и полного использования экстрактивных веществ хмеля разработана технология производства молотого брикетированного хмеля, позволяющая уменьшить расход хмеля на 15%. Применяют также и хмелевые экстракты в соотношении 1:1.
Выращивание хмеля и послеуборочный уход за ним требует больших затрат, поэтому хмель - самое дорогое сырье при приготовлении пива.
Вода. Готовое пиво на 90% состоит из воды, поэтому качество воды, в особенности ее солевой состав, играет большую роль в формировании качества пива. Поэтому к воде, используемой в пивоварении, предъявляют требования по жесткости, активной кислотности (pH), вкусу и запаху, механической и микробиологической чистоте. Особо учитывается состав и соотношение в воде минеральных веществ. Для светлых сортов пива применяют только мягкую воду (U,1-1,8 мг-экв/дм3), для темных - умеренно жесткую (1,8-3,5 мг-экв/дм3). По остальным показателям вода, используемая в пивоварении, должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
В производстве пива вода не только один из основных видов сырья при приготовлении пивного сусла, но вода является также необходимым вспомогательным материалом при замочке ячменя, мойке бутылок, оборудования.
В природной воде всегда содержатся различные растворимые соли, одни из них влияют на вкусовые свойства пива, другие - на ферментативные процессы.
По химическому составу воды судят о ее пригодности для изготовления того или иного сорта пива. В хорошей воде не должны присутствовать NaHC03, NH3, СО3, НNО3. Допускается содержание NO3 и более 25 мг/дм3, Mn - 0,2 мг/дм3, Fе - 0,5 мг/дм3. Присутствие солей железа в большом количестве нежелательно, так как они взаимодействуют с дубильными веществами, в результате чего пиво приобретает чернильный цвет и вяжущий вкус.
Оценивают воду для пивоварения не только по количеству солей (ионов), но и по влиянию этих солей на кислотность сусла (изменение pH); это, в свою очередь, влияет на выход экстракта, сбраживание, окраску сусла и растворение хмелевых смол.
Дрожжи – одноклеточные микроорганизмы, которые по морфологическим признакам относятся к классу грибов, подкласс Ascomycetes семейству Saccharomycetaceae, рода Saccharomyces. Благодаря содержащимся в них ферментам дрожжи способны сбраживать разные сахара с образованием спирта и углекислого газа. Дрожжи используются в качестве возбудителей брожения при приготовлении пива, xлeба, вина, кваса, виски и др.
Для пивоварения используются пивные дрожжи. Различают дне основных способа приготовления пива - верховой (подъемный) и низовой (осадочный).
При верховом брожении используются дрожжи верхового брожения Saccharomyces cerevisiae. При брожении они поднимаются к поверхности бродящего сусла и образуют на ней густую пену, поэтому они и называются верховыми дрожжами. А пиво, в производстве которого они были использованы, называется пивом верхового брожения. Верховое брожение протекает при высоких температурах – 10-25 °С, при температуре ниже 10 °С оно обычно прекращается.
В зарубежных странах пиво, получаемое способом верхового брожения, относят к элю (А1е).
При низовом брожении используются дрожжи низового брожения Saccharomyces carlsbergеnsis. После окончания процесса брожения эти дрожжи агглютинируют и оседают на дно бродильного чана, образуя плотный осадок. Поэтому технически они обозначаются как дрожжи низовые, а пиво, приготовленное с помощью этих дрожжей, - пивом низового брожения. Низовое брожение протекает более медленно, при температурах 6-9°С, изначально применялось при производстве пива, предназначенного для длительного хранения.
За рубежом пиво, получаемое методом низового брожения, относят к лагерю (Lager). [3, c. 74-79]
1.3 Классификация пива в России и за рубежом
Согласно ГОСТ Р 51174-98, в Российской Федерации вырабатывается пиво трёх типов: светлое, полутёмное и тёмное. Ассортимент пива очень разнообразен. Особенно много выпускается светлых сортов пива, каждый сорт характеризуется определённым ароматом, вкусом, цветом, массовой долей сухих веществ и содержанием спирта.
В зависимости от экстрактивности начального сусла пиво подразделяют на следующие основные группы:
– 8%-ное светлое, 9%-ное светлое, 10%-ное светлое,11% - 23%-ное светлое, тёмное и полутёмное.
Экстрактивность указывается в процентах или в градусах Баллинга (единицу измерения предложил в XIX веке чешский химик Карел Наполеон Баллинг; она обозначает весовой процент экстракта, выраженный в граммах экстрактивных веществ, содержащихся в 100г раствора). Пиво с малым содержанием алкоголя имеет экстрактивность начального сусла (плотность) до 5%, со средним – 12%, крепкое пиво – свыше 14%.