Технология производства пива (стр. 8 из 16)

За 1-2 ч до окончания затирания несоложеного сырья в другом заторном котле при 30-40оС затирают остальную часть солода и МЭК. По окончании кипячения затор из несоложеного зерна медленно перкачивают в солодовый затор, температура всего затора устанавливается 63С. При этой температуре общий затор находится 30мин, затем его подогревают до70оС и выдерживают до полного осахаривания. После этого его нагревают до 76-78оС и через 5-8 мин перекачивают на фильтрование.

Расчет выхода экстракта при переработке зернового сырья в варочном цехе.

Выход экстракта- это масса экстрактивных веществ, першедших в горячее сусло из затертых зернопродуктов, выраженная в % мас.

Выход экстракта характеризует полноту использования экстрактивных веществ зернопродуктов, правильного выбора режима их переработки.

Выход экстракта (Э, % мас.) вычисляют по формуле:

Э= 0,96 VE(d/G)

где V- объем горячего сусла в сусловарочном котле, л; Е- массовая доля экстрактивных веществ в сусле, %; d- плотность сусла, кг/л; G- масса зернопродуктов, кг; 0,96- коэффициент уменьшения объема сусла при его охлаждении до 20С и изменение обьема за счет внесения хмеля и появления свернувшихся белков.

Производство пива.

Общие понятия о брожении.

Спиртовое брожение сусла под действием ферментов дрожжей – это основной процесс при производстве пива. В процессе брожения происходит изменение химического состава сусла и превращение его в ароматный напиток – пиво.

В зависимости от вида применяемой чистой культуры дрожжей и температуры в сусле проходит верховое и низовое брожение. Верховое брожение сусла проводят при 14-25оС, низовое- при 6-10оС. Наиболее распространено низовое брожение. Различают две стадии брожения: главное брожение и дображивание.

При главном брожении, когда сбраживается основная масса сахаров пивного сусла, получают молодое пиво, которое представляет собой мутную жидкость со своеобразным ароматом и вкусом. При дображивании молодого пива с пониженной температурой (0-2С) происходит медленное сбраживание оставшихся в нем экстрактов, осветление, созревание пива и насыщение его диоксидом углерода. Главное брожение проводят при атмосферном давлении в течении 7-10 сут, а дображивание- под избыточным давлением 0,03-0,07 МПа в течении 21-90 сут.

Помещение, где находятся бродильные аппараты, называют цехом брожения, а закрытые аппараты для дображивания располагаются в цехе дображивания.

Разделение процесса брожения пивного сусла на две стадии характеризуемые разной температурой, обусловлено главным образом низким уровнем развития холодильной техники и затруднениями поддержания заданных температур. В тоже время этот способ позволяет уменьшить энергопотребление.

Разработаны новые технологии брожения и дображивания в одном аппарате цилиндроконической формы. Система охлаждения и хорошая тепловая изоляция аппаратов дают возможность легко поддерживать заданную температуру во время всего процесса.

При брожении большое значение имеет первоначальный состав сусла( содержание в нем сбраживаемых сахаров, несбраживаемых углеводородов, азотистых веществ, фосфатов, неорганических солей и др.) и дрожжи.

В пивоварении применяют специальные расы чистых культур пивных дрожжей. Они должны обладать высокой активностью( бродильная активность- способность дрожжей возбудить спиртовое брожение), способностью к оседанию( осветление пива, вызываемое оседанием дрожжей на дно бродильного аппарата), придавать пиву характерный аромат и мягкий вкус.

Пивные дрожжи.

Строение дрожжевой клетки. Дрожжи - одноклеточные организмы, относящиеся к классу сумчатых грибов. Форма дрожжевых клеток бывает овальной, округлой и эллиптической.

Дрожжевая клетка имеет клеточную стенку 1, под которой располагается цитоплазматическая мембрана. Мембрана обладает избирательной проницаемостью, оказывая влияние на обмен веществ между клеткой и средой.Например, молекулы аминокислот и глюкозы проникают через мембрану быстрее, чем ионы металлов, которые меньше по размеру. Внутри клетки содержится круглое или овальное ядро 2, окруженное двойной мембраной. Внутри ядра расположено ядрышко. Ядро необходимо для процессов обмена веществ, обеспечивающих рост и размножение дрожжей.

Основой клетки является цитоплазма 3, представляющая собой вязкую, слегка желтоватую жидкость. Она выполняет многие функции так, например, первая стадия дыхания и спиртовое брожение протекают непосредственно в цитоплазме. Здесь же находятся структурные элементы клетки: вакуоль 4, митохондрии 5, рибосомы 6. Митохондрии- это очень мелкие частицы каплеобразной формы, в которых происходят процессы, связанные с окислительным обменом веществ. Рибосома представляет собой пузырек, окруженный мембраной. Рибосомы являются местом, где происходит синтез белков. Вакуоли- полости, наполненные клеточным соком и отделенные от цитоплазмы вакуолярной мембраной. В них находится метахроматин, обусловливающий рост и размножение дрожжевых клеток. В вакуолях протекают окислительно – восстановительные процессы.

Величина дрожжевых клеток зависит от расы, физиологического состояния дрожжей и состава питательной среды. Прессованные дрожжи содержат около 30% сухих веществ и 70% воды. В сухих веществах дрожжей содержится 90-95% органических веществ и 5-10% неорганических веществ. Среди органических веществ имеются белки и азотсодержащие вещества-54-56%, углеводы-24-40%, жиры-2-4% (к массе сухих веществ). основная часть углеводов представлена гликогеном( запасное вещество), сходным по химстроению с амилопектином крахмала. Среди неорганических веществ около половины фосфорной кислоты и 1/3 калия.

В золе дрожжей содержится (в %): Р2О5 –47-53, К2О- 28-40; СаО-0,4 –11,3; МgО-3,0-7,4; SiO2-0,28- 0,73; SiO3 - 0,09—0,74; Сl –0,1-0,65. Кроме того, в небольшом количестве имеются S, Zn, Mn, Cu, Fe.

Фосфорные соединения имеют важное значение в обмене веществ дрожжевых клеток, так как входят в состав промежуточных веществ спиртового брожения, а калий играет первостепенную роль в построении молекул белков и углеводов. Дрожжи богаты витаминами группы В, содержат эргостерин( провитамин D ) и др. В дрожжах содержатся различные ферментные системы, участвующие в процессах гидролиза и синтеза, а также в процессах брожения и дыхания.

Стадия роста дрожжей. Ростом дрожжей называют увеличение числа их клеток, т.е. – размножение. Дрожжевые клетки при нормальных условиях размножаются почкованием. Материнская клетка образует почку, которая вырастает в дочернюю клетку. При недостатке питательных веществ или при других неблагоприятных условиях внутри клетки образуются перегородки, и клетка распадается по этим перегородкам, образуя споры. В среде с хорошими условиями питания споры прорастают и образуют новые дрожжевые клетки. Пивное сусло содержит все необходимые вещества для размножения клеток, поэтому при сбраживании сусла дрожжи размножаются только почкованием, не образуя спор.

После введения дрожжей в сусло наблюдаются их количественные и качественные изменения. Количество дрожжей Увеличивается в несколько раз, однако их концентрация в диспергированном состоянии вначале увеличивается, достигая максимальной величины, а затем снижается. Размножение дрожжей при сбраживании пивного сусла проходит в несколько этапов. На кривой роста можно выделить несколько этапов. (По вертикали- число дрожжевых клеток, по горизонтали – время.)

В начальной фазе, называемой латентной или лаг- фазой (задержка роста), дрожжи приспосабливаются к новой среде и подготавливаются к размножению. Эту фазу условно делят на две части: фазу действительного покоя, когда клетки приспосабливаются к среде, и фазу постепенного начала размножения . Продолжительность латентной фазы для пивных дрожжей 1-1,5 сут. В ней клетки увеличиваются в объеме и удлиняются, растет доля почкующихся клеток.

При следующей фазе, называемой логарифмической, скорость размножения дрожжей максимальная, все клетки активны и находятся в бродящей среде во взвешенном состоянии.

После логарифмической фазы наступает стационарная фаза, когда размножение клеток замедляется, при этом скорость отмирания и размножения уравновешиваются, в результате чего число живых клеток остается без изменения. Последняя фаза, называемая фазой затухания, характеризуется снижением активности клеток, что обусловлено уменьшением массы питательных веществ и увеличением количества продуктов обмена. Размножение прекращается, клетки отмирают и оседают на дно бродильного аппарата.

В живой дрожжевой клетке жизнедеятельность поддерживается различными биохимическими процессами, а при её отмирании согласованность этих процессов нарушается и начинается автолиз, т.е. распад клетки под действием собственных ферментов. При этом структура клеток нарушается, повышается активность у одних ферментов и ослабевает у других.

Например, гидролитические ферменты активизируются, а ферменты дыхания и брожения погибают. При автолизе дрожжей происходит распад белковых веществ, углеводородов, жиров, органических фосфорных соединений, образуются низкомолекулярные продукты распада, которые диффундируют через стенки клеток в пиво и изменяют его вкус. При незначительном автолизе появляется слабый дрожжевой привкус, а при сильном автолизе - горький посторонний вкус. Выделяемые при автолизе азотистые вещества могут быть коллоидного помутнения пива.

Расы пивных дрожжей. В пивоваренном производстве используют только культурные дрожжи, которые относятся к семейству сахаромецетацеа (Saccharomycetaceae) и к роду сахаромицес (Saccharomyces). Различают дрожжи низового брожения сахаромицес карлсбергенсис (Saccharomyces carlsbergensis) и дрожжи верхового брожения – сахаромицес церевизие (Saccharomyces cerevisiae).