Технология производства пива (стр. 1 из 16)

Введение

Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом, насыщенный углекислым газом (диоксидом углерода), образовавшемся в процессе брожения. Оно не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека, способствует лучшему обмену веществ.

Пивоварение является одним из древних производств. Предполагается, что еще за 7 тыс. до н.э. в Вавилоне варили пиво из ячменного солода и пшеницы. Затем способ приготовления пива распространился среди народов населявших Кавказ и юг Европы, а позже по всей Европе.

Важнейшим началом для развития промышленного пивоварения стало изобретение паровой и холодильной машин. К концу 19 века примерно треть заводов была оснащена паровыми машинами, а затем некоторые из них стали пользоваться электричеством.

В настоящее время на многих предприятиях устанавливается современное высокопроизводительное оборудование. Особое внимание уделяется совершенствованию осветления и разлива пива.

При приготовлении пива протекает многие физико-химические, биохимические и другие процессы, обуславливающие качественное и вкусовые показатели готового продукта. Управление этими процессами и получение напитка высокого качества требует от рабочих знания технологии и оборудования, передовых приемов работы, высокой ответственности за порученное дело. Объемы производства янтарного напитка в России возросли за последние пять лет, большей частью благодаря привлечению иностранных инвестиций, модернизации оборудования, маркетинговой политике.

В условиях современной, жесткой конкуренции способность пива сохраняться достаточно долго стала обязательным условием его успешной реализации. В этом пивоварам обычно помогают качественная фильтрация и, как дополнение к ней, пастеризация. К сожалению, оба этих способа искажают исходную органолептику пива, но радикальной альтернативы им пока что нет. Необходимая степень прозрачности пива традиционно достигается за счет качественной фильтрации. Под фильтрацией, в данном случае, понимается отделение от пива взвешенных частиц, дрожжевых клеток и микроорганизмов.

Раздел 1. Обзор литературных источников

Основным сырьем для производства пива является ячмень

Характеристики ячменя. Основным сырьем для приготовления пива служит ячменный солод(проросший ячмень), получаемый из пивоваренных сортов ячменя. Ячмень относится к семейству злаковых, роду Гордеум. Бывает двухрядным и шестирядным. На рисунке 1. показаны колосья двухрядного а и шестирядного б ячменя, а также форма и расположение зерен на стержнях. Двухрядные ячмени, в основном, яровые, а шестирядные - яровые и озимые. Для производства пива используется двухрядный ячмень, а шестирядный используется на корм скоту(фураж).

У пивоваренных сортов ячменя более тонкая оболочка зерна, повышенное содержание крахмала, а содержание белка, понижено.

Рис.1- колосья двухрядного а и шестирядного б ячменя

Строение ячменного зерна. Ячменное зерно (рис.2.)состоит из зародыша 2, эндосперма (мучнистого тела) 6 и оболочек 8,9. Зародыш находится у нижнего конца зерна. Состоит из зародышевого листа-почечки 3 и зародышевого корешка 1. зародыш является главной частью зерна, ответственной за его проращивание. От эндосперма Зародыш отделен щитком 5, через клетки которого при прорастании подводятся питательные вещества. Эндосперм- мучнистая часть зерна. Состоит из крупных клеток, заполненных крахмалом и белком. Тонкие стенки клеток состоят из гемицеллюлозы. Наружная часть эндосперма представляет собой алейроновый слой 7, который состоит из трех слоев толстостенных клеток, содержащих белок и жир. По мере приближения к зародышу толщина слоя уменьшается, а возле зародыша алейроновый слой исчезает. Клетка эндосперма 4 вблизи зародыша не содержит крахмала, т.к он был израсходован при созревании и хранении зерна. В этом слое, во время прорастания, образуется большая часть ферментов. Оболочки. Зерно окружено оболочками, которые располагаются в следующем порядке: наружная - цветочные плёнки 9, под ними плодовые, затем семенные пленки 8. Если цветочные плёнки срослись с эндоспермом, такой ячмень называют плёнчатым, если не срослись, то голозерным. У голозерных ячменей пленка, при обмолоте, отделяется. В пивоварении используют пленчатые ячмени.

Оболочки защищают зерно от повреждения, пропускают внутрь воду, но задерживают соли. В большом количестве в них находится целлюлоза, не имеющая значения в пивоварении. Некоторые вещества оболочек (полифенольные, азотистые, липиды, кремниевая кислота, горькие вещества) влияют на качество пива.

Химический состав зерна. Химический состав зерна сложный. Сухое вещество представляет собой сумму органических и неорганических веществ. Органические -это в основном белки и углеводы, а также жиры, полифенолы, органические кислоты, витамины и др. Неорганические –это фосфор, сера, кремний, калий, натрий, магний, кальций, железо и хлор. Некоторая их часть связана с органическими соединениями.

Средний химический состав зерна, % от сухого веса.

Крахмал ……45 – 70

Целлюлоза…………3,5 – 7

Белок ……… 7 – 26

Жир………………….2 – 3

Пентозаны …7 – 11

Зольные элементы….2 - 3

Сахароза……1,7 – 2,0

По массе зерна компоненты распределяются неравномерно. Наибольшее количество Углеводов находится в эндосперме, а жиры, азотистые и минеральные вещества – в зародыше, сырая целлюлоза в оболочке.

Углеводы, находятся в зерне, делятся на моносахариды, дисахариды, трисахариды, полисахариды.

Моносахариды – это гексозы(глюкоза и фруктоза, у которых хим.формула одинакова С6Н12О6, но по строению молекулы разное) и пентоза( ксилоза С6Н10О5). Дисахариды в зерне основном находятся в виде сахарозы и мальтозы с общей формулой С12Н22О11; из трисахаридов – раффиноза (С18Н32О16). Все эти составляющие хорошо растворяются в воде, находятся в зародыше и эндосперме.

Полисахариды –это в основном крахмал, гемицеллюлоза, целлюлоза (клетчатка), гумми-вещества, пектины. Основную часть полисахаридов составляет крахмал. Он входит в состав эндосперма в виде крахмальных зерен, в которых содержится около 3% примесей( белки, жиры, минеральные вещества).

Крахмал – это смесь двух полисахаридов: амилозы и амилопектина. В ячменном крахмале около 20% амилозы и 80% амилопектина. Под действием кислот, амилоза и амилопектин расщепляются и образуют глюкозу:

(С6Н10О5)х +Н2О= х С6Н10О5

Для амилозы х равен 60-2000, для амилопектина – от 6000 до 40 000. В холодной воде

Крахмал не растворяется, он набухает, а при температуре 65 – 80 град, он клейстеризуется.

Целлюлоза:(С6Н10О5), входит в состав оболочки зерна, х равен 2000 –11 000. Под действием кислот целлюлоза распадается до глюкозы. В воде не растворяется. В технологическом процессе остается неизменной.

Гемицеллюлозы располагаются в оболочке зерна и стенках эндосперма. От крахмала и целлюлозы они отличаются продуктами распада, т.к кроме глюкозы под действием кислот образуют пентозы и уроновые кислоты. В воде гемицеллюлозы нерастворимы.

Такое же строение, как у гемицеллюлозы имеют гумми – вещества, но у них меньшая молекулярная масса, они растворяются в воде. Водные растворы имеют большую вязкость, что замедляет технологические процессы.

Азотистые вещества ячменя это белок, свободные аминокислоты, продукты распада белков(пептоны и др.). Молекулы белка построены из остатков аминокислот, содержащих одну или две аминогруппы ( -NH2) и одну или две карбоксильные группы(-СООН).В белках ячменя встречаются следующие аминокислоты: аланин, валин, глицин, лейцин, аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, лизин и др. Белки находятся в эндосперме зерна и алейроновом слое. Они подразделяются на четыре вида: растворимые в воде и в солевых растворах (альбумин-лейкозин); растворимые в солевых растворах, но нерастворимые в чистой воде(глобулин-элестин); растворимые в спирте –проламин(гордеин); растворимые в слабощелочных растворах- глютелин. Молекулярная масса белков колеблется от 26000 до 166000. Кроме простых белков в ячмене содержатся сложные белки протеоиды-соединия белков с веществами небелковой природы, такими, как фосфорная кислота, сахар , нуклеиновая кислота и др.

Жиры ячменя составляют 2-3%. Часть жиров расходуется при проращивании зерна. Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот.

Состав минеральных веществ зерен ячменя (% к массе сухих веществ):

Р2О5 SO3 SiO2 Cl K2O Na2O CaO MgO Fe2O3

35,10 1,80 25,91 1,02 20,92 2,39 2,47 8,83 1,19.

Ферменты – это биологически активные вещества белкового происхождения. Все процессы происходящие в зерне происходят под действием ферментов. Ускоряя биохимические реакции сами ферменты остаются неизменными. Так как ферменты имеют белковую природу, то при нагревании они свёртываются(денатурируют) и теряют свою активность. Комплекс ферментов ячменя представлен амилолитическими, протеолитическими и цитолитическими видами. а- амилаза и в- амилаза превращают крахмал в сахар и декстрины; протеолиты расщепляют белок, а цитолитические ферменты разрушают клетки эндосперма. При хранении зерна активность ферментов невысока, но во время проращивания она значительно усиливается.[7]

Витамины– это органические вещества, необходимые для развития зародыша. В ячменном зерне присутствуют витамины Е, В1, В2, В6, РР, С и др. Содержатся они в зародыше и в алейроновом слое.

Хранение ячменя

Свежеубранный ячмень должен дозреть, чтобы в зерне закончились все необходимые процессы, поэтому такой ячмень не применяют, а отправляют, на склады для дозревания. Этот процесс занимает примерно 2 месяца. Хранят ячмень напольным и силосным способом. При напольном способе зерно хранится на полу, при силосном зерно хранится на элеваторах, в силосах, отсюда и название. Первым способом пользуются при небольших объемах производства. При хранении регулярно контролируют температуру влажность зерна. При хранении насыпью влажность не выше 14 процентов, в силосах не выше 13 процентов. Если зерно саморазогревается, то его проветривают и перемешивают. С увеличением влажности усиливается дыхание зерна, увеличивается тепловыделение и выделение диоксида углерода. Показателем процесса дыхания является его интенсивность, характеризуемая количеством диоксида углерода, выделяемого в единицу времени, из единицы объема зерна.