Грубый осадок адсорбирует в значительных количествах железо, медь и другие тяжелые металлы и тем самым предохраняет от их вредного действия дрожжи и пиво, в котором они могут быть причиной коллоидного помутнения.
С понижением температуры (ниже 60 °С) прежде прозрачное сусло начинает мутнеть. Часть веществ, которые хорошо растворялись в горячем сусле, становятся нерастворимыми и выделяются в холодном сусле. Наступающее помутнение обусловлено наличием мельчайших частиц диаметром примерно 0,5 мкм. Тонкий осадок на 35 % состоит из дубильных веществ и на 65 % из β-глобулина.
Особенно важно выделить из сусла белково-дубильные соединения. Если белково-дубильные соединения остаются в сусле, поступающем на брожение, то сусло приобретает опалесцирующий или мутный вид. При попадании этих соединений в аппараты дображивания в пиве возникает помутнение, которое трудно устранить.
При высоких температурах кислород расходуется на окисление органических веществ (мальтозы, глюкозы, фруктозы, азотистых соединений, горьких веществ и хмелевых смол, танина). При окислении глюкозы образуется глюконовая кислота, при окислении фруктозы — муравьиная, щавелевая и винная кислоты. В течение 1 ч 1 дм3 сусла способен химически связать 6,4 мг кислорода.
При высоких температурах (85 °С) химически связывается в 5 раз больше кислорода, чем при средних температурах (45 °С). Ниже 40 °С практически никакого окисления в сусле не происходит. Вследствие окислительных процессов сусло становится несколько темнее, а хмелевой аромат и хмелевая горечь значительно ослабляются.
Растворение кислорода, необходимого для дрожжей, возможно лишь при низкой температуре, в сусле оно начинается с температуры ниже 40 °С.
Сусло с температурой 20-40 оС является благоприятной средой для инфицирующей микрофлоры, так как эти условия наиболее оптимальны для размножения вредных для пива микроорганизмов (сарцин, уксуснокислых, молочнокислых и др. бактерий. При брожении, когда в сусло будут введены дрожжи, возможность инфицирования уменьшается. Для предотвращения инфицирования сусло нужно быстро охладить до установочной, начальной температуры брожения 6-7 °С.
Охлаждение сусла сопровождается испарением некоторого количества воды, что приводит к уменьшению его объема и повышению концентрации.
Начальная концентрация охлажденного пивного сусла, его кислотность и цветность должны соответствовать виду пива.
Контрольные вопросы.
1. Как производится подработка и дробление солода и несоложеного сырья?
2. Каковы отличия настойного и отварочного способов затирания?
3. Охарактеризуйте технологические режимы разных способов затирания?
4. Какие процессы протекают при затирании?
5. Охарактеризуйте основное оборудование, применяемое для фильтрования затора?
6. Каковы особенности кипячения сусла с хмелем?
7. Какие процессы протекают на данной стадии технологии производства пива?
3 СБРАЖИВАНИЕ ПИВНОГО СУСЛА И
ДОБРАЖИВАНИЕ ПИВА
Процессы при брожении пивного сусла В зависимости от температурных условий и применяемых рас дрожжей различают верховое и низовое брожение. Сбраживание сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание.
При главном брожении имеет место интенсивное сбраживание большей части сахаров сусла; в результате образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеобразные вкус и аромат, еще непригодное к употреблению. Дображивание характеризуется медленным сбраживанием оставшихся сахаров, осветлением, созреванием пива и насыщением его диоксидом углерода. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается во вкусный ароматный напиток.
Во время главного брожения происходят биологические, биохимические и физико-химические процессы.
К биологическим процессам относится размножение дрожжей. В пивном сусле содержатся все питательные вещества, необходимые для нормального размножения и развития дрожжей. Наиболее интенсивное размножение дрожжей происходит на начальной стадии главного брожения. Биомасса дрожжей увеличивается в 3-4 раза.
Основным биохимическим процессом при главном брожении является превращение сбраживаемых сахаров в этанол и диоксид углерода. Большая часть экстракта сусла состоит из углеводов, в состав которых входят (%): фруктоза — 1-3, глюкоза — 8-10, сахароза — 2-6, мальтоза — 38-50, мальтотриоза — 11-19, мальтотетраоза — 2-6, декстрины — 14-22. Из них сбраживаются глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза и мальтотриоза (примерно 75 %). Несбраживаемая часть экстракта представлена декстринами, белками и минеральными веществами.
Сбраживание сахаров происходит в определенной последовательности и обусловлено скоростью их проникновения в дрожжевую клетку. Быстрее всех сбраживаются фруктоза и глюкоза. Сахароза гидролизуется ферментом β-фруктофуранозидазой до глюкозы и фруктозы, которые также потребляются дрожжами.
Далее дрожжи начинают потреблять мальтозу, которая под действием мальтазы расщепляется на две молекулы глюкозы. Мальтоза почти полностью сбраживается при главном брожении.
Мальтотриозу дрожжи сбраживают лишь частично при главном брожении и медленно при дображивании. В сусле, богатом мальтозой, мальтотриоза ожет остаться несброженной.
Основными конечными продуктами спиртового брожения являяются этанол и диоксид углерода. Среди вторичных продуктов брожения в сусле находятся глицерин, уксусный альдегид, пировиноградная, уксусная, янтарная, лимонная и молочная кислоты, ацетоин (ацетилметилкарбонал), 2,3-бутиленгликоль и диацетил. Преобладающие кислоты — уксусная и янтарная, а также 2,3-бутиленгликоль и уксусный альдегид; в незначительных количествах — ацетоин и лимонная кислота.
Сопутствующим процессом является образование из аминокислот высших спиртов, которые оказывают большое влияние на вкус и аромат пива. Это побочные продукты брожения.
Под действием эстераз дрожжей из альдегидов образуются сложные эфиры. В процессах эфирообразования также участвуют высшие спирты и кислоты.
Нежелательный компонент пива, придающий ему своеобразный медовый запах и привкус, - это диацетил. Он образуется дрожжами в начале главного брожения. В стадии дображивания и созревания молодого пива количество диацетила значительно уменьшается, так как с изменением условий он восстанавливается в ацетоин. Однако ацетоин, в свою очередь, может быть причиной так называемого подвального (затхлого) привкуса пива. Содержание ацетоина в пиве 1 мг/дм3 считают нормальным, но с повышением его содержания от 2,3 до 5,3 мг/дм3 появляется затхлый привкус пива.
Образованию диацетила способствуют все технологические приемы, сопровождающиеся переходом анаэробного процесса в аэробный,.
Все высшие спирты (пропиловый, изобутиловый, изоамиловый, амиловый, тирозол, триптофол) обладают характерным запахом и дают сложные эфиры, которые приобретают приятные, смягченные запахи, влияющие на образование аромата и вкуса пива. С изменением концентрации некоторых веществ запахи меняются и, входя в композицию в необходимом количестве, существенно улучшают общий аромат.
Сбраживание сусла сопровождается изменением рН. Начальное сусло при введении в него дрожжей имеет рН 5,3-5,6 (до 6,0), а молодое пиво — рН 4,2-4,6. Понижение рН происходит вследствие образования углекислоты и органических кислот, главным образом, янтарной и молочной. Наибольшее понижение рН происходит на третий день брожения.
Значительно быстрее, чем рН, при брожении изменяется гН2 (окислительно-восстановительный потенциал). В сбраживаемом сусле уменьшается количество продуктов окисления и накапливается количество продуктов восстановления, что и приводит к понижению гН2. В охлажденном сусле гН2 > 20. Как только начинается интенсивное брожение, гН2 понижается до 10-11.
Большую роль в изменении гН2 играют дрожжи. Они тормозят окислительные процессы, быстро поглощая растворенный в сусле кислород, расходуя его на обменные реакции. Выделяющийся диоксид углерода вытесняет кислород из сусла, что также замедляет окисление. При интенсивном брожении весь растворенный кислород потребляется дрожжами и гН2 снижается до минимума, достигая 10.
Чем ниже величина гН2 в процессе брожения, тем выше качество получаемого пива. При высоком значении гН2 сусло и молодое пиво становятся темнее, ухудшается вкус готового пива, может появиться муть.
Из других физико-химических процессов важное значение для брожения имеют коагуляция белковых веществ и пенообразование. Коагуляции белковых веществ способствуют образование спирта, эфиров и понижение рН сусла. Белки частично денатурируют, частично теряют свой заряд и флокулируют. Происходит выделение некоторых фракций белков в виде крупных агрегатов с одновременной агглютинацией и осаждением дрожжей. В основном выделяются белковые вещества, изоэлектрическая точка которых близка к рН молодого пива. Осаждается также и часть тонких взвесей (белково-дубильные соединения), которые поступили в бродильный аппарат с суслом.
Образующийся в ходе брожения диоксид углерода сначала растворяется в сбраживаемом сусле, а по мере насыщения сусла выделяется в виде газовых пузырьков, в результате чего формируется пена. На поверхности газовых пузырьков появляется адсорбционный слой поверхностно-активных веществ из белков, пектина и хмелевых смол. В процессе брожения сусла внешний вид пены изменяется: в определенный период она напоминает завитки. Основу для образования завитков создают коагулируемые белки и выделяемые хмелевые смолы, а их формирования — диоксид углерода.
Дрожжи, используемые для производства пива Возбудителями брожения являются дрожжи – одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения. В производстве пива пивоварении используются эукариотные дрожжи верхового брожения Saccaromyces cerevisiae и низового брожения Saccaromyces carlsbergensis.
Дрожжи верхового брожения в конце брожения поднимаются на поверхность. Для них характерно взвешенное в сусле состояние. Поэтому их называют пылевидными. Дрожжи низового брожения после брожения оседают на дно танка плотным слоем. В сусле они собираются в виде хлопьев, поэтому их называют хлопьевидными. Эта способность дрожжей имеет важное практическое значение — быстро осветляется пиво и появляется возможность собирать дрожжи из бродильных танков и многократно их использовать.
По степени сбраживания дрожжи делятся на высоко- и низко-сбраживающие.
В пивоварении пива наибольшее распространение получили штаммы низовых дрожжей: 776, 11, 41, 44, 8а (М) Н, 37 и др.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19
