Технология производства пива (стр. 2 из 5)
Получение пивного сусла
Затирание. Цель затирания — экстрагирование растворимых веществ солода и несоложеного сырья и превращение под действием ферментов нерастворимых веществ в растворимые с последующим переводом их в раствор. Вещества, перешедшие в раствор, называют экстрактом.
Затирание включает три стадии: смешивание измельченных зернопродуктов с водой, нагревание и выдерживание полученной смеси при заданном температурном режиме. При этом количество единовременно обрабатываемых измельченных зернопродуктов называют засыпью, объем применяемой воды — наливом, а полученный продукт—затором.
Превращения при затирании. На первых стадиях затирания в раствор переходят углеводы, частично белки и продукты их гидролиза, пектиновые, дубильные и горькие вещества, ферменты и минеральные соли, составляющие 10...15 % сухих веществ солода. В несоложеном сырье их примерно в 2...3 раза меньше. Основные же компоненты зернопродуктов — крахмал и белки нерастворимы. Поэтому их перевод в растворимое состояние осуществляется в результате направленного действия соответствующих ферментов.
Гидролиз крахмала начинается при солодоращении. При затирании крахмал проходит три стадии: клейстеризацию, разжижение и осахаривание. Собственно гидролиз крахмала (осахарива-ние) представляет собой разжижение крахмального клейстера, которое сопровождается накоплением в среде декстринов, мальтозы и глюкозы.
Схематически гидролиз крахмала можно представить в виде схемы: Крахмал —> Амилодекстрины -> Эритродекстрины -> Ах-родекстрины -> Мальтодекстрины -> Мальтоза -» Глюкоза.
Процесс осахаривания контролируется по йодной реакции, так как крахмал и декстрины дают различный цвет с йодом: крахмал и амилодекстрины — синий, Эритродекстрины — краснобурый, ахродекстрины и другие продукты гидролиза цвет йодного раствора не изменяют. Поэтому термин «осахаривание» в бродильном производстве означает не процесс превращения крахмала в сахара, а исчезновение окраски йодного раствора.
К гидролизу крахмала при затирании предъявляют следующие требования: сусло не должно содержать амило- и эритродекстри-нов, дающих окраску с йодом, но кроме мальтозы в сусле должны содержаться ахро- и мальтодекстрины, придающие пиву полноту вкуса и повышающие его вязкость. При правильно проведенном затирании, из крахмала должно образоваться 20... 30 % декстринов и 70.-.80 % «сырой» мальтозы, к которой относятся все продукты гидролиза крахмала, обладающие редуцирующей способностью, в пересчете на мальтозу.
Цнголитическпс ферменты гидролизуют гемицеллюлозы и гумми-вещества, глолящие в состав клеточных стенок зернового сырья. При этом образуются декстрины, глюкоза, ксилоза и арабиноза. Продукгы гидролиза некрахмальных полисахарилов повышают выход экстракта, снижают вязкость раствора, благоприятно влияют на вкус пива, образование пены и ее устойчивость.
Однако гидролиз некрахмальных полисахаридов зависит от действия протеолитических ферментов на белок, с которым эти вещества связаны
Как и крахмал, белки начинают гидролизоваться в процессе солодоращения. Их гидролиз происходит в основном под действием эндопептидаз солода. Ферментативное расщепление белков можно представить в следующем виде: Белки -> Альбумоэы —> Пептоны -> Полипептиды -> Пептиды —> Аминокислоты. Около 35 % белков (от общего содержания в сырье) должно переходить при затирании в сусло. Рекомендуется следующее соотношение фракций продуктов гидролиза белка (%):
А:В:С = 25:15:60. Пептоны и полипептиды (фракция В) обусловливают образование пены пива, а пептиды и аминокислоты (фракция С) необходимы для питания дрожжей. Высокомолекулярные продукты гидролиза белка (фракция А) влияют на стойкость пива. Поэтому недостаточный гидролиз белка приводит к резкому снижению органолептических свойств пива и его стойкости при хранении.
При затирании протекают также многочисленные неферментативные процессы: экстракция образующихся растворимых веществ, образование меланоидинов, частичная коагуляция белка и др.
Факторы, влияющие на затирание. Основные факторы, влияющие на выход экстракта и его состав, — это соотношение фермент: субстрат, продолжительность процесса, температура и рН затора.
С увеличением концентрации затора ферментативные реакции замедляются. Поэтому концентрация затора обычно не превышает 16 %. Обычно на затирание 100 кг зернопродуктов расходуют 350.-.500 л воды.
В табл. 21.3 приведены оптимальные значения температуры и рН важнейших ферментов, гидролизуюших крахмал, некрахмальные полисахариды и белки при затирании. Влияние температуры обусловлено температурным оптимумом и термостабильностью ферментов. Так, при 63 "С образуется большое количество мальтозы и мало декстринов. С повышением же температуры до 70 °С гидролиз крахмала протекает быстрее, но вследствие инактивации
-амилазы накапливаются преимущественно декстрины.506
| Та б л и на 21.3 | ||
| Источник фермента | Фермент | Оптимальные значения |
| Температур С | рН | ||
| Солод | а-Амилаза | 70 5,7 |
| р-Ам плаза | 63 4,8 | |
| Эндопептидаза | 45...50 4,6...5.0 | |
| Экюпептидаза | 40 7,0...8.0 | |
| Фосфотаза | 48 5,0...5.5 | |
| Цитолитическце | 35...45 4,6...5.0 | |
| Лмилосубтилин Г10х |  -Амилаза +  -амнлаза | 60 6,3...6.6 |
| Амилосубтилин Г20х | Псптидаэа | 60 5,4...6.0 |
| Цитолитичсские | 40...52 5,4...6.0 | |
| Амилоризин Пх | -Амила за | 65 6,0 |
| Амилорнзин П10х | Псптияаза | 45...55 4,5...4,6 |
| Протосубтилнн Г10х | Эндопсптидаза | 45...52 6,0...9.5 |
| Цитороземин Пх | Цитолитпческие | 50...65 3,0...5.6 |
Оптимум рН для действия ферментов зависит от температуры среды. Как правило, с повышением температуры повышается и рН-оптимум. Так, для совместного действия амилаз при температуре затора 65 "С рН-оптимум 5,6.
С увеличением продолжительности затирания в сусле накапливаются низкомолекулярные продукты гидролиза крахмала и белков.
Важнейшими температурными паузами при затирании являются 50...52; 60.-.65; 70 "С. во время которых максимальную активность соответственно проявляют эндопептидаза,
- и -амилаза.Способы и технологические режимы затирания. Приготовление затора начинают со смешивания дробленых зернопродуктов с водой при температуре 37...40 "С, которое осуществляется в заторном аппарате при включенной мешалке. Далее затирание ведут настойным или отварочным способом.
Настойный способ заключается в постепенном нагреве всего затора от 40 до 70 "С со скоростью 1 "С/мин и выдерживании при температуре 40; 52; 63 и 70 "С по 30 мин. Далее затор нагревают до 72 "С и выдерживают до полного осахаривания по пробе на йод. Затем осахаренный затор подогревают до 76...77 'С и направляют на фильтрование. Полученное этим способом сусло богато ферментами, содержит много мальтозы и аминокислот, мало декстринов и поэтому сильно сбраживается. Однако выход экстракта при отварочном способе выше. Это обусловлено тем, что при отварочных способах затор подвергают не только ферментативному, но и физическому воздействию (кипячению).
Сущность отварочкого способа состоит в том, что отдельные части затора (отварки) кипятят, а затем смешивают с остальной частью затора, постепенно повышая его температуру до 75 "С. При кипячении крахмальные зерна из крупных частиц дробленых зернопродуктов переходят в раствор, клейстеризуются и подвергаются действию ферментов. Различают следующие варианты отварочных способов: с одной, двумя, тремя отварками или кипячением всей густой части. Наиболее распространенные — одно- и двухотварочные способы. При отварочных способах затирание ведут в двух заторных аппаратах, один из которых используют для кипячения отварки.
Несоложеное сырье затирают в смеси с солодом или подрабатывают отдельно, а затем смешивают с солодом и готовят общий затор.
В табл. 21.4 в качестве примера рассмотрен технологический режим одноотварочного способа затирания, при котором все сырье — солод, ячмень и ферментный препарат — затирают одновременно, начиная с температуры 40 "С.
| Таблица 21.4 | |||
| Операция | Температура, °С | Продолжительность, мин | Примечание |
| Смешивание солода, несо | 40 | 60 Работает мешалка | |
| Ложеного ячменя, фермент | |||
| ного препарата с водой | |||
| Выдерживание | При 40 | 20 То же | |
| Подогрев | До 52 | 10 | |
| Выдерживание | При 52 | 30 | |
| Подогрев | До 63 | 10 | |
| Выдерживание | При 63 | 30...40 | |
| Выдерживание | При 63 | 20 Мешалка выключена | |
| Откачка жидкой части во | При 63 | 15...25 С помощью | |
| второй заторный аппарат | декантатора | ||
| Подогрев гуши | До 70 | 10 Мешалка работает | |
| Выдерживание гущи | При 70 | 15...20 Тоже | |
| Подогрев гущи | До 100 | 20...25 | |
| Кипячение гущи | 100 | 30 Мешалка выключена | |
| Объединение густой части | 70 | 10 Мешалка работает | |
| затора с жидкой | |||
| Выдерживание | При 70 | До 30 То же | |
| Подогрев | До 72...73 | 5 | |
| Выдерживание | При 72...73 | До полного | |
| осахаривания | |||
| Подогрев | До 76 | Перекачка | |
| затора на | |||
| фильтрование | |||
Фильтрование затора. Осахаренный затор представляет собой суспензию, состоящую из двух фаз: жидкой (пивное сусло) и твердой (пивная дробина). Цель фильтрования — отделение пивного сусла от дробины. Фильтрование затора подразделяется на две стадии: собственно фильтрование первого (основного) сусла и вышелачивание — вымывание экстракта, задерживаемого дробиной. Сусло и промывные воды должны быть прозрачными во избежание затруднения последующих технологических операций и ухудшения качества пива.