Библиотека Курс лекций. Курс лекцій для студентів денної і заочної форми навчання спеціальності 091711 "Технологія харчування" Затверджено

• Название: Курс лекцій для студентів денної і заочної форми навчання спеціальності 091711 "Технологія харчування" Затверджено
• Анкор: Библиотека Курс лекций.doc
• Дата: 05.05.2017
• Размер: 4.82 Mb.
• Имя файла: Библиотека Курс лекций.doc
• Тип: Курс лекцій; #7062
• страница: 38 из 56

Способы и технологические режимы сушки солода. Основное требование при сушке солода — обеспечение постепенного подъема температуры и соответствующего снижения содержания влаги солода. Для сушки солода применяют различные сушилки периодического и непрерывного действия. В качестве сушильного агента применяют либо нагретый в калорифере чистый воздух, либо смесь холодного воздуха с газами. Последние получают сжиганием природного газа, мазута, кокса или угля. Для получения светлого солода его сушку проводят так, чтобы затормозить рост зародыша и дыхание зерна, не допустить глубокого гидролиза крахмала и белка. Для этого следует быстро удалить влагу при относительно низких температурах. Такой режим позволяет сохранить высокую ферментативную активность солода, так как высокая концентрация сухих веществ, предохраняет ферменты от инактивации. Аромат, вкус и цвет светлого солода формируются в последние 3 ч при отсушке, когда температура повышается до 80⁰С.

При сушке темного солода в отличие от светлого добиваются глубокого гидролиза белков и крахмала и интенсивного накопления сахаров и аминокислот. По окончании сушки у сухого солода отделяют ростки, которые могут быть причиной горького вкуса пива.

Свежевысушенный солод непригоден для переработки, и перед поступлением в производство его необходимо выдержать не менее 30 сут при температуре не выше 20 °С. Во время хранения содержание влаги солода повышается на 2...3 %, и нем происходят благоприятные физико-химические превращения (увеличиваются объем зерна, содержание азотистых и минеральных веществ, повышается активность ферментов и др.), что и итоге приводит к повышению качества солода. Охлажденный и сухой солод при оптимальных температуре и влаге может храниться без потери качества до двух лет.

1.2. ТЕХНОЛОГИЯ СОЛОДА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В СПИРТОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Для получения солода в спиртовой промышленности исполь­зуют ячмень, рожь, пшеницу, овес и просо. Для осахаривания крахмалистого сырья применяют смесь солодов, в которой доля овсяного и просяного солода должна быть не менее 30 %. Запрещается использовать солод из той культуры, которая идет для производства спирта.

Отсортированное зерно моют, дезинфицируют и замачивают в аппаратах воздушно-водяным способом. Потери сухих веществ при нормальном цикле солодоращения составляют около 16 %.

В спиртовом производстве применяют свежепроросший солод, который предварительно измельчают. Основным показателем качества такого солода является ферментативная активность.
2. ТЕХНОЛОГИЯ ПИВА
Пиво — слабоалкогольный, жаждоутоляющий, игристый напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатымм привкусом. В пиве кроме воды, этилового спирта и диоксида углерода содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ: белков, углеводов, микроэлементов и витаминов.

По цвету, пиво делится на светлое и темное, а в зависимости от вида применяемых дрожжей — на пиво низового и верхового брожения. К пиву верхового брожения относится один сорт— пиво «Бархатное».

Около 90 % производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта, для которых характерны тонкий, слабо-выраженный солодовый вкус, хмелевой аромат и ярко выраженная хмелевая горечь. Их готовят из светлого пивоваренного солода с добавкой несоложеных материалов (ячменя, рисовой сечки, обезжиренной кукурузы, сахара), воды, хмеля или хмелевых препаратов. Типичные представители светлого пива: «Жигулевское», «Черниговское», «Оболонь светлое», «Балтика №3». При производстве темных сортов пива используются также специальные сорта солода (темный, карамельный и др.). Поэтому темное пиво имеет солодово-карамельный сладковатый вкус, менее выражен­ную хмелевую горечь и более интенсивную окраску по сравне­нию со светлыми сортами. К темному пиву относятся «Украин­ское», «Мартовское», «Бархатное», «Портер» и др.
2.1. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИВА

Солод и несоложеное сырье. Основным сырьем для производ­ства пива является ячменный пивоваренный солод (светлый, темный и специальные сорта). Основные сортовые особенности пива (цвет, вкус, запах, аромат) во многом зависят от качества солода и соотношения его видов в рецептуре. Стандартом на пиво допус­кается использование несоложеного ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода, — это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье. Приме­нение несоложеного сырья экономически выгодно и технологи­чески обосновано. Поэтому при приготовлении 10... 11 % светло­го пива следует обязательно применять не менее 20 % несоложе­ного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.

При производстве пива «Жигулевское» допускается использо­вание сахара-сырца в количестве до 6 % массы затираемых зернопродуктов.

Вода. Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическая вода должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, без запаха, с общей жесткостью 2...4 мг-экв/л и рН 6,8...7,3.

Вода считается оптимальной для производства пива, если отношение концентрации ионов кальция к общей щелочности воды (показатель щелочности) не менее 1, а соотношение ионов кальция и магния 1:1...3:1.

Жесткость воды и ее солевой состав регулируют, применяя различные способы водоподготовки: реагентный, ионообменный, электродиализный и мембранный, основанный на принци­пе обратного осмоса.

Для удаления неприятного запаха воду дезодорируют путем пропускания через колонку, заполненную активированным углем.

Хмель и хмелепродукты. Хмель — традиционное и наиболее дорогостоящее сырье пивоваренного производства. Он придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удале­нию из сусла некоторых белков, служит антисептиком, подавляя жизнедеятельность микрофлоры, и повышает пеностойкость пива. Различают два основных вида хмеля: горь­кий и ароматический. В пивоварении используют преимущест­венно женские соцветия ароматического хмеля — хмелевые шишки, содержащие лупулин. В состав последнего входят ароматические и горькие вещества.

Ароматические вещества представлены в основном эфирным маслом, содержание которого колеблется от 0,3 до 2 %. Важная составная часть хмеля — дубильные вещества, количество кото­рых достигает 3 %.

Хмель и хмелепродукты следует хранить в сухом, темном и охлажденном помещении с температурой от 0 до 2 °С и относительной влажностью воздуха не выше 70 %.

Ферментные препараты. Используют при применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья.

Применяют амилолитические (Амилосубтилин, Амилоризин ПХ и др.), протеолитические (Протосубтилин ) и др.

Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.

Протосубтилин используют при повышенных количест­вах несоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидных помутнений в пиве.

2.2. ПОДРАБОТКА И ДРОБЛЕНИЕ СОЛОДА И НЕСОЛОЖЕНОГО СЫРЬЯ

Основная цель дробления солода и несоложеного сырья — облегчение и ускорение физических и биохимических процессов растворения зерна для обеспечения максимального перехода экстрактивных веществ в сусло.

Подработка зернопродуктов. При хранении и транспортировании солод и несоложеное сырье загрязняются. Поэтому перед измельчением их очищают от посторонних включений. Для удаления пыли и остатков ростков солод пропускают через полировочную машину. Несоложеное сырье от органической и минеральной примесей очищают на воздушно-ситовом сепараторе и полировочной машине. Для удаления металлопримесей зернопродукты пропускают через электромагнитный сепаратор.

Дробление солода. Оптимальный состав помола должен обеспечить максимально возможный выход экстракта и достаточно высокую скорость фильтрования сусла, так как оболочка зерна служит хорошим фильтрующим материалом. Солод дробится в сухом или частично увлажненном (мокром) виде. Для измельче­ния сухого солода применяют четырех- и шестивальцовые дро­билки, работающие с одинаковой частотой вращения вальцов. Состав помола (%) зависит от качества солода, способов его затирания и фильтрования. При мокром помоле солод предварительно увлажняют в бункере до содержания влаги 18-32 % путем орошения водой температурой 35...50°С. При этом повышается эластичность оболочки, которая практически не измельчается на вальцовых станках, что приводит к созданию рыхлого и пористого фильтрующего слоя дробины.

Дробление несоложеных зернопродуктов. Ячмень, пшеницу и рис дробят на двухвальцовом станке с нарезными вальцами, которые вращаются навстречу друг другу с разной скоростью. Для измельчения кукурузы используют молотковые дробилки.

2.3. 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 заирания 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 (осахариваниее) представляет собой разжижение крахмального клейстера, которое сопровождается накоплением в среде декстринов, мальтозы и глюкозы.

С


хематически 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 — красно-бурый, 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 эритродекстринов, 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.

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 -> Альбумозы -> 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.

Обычно на затирание 100 кг зернопродуктов расходуют 350...500 л воды.

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.

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 штора 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 отварочного 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.

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 выщелачивание — вымывание экстракта, задерживаемого дробиной. Сусло и промывные воды должны быть прозрачными во избежание затруднения последующих технологических операций и ухудшения качества пива.

Превращения при фильтровании затора. Фильтрование первого сусла представляет собой в основном физический процесс. А при выщелачивании дробины водой протекает конвективная диффузия, а также различные химические процессы, главным образом обменные реакции. С понижением концентрации сусла его рН возрастает от 5,7 до 6,2, что приводит к увеличению растворения кремниевой кислоты, полифенольных, дубильных, горьких и других веществ оболочки зернопродуктов. Это повышает цветность пива, что может служить причиной ухудшения его вкуса.

Факторы, влияющие на фильтрование затора. На скорость фильтрования влияют состав и высота фильтрующего слоя. При фильтровании на фильтраппарате фильтрующим слоем является слой дробины, образующийся при отстаивании затора. На скорость фильтрования существенно влияет температура, которая должна быть не выше 78 °С во избежание инактивации α-амилазы. Последняя завершает доосахаривание остатков крахмала. Кроме того, более высокая температура способствует увеличению растворимости продуктов гидролиза белка, полифенольных и других веществ, что влияет на стойкость пива.

Способы и технологические режимы фильтрования. Наиболее распространены периодические способы фильтрования с использованием фильтрационного аппарата или фильтр-пресса. в первой фазе фильтрования затор перекачивают в фильтрационный аппарат, где он отстаивается для формирования фильтрующего слоя высотой 30...40 см. Затем начинают фильтрование, причем первое мутное сусло возвращают в фильтраппарат. По окончании фильтрования первого сусла дробину промывают водой температурой 70...80 °С. Промывание ведут до содержания сухих веществ в промывной воде 0,5 %. В фильтр-прессе в качестве основного фильтрующего слоя используется салфетка из специальной ткани, поэтому допускается более тонкий помол зернопродуктов . После сбора первого сусла дробину промывают водой температурой 75^о С до плотности промывных вод 0,5...0,7 %.

Кипячение сусла с хмелем. Отфильтрованное сусло и промывные воды собирают в сусловарочном аппарате и кипятят с хмелем. Цель кипячения — стерилизация сусла, стабилизация и ароматизация его состава горькими веществами хмеля.

Превращения при кипячении сусла с хмелем. Дробленые зернопродукты всегда содержат некоторое количество микроорганизмов. При кислой реакции среды сусла стерилизация достигается уже через 15 мин кипячения.

При кипячении хмеля в сусло переходит значительная часть его углеводов, белковых, горьких, дубильных, ароматических и минеральных веществ. Ароматизация сусла происходит в результате растворения в нем специфических составных частей хмеля и продуктов реакции меланоидинообразования.

С повышением температуры сусла происходит денатурация белков, которая внешне характеризуется появлением мути. Кипячение сусла с хмелем сопровождается снижением его вязкости и повышением цветности в результате реакции меланоидинообразования, карамелизации сахаров, окисления полифенольных веществ и растворения красящих веществ хмеля.

Факторы, влияющие на процесс кипячения сусла с хмелем. На процессы, происходящие при кипячении сусла с хмелем, существенное влияние оказывают его про­должительность, рН и состав воды, концентрация сусла.

При длительном кипячении сусла с хмелем раствор насыщается горькими кислотами, что приводит к изменению рН сусла. Это является причиной выпадения их в осадок. Коагуляция белков наиболее полно проходит при рН 5,2 в присутствии сульфатов и хлоридов. Дубильные вещества хмеля ускоряют коагуляцию белков.

Способы и технологические режимы кипячения сусла с хмелем. Сусло с хмелем кипятят в сусловарочных аппаратах. Поступающее в сусловарочный аппарат сусло должно иметь температуру 63...75 "С, для того чтобы предохранить его от инфицирования и максимально продлить активность ферментов. В конце набора проверяют полноту осахаривания пробой на йод. При отрицательной реакции в сусло добавляют вытяжку из следующего затора и выдерживают при температуре не выше 75°С до полного осахаривания. Сусло кипятят только после заполнения аппарата. Продолжительность кипячения не должна превышать 2 ч при скорости испарения поды 5...6 % в час к массе сусла. Наиболее интенсивно сусло кипятят в середине варки. В начале варки стараются избежать сильного вспенивания, а в конце — гарантировать хорошее образование хлопьев.

Удельный расход хмеля на 1 дал пива в зависимости от сорта хмеля и вида пива составляет от 20 до 60 г. Хмелепродукты в сусло вносят в два, три или четыре приема.

Конец кипячения сусла определяют по содержанию сухих иеществ в нем, свертыванию белково-дубильных веществ, образованию хлопьев и прозрачности горячего сусла.

Отделение сусла от хмелевой дробины. После окончания кипячения охмеленное сусло поступает в хмелеотделитель. Хмелевая дробина задерживается на сите, сусло проходит сквозь него и центробежным насосом перекачивается в сборник для охлаждения и осветления. Затем хмелевую дробину промывают горячей водой для дополнительного выщелачивания экстрактивных веществ хмеля. Промывные воды присоединяются к суслу в сусловарочном аппарате.

Охлаждение и осветление сусла. Цель охлаждения и осветления сусла — понижение температуры до 6...16 ⁰С (в зависимости от способа брожения), насыщение его кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц.

Превращения при охлаждении и осветлении сусла. В охлаждаемом сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состоянии тонких взвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются.

В течение всего процесса охлаждения сусло поглощает кислород воздуха, который при температуре выше 40°С расходуется на окисление органических веществ сусла, что приводит к потемнению сусла, снижению хмелевого аромата и хмелевой горечи.

Охлаждение сусла сопровождается испарением некоторого количества воды, что приводит к уменьшению его объема и повышению концентрации.

Крупные взвеси осаждаются на протяжении всего процесса охлаждения сусла. Тонкий осадок образуется при снижении температуры до 5...7 °С.

Растворение кислорода в сусле начинается при температуре 40°С и ускоряется при перемешивании, увеличении площади и продолжительности контакта, снижении концентрации сусла. Одновременно протекают окислительные процессы и сусло насыщается кислородом.

Сусло температурой 20...40°С является благоприятной средой для инфицирующей микрофлоры. Поэтому его охлаждают в две стадии. Первую стадию от 90 до 60⁰С проводят в течение 2 ч для обеспечения максимального осаждения крупных взвесей, а вторую — от 60 до 6...16 °С проводят быстро с использованием пластинчатых теплообменников.

После охлаждения до 6... 16 °С сусло аэрируют воздухом непосредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения. Начальная концентрация охлажденного пивного сусла, его кислотность и цветность должны соответствовать виду пива.

В зависимости от сорта пива потери экстракта в варочном цехе колеблются от 2,6 до 2,8 %, а потери в пивной и хмелевой цробине (к объему горячего сусла) на стадии осветления и охлаждения сусла — от 5,5 до 7,0 %.

2.4. СБРАЖИВАНИЕ ПИВНОГО СУСЛА И ДОБРАЖИВАНИЕ ПИВА

Основной процесс, в результате которого сусло превращается и пиво, — спиртовое брожение. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается в вкусный ароматный напиток. Сбраживание пивного сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание. На первой стадии происходит интенсивное сбраживание Сахаров сусла, в результате которого образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеобразные вкус и аромат, еще непригодное к употреблению. При дображивании оставшиеся сахара медленно сбраживаются, пиво приобретает характерные органолептические свойства, осветляется и насыщается оксидом углерода, т. е. происходит его созревание и пиво превращается в товарный продукт.

Дрожжи, используемые для производства пива. Дрожжи должны отвечать следующим требованиям: иметь высокую бродильную активность, хорошо образовывать хлопья и осветлять пиво в процессе брожения, придавать пиву чистый вкус и приятный аромат.

Бродильная активность дрожжей характеризуется степенью сбраживания сусла (%)

С = (Е-е)100/Е,

где Е, е — содержание экстрактивных веществ в начальном сусле и в пиве соответственно, %.

Подготовка чистой культуры дрожжей к брожению сводится к накоплению их биомассы в условиях микробиологической стерильности в количестве, необходимом для начала процесса брожения. Кроме чистой культуры широко используют семенные дрожжи, представляющие собой дрожжи, которые осели в конце главного брожения.

Превращения при сбраживании пивного сусла и дображивании пива. Основной процесс при главном брожении — биохимическое превращение сбраживаемых углеводов в этиловый спирт и оксид углерода. Наряду с основными продуктами брожения образуются вторичные и побочные продукты, которые в значительной степени определяют органолептические показатели пива.

Образование спирта сопровождается выделением в среду теплоты, которую необходимо отвести для поддержания заданных температурных условий.

На первых этапах брожения происходит энергичное размножение дрожжей, что обусловлено полноценностью питательной среды. По мере обеднения среды, накопления продуктов брожения, создания избыточного давления скорость размножения дрожжей уменьшается.

В результате главного брожения сусло превращается в молодое пиво, которое еще не является товарным продуктом. Поэтому его направляют на дображивание и созревание. При дображивании протекают в основном те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно. Выделяющийся в процессе дображивания оксид углерода растворяется и связывается в пиве, что приводит к насыщению пива оксидом углерода.

При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают характерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая горечь.

При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпадением в осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белковую муть и другие взвеси. Так же происходят коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ.

Факторы, влияющие на сбраживание сусла и дображивание пива. Наибольшее влияние на ход брожения оказывают температура и количество дрожжей. Различают холодное (7...9 °С) и теплое (12...14 °С) брожение. Норма введения дрожжей зависит от способа брожения. Сусло должно быть осахаренным, содержать достаточное количество ассимилируемых дрожжами азотистых веществ и правильное соотношение сахаров и несахаров. рН сусла не должно превышать 5,8. Лучше всего сбраживается сусло с начальной концентрацией 10... 12 %.

Способы и технологические режимы главного брожения и дображивания. Главное брожение проводят в открытых или закрытых бродильных аппаратах периодическим, полунепрерывным и непрерывным способом. При периодическом брожении пивное сусло температурой 5...7 °С направляется в бродильный аппарат.

Пивное сусло сбраживают в течение 7...11 сут в зависимости от концентрации начального сусла. На третьи сутки допускается повышение температуры до 8...10⁰С с последующим постепенным снижением до 4-5⁰С.

Полунепрерывное брожение проводят только в закрытых бройлерных аппаратах, которые комплектуют в батареи.

Дображивание пива проводят при температуре от 0 до 2°С в закрытых аппаратах под избыточным давлением 0,03...0,06 МПа. При дображивании контролируют давление в аппарате, органолептические показатели и степень осветления пива. Продолжительность дображивания зависит от сорта пива и колеблется от1 сут для пива «Жигулевское» до 90 сут для пива «Портер».

2.5. ОСВЕТЛЕНИЕ И РОЗЛИВ ПИВА

После дображивания и созревания для придания товарного вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощью сепарирования или фильтрования. При этом из пива удаляют находящиеся во взвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов и различные микроорганизмы.

При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксида углерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации путем продувки через пиво диоксида углерода.

После карбонизации пиво выдерживают 6—8 ч в сборниках, а затем направляют на розлив. Пиво разливают в бутылки вместимостью 0,33 и 0,5 л из темного стекла или ПЭТ бутылки емкостью – 1,0 и 2,0л на автоматических розливных линиях, на которых после мойки бутылок последовательно осуществляют операции розлива пива, этикетирования, бракеража, укладки в ящики или контейнеры. Часть пива разливают в алюминиевые и деревянные осмоленные бочки, а также в пивовозы.

Пиво, бутылочный квас, а также минеральные воды содержат диоксид углерода, поэтому их разливают под некоторым избыточным давлением и без перепадов давления — изобарически. Для этого в таре (бутылке, бочке, автоцистерне) сначала создают давление, равное тому, под которым находится разливаемая жидкость, а затем приступают к наполнению тары напитком. Температура пива при розливе не должна превышать 3⁰С.

Пиво разливают по уровню в автоматах Р-3, Р-6 и РУ-12 соответственно производительностью 3300, 6600 и 13000 бутылок в час. Бутылки, в которые поступает пиво или безалкогольные газированные напитки под избыточным давлением 0,05...0,3 МПа, укупоривают стальными колпачками с упругой пробкой или синтетической прокладкой. Для этой цели используют укупорочные автоматы, например марки У6-А производительностью 6000 бутылок в час.

Потери пива при фильтровании составляют 1,55 %, при розливе в бутылки — 2, в бочки — 0,50, при бестарной перевозке — 0,33 %.

3. ТЕХНОЛОГИЯ КВАСА

Промышленность выпускает широкий ассортимент квасов и напитков из хлебного сырья.

Из общего количества безалкогольных напитков, вырабатываемых в нашей стране, примерно 30 % составляют квасы и напитки из хлебного сырья.

По технологическим приемам, которые в значительной степени определяют состав конечного продукта, квасы можно разделить на две группы: квасы, получаемые с использованием процесса брожения, и квасы и напитки, получаемые купажированием. Наибольшим спросом пользуются квасы, получаемые путем брожения, в частности квас хлебный.

3.1. ХАРАКТЕРИСТИКА КВАСОВ КАК НАПИТКОВ

Квас — напиток темно-коричневого цвета с приятным ароматом ржаного хлеба и кисло-сладким вкусом, который получают путем комбинированного незавершенного спиртового и молочнокислого брожения с последующим купажированием с сахарным сиропом. Наличие в нем незначительного количества спирта (0,4...0,6 мас. %) нисколько не снижает физиологического значения этого напитка для человека. При таком низком содержании спирта квас по праву называют безалкогольным напитком. Хлебный квас хорошо утоляет жажду, освежает и поднимает тонус человека.

В 100 г кваса содержится (г): воды 93,4; белков 0,2; углеводов 5; золы 0,2; органических кислот (в пересчете на лимонную) 0,3; спирта 0,6.

Биологически активные вещества кваса представлены витаминами, аминокислотами и кислотами. Первые в основном представлены водорастворимыми витаминами группы В (В₁) и В₂) и ниацином (РР).

Сахара в хлебном квасе (фруктоза, глюкоза, мальтоза и сахароза) находятся в соотношении 1:0,8:3:2. Из кислот кваса превалируют молочная и уксусная. Особую ценность представляет молочная кислота, обладающая бактерицидными свойствами, т. е. способностью подавлять рост и жизнедеятельность гнилостных бактерий в кишечнике человека. Кроме того, молочнокислые бактерии благоприятно действуют на процессы пищеварения. Энергетическая ценность хлебного кваса в пересчете на 1 л составляет лишь 250 ккал (1050 кДж).

В процессе незавершенного комбинированного спиртового и молочнокислого брожения кроме спирта, молочной и уксусной кислот образуются диоксид углерода, а также летучие ароматообразующие вещества: сложнее эфиры, альдегиды и другие примеси. Ароматобразующие вещества и меланоидины — продукты взаимодействия аминокислот и сахаров, содержащиеся в исходном сырье кваса, формируют органолептические показатели кваса.

Квас делят на хлебные квасы брожения и газированные квасы, получаемые купажированием и разливаемые в бутылки. К первым относят квасы брожения, квасы для горячих цехов и квасы для окрошки. В качестве сырья используют концентрат квасного сусла (ККС), получаемый на основе зернового сырья, и сахарный сироп. К квасам брожения относят также квасы с добавками виноградного или яблочного сусла.

Хлебные квасы брожения — хлебный и окрошечный составляют более 90 % общего количества квасов и напитков, приготовленных на хлебном сырье.

К газированным квасам относят не только квасы, получаемые на основе ККС, вкусовых и ароматических добавок, но и квасы, вырабатываемые на основе специфических концентратов «Московского» и «Российского» квасов.
Производство хлебного кваса брожения и окрошечного кваса состоит из следующих основных стадий: подготовки сырья, получения ржаного солода или концентрата квасного сусла, приготовления квасного сусла, брожения сусла и купажирования кваса.

3.2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КВАСОВ

Квас получают на основе ржаного и ячменного солодов, ржаной и ячменной муки, квасных хлебцев или концентрата квасного сусла. При купажировании кваса используют сахарный сироп. Для некоторых сортов кваса применяют концентраты яблочного или виноградного сока, ряд вкусовых и ароматических добавок. Для приготовления кваса используют воду только питьевого назначения.

Для приготовления кваса применяют ржаной солод двух видов: ферментированный и неферментированный. Первый солод получают из свежепроросшего солода, который подвергают ферментации (томлению) при повышенной температуре (50...55 °С) для накопления красящих и ароматических веществ. Томление солода в пневматических ящиках длится 5 сут.

Ферментированный солод содержит большое количество меланоидинов, обусловливающих его специфический вкус и аромат ржаного хлеба. В последнее время большинство цехов и заводов по приготовлению кваса используют концентрат квасного сусла (ККС), вырабатываемый на специализированных предприятиях. По современной технологии, концентрат квасного сусла получают из ржаного ферментированного (двух-трехсуточной ферментации, сухого или невысушенного), ржаного неферментированного или ячменного солода, ячменной, ржаной либо кукурузной муки. Соотношение различных видов сырья: солод ржаной ферментированный (42...50 %), солод ржаной неферментированный (20...28 %), рожь или ячмень несоложеные (25...30%). При использовании несоложеного сырья в вышеуказанном количестве добавляют ферментные препараты, обладающие амилолитической, протеолитической и цитолитической активностью в заданном соотношении.

Приготовление ККС включает следующие технологические стадии: раздельное измельчение солода и зерна; приготовление и фильтрование затора; промывание дробины; кипячение, осветление, упаривание под вакуумом и тепловая обработка упаренного сусла; розлив концентрата квасного сусла.

Для улучшения физико-химических и органолептических показателей, придания полученному при упаривании концентрату ярко выраженного хлебного аромата и специфического вкуса, а также в целях стерилизации его подвергают термообработке.

Термообработку проводят в реакторе, снабженном паровой рубашкой и перемешивающим устройством. Для этого концентрат выдерживают в реакторе в течение 30...60 мин при непрерывно работающей мешалке и температуре 110... 120 °С. Полученный концентрат охлаждают в теплообменнике до температуры 35...40⁰С, взвешивают и направляют на хранение. Далее концентрат разливают в автоцистерны или в алюминиевые бочки.

Согласно требованиям ГОСТ 28-53 концентрат квасного сусла представляет собой вязкую густую жидкость темно-коричневого цвета, кисло-сладкого вкуса с ароматом ржаного хлеба, растворимую в воде. Продукт содержит 70±2 мае. % сухих веществ; его кислотность находится в пределах 16...40 мл 1 н.едкого натра на 100 г концентрата.

При производстве квасов бутылочного розлива — «Московского» и «Русского» используют концентраты одноименного названия. Концентрат «Московского» кваса получают путем купажирования ККС, с добавлением сахарного сиропа и молочной кислоты; при приготовлении концентрата «Русского» соблюдаются те же рецептура и технология, но вместо молочной кислоты используют лимонную. Указанные концентраты предназначены для промышленной переработки и продажи населению.

Гарантийный срок хранения всех концентратов 8 мес со дня выработки.

Для специальных сортов квасов брожения кроме ККС используют вакуумированное сусло из винограда или яблок. Сахарный сироп для квасов брожения и газированных квасов, разливаемых в бутылки, получают из сахара-песка или жидкого сахара.

В определенные виды кваса, разливаемые в бутылки, добавляют настои трав, чая, цитрусовых, а также хрена. Широко используют спиртовые настои мяты перечной и полыни горькой. В целом и молотом виде применяют плоды тмина, цветы и листья чабреца, хмель. Указанные добавки формируют вкус и аромат различных сортов кваса.

В производстве кваса для создания заданной кислотности используют лишь пищевые кислоты: молочную, лимонную, уксусную; аскорбиновую кислоту применяют для витамизации некоторых напитков на хлебном сырье.

3.3. ТЕХНОЛОГИЯ КВАСОВ БРОЖЕНИЯ

Технология хлебных квасов брожения и газированных квасов на хлебном сырье, разливаемых в бутылки, имеет свои особенности.

В основе технологии квасов брожения лежат анаэробные процессы незавершенного спиртового и молочнокислого брожения.

Выделяющаяся в ходе брожения теплота отводится из аппарата через теплообменники, куда поступает хладагент. Брожение идет при 30⁰С.

Для квасов брожения «Российский» и «Виноградный» используют виноградное вакуум-сусло с содержанием сухих веществ 75 %, при этом расход ККС сокращают на 50 %.

«Яблочный» и «Столовый» квасы содержат яблочный экстракт, который используют для частичной замены ККС.

Сбраживание сахара в квасном сусле в количестве 0,6...0,8 % не может обеспечить интенсивного брожения, поэтому перед брожением в сусло вводят 25 % сахара от общей массы, расходуемой для приготовления кваса.

Путем купажирования сброженного квасного сусла с сахарным сиропом получают целевой продукт — хлебный квас брожения, отвечающий требованиям государственного стандарта.

Получение квасов с использованием процесса брожения. Технологический процесс производства квасов брожения состоит из следующих стадий: разведения культур микроорганизмов, приготовления сахарного сиропа и квасного сусла, сбраживания сусла, купажирования и розлива кваса. Основную часть квасов брожения готовят на основе ККС.

Технологическая схема получения хлебного кваса: известное количество ККС разводят водой в аппарате предварительного разбавления, который оборудован мешалкой и паровой рубашкой. Полученный раствор пастеризуют с целью повышения стойкости и микробиологической чистоты кваса. Разбавленный ККС пастеризуют, охлаждают Затем раствор ККС разбавляют холодной питьевой водой до содержания сухих веществ 1,6...2% и перемешивают, после чего готовят основное квасное сусло концентрацией 2,8...3,2 %. Для этого к раствору добавляют расчетное количество сахарного сиропа (25 % общего количества). Далее квасное сусло перемешивают и направляют на анализ в лабораторию. После проверки сусло поступает на брожение.

Основное квасное сусло готовят в бродильно-купажных аппаратах, а также в специальных бродильных аппаратах. В этих же аппаратах, оборудованных системой охлаждения, в сбраживаемое сусло вносят дрожжи и молочнокислые бактерии, содержание сухих веществ доводят до 1,8...2,2 %, а кислотность — не ниже 2 мл 1 н. раствора щелочи на 100 см³ кваса.

Из сброженного и охлажденного до температуры 2...7⁰С квасного сусла путем осаждения удаляют образовавшийся плотный осадок из дрожжей и частично молочнокислых бактерий, после чего приступают к купажированию кваса. Для купажирования хлебного кваса в сброженное сусло вводят остаток расчетного количества белого сахарного сиропа (75 %) с содержанием сухих веществ 60...65 % и перемешивают. Затем обязательно проводят контроль органолептических свойств продукта.

Квасы брожения готовят на белом сахарном сиропе концентрацией 60...65 мас. %, а другие напитки, в том числе и квасы на хлебном сырье, — на инвертированном сахарном сиропе, который содержит фруктозу и глюкозу.

3.4. Особенности купажирования различных квасов

При купажировании кваса хлебного, кваса для окрошки, кваса «Виноградного» к сброженному суслу добавляют остальное количество (75 %) сахарного сиропа; полученную смесь перемешивают.

В купаж хлебного кваса для «горячих» цехов кроме остаткасахарного сиропа с содержанием сухих веществ 65% вносят при постоянном перемешивании растворы солей: хлорид кальция, хлоридкалия и фосфат калия, а также раствор аскорбиновой кислоты Соли и аскорбиновую кислоту разбавляют квасом в соотношении 1:10. При приготовлении квасов из хлебного сырья непосредственно перед купажированием определяют их кислотность. Если она ниже допустимой, то ее повышают, добавляя в квас молочную или лимонную кислоту.

Купажирование кваса и перемешивание среды в зависимости от вместимости емкости длится 1,5...6,5 ч, а сбраживание сусла — 10... 18 ч. Сброженное сусло охлаждают с 30 до 4...6⁰С в течение 6... 10 ч. Потери сухих веществ при брожении и купажировании составляют 1 ...0,5 мас. %.

После проверки качества заводской лабораторией готовый квас при температуре не выше 12°С поступает на розлив. По аналогии с пивом квас разливают в изотермических условиях в автотермоцистерны, изотермические автоцистерны и бочки. При таком способе розлива потери составляют 0,8 %.

Гарантийный срок хранения кваса брожения 2 сут. За это время содержание спирта в квасе возрастает до 1... 1,2 мае. %, а содержание сухих веществ снижается до 4,2...4,6 г/100 г кваса.

Приготовление квасов и напитков, получаемых купажированием. Технология квасов и напитков на хлебном сырье, разливаемых в бутылки, отличается от рассмотренной ранее технологии квасов брожения. В основе технологии квасов и напитков лежит процесс купажирования компонентов напитков, обусловленных их рецептурами, с последующим смешиванием полученного купажного сиропа с деаэрированной водой, насыщенной диоксидом углерода при низкой температуре. Технология состоит из следующих стадий: подготовки воды, приготовления инвертированного сахарного сиропа и колера, подготовки ККС и других видов сырья, приготовления купажного сиропа, смешивания купажного сиропа и воды с одновременной карбонизацией, подготовки посуды, розлива, укупорки и бракеража продукции, ее этикетировки, учета и укладки в ящики.

Смесь купажного сиропа из ККС, инвертированного сахарного сиропа и воды, насыщенной диоксидом углерода, называют хлебным квасом бутылочного розлива.

Технология приготовления других квасов и напитков на хлебном сырье бутылочного розлива в основном идентична рассмотренным выше. Отличие состоит лишь в приготовлении купажных сиропов.

В купаж кваса «Тминный» кроме описанных ранее компонентов вносят размолотый тмин, кваса «Мятный» — водный раствор меда и настой мяты, а кваса «Литовский» — водный раствор меда, экстракт хмеля и размолотый тмин.

Хлебный квас и напитки на хлебном сырье являются благоприятной средой для развития микроорганизмов, которые вызывают ослизнение, уксуснокислое скисание и другие виды порчи продуктов. Для предупреждения этих пороков напитков необходимо тщательно соблюдать технологические нормы и санитарный режим производства и осуществлять систематический микробиологический контроль.