ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ПИВА Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ТЕХНОЛОГИЯ

УДК 663.443

Технологические особенности производства различных сортов пива

М.Б. Хоконова*, д-р с.-х. наук, профессор Кабардино-Балкарский ГАУ им. В. М. Кокова, г. Нальчик

Дата поступления в редакцию 12.08.2019 'dinakbgsha77@mail.ru

Дата принятия в печать 25.09.2019 © Хоконова М.Б, 2019

Реферат

В настоящее время к качеству и стойкости напитков брожения, в том числе и пива, предъявляют высокие требования, что обусловлено изменениями, связанными с возникновением Единого Таможенного пространства на территории стран СНГ. Большое внимание уделяют составу зернового сырья, поскольку в процессе технологической обработки оно служит источником направленной ферментации, в ходе которой вырабатываются характерные вещества, формирующие ароматический, вкусовой профили и физико-химический состав пива - углеводы, азотистые и минеральные вещества. Выход пива в большей степени зависит от качества ячменя и солода, а также от соблюдения технических параметров процесса производства. Данная работа посвящена изучению последовательности технологических операций при способе совместного затирания сырья в производстве различных сортов пива. В работе исследовали три сорта пива - «Терек», «Жигулевское», «Московское». Установлено, что на показатели качества различных сортов пива оказывают влияние процессы затирания, брожения и выдержки. Определено, что из изучаемых сортов в лучшую сторону выделилось пиво «Терек», содержащее большее количество сухих веществ и обладающее высокой стойкостью. Выход экстракта зависит от тонкости помола. В производстве основное время затрачивается на такие операции как: выдержка, подогрев густой фракции и кипячение, где поддерживаются высокие температуры. При брожении уменьшаются горькие вещества хмеля и экстрактивность. При выдержке происходит созревание пива, сопровождающееся окислительно-восстановительными превращениями веществ.

Ключевые слова

брожение, выдержка, затирание, качество, пиво, сорта, экстрактивность. цитирование

Хоконова М.Б. (2019) Технологические особенности производства различных сортов пива // Пиво и напитки. № 3. С. 20-23.

Technological Features Production of Various Beers

M.B. Khokonova*, Doctor of Agricultural Science, Professor Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V. M. Kokov, Nalchik

Received: August 12,2019 'dinakbgsha77@mail.ru

Accepted: September 25,2019 © Khokonova M.B, 2019

Abstract

Currently, the quality and durability of fermented beverages, including beer, are high, due to the changes associated with the emergence of the Common Customs Space in the CIS countries. Much attention is paid to the composition of grain raw materials, because in the process of processing it serves as a source of directional fermentation, during which characteristic substances are produced that form aromatic, taste profiles and physical and chemical indicators of beer - carbohydrates, nitrogenous and mineral substances. Beer yield largely depends on the quality of barley and malt, as well as on compliance with the technical parameters of the production process. This work is devoted to the study of the sequence of technological operations in the method of joint mashing of raw materials in the production of various sorts of beer. In this paper, three sorts of beer were investigated - «Terek», «Zhigulevskoe», «Moscow». It was established that the processes of mashing, fermentation and aging affect the quality indicators of different sorts of beer. It was determined that out of the studied varieties the beer «Terek», containing a greater amount of dry substances and possessing high durability, stood out for the better. Thus, the yield of the extract depends on the fineness of grinding. In production, most of the time is spent on operations such as: holding, heating the thick fraction and boiling, where high temperatures are maintained. During fermentation, bitter hop substances and extractive properties are reduced. During aging, the ripening of the beer occurs, accompanied by redox transformations of substances.

Key words

fermentation, aging, mashing, quality, beer, varieties, extractiveness. Citation

Khokonova M.B. (2019) Technological Features Production of Various Beers // Beer and Beverages = Pivo i Napitki. 2019. No. 3. P. 20-23.

ПИВО и НАПИТКИ / BEER and BEVERAGES

3•2019

В настоящее время к качеству и стойкости напитков брожения, в том числе и пива, предъявляют высокие требования, что обусловлено изменениями, связанными с возникновением Единого Таможенного пространства на территории стран СНГ [1].

Большое внимание уделяют составу зернового сырья, поскольку в процессе технологической обработки оно служит источником направленной ферментации, в ходе которой вырабатываются характерные вещества, формирующие ароматический, вкусовой профили и физико-химический состав пива — углеводы, азотистые и минеральные вещества и др. [2, 3].

Выход пива в большей степени зависит от качества ячменя и солода, а также от соблюдения технических параметров процесса производства [4, 5]. Рассмотрим экстрактивность отдельных фракций помола солода к общему выходу (табл. 1).

Как видно из представленных данных, выход экстракта зависит от тонкости помола. Чем тоньше помол, тем выше экстрактивность фракции. Мелкое дробление солода ускоряет процесс осахаривания солода, но затрудняет фильтрацию сусла, а при более крупном дроблении уменьшается выход экстракта, но затор лучше фильтруется [5].

После дробления солода проводят затирание его с горячей водой температурой 50 °С, а для фильтрации — 75 °С. Аппаратура варочного отделения на заводе состоит из четырех посудных емкостей, рассчитанных на засыпку 1,5-3 т зерна. Для затирания солода и осахари-вания используют заторный чан, а для кипячения — заторный котел, который обогревается паром при давлении 2,5 атм. Отфильтрованное сусло варят с хмелем в сусловароч-ных котлах. Здесь сусло должно не только кипеть, но и выпариваться интенсивно, так, чтобы за 1 ч выпарилось 8-12 % общего объема сусла в котле.

Двухотварочный способ затирания солода позволяет проводить затирание в зависимости от качества солода при различных температурных режимах. Для этого в заторный чан набирают воду (1/2 всей воды, необходимой на затор) температурой 54...55 °С, засыпают солод, набирают оставшуюся часть воды

Таблица 1

Экстрактивность отдельных фракций помола солода

Фракция помола Содержание, % Экстрактивность

% % к общему выходу

Шелуха 15 4,35 6,05

Крупные частицы 20 8,02 11,25

Мелкие частицы 30 23,10 32,50

Мука 35 35,74 50,20

Всего 100 71,21 100,0

Таблица 2

Последовательность технологических операций при затирании с двумя отварками Последовательность Продолжительность, Температура, пр°д°лжительн°сть работы ^мк^ мин операции мин °С заторного чана заторного котла

Пуск воды 10 56 - -

Затирание солода с водой 25 52 25 -

Первая отварка

Спуск 1/4 части затора 5 52 10 -

Нагрев в заторном котле 30 70 - 30

Нагрев до кипячения 15 100 - 15

Кипячение 15 100 - 15

Перекачивание в чан 15 63...65 15 15

Выдержка (осахаривание) 5 63...65 - -

Вторая отварка

Спуск 1/3 части затора 5 63 5 -

Нагрев до кипения 15 100 - 15

Кипячение 15 100 - 15

Перекачка в заторный чан 10 75 10 10

Осахаривание затора 15 75 - -

Перекачка на фильтрацию 20 75 20 -

Всего 3 ч 50 мин 1 ч 25 мин 1 ч 55 мин

и оставляют на 15-30 мин для белковой выдержки. Затем в заторный котел отбирают 1/3 затора, медленно подогревают (на 1 °С в 1 мин) при постоянном помешивании до температуры 63.67 °С и проводят выдержку. Далее медленно повышают температуру до 70.72 °С и проводят окончательное осахаривание. Затем повышают температуру до 100 °С и кипятят 15-30 мин — первая отварка. Первую отварку перекачивают в заторный чан, перемешивают (температура 65 °С) и оставляют на осахаривание. Далее делают второй отъем от затора 1/3 общей массы, спускают его в заторный чан — вторая отварка (температура 70 °С), доводят до кипения, кипятят 20 мин и перекачивают обратно в заторный чан. Температуру повышают до 75 °С и после выдержки перекачивают затор в фильтрационный чан

на фильтрацию. Этот метод позволяет регулировать температурный режим затирания. Последовательность технологических операций при затирании с двумя отварками представлена в табл. 2.

Продолжительность двухотвароч-ного способа зависит от принятого режима. Из общего времени затирания 3 ч 50 мин на чисто механические операции, такие как пуск воды, затирание солода, спуск затора и второй отварки затрачивается 1 ч 30 мин [6].

Измельченное сырье с 10-25 % дробленого солода затирают с теплой водой 35..55 °С в заторном котле, при медленном перемешивании выдерживают температуру 1520 мин, затем повышают температуру до 52 °С, выдерживают 30 мин и нагревают массу до температуры осахаривания — 63.70 °С, выдержи-

3•2019

ПИВО и НАПИТКИ / BEER and BEVERAGES

ТЕХНОЛОГИЯ'

вают 15-20 мин и нагревают до кипения. Кипячение длится 30-40 мин. Последовательность операций при способе совместного затирания сырья приведена в табл. 3.

Основное время затрачивается на такие операции как: выдержка, подогрев густой фракции и кипячение, где поддерживаются высокие температуры. Уменьшение потерь возможно при более тщательном промывании, но при этом в пиво переходит больше веществ, придающих напитку неприятный запах. Кроме того, для выпаривания лишней воды требуется больше энергии, при увеличении продол-

жительности кипячения повышается цветность сусла.

Полученное первое сусло после фильтрации кипятят с хмелем. При кипячении происходит упаривание сусла до нужной плотности и его стерилизация, инактивирование ферментов, свертывание белков, выщелачивание, растворение и превращение горьких ароматических веществ хмеля. При кипячении сусла белки свертываются и выпадают в осадок, сусло осветляется.

Процесс кипячения сусла с хмелем длится 1,5-2 ч интенсивно. Конец кипячения определяется по содержанию сухих веществ в сусле,

Таблица 3

Способ совместного затирания сырья

Последовательность операции Температура, °С Время, мин

Выдержка 40 15

Подогрев 52 15

Выдержка 52 20-30

Подогрев 63 12

Выдержка 63 20-30

Подогрев 70...72 15

Выдержка без перемешивания 70...72 40

Спуск жидкости - 10

Подогрев густой фракции до жидкой 100 30

Кипячение 100 30

Соединение заторов 75.76 30

Выдержка до осахаривания - 15-20

Фильтрация затора - 15

Таблица 4

Влияние процесса брожения на показатели качества пива

Показатель До брожения На 3 сут. На 8 сут.

Экстрактивность, % 10,05 9,28 3,54

Сбраживаемость, % - 22,6 70,6

рн 5,55 4,70 4,40

Горькие вещества, мг/л 104 75 58

Потери горьких веществ, % - 29 44

Таблица 5

Изменения, происходящие в пиве при выдержке

Показатель Светлое Время выдержки, сут

пиво 2 5 8 10

Алкоголь, % 3,48 3,48 3,48 3,48 3,48

Сивушные масла, % об. 0,2245 0,2401 0,2442 0,2587 0,2650

Общее количество кислот (в пересчете на молочную кислоту) 0,0935 0,1154 0,1025 0,1081 0,1095

Эфиры, г/л 0,0862 0,0982 0,1025 0,1081 0,1095

Аминокислоты, мг/100 мл 27,8 21,1 20,5 18,8 18,2

по свертыванию белков в крупные хлопья и прозрачности горячего сусла. Хорошо прокипяченное сусло должно быть прозрачным с блеском, в нем должны плавать крупные хлопья белков. Степень охмеления сусла и нормы расхода хмеля зависят от сорта пива.

Горячее охмеленное сусло охлаждают до 4...6 °С и удаляют свернувшиеся белки. Охлаждение сусла проводят в две стадии: в 1-й стадии происходит оседание свернувшихся белков и осветление сусла, а также потемнение за счет взаимодействия сахаров и аминокислот. Во 2-й стадии протекают физико-химические процессы: выделение белков, поглощение воздуха, растворение кислорода и других газов.

Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, при котором сахар превращается в спирт и углекислый газ [7]. Существует два способа ведения главного брожения: с разбражи-ванием в чанах предварительного брожения и без него. Проводят главное брожение в открытых или закрытых чанах, без давления. В пиве находится большое количество дрожжей. При таком количестве дрожжей, если вести брожение до полного сбраживания, то в пиве образуется большое количество продуктов обмена дрожжей, отрицательно влияющих на вкус пива. Поэтому главное брожение заканчивают, когда в молодом пиве остается 1-1,5 % сахара.

Для остановки главного брожения и получения необходимого осветления пиво охлаждают в течение 1 сут. Полученное молодое пиво перекачивают в танки для дображивания. В табл. 4 приведены изменения качественных показателей пива при брожении.

Содержание горьких веществ хмеля при брожении на 8 сут уменьшается в два раза, экстрактивность снижается в три раза. Увеличивается сбраживаемость и потери горьких веществ. Дображивание проводили при низких температурах в закрытых сосудах под давлением 0,78 атм.

При дображивании в пиве протекают сложные химические, физико-химические и физические процессы. Рабочие дрожжи насосом от танков и с помощью вакуума передают на вибросито для очистки. Очищенные

ПИВО и НАПИТКИ / BEER and BEVERAGES

3•2019

ТЕХНОЛОГИЯ

Таблица 6

Физико-химические показатели изучаемых сортов пива

Массовая доля Кислотность, Цветность, Стойкость, сут. Массовая

Сорт пива спирта, % сухих веществ, не менее % мл 1н р-ра NaOH на 100 мл мл 0,1н р-ра йода на 100 мл воды доля двуокиси углерода, % Вкусовые свойства

Терек 3,8 14,0 1,3 0,9 8 0,33 Хорошо выраженный хмелевой вкус, аромат, горечь

Жигулевское 2,8 11,0 1,8 0,8 7 0,33 Выраженный хмелевой вкус и аромат, горечь

Московское 3,5 13,0 2,1 1,0 8 0,33 Сильно выраженный хмелевой вкус, аромат, горечь

дрожжи заливают охлажденной водой (температура 1 °С). По окончании брожения пиво передают на сепаратор и фильтруют, охлаждают до температуры 1 °С. Далее фильтрованное пиво поступает на розлив в бутылки или бочки. Выдержка оказывает значительное влияние на формирование вкуса и аромата пива (табл. 5).

В процессе выдержки крепость пива не снижается. Происходит увеличение количества сивушных масел, кислот и эфиров. При выдержке грубый вкус и аромат молодого пива преобразуются в благородный тонкий, приятный, законченный вкус и аромат созревшего пива. В основе созревания лежат окислительно-восстановительные превращения веществ пива [5]. Качественные показатели различных сортов пива представлены в табл. 6.

Из изучаемых сортов, пиво «Терек» превосходит по качеству другие сорта пива, характеризуется хорошо выраженным хмелевым вкусом, ароматом и горечью [6]. У образца пива «Московское» вкусовые характеристики выражены ярче. Содержание углекислоты во всех сортах оптимальное — 0,33 %, стойкость составляет 7-8 сут.

Таким образом, выход экстракта зависит от тонкости помола. В производстве основное время затрачивается на такие операции как: выдержка, подогрев густой фракции и кипячение, где поддерживаются высокие температуры. При брожении уменьшаются горькие вещества хмеля и экстрактивность. При вы-

держке происходит созревание пива, сопровождающееся окислительно-восстановительными превращениями веществ.

ЛИТЕРАТУРА

1. ТР ТС 021/2011. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции». Утв. Решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 № 880 (ред. от 10.06.2014) [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/902320560.

2. Харрис, М. О. Вопросы идентификации зернового состава пива / М. О. Харрис, М.Н. Елисеев // Пиво и напитки. — 2018. — № 2. — С. 46-51.

3. Khokonova, M. B. Barleycorn Productivity and Ouality in Relation to the Surface Slope / M. B. Khokonova, А. А. Аdzievа, A. S. Kara-shaeva // Journal of International Journal of Advanced Biotechnology and Research. — 2017. — Vol. 8, Iss. 4. — P. 884-889.

4. Troughton, M. J. Canadian Agriculture / M. J. Troughton. — Budapest: Akademiai kiado, 1982. — 355 p.

5. Хоконова, М. Б. Азотистый состав сусла в зависимости от режима обработки несоложеного ячменя / М. Б. Хоконова // Пиво и напитки. — 2012. — № 5. — С. 24-26.

6. Хоконова, М. Б. Технология пивоваренного солода и хмеля / М. Б. Хоконова, С. Е. Терентьев // Пиво и напитки. — 2014. — № 3. — С. 36-38.

7. Романова, Е. В. Технология хранения и переработки продукции растениеводства: учебное пособие [Электронный ресурс] / Е. В. Романова, В. В. Введенский. — М.: Российский университет дружбы народов, 2010. — 188 с. — Режим доступа: http://biblioclub.ru.

REFERENCES

1. TR TS 021/2011. Tekhnicheskiy reglament Tamozhennogo soyuza «O bezopasnosti pishchevoy produktsii» [Technical regulations of the Customs Union «On food safety»]. Utv. Resheniyem Komissii Tamozhennogo soyuza ot 09.12.2011 № 880 (red. Ot 10.06.2014) [Elektronnyy resurs]. -Rezhim dostupa: http://docs.cntd.ru/ document/902320560. (In Russ.)

2. Kharris MO, Yeliseyev MN. Voprosy identi-fikatsii zernovogo sostava piva [Issues of identification of the grain composition of beer]. Pivo i napitki, 2018, no. 2, pp. 46-51. (In Russ.)

3. Khokonova MB, Аdzievа АА, Karashaeva AS. Barleycorn Productivity and Quality in Relation to the Surface Slope. Journal of International Journal of Advanced Biotechnology and Research, 2017, vol. 8, iss. 4, pp. 884-889.

4. Troughton MJ. Canadian Agriculture. Budapest: Akademiai kiado, 1982. 355 p.

5. Khokonova MB. Azotistyy sostav susla v zavisimosti ot rezhima obrabotki neso-lozhenogo yachmenya [The nitrogenous composition of the wort, depending on the processing mode of unmalted barley]. Pivo i napitki, 2012, no. 5, pp. 24-26. (In Russ.)

6. Khokonova MB, Terent'yev SYe. Tekh-nologiya pivovarennogo soloda i khmelya [Brewing malt and hop technology]. Pivo i napitki, 2014, no. 3, pp. 36-38. (In Russ.)

7. Romanova EV, Vvedenskiy VV. Tehnologiya hraneniya i pererabotki produktsii raste-nievodstva: uchebnoe posobie [Technology of storage and processing of plant growing products] [Elektronnyiy resurs]. Moscow: Rossiyskiy universitet drujbyi narodov, 2010. 188 p. Avaliable at: http://biblioclub.ru. (In Russ.) <S

Авторы

Хоконова Мадина Борисовна, д-р с.-х. наук, профессор Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова,

360030, Кабардино-Балкарская Республика, г. Нальчик, пр-т Ленина, д. 1В, dinakbgsha77@mail.ru

Authors

Madina B. Khokonova, Doctor of Agricultural Science, Professor Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V. M. Kokov,

1V, pr. Lenina, Nalchik, Cabardino-Balkarian Republic, 360030, Russia, dinakbgsha77@mail.ru

3•2019

ПИВО и НАПИТКИ / BEER and BEVERAGES