CC BY
993
Технология производства пива Гарбуз С.А.
Гарбуз Семён Александрович / ОагЬш Бвт]оп Л1ехап^оукЬ - студент, кафедра биохимии и биотехнологии, биологический факультет, Башкирский государственный университет, г. Уфа
Аннотация: в статье рассмотрены основные процессы и аппараты биотехнологического производства пива. Ключевые слова: биотехнология, процессы и аппараты биотехнологии, пищевая биотехнология, пивоварение.
Введение
Пивоварение - одна из отраслей биотехнологии, которая зародилась еще в давние времена. Люди того времени еще и не думали об этой науке.
Пиво - очень древний напиток, его история насчитывает почти пять тысяч лет. Пиво варилось в домашнем хозяйстве женщинами - пивоварение и выпечка хлеба считались женской работой.
В монастырских пивоварнях уже в средние века пиво готовилось не только для собственных потребностей, но и на продажу. Тогда же пивоварение превратилось в мужскую профессию и оставалось таковой вплоть до наших дней. За пять тысячелетий технология приготовления пива претерпела всего несколько революционных изменений.
В XIV веке для изготовления пива начали применять хмель (прежде применяли смесь различных пряных трав).
В 1860 году благодаря открытию Луи Пастера выяснилось, что брожение - результат деятельности микроорганизмов. И в 1883 Эмиль Хансен в карлсбергской лаборатории разработал метод получения чистой культуры пивных дрожжей.
Составные части
Солод. Это основной ингредиент для производства пива. Это пророщенные зерна пивоваренного ячменя. Качество пива, его сорт, цвет, аромат и полнота вкуса напрямую зависят от качества солода, от того как его сушат и проращивают. Специально выращенный пивоваренный ячмень проращивают, затем удаляют проростки и после сушат или прожаривают в зависимости от типа производимого солода. Стоит отметить низкую степень автоматизации проращивания и отбора солода, что является большим минусом для больших пивных производств.
Хмель (Ииши1и$ 1ири1из). Это однолетнее вьющееся растение, относящееся к семейству коноплевых. Хмель -двудомное растение. Для приготовления пива используются только неопыленные женские цветки. Хмелевые шишки выделяют горькое смолистое вещество - лупулин, содержащий большое количество ароматических смол и эфирных масел, в частности альфа-кислоту (хумулон) и бета-кислоту (лупулон). Самой важной для пивоварения является альфа-кислота. Давно известно, что хмель помогает противостоять болезням - например, больным туберкулезом рекомендовали пить большое количество пива. Наиболее важна для пивоваров полезность хмеля для поддержания долговечности пива. Хмель играет одну из ключевых ролей в производстве пива. Помимо аромата и традиционной пивной горчинки высушенные шишки хмеля способствуют осветлению пива и образованию пены.
Дрожжи. В процессе брожения дрожжи расщепляют вырабатываемыми ферментами солодовый сахар на глюкозу, а ее, в свою очередь, на углекислый газ и алкоголь.
Пастер установил различие между дрожжами, которые вызывают спиртовое брожение, и другими микроорганизмами, инициирующими молочнокислое брожение. Кроме того, он предложил простой способ останавливать брожение, который с тех пор называется пастеризацией: нагревание выше 52°С в течение десяти минут убивает пивные дрожжи.
Существует множество видов дрожжей, по-разному проявляющих свою жизнедеятельность. Различают две категории дрожжей, применяемых в пивоварении: верхнего брожения и нижнего брожения. В процессе сбраживания сусла дрожжи верхового брожения (8. сегеу1$1ае) всплывают вверх. Дрожжи низового брожения (8. иуагиш) в конце брожения оседают на дно бродильного чана. На 100 литров сусла нужно примерно 0,5 литра дрожжей низового брожения или вдвое меньше дрожжей верхового брожения. Из готового пива извлекается дрожжей вчетверо больше, чем было внесено в сусло в начале процесса брожения. Можно предположить, что пивоварня могла бы работать только на собственных дрожжах. Но на практике одни и те же дрожжи используются не более пятнадцати раз, так как они постепенно вырождаются и теряют чистоту.
Вода. Пиво на 80% состоит из воды. Поэтому свойства каждой марки пива зависят именно от качества воды, а не только от секретов производства.
Вода из-под крана не годится для хорошего пива, так как в избытке содержит известковые соли - карбонаты. Кроме того, некоторые минеральные вещества могут быть полезными и желательными в питьевой воде, но делают ее непригодной для пивоварения. Поэтому воду для пива нередко искусственно смягчают, вода для пива берется из собственной скважины, прежде чем попасть на производство, она проходит многоступенчатую систему очистки и специальную подготовку, а ее качество постоянно контролируется.
Технология приготовления пива
Дробление солода
Первым делом солод направляется в солододробилку для измельчения. В результате дробления получается солодовая мука. По способу дробления различают следующие виды: сухое дробление, сухое дробление с кондиционированием, замочное кондиционирование.
Затирание сусла
Затирание - это процесс перевода всех ценных веществ зерна в экстрактивный раствор и приготовление пивного сусла. В процессе затирания под воздействием температуры и при нескольких температурных паузах происходит растворение частиц солодового помола и преобразование крахмала в более простые виды сахаров. По окончании этой стадии сусло приобретает
сладкий вкус. Искусство пивовара как раз и заключается в том, чтобы найти оптимальные температуры; температуры - это особый рецепт пива, который хранится в секрете.
Фильтрация сусла
Готовый затор после затирания перекачивается в специальный фильтр-чан, где происходит фильтрация первоначального сусла. Если сусло получается не достаточно прозрачным, его прогоняют через фильтр еще раз. Для проверки прозрачности фильтрованного сусла на заводе используют смотровое стекло, по которому отслеживают показания мутности, при необходимости, переключают процесс фильтрации на циркуляцию и обратно. Чем прозрачнее сусло, тем лучше получится пиво.
Кипячение сусла
На этой стадии масса поступает в сусловарочный котел, где происходит его кипячение с добавление хмеля в один или несколько приемов. Как правило, хмель, который был добавлен на раннем этапе кипячения, придает пиву специфический вкус-горечь. Добавление хмеля в конце процесса кипячения придает напитку аромат и смягчает горечь. Кипячение может длиться от 60 до 120 минут.
Осветление и охлаждение охмеленного сусла
Полученное горячее сусло перекачивают в специальный аппарат - гидроциклон, объемом одной варки, для осветления путем осаждения мелких взвешенных частиц хмеля и белка. Принцип действия аппарата таков: струя потока пивного сусла направлена тангенциально, поэтому внутри аппарата происходит вращение сусла. Под действием гидродинамических сил взвешенные частицы собираются в виде конуса в центре днища аппарата. После оседания твердых частиц сусло становится светлым и снимается с осадка, сначала с верхних уровней гидроциклона, а затем с нижних по мере увеличения прозрачности. Процесс обработки сусла занимает 20-30 минут, затем сусло около 1 часа охлаждается до температуры, необходимой для начала брожения.
Брожение
В поток охлажденного пивного сусла через специальную установку для аэрации и дозирования дрожжей сначала впрыскивается стерильный сжатый воздух, а затем дозируются пивные дрожжи. Воздух необходим дрожжам для интенсивного размножения в течение первых 12-24 часов сбраживания пивного сусла. Сусло направляется в один из цилиндро-конических танков (ЦКТ) - аппарат главного брожения. Брожение длится примерно 7 суток при температуре от 12 до 16°С. В это время все сахара, содержащиеся в сусле, сбраживаются, образуя алкоголь, углекислоту и некоторое количество других веществ: глицерин, уксусный альдегид, уксусную, янтарную, лимонную и молочную кислоты. В качестве побочных продуктов брожения из аминокислот образуются высшие спирты, влияющие на аромат и вкус пива. По окончании процесса осевшие дрожжи удаляются со дна ЦКТ. Затем пиво, прошедшее этап брожения, направляют на следующую стадию - дображивания и созревания. Для окончательного созревания «молодое пиво» выдерживается при температуре 0°-2°С. В этот период оно насыщается углекислым газом, происходит медленное сбраживание оставшегося в нем экстракта, осветление и формирование букета и полноты вкуса. После химического анализа, подтверждающего готовность продукта и дегустации, пиво направляется на фильтрацию.
Фильтрация
Поскольку соединения, вызывающие мутность пива, сложные по своему строению и представляют собой широкую гамму размеров частиц, лучшим методом их удаления считается фильтрация пива с использованием вспомогательного материала: кизельгура. Кизельгур - осадочная порода, создающая пористую поверхность, через которую проходит пиво, а частицы веществ, влияющие на мутность, остаются. В последнюю очередь пиво проходит стадию тонкой очистки, во время которой удаляются самые мелкие частицы. При необходимости пиво дополнительно насыщают углекислым газом через карбонизатор и направляют в танк хранения - форфас, из которого пиво подается на розлив.
Розлив
Из форфасов пиво поступает на линии розлива: стеклянные бутылки, алюминиевые банки, ПЭТ-упаковку. Процесс розлива различается в зависимости от типа тары. Но в общем он включает в себя: пастеризацию пива, подготовку тары (мойку и стерилизацию), розлив в тару, наклеивание этикеток, упаковку в коробки и паллеты.
Пастеризация необходима для обеспечения более длительного срока хранения пива. В этом процессе происходит нагрев пива до необходимой температуры на короткий промежуток времени.
Разливается пиво в бутылки, которые прошли тщательную обработку, промыты изнутри и снаружи, ополоснуты, проверены на чистоту в лаборатории. Во время розлива тару, независимо от ее типа, заполняют углекислым газом для эффекта противодавления. Этот эффект дает возможность пиву медленно стечь в бутылку под воздействием силы тяжести, предотвращая вспенивание, утечку углекислоты, попадание в пиво кислорода, а также способствует равномерному наполнению емкости. Затем бутылки закупоривают, на них наклеивают этикетки, оборачивают в термоупаковку, ставят на паллеты и отправляют на склад готовой продукции.
Заключение
Нами были рассмотрены все этапы и все составляющие процесса пивоварения. Представив всю сложность технологического процесса, понятно, почему изготовление пива сравнивается с настоящим искусством. Ведь только чуткий контроль на всех стадиях, опыт и мастерство пивовара делает напиток действительно вкусным и узнаваемым.
Литература
1. Бойко Л.М. «Физико-химические методы контроля бродильных производств». Техника, 1986 - 188 с.
2. Главачек Ф., Лхотский А. «Пищевая промышленность», 1977.
3. Ермолаева Г.А., Колчева Р.А. «Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков». Академия, 2000.
4. Кунце В. «Технология солода и пива». Профессия, 2001.
5. Меледина Т.В. «Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении». Профессия, 2003.
6. Нарцисс Л. «Краткий курс пивоварения». Профессия, 2007.
7. Смирнова Л. «Домашнее пиво и квас». Харвест, 2007.
8. Тихомиров В.Г. «Технология пивоваренного и безалкогольного производств». Колос, 1998.
9. Трегубова Н.Н. 5-е изд., Легкая и пищевая промышленность, 1981.
10. Прист Ф. Дж., Кэмпбелл Й. «Микробиология пива». Профессия, 2005.
