СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА
BEER PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к пивоваренной промышленности и может найти применение в производстве спирта и виноделии.
Известен способ сбраживания дрожжами пивного сусла, предварительно насыщенного кислородом воздуха с целью предотвращения трудностей во время брожения, связанных с замедленным ростом дрожжей, с вялым протеканием процесса сбраживания сахаров сусла, появлением постороннего запаха из-за плохой редукции диацетила и ацетальдегида [1, 2].
Кислород необходим дрожжам для синтеза обязательных компонентов клеточных мембран - стеринов и ненасыщенных жирных кислот, которые в анаэробных условиях спиртового брожения не могут образовываться клеткой. Они служат лимитирующими факторами роста дрожжей, и их содержание определяет физиологическое состояние культуры.
Количество липидных компонентов в среде зависит от состава используемого сырья. В пивном сусле стеринов и ненасыщенных жирных кислот содержится недостаточно, особенно при использовании солода низкого качества, а также замене его различными видами несоложеного сырья. Если концентрация ненасыщенных жирных кислот и стеринов в питательной среде мала, то клетки вынуждены сами их синтезировать. В то же время в присутствии кислорода и при наличии предшественников образование липидных компонентов клетки протекает достаточно быстро.
Недостатками данного способа является повышение окислительно-восстановительного потенциала в среде, особенно при сбраживании высокоплотного сусла (так как его необходимо аэрировать в большей степени из-за высокого содержания экстрактивных веществ), что приводит к окислению присутствующих в сусле веществ и отрицательно сказывается на вкусе и аромате готового продукта.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ ускорения сбраживания среды при внесении в нее или при добавлении к семенным дрожжам специальных препаратов, как однокомпонентных, так и многокомпонентных, содержащих минеральные вещества, аминокислоты, витамины [3]. Применение этих препаратов стимулирует размножение дрожжей, ускоряет разбраживание сусла, предотвращает замедление и остановку брожения, сокращает длительность брожения, способствует глубокому сбраживанию сахаров сусла, увеличивает стойкость дрожжей к автолизу.
Однако данные препараты не содержат и, следовательно, не обогащают среду липидными компонентами, необходимыми дрожжам для синтеза клеточных мембран. Кроме того, в состав этих подкормок в качестве минеральной составляющей входят неорганические вещества (диаммоний фосфат, сульфаты марганца и цинка, метабисульфит калия), чужеродные для пищевого продукта, что с гигиенической точки зрения нежелательно.
Задача изобретения - ускорение процесса сбраживания пивного сусла и улучшение качества пива.
3
3
3
3
3
В предлагаемом способе поставленная задача достигается за счет повышения биохимической и физиологической активности дрожжевой культуры путем внесения в охмеленное охлажденное пивное сусло перед введением в него дрожжей мелкодисперсного порошка пантов в виде 0,1%-ного водного раствора в количестве 0,1-0,5 см/100 см или добавления 0,1%-ного водного раствора мелкодисперсного порошка пантов в количестве 0,1-0,5 см/100 см к жидкой разводке пивных дрожжей, предварительно смешанной с охмеленным охлажденным суслом в соотношении 1:1, последующей выдержке при температуре 2-4°С в течение 0,5-1 ч, после чего семенные дрожжи вводят в сусло при норме введения дрожжей 20 млн. кл./см, брожение осуществляют при температуре 10°С, а дображивание - при температуре 2-3°С.
Ценность пантов определяется их химическим составом, особенно липидным и аминокислотным компонентами [4, 5]. В липидный комплекс входят: фосфолипиды, моно- и диглицериды, стерины, жирные кислоты, триглицериды, эфиры стеринов. Преобладающими фракциями являются фосфолипиды, стерины и свободные жирные кислоты. Большая часть жирных кислот приходится на ненасыщенные кислоты, из которых основные - олеиновая, линолевая, арахидоновая. Из насыщенных кислот доминируют пальмитиновая и стеариновая.
Из аминокислот содержатся как заменимые (преобладают пролин, глицин, аланин), так и незаменимые (в основном лизин, лейцин, валин).
Из минеральных веществ в значительном количестве обнаружены кальций, магний, железо, кремний, фосфор, натрий, калий, марганец, следы - меди, ванадия, кобальта, титана, бария, стронция, молибдена, бора.
Биологическая активность пантов обусловлена также наличием гормонов и факторов роста.
Использование предлагаемой добавки способствует повышению активности ферментов дрожжевой клетки, отвечающих за подготовительную стадию - α-глюкозидазы (мальтазы), β-фруктофуранозидазы (инвертазы), а также собственно процесс спиртового брожения - зимазы (зимазного комплекса), улучшению физиологического состояния культуры (снижению количества мертвых клеток, увеличению клеток почкующихся и с гликогеном), ускорению процесса сбраживания пивного сусла, улучшению качественных характеристик готового напитка.
Наблюдаемые явления связаны с входящими в состав 0,1%-ного водного раствора мелкодисперсного порошка пантов органическими и неорганическими соединениями. Среда для подготовки жидкой дрожжевой разводки и сбраживания обогащается липидными компонентами, которые вносятся с раствором МДП. Дрожжи в этом случае напрямую потребляют жирные кислоты (насыщенные и ненасыщенные), стерины, имеющие низкую точку плавления, что благоприятствует быстрому встраиванию их в мембраны клетки и лучшему проникновению питательных веществ (сахаров, аминокислот) внутрь дрожжевой клетки. Аминокислоты, микро- и макроэлементы являются стимуляторами роста и активаторами ферментов дрожжей.
Применение данного препарата пантов осуществляется следующим образом.
3
3
3
3
3
По известной технологии готовят охмеленное охлажденное пивное сусло, в него перед введением дрожжей вносят мелкодисперсный порошок пантов в виде 0,1%-ного водного раствора в количестве 0,1-0,5 см/100 см или 0,1%-ный водный раствор мелкодисперсного порошка пантов в количестве 0,1-0,5 см/100 см добавляют к жидкой разводке семенных дрожжей, предварительно смешанной с охмеленным охлажденным суслом в соотношении 1:1, выдерживают при температуре 2-4°С в течение 0,5-1 ч, после чего семенные дрожжи вводят в сусло при норме введения дрожжей 20 млн. кл./см, брожение осуществляют при температуре 10°С, а дображивание - при температуре 2-3°С.
Изобретение поясняется примерами.
3
3
Пример 1. Жидкую разводку пивных семенных дрожжей перед введением в среду сбраживания смешивают с охмеленным охлажденным суслом, приготовленным по известной технологии, в соотношении 1:1, в опытные образцы добавляют МДП пантов в виде 0,1%-ного водного раствора в количестве 0,1-0,5 см/100 см и выдерживают при температуре 2-4°С в течение 0,5-1 ч. Контроль - образец жидкой разводки дрожжей, смешанной с охмеленным охлажденным суслом в соотношении 1:1, без внесения добавки.
Изменение активности различных ферментов дрожжевой клетки, а также оценка их физиологического состояния в присутствии 0,1%-го водного раствора мелкодисперсного порошка пантов представлены соответственно в табл.1. и табл.2
Таблица 1
Вариант
Доза 0,1%-го водного р-ра МДП, см<sup>3</sup>/100 см<sup>3</sup>
Длительность обработки, ч
Активность, % от контроля
мальтазы
инвертазы
зимазы
Опыт 1
0,10
0,5
175
270
125
1,0
199
460
151
Опыт 2
0,25
0,5
225
490
198
1,0
250
585
251
Опыт 3
0,50
0,5
540
597
294
1,0
680
627
323
Таблица 2
Вариант
Доза 0,1%-го водного р-ра МДП, см<sup>3</sup>/100 см<sup>3</sup>
Длительность обработки, ч
Количество клеток, %
почкующихся
с гликогеном
мертвых
Контроль
-
0,5
18
30
16
1,0
25
39
15
Опыт 1
0,10
0,5
35
39
8
1,0
51
45
5
Опыт 2
025
0,5
57
54
1
1,0
63
68
0
Опыт 3
0,50
0,5
76
75
0
1,0
87
83
0
Дальнейшее увеличение дозировки 0,1%-ного водного раствора МДП пантов также приводит к возрастанию ферментативной активности, улучшению физиологических характеристик дрожжевой культуры, но в меньшей степени.
Внесение добавки в жидкую дрожжевую разводку перед засевом в сусло способствует увеличению активности ферментов подготовительной стадии брожения (мальтазы, инвертазы) и собственно спиртового брожения (зимазного комплекса), стимулирует процесс почкования и накопления запасных веществ (гликогена), что в дальнейшем положительно сказывается на процессе размножения дрожжей на стадии главного брожения, скорости потребления сахаров сусла и позволяет сократить длительность процесса.
Пример 2. Сбраживание охмеленного пивного сусла осуществляется следующими способами:
3
3
2.1 - в охлажденное охмеленное пивное сусло, приготовленное по известной технологии, перед засевом дрожжей вносят МДП пантов в виде 0,1%-ного водного раствора в количестве 0,1 см/100 см, затем вводят жидкую дрожжевую разводку и по известной технологии проводят процесс брожения;
3
3
2.2 - в сусло перед засевом дрожжей вносят МДП пантов в виде 0,1%-ного водного раствора в количестве 0,5 см/100 см, вводят дрожжевую разводку и далее осуществляют процесс брожения;
3
3
2.3 - жидкую разводку семенных дрожжей перед введением их в сусло предварительно активируют по примеру 1 (доза МДП пантов в виде 0,1%-го водного раствора 0,1 см/100 см, длительность выдержки 1 ч), затем вводят в сусло и осуществляют процесс сбраживания по известной технологии;
3
3
2.4 - жидкую разводку семенных дрожжей активируют по примеру 1 (доза МДП пантов в виде 0,1%-го водного раствора 0,5 см/100 см, длительность обработки 0,5 ч), после чего вводят в сусло и осуществляют процесс брожения;
контроль - сусло сбраживают жидкой разводкой семенных дрожжей без предварительной ее активации и без внесения в среду сбраживания 0,1%-ного водного раствора МДП пантов.
3
Во всех вариантах норма введения дрожжей 20 млн. кл./см с учетом количества мертвых клеток, температура брожения 10°С, температура дображивания 2-3°С.
Результаты исследования представлены в табл.3.
Образцы пива, полученные с внесением 0,1%-го водного раствора МДП пантов в сусло перед брожением или в жидкую дрожжевую разводку перед введением в среду сбраживания, характеризуются более глубоким сбраживанием экстракта, высоким содержанием спирта, низкой концентрацией побочных продуктов (высших спиртов, диацетила), что положительно отражается на органолептических показателях готового напитка. Пиво по предлагаемому способу характеризуется гармоничным вкусом и хмелевой горечью, чистым ароматом. Кроме того, использование 0,1%-ного водного раствора МДП пантов на стадии подготовки дрожжей к сбраживанию и на самой стадии брожения позволяет за счет интенсивного размножения дрожжей быстро снизить рН среды, что способствует лучшему осаждению высокомолекулярных белков (фракция А белка), являющихся потенциальными мутеобразователями пива, что отразилось на повышении стойкости готового напитка.
Таблица 3
Показатели
Предлагаемый способ по примерам
Контроль (без внесения 0,1%-ного водного р-ра МДП)
2.1
2.2
2.3
2.4
Экстрактивность начального сусла, %
11,2
11,2
11,2
11,2
11,2
Максимальное количество дрожжей в процессе главного брожения, млн. кл./см<sup>3</sup>
60,45
68,15
53,88
56,12
47,75
Длительность брожения, сут
5
5
5,5
5,5
7
Действительная степень сбраживания пива, %
57,4
58,3
55,9
56,6
52,9
Объемная доля спирта, %
4,24
4,35
4,12
4,18
4,07
Кислотность, к. ед.
2,50
2,61
2,48
2,53
2,42
Цвет, ц. ед.
0,90
0,70
0,95
0,83
1,1
Фракция А белка, мг/100 см<sup>3</sup>
9,24
7,43
9,96
9,60
11,05
Высшие спирты, мг/дм<sup>3</sup>
81
79
71
76
99
Диацетил, мг/дм<sup>3</sup>
0,09
0,07
0,14
0,11
0,36
Пенообразование: высота пены, мм; пеностойкость, мин
43
43
42
42
40
4,6
4,3
4,4
4,5
3,8
Стойкость непастеризованного пива, сут
9
9
8
8
6
Применение мелкодисперсного порошка пантов в виде 0,1%-го водного раствора в дозах, выходящих за пределы оптимальных, либо приводит к несущественной активизации процесса, либо при выходе за рамки верхней границы интервала нецелесообразно увеличивать расход добавки, так как это не способствует дополнительной активации. Возможно изменение предлагаемой дозы в зависимости от качества сырья и дрожжей.
Источники информации
1. Жвирблянская, А.Ю., Исаева B.C. Дрожжи в пивоварении. - М.: Изд-во «Пищевая промышленность», 1979. - С.13, 16, 58-60, 77, 85.
2. Кунце В. Технология солода и пива. - СПб.: Профессия, 2001. - С.342, 347, 393.
3. Меледина Т.В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. - СПб.: «Профессия», 2003. - С.148-151.
4. Шелепов В.Г., Мальцева Л.П., Тюпкина Г.И. Биологически активные вещества пантов северных оленей // Биологические основы использования лекарственного сырья из продукции оленеводства. - Новосибирск, 1990. - С.13-17.
5. Иванкина Н.Ф. Исследование химического состава, биологической активности пантов пятнистого и северного оленя, вторичного сырья пантового оленеводства в технологии получения кормовых добавок. - Благовещенск, 2003. - 110 с.