СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА
BEER PRODUCTION METHOD

Известен способ производства пива, предусматривающий затирание светлого солода с несоложеным ячменем, предварительно обработанным в барогидротермическом режиме, фильтрование полученного сусла, кипячение его с хмелепродуктами, сбраживание, дображивание, осветление и розлив (см. пат. РФ 2270852, С1, 24.11.2004) [1].
При этом способе барогидротермическую обработку несоложеного ячменя ведут при температуре не более 200°С под давлением пара не ниже 0,5 МПа в течение не более 60 с до содержания массовой доли влаги ячменя 12,5…15% с сохранением целостности формы зерна, которое для приготовления сусла берут в количестве до 40%, затирание проводят настойным методом при начальной температуре 40°С. Данный способ позволяет повысить экстрактивность несоложеного ячменя и увеличить активность ферментов амилазного комплекса, однако он очень сложен, трудоемок и требует специального дорогостоящего оборудования.
Кроме этого требование контролировать целый ряд параметров на входе процесса (температуру, давление пара, время обработки) и на выходе (влажность продукта) усложняет проведение технологического процесса, так как необходимо обеспечить заданную первоначальную влажность обрабатываемого ячменя.
Наиболее близким по сущности является способ производства пива, предусматривающий затирание светлого солода с несоложеным ячменем, предварительно обработанным путем экструзии, фильтрование полученного сусла, кипячение его с хмелепродуктами, сбраживание, дображивание, созревание, осветление и розлив.
В данном способе в качестве несоложеного, экструдированного сырья используют текстурированную муку, полученную путем эструдирования шелушенного зерна или крупы, при увлажнении до 28%, температуре от 110°С до 240°С и давлении до 60 атм с последующей досушкой до влагосодержания не выше 8% и размалыванием до размеров не более 2 мм (см. пат. РФ 2212436, С1, 20.09.2003) [2]. Этот способ позволяет улучшить осахаривание затора, однако использование муки в качестве несоложеного сырья ухудшает условия для последующего фильтрования, усложняет технологию и увеличивает затраты на производство пива.
При этом способе обработки экструдированного продукта кроме экструдера необходимо иметь оборудование для досушки сырья и его размалывания, а затраты энергии на эти технологические операции значительно увеличивают стоимость вырабатываемого пива.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение экстрактивности ячменя, повышение эффективности гидролиза крахмала, интенсификация процесса осахаривания, снижение затрат на обработку зернового сырья, а также повышение интенсивности процесса сбраживания пивного сусла.
Этот результат достигается тем, что перед затиранием сырье подвергают экструзионной обработке в течение 15…25 с при температуре 120…130°С, после чего зерновое сырье на выходе из фильеры подвергают воздействию пониженного давления. Величина пониженного давления (вакуума) регулируется в зависимости от содержания влаги в обрабатываемом сырье. На выходе из экструдера обрабатываемое сырье разрезается на частицы размером 5…6 мм режущим устройством, входящим в состав экструдера. Подготовленное таким образом зерновое сырье полностью готово к затиранию и осахариванию совместно с солодом.
Способ реализуется следующим образом.
Зерно и солод вместе или раздельно подвергают экструзионной обработке в течение 15…25 с при температуре 120…130°С. В этом случае процесс обработки ячменя осуществляется путем совместного действия высокой температуры и давления, создаваемых рабочим органом экструдера. На выходящее из матрицы экструдера сырье воздействуют пониженным давлением, равным 0,045…0,055 МПа, и разрезают на частицы с размерами 5…6 мм.
Затем несоложеное зерно затирают и осахаривают совместно с солодом.
Разрушение клеточных стенок крахмала в результате экструзионной обработки значительно интенсифицируется при воздействии пониженного давления и приводит к повышению доступности крахмальных зерен для ферментов солода и активизации процесса гидролиза крахмала. В результате увеличивается и облегчается выход экстрактивных веществ из несоложеного сырья, а нативные ферменты оказываются более активными. Степень разрушения крахмальных зерен зависит от температуры и времени экструзионной обработки, а также влажности обрабатываемого сырья. Содержание влаги в обрабатываемом сырье регулируется путем изменения величины вакуума на выходе из фильеры.
При экструзионной обработке сырья за время менее 15 с клеточные стенки крахмала не разрушаются, а при превышении 25 с наблюдается эффект денатурации белков и снижения активности ферментов. Температура обработки ниже 120°С за короткий период времени не приводит к разрушению клеточных стенок крахмала, а температура выше 130°С приводит к денатурации белков, деструкции витаминов и клейстеризации крахмала.
Предварительная экструзионная обработка сырья и воздействие вакуума на выходе из фильеры вызывает биохимические изменения, способствующие снижению содержания нативного крахмала и повышению водорастворимых углеводов. Кратковременный прогрев (не более 25 с) в условиях экструзионной обработки предотвращает деструкцию витаминов. Наличие витаминов и повышенной доли аминного азота в зерне позволяет достичь более интенсивного сбраживания пивного сусла (табл.1).
Таблица 1
Изменение физико-химических показателей качества ячменя при экструзионной обработке
Показатели
Контроль
Обработанное зерно
Массовая доля влаги, %
12,0
12,6
Сырой протеин, %
13,1
12,0
Содержание аминного азота, мг/100 г
39,4
47,4
Крахмал, %
62,0
50,0
Экстрактивность, % (на сухое вещество)
78,0
79,8
Процесс осахаривания интенсифицируется за счет разрушения клеточных мембран, способствующего снижению диффузионного сопротивления сырья. Повышается выход экстрактивных веществ в раствор. Результаты оценки физико-химических и технологических показателей пивного сусла, приготовленного с применением различного количества ячменя после экструзионной обработки (15, 20, 25% от общей массы зернопродуктов) приведены в табл.2. В качестве контроля использовали сусло, приготовленное из 85% солода и 15% необработанного ячменя.
Осахаривание с наибольшей скоростью протекало в опытных образцах за счет более эффективного гидролиза крахмала.
Таблица 2Физико-химические показатели пивного сусла
Образец
Кислотность, к.ед.
Цветность, ц.ед.
Аминный азот, мг/100 см<sup>3</sup>
Содержание мальтозы, г/100 см<sup>3</sup>
Продолжительность осахаривания, мин
Контрольный
1,58
0,48
43,5
8,7
20
1
1,65
0,52
52,7
8,8
18
2
1,71
0,52
54,4
8,7
18
3
1,78
0,53
46,8
8,65
25
Образец 1 - 15% обработанного ячменя; образец 2 - 20% обработанного ячменя; образец 3 - 25% обработанного ячменя
Установлено повышение содержания аминного азота: при внесении 15% обработанного ячменя - на 21%; при внесении 20% - на 25%. При внесении 25% обработанного ячменя повышение аминного азота было заметно ниже - 7,5%. Процесс осахаривания в этом образце проходил заметно медленнее в сравнении с контрольным образцом.
Брожение опытных образцов пивного сусла происходило более активно, отмечено глубокое сбраживание экстракта, а также сокращение продолжительности брожения на 24 часа при достижении стандартных показателей качества готовой продукции (табл.3).
Таблица 3
Показатели качества готового пива
Показатель
Образцы
Контроль
1
2
3
Действительный экстракт, %
4,4
4,3
4,0
4,3
Объемная доля спирта, %
4,0
4,3
4,5
4,3
Способ позволяет ускорить процесс брожения при сохранении качества готового продукта и снизить расход зернового сырья.
Источники информации
1. RU 2270852 C1, 27.02.2006
2. RU 2212436 C1, 20.09.2003