Приготовление затора (Затирание)
Технологическая схема производства пива
1. Очистка солода
2. Дробление солода
3. Приготовление затора (затирание)
4. Фильтрование затора
5. Кипячение сусла с хмелем
6. Отделение сусла от хмелевой дробины
7. Осветление и охлаждение сусла
8. Главное брожение сусла
9. Дображивание молодого пива
10. Осветление пива
Очистка солода
Ячменный сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, остатки ростков, случайно попавшие частицы и другие примеси, наличие которых может ухудшить качество пива.
Поэтому отлежавшийся солод очищают на магнитном сепараторе и воздушно- ситовом сепараторе.
Дробление солода
Биохимическим процессам растворения при затирании солода предшествует механический процесс дробления, который необходимо проводить очень тщательно, так как от состава помола зависит выход экстрактивных веществ. Решающее значение имеет содержание в дробленом солоде шелухи(оболочки). Растворимые составные части помола легко переходят в воду, а не растворимые разлагаются под действием ферментов. Чем тоньше помол, тем полнее извлекаются экстрактивные вещества. Но не следует проводить очень тонкий помол, так как. извлекаются дубильные и горькие вещества, ухудшающие качество пива, снижается качество фильтрации затора. Поэтому процентное содержание помола должно быть такое:
· оболочка 18-25%,
· крупная крупка 8-12%,
· мелкая крупка 30-40%,
· мука 25-30%.[1]
Приготовление затора (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.
Количество единовременно обрабатываемых измельченных зернопродуктов называют засыпью, объем применяемой воды - наливом, а полученный продукт - затором. Обычно на затирание 100 кг зернопродуктов расходуют 350-500 л воды.
На первых стадиях затирания в раствор переходят углеводы, частично белки и продукты их гидролиза, пектиновые, дубильные и горькие вещества и минеральные соли. 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 гидролизуется до декстринов, мальтозы и глюкозы. Низкомолекулярные сахара используются затем при брожении, а декстрины придают пиву полноту вкуса и повышают его вязкость. Амилолитические ферменты также гидролизуют полисахариды, входящие в состав клеточных стенок зернового сырья. Продукты гидролиза некрахмальных полисахаридов повышают выход экстракта, снижают вязкость раствора, благоприятно влияют на вкус пива, образование пены и ее устойчивость.
Как и крахмал, белки начинают гидролизоваться в процессе солодоращения. Белки и продукты протеолиза обусловливают образование пены пива, влияют на его стойкость при хранении и улучшают органолептические свойства. Также продукты гидролиза белков необходимы для питания дрожжей.
При затирании протекают также многочисленные неферментативные процессы: экстракция образующихся растворимых веществ, частичная коагуляция белка и др.
Затирание можно производить двумя способами: настойным или отварочным. При настойном способе затор нагревают до 85 °С, делая паузы при
· 37-40°С – цитолитическая, 20-30 мин,
· 50-52°С – протеолитическая (белковая), 20-30 мин,
· 62-64°С – амилолитическая (мальтозная), 20-30 мин,
· 70-72°С – осахаривание, до полного осахаривания крахмала. Полнота осахаривания проверяется по йодной пробе.
·
Данные температуры являются оптимальными для работы определённых групп ферментов (эндопептидаз, амилаз и др.). Затем температуру затора повышают до 75-77°С. Полученное этим способом сусло богато ферментами, содержит много мальтозы и аминокислот, мало декстринов и поэтому сильно сбраживается. При получении сусла для верхового брожения применяют настойный способ.
При отварочном способе часть затора из одного заторного аппарата перекачивают в другой. Там его кипятят, затем возвращают обратно. Эту часть затора называют отваркой. В зависимости от количества отварок бывают одно-, двух- и трехотварочные способы. Таким образом, температура массы основного затора повышается с теми же температурными паузами, что и при настойном способе. Наиболее распространен двухотварочный способ, потому что он дает возможность перерабатывать солод любого качества при приемлемых затратах энергии. Одноотварочный применяют только при переработке солода высокого качества. Трехотварочный - при переработке солода невысокого качества или для приготовления темных сортов пива (недостаток этого способа - высокие затраты энергии).
Двухотварочный способ затирания. Этот способ наиболее распространен, так как дает возможность перерабатывать солод различного качества. В зависимости от этого температурный режим может изменяться.
В заторный котел набирают 1/2- 1/3 воды, необходимой для затора, включают мешалку, засыпают дроблёный солод и вводят остальное количество воды. Температура затора поднимается до 50-52°С. При этой температуре затор выдерживают 15-30 мин. Далее в отварочный котел забирают около 1/3 затора и, перемешивая, подогревают его до 63С. Останавливают мешалку и прекращают нагревание. Продолжительность мальтозной паузы 15-30 мин. Затем отварку подогревают до 70-72°С., при перемешивании, перекрывают подачу пара, останавливают мешалку и выдерживают 20-30 мин для осахаривания. Массу отварки быстро нагревают до кипения и кипятят 15-30 мин. Эта часть затора называется первой отваркой. При работающих в заторном и варочном котлах мешалках первую отварку медленно перекачивают в основной затор.
После смешивания основного затора с первой отваркой температура заторной массы устанавливается 63-65°С и при этой температуре выдерживают паузу в течении 10-15 мин. Затем 1/3 густой заторной массы перекачивают в отварочный котел, нагревают до 70-72°С, выдерживают 20 мин, быстро нагревают до кипения и кипятят 5-20 мин в зависимости от качества солода и сорта пива. Продолжительность кипячения отварки увеличивается при переработке плохо растворенного солода и приготовлении темных сортов пива. После кипячения эту часть затора, называемую второй отваркой, медленно, при неполном заполнении трубы соединяющей котлы, возвращают к основному затору. После этого температура всего затора повышается до 75-77°С и затор оставляют в покое до полного осахаривания, определяемое пробой на йод. После чего затор перекачивают на фильтрование.
Выход экстракта при отварочном способе выше, чем при настойном. Это обусловлено тем, что при отварочных способах затор подвергают не только ферментативному, но и физическому воздействию (кипячению). Отварочные способы дают сусло для низового брожения.
В зависимости от способа затирания и температурных пауз процесса можно получить сусло разного состава, а следовательно и различные сорта пива. Чтобы получить светлые сорта пива процесс необходимо вести таким образом, чтобы в результате осахаривания получилось больше сахаров для более глубокого выбраживания, а для темных сортов пива - больше декстринов.
Несоложеное сырье (рис, пшеницу и т.п.) затирают в смеси с солодом или подрабатывают отдельно, а затем смешивают с солодом и готовят общий затор.
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.
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, что приводит к увеличению растворения кремниевой кислоты, полифенольных, дубильных, горьких и других веществ оболочки зернопродуктов. Это повышает цветность пива и может служить причиной ухудшения его вкуса.
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 -амилазы, которая завершает гидролиз остатков крахмала. Кроме того, более высокая температура способствует увеличению растворимости продуктов гидролиза белка, полифенольных и других веществ, что влияет на стойкость пива. В щелочной воде легко растворяются дубильные и горькие вещества оболочек. Но при длительном экстрагировании даже вода нормального состава извлекает из оболочек вещества, обусловливающие неприятный вкус пива.
Наиболее распространены периодические способы фильтрования с использованием фильтрационного аппарата или фильтр-пресса. На 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 фильтр-аппарат. По окончании фильтрования первого сусла дробину промывают водой температурой 70-80 °С. Промывание ведут до содержания сухих веществ в промывной воде 0,5 %. Дальнейшее вымывание экстракта экономически нецелесообразно, так как ведет к выщелачиванию веществ, ухудшающих вкус пива, и перерасходу топлива на выпаривание избытка воды.
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 75-80 °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.
Дробленые зернопродукты всегда содержат некоторое количество микроорганизмов. При кислой реакции среды сусла стерилизация достигается уже через 15 минут 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. 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.
Дозировка хмеля зависит прежде всего от вида изготавливаемого пива. Светлое пиво обычно охмеляют больше, чем темное, а крепкое — больше, чем слабое. Причиной этого до определенной степени является более низкое содержание осаждаемых белков в слабом сусле, так что при варке хмеля потери горьких веществ в виде бруха меньше. На интенсивность и качество горечи влияют проведение варки сусла с хмелем и условия при брожении и дображивании. Существенное влияние имеет химический состав производственной воды. Мягкие воды с низким содержанием карбонатов требуют большей дозы хмеля, горечь такого пива приятнее, тоньше. Пиво же из твердых карбонатных вод отличается при более низком охмелении резкой и грубой горечью. Наконец, при охмелении следует учитывать то, что свежий, хорошо сохранившийся хмель более продуктивен, чем старый. При определении дозировки хмеля не в последнюю очередь учитываются требования потребителей к горечи отдельных сортов пива.
Критерием для определения горечи является содержание изосоединений (изогумулонов) в пиве, определяемое по Клопперу, или индекс горечи по Салачу. Этот способ регулировки горечи пива облегчает сохранение равномерной горечи, и если перерабатывают свежий хмель, то при использовании хмеля с высшей величиной горечи можно сэкономить его. Однако учитывая то, что на конечную горечь пива влияют и другие факторы (производственная вода, интенсивность и время кипения, влияние окисления, время дображивания), нельзя, учитывая разную степень проявления этих влияний, использовать общую величину горечи как общепринятую норму. При неизменных же производственных условиях одного завода установление нормы величины горечи, как описано выше, дает удовлетворительные результаты.
Дозировку шишкового хмеля в сусле определяют по единым нормам, приведенным в таблице. В зимний период норма расхода хмеля может быть уменьшена на 10%, а в летний – увеличена на 10% для получения более стойкого пива.
| Пиво | Кол-во хмеля, г на 1 дал пива | Сорт хмеля |
| Жигулевское | II -50%, III – 50% | |
| Рижское | I | |
| Московское | I | |
| Ленинградское | I | |
| Украинское | II | |
| Мартовское | I | |
| Портер | I – 50%, II – 50% |
При приготовлении сусла на воде с высоким содержанием карбонатов горечь пива будет выше. В этом случае, чтобы не получить пиво с резкой горечью, снижают количество вносимого хмеля и сокращают продолжительность кипячения сусла.
Сусло с хмелем кипятят в сусловарочных аппаратах. Кипятят сусло с хмелем 1.5-2.5 часа, при этом хмель вносят в 2-4 приема. Поступающее в сусловарочный аппарат сусло должно иметь температуру 63-75 °С, для того чтобы предохранить ею 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. Наиболее интенсивно сусло кипятят в середине варки. В начале варки стараются избежать сильного вспенивания, а в конце — гарантировать хорошее образование хлопьев.
Конец кипячения сусла определяют по содержанию сухих веществ в нем, свертыванию белково-дубильных веществ, образованию хлопьев и прозрачности горячего сусла.