Определение потерь при солодоращении
Важным фактором контроля солодовенного производства является определение потерь при солодоращении, которые рассчитывают обычно по массам замоченного ячменя и готового солода, очищенного от ростков и пыли. По массе 1000 зерен ячменя и солода также можно определить потери, тогда как сравнение массы гектолитра ячменя и солода дает неверный результат, поскольку их объемы меняются непропорционально изменению массы. Из отдельных составляющих точному определению поддается содержание влаги и потери при проращивании, все остальные показатели являются расчетными. Надежнее определять потери отдельно для каждого солодорастильного аппарата, поскольку в этом случае можно получить точное представление о ходе технологического процесса.
При расчете потерь при солодоращений можно использовать следующую формулу:
Потери BCB вычисляют по формуле
(G-M)/G
где G - масса ячменя;
M - масса солода после удаления ростков.
Потери CB рассчитывают по формуле
100 – ((Mсв-100)/Gсв)
где Mсв - CB солода, равные M • (100 - влажность солода),
a Gсв - CB ячменя, равные G • (100 - влажность ячменя).
Свойства солода
Оценка солода осуществляется на основании внешних признаков и данных, получаемых с помощью механических и технохимических методов анализа. При рассмотрении общепринятых методов оценки следует учитывать возможные связи между показателями солода и свойствами пива.
Внешние признаки
Внешние признаки оценивают путем визуального и ручного обследования. Прежде всего они дают представление о степени очистки солода, его цвете, запахе и вкусе.
1.8.1.1. Степень очистки. Степень очистки определяют путем контроля за удалением ростков солода, содержанием сорняков, пыли, посторонних, колотых, заплесневевших или непроросших зерен.
1.8.1.2. Цвет солода должен быть желтоватым и чистым. Заплесневевший солод характеризуется наличием зеленых, черных или красных пятен. Железосодержащая замочная вода придает солоду матовый, почти серый оттенок. «Тигрение» указывает па применение при подсушивании и сушке солода мазута с большим содержанием серы. Сортирование солода по содержанию красных зерен важно для профилактики повышенного пенообразования пива, гашинг-эффекта (см. раздел 7.6.7).
1.8.1.3. Запах и вкус зависят от типа солода. Светлый солод характеризуется слабым, а темный - сильным хлебным ароматом, но запах должен быть чистым, не затхлым, кислым или подгорелым, без постороннего запаха плесени. Солод с плесневелым или землистым запахом или вкусом или земли следует браковать, как и солод с дымным привкусом. Запах надежно определяется при затирании солода.
Механический анализ
К механическим анализам относят определение массы гектолитра и 1000 зерен, качества сортирования, засоренности, мучнистости, рыхлости, плотности и развития зародышевого листка.
1.8.2.1. Масса гектолитра дает представление об объеме солода; на ее основании невозможно рассчитать массу гектолитра исходного ячменя и потери. Масса 1 гл изменяется от 47 до 60 кг. Масса 1 гл хорошо растворенного и высушенного солода составляет от 48 до 55 кг. Более точно объем солода можно определить по его плотности, которая составляет 1,08-1,20 г/см3; у хорошего солода она не должен превышать 1,12 г/см3. Чем лучше и равномернее растворено зерно, тем ниже его плотность, которая повышается при значительной степени обрушки и больших потерях цветочной оболочки на солодовенных предприятиях. Наиболее надежные показатели получают при определении плотности свежевысушенного солода после отбивки ростков.
1.8.2.2. Масса тысячи зерен солода тем меньше, чем лучше солод растворен и чем больше потери на дыхание при проращивании. Масса 1000 зерен в пересчете на воздушно-сухое вещество составляет 28-38 г, а масса сухого вещества - 25-35 г. Масса тысячи зерен темного солода меньше, чем светлого.
Сортирование позволяет судить об однородности зерен по размеру.
1.8.2.3. Стекловидность солода. Надежным методом определения стекловидности зерен является проба на срез, выполняемая путем поперечного разреза точно по середине зерна, однако при поперечном разрезе о стекловидности концов зерна и на этом основании - о равномерности растворения судить невозможно. Объективное представление о свойствах эндосперма дает только продольный разрез, но поскольку для анализа требуется разрезать 200 зерен особым образом, этот метод оказывается весьма трудоемким.
Количество полностью стекловидных зерен свидетельствует о количестве непроросших зерен и не должно превышать 2 %. Мучнистость светлого солода должна составлять более 95 %.
1.8.2.4. Рыхлость солода можно определить с помощью пробы на погружение (< 10 % всплывших зерен - «очень хорошо») и с помощью фриабилиметра Шапо. У хорошо растворенного солода количество мучнистых зерен должно составлять более 80 %, а полностью стекловидных - менее 2 %. Зачастую полустекловидную фракцию (размером более 2,2 мм) дополнительно просеивают через сортировочное сито. Определить степень растворения и выполнить расчет однородности позволяют также методы окрашивания калькофлером и метиленовым синим.
1.8.2.5. Рост зародышевого листка дает представление о равномерности проращивания и связан с происходящими в солоде превращениями, а следовательно, и с процессом растворения эндосперма. Средняя длина зародышевого листка у светлого солода составляет 0,7-0,8, у темного - выше 0,8.
Технохимический анализ
Технохимический анализ включает определение влажности, способности к осахариванию и выхода экстракта. Лабораторный (конгрессный) анализ проводится с солодом как тонкого, так и грубого помола. Полученное лабораторное сусло служит основой для последующих исследований цветности, внешнего вида, продолжительности фильтрования, запаха и вкуса. Кроме того, определяют содержание азота, гумми- и дубильных веществ, также конечную степень сбраживания, на основании которых можно делать выводы о возможности дальнейшей переработки солода.
1.8.1.3. Влажность свежевысушенного солода составляет 1,5-4,0% (влажность темного солода ниже, чем светлого). При хранении влажность, как правило, возрастает на 0,5-1 %, и по современным представлениям она не должна превышать 5,0 %.
1.8.3.2. Экстрактивность солода (лабораторный выход экстракта) в пересчете на воздушно-сухое вещество солода составляет 72-79 %. Выход экстракта в пересчете на CB солода - от 77 до 83 %, причем для стандартного солода - более 80 %.
1.8.3.3. Разность экстрактов солода грубого и тонкого помолов характеризует степень цитолитического растворения и одновременно ферментативный потенциал солода. Согласно требованиям EBC эта разность у хорошо растворенного солода не должна превышать 1,8%.
1.8.3.4. Вязкость конгрессного сусла дополняет результаты предыдущего метода и составляет 1,48-1,75 (обычно 1,52-1,58 мПа · с).
1.8.3.5. Продолжительность осахаривания у светлого солода составляет 10-15, а у темного 15-30 мин. Кроме того, контролируют запах затора и конгрессного сусла. У разбавленного (в соотношении 1 : 6) конгрессного сусла запах менее стоек и поэтому является показательным только при наличии грубых технологических ошибок.
1.8.3.6. Цветность конгрессного сусла в настоящее время определяют только в единицах ЕВС. У светлого солода цветность составляет 2,5-4 ед. ЕВС, у средне-окрашенного («венского» типа) - 5-8 ед., а у темного - 9,5-21 ед. ЕВС. Наиболее наглядное представление о цветности можно получить после кипячения конгрессного сусла. У солода пильзеньского типа цветность конгрессного сусла должна быть ниже 3,0, а цветность кипяченого сусла - ниже 5,2 ед. ЕВС.
1.8.3.7. Внешний вид сусла, а также скорость его фильтрования необходимо контролировать. Ценится высокая скорость фильтрования и прозрачность конгресс-ного сусла.
1.8.3.8. Конечная степень сбраживания конгрессного сусла должна составлять более 80 %. Как правило, это значение имеют немецкие чистосортные ячмени.
1.8.3.9. Степень расщепления белков оценивается по степени растворимости белка (число Кольбаха). У солода с содержанием белка около 10,5% хорошей считается степень растворимости 38-42 %. У темного солода вследствие расходования низкомолекулярного азота па образование меланоидинов она ниже и составляет 37-40 %. Так как число Кольбаха при различном содержании белка в солоде может существенно отличаться, обычно указывают количество растворимого азота на 100 г CB солода. Обычно оно составляет 640-700 мг, но у солода, богатого белком, оно может быть и выше (см. раздел 1.4.1.2). Как правило, свободный α-аминный азот должен составлять около 20 % общего растворимого азота.
1.8.3.10. Четырехзаторный метод по Гартонгу-Кречмеру подразумевает проведение 4-х различных затираний при температурах 20,45,60 и 80 °С. и дает критерии для оценки содержания экстракта, ферментативной активности солода и его рыхлости. Стандартные показатели для удовлетворительно растворенного солода составляют для VZпри 20 °С - 24 %, VZпри 45 °С - 36 % , VZ при 65 °С -98,7 % и KZ при 80 0C - 93,7 %. Показатель переработки представляет собой разность средней величины по четырем заторам и 58,0. Тем самым значение показателя находится в интервале от 0 до 10 и оценивается следующим образом: 0-3,5 - «недорастворён», 4-4,5 - «слабо растворён», 5 - «удовлетворительно», 5,5-6,5 - «хорошо растворён», 6,5-10 - «обладает высокой ферментативной активностью». Наиболее наглядным является показатель, получаемый при температуре затирания 45 °С, причем при его использовании можно обойтись без трудоемких методов исследования. Он четко показывает, какие требуется соблюдать требования к ячменю, его обработке до солодоращения, к способам солодоращения и сушки, чтобы получить стандартное значение и даже требуемые 38 %.
1.8.3.11. Значение pH конгрессного сусла обычно составляет около 5,9. Темный солод получается в результате усиленного образования меланоидинов и повышения pH до pH 5,7. Применение серосодержащего топлива при подсушивании и сушке снижает значение pH примерно на 0,15, что обычно способствует увеличению выхода экстракта и повышает показатели растворения (например, показатель степени растворения белка при 45 °С). Расход 1 и. раствора NaOH на первой стадии (pH до 7,07) составляет обычно 3,8-4,2, на второй (pH до 9,0) - около 10,5-13 см3; в результате общая кислотность составляет 14,3-17,2 см3.
1.8.3.12. Стойкость солода при сушке невозможно надежно определить ни с помощью определения его способности к прорастанию, ни досушиванием (5 ч при температуре 86 °С). Цветность сусла после кипячения также не дает исходных данных, хотя она и является своего рода индикатором ожидаемого цвета пива. Цветность сусла после кипячения зависит от сорта и происхождения ячменя, от способа солодоращения и от температуры сушки (см. раздел 1.6.1.2) - она тем больше, чем выше температура сушки. Для светлого солода она составляет 1,5-3,5 ед. EBC (обычно 2-2,5 ед. ЕВС). Хорошим индикатором является содержание ДМС-предшественников (допустимое значение в зависимости от способа кипячения сусла составляет 5-7 мкг/кг). Содержание нитрозодиметиламина (НДМА) не должно превышать 2,5 мкг/кг.
Заключение о процессе окрашивания можно дать на основе анализа содержания гидроксиметилфурфураля (ГМФ) или тиобарбитурового числа (ТБЧ). У правильно подсушенного и высушенных солода эти показатели составляют соответственно 5-8 ГМФ и 13-20 ТБЧ.
1.8.3.13. К дополнительным исследованиям относятся прямые методы определения ферментивной активности (диастатическая сила - 220-290 °WK, активность α-амилазы - 30-60 ед. ASBC), а также микробиологические, хроматографические и спектрофотометрические анализы. Достаточно достоверный тест для определения возможности гашинг-эффекта можно провести как на ячмене, так и на солоде с помощью несброженного высококарбонизированного экстракта.
Солод должен обладать свойствами, позволяющими провести его хорошую переработку и обеспечить необходимый выход в варочном отделении (в первую очередь, гарантировать быстрое и устойчивое сбраживание). Только в этом случае готовое пиво будет обладать желаемыми свойствами.
Другие типы солода
Пшеничный солод
Пшеничный солод производят аналогично ячменному, но при этом из-за отсутствия у зерна цветочных оболочек следует учитывать ряд особых моментов.
1.9.1.1. Содержание белка в пивоваренной пшенице должно не превышать 12 %. Озимые сорта пшеницы, обладающие хорошей, но не глубокой растворимостью, а также пониженной стойкостью к поражению микроорганизмами, являются более предпочтительными по сравнению с яровой пшеницей и дают хорошие результаты при солодоращении - прежде всего нормальную цветность солода, сусла и пива. Фенольное число, являющееся грубым индикатором содержания оксидоредуктазы, у такой пшеницы низкое.
Сорта пивоваренной пшеницы, как и сорта пивоваренного ячменя, постоянно совершенствуются, и за информацией о наилучших сортах рекомендуется обращаться к ежегодным изданиям.
1.9.1.2. Солодоращение пшеницы характеризуется стремительным потреблением воды, и при использовавшихся прежде способах замачивания с выраженным «мокрым» замачиванием его продолжительность сокращается на 30 %, то есть примерно до 48 ч. При современных способах замачивания с воздушными паузами для достижения нужной влажности можно проводить первое «мокрое» замачивание в течение 3 ч до влажности 30 %, а после воздушной паузы в течение 15-18 ч - второе «мокрое» замачивание до влажности, характерной для прорастания и равной 38 % (желательно с температурой 17-18 °С), что достаточно для получения хорошо растворенного солода в течение 6 сут проращивания.
При проращивании следует учитывать, что зерна без цветочной оболочки слеживаются и склонны к перегреву. Поэтому с самого начала требуется более холодное ведение грядки, чем для ячменного солода, вследствие чего зерно на току располагают более тонким слоем. В первые сутки проращивания для обеспечения равномерного прорастания материал ворошат каждые 8-12 ч. На 3-4-е сут. грядку оставляют на 16-20 ч для «схватывания». Зародышевый листок развивается в первые дни под семенной оболочкой, на третьи сутки он ее прорывает и развивается затем сбоку зерна. Слишком частого ворошения следует избегать, чтобы не повредить зародыш, так как его повреждение вызывает развитие на зерне плесени и может помешать преобразованиям веществ внутри зерна.
В солодорастильных ящиках солодоращение можно проводить как при возрастающих (с 12 до 18 °С), так и при убывающих (с 17-18 до 12-13 °С) температурах. По сравнению с пивоваренным ячменем при одинаковой продолжительности проращивания для пшеницы требуются более низкие значения температуры и влажности.
1.9.1.3. Сушка пшеничного солода, особенно на многоярусных сушилках, проводится осторожнее, чем сушка ячменного солода. В одноярусных сушилках высокой производительности подсушивание осуществляется следующим образом: 1-й ч - при 45 °С, 2-й ч - при 50 °С, 3-й ч - при 55 °С, следующие 3 ч - при 60 °С, затем 2 + x ч - при 65 °C до «проскока». Затем через 2 ч производится нагрев до 77° С, и эта температура поддерживается 2 ч, а следующие 2-3 ч поддерживают температуру сушки 80 °С. Во избежание чрезмерного окрашивания рециркуляционный воздух следует использовать несколько осмотрительнее, чем для светлого ячменного солода. Из-за потери ростков содержание белка в солоде на 0,5-0,7 % ниже, чем в исходной пшенице.
1.9.1.4. Анализ пшеничного солода. Влажность пшеничного солода составляет 4,8-5,5 %. Вследствие затрудненного обезвоживания (небольшой зародышевый корешок, меньшая продолжительность сушки) влажность пшеничного солода примерно на 0,5 % выше ячменного. В пересчете на CB содержание экстракта в зависимости от содержания белка составляет 83-87 %. Содержание белка не должно превышать 11,5 %. При разности экстрактов 1,0-2,0 % вязкость составляет 1,60-1,75 мПа с. Степень растворения белка из-за потери зародышевого листка ниже, и хорошим считается степень растворения 36-39 %. Число Гартонга (VZ 45 °С) обычно на 2 % выше степени растворения белка. Содержание коагулируемого и осаждаемого сульфатом магния азота в сусле из пшеничного солода примерно в 2 раза больше, чем в сусле из ячменного; содержание свободного аминного азота в сусле из пшеничного солода составляет 12-14 % всего растворимого азота. Средние значения цветности для светлого пшеничного солода составляют от 3 до 4,5 ед. ЕВС, а темного - 10-20 ед. ЕВС. Высокая диастатическая сила (250-350 °WK) не всегда сопровождается высокой α-амилазной активностью. Конечная степень сбраживания составляет около 80 %.