Приготовление пива – один из самых сложных технологических процессов в пищевой промышленности. Для получения напитка высокого качества пивоварам нужно учитывать множество нюансов и тщательно подбирать ингредиенты. Дальше мы рассмотрим важные этапы классической технологии пивоварения, которую использует большинство современных заводов.

Сначала выясним, из чего делают пиво. В традиционной рецептуре допускается наличие только четырех ингредиентов:

Солод – продукт, получаемый путем проращивания злаков. Для изготовления пива используется ячмень, прошедший соложение, – процесс, способствующий прорастанию зерна. После замачивания ячмень разбухает, внутри зерен начинаются химические реакции, расщепляющие крахмал на нужный для брожения солодовый сахар.

Вода. В пивоварении воду различают по составу и концентрации солей. Для некоторых сортов пива лучше подходит «жесткая вода» (с высоким содержанием солей), например, для мюнхенского. Есть сорта, сделанные исключительно на воде с низким содержанием солей, это пльзеньское пиво. Современные технологии позволяют регулировать концентрацию солей в воде с очень высокой долей точности, что упрощает производство.

Хмель. Придает пиву характерный горький вкус, душистый аромат и отвечает за пенообразование. Заменить хмель в производства пива без потери качества невозможно. Это уникальное растение, в состав которого входит более 200 веществ, отвечающих за вкус. Интересно, что для пива годятся только шишки женских растений хмеля.

Дрожжи. На современных заводах используют специальные пивные дрожжи семейства Saccharomycetes, которые не встречаются в природе, а выведены искусственно специально для пивоварения. В зависимости от технологии брожения в производстве пива участвуют два вида дрожжей:

• верхового брожения (Saccharomycetaceae cerevisiae) – подходят для таких видов пива как портер, эль и стаут;
• низового брожения (Saccharomycetaceae carlsbergensis) – применяются при изготовлении лагерного и среднеевропейского пива.

Разница между этими видами пивных дрожжей в том, что на окончательной стадии дрожжи верхового брожения собираются на поверхности (всплывают), а низового – на дне сусла. Это заметно влияет на вкус.

Этапы производства пива

1. Приготовление сусла. Вначале ячменный солод дробят, но зерна не должны превратиться в однородную массу. В составе сусла обязательны большие и мелкие крупинки. Это называется солодовым помолом. В разных сортах пива соотношение крупных и мелких частиц отличается.

Затем солодовый помол смешивают с водой. Этот процесс называется «затиранием», а полученная смесь – затором. При добавлении воды ферменты ячменя начинают расщеплять крахмал на солодовый сахар. Для ускорения ферментации пивовары нагревают затор до температуры 76°C.

Далее готовое сусло фильтруют. Проваренный затор переливают из котла в специальное сито, закрытое снизу. В таком состоянии затертый солод находится некоторое время, пока на дне не осядут твердые частицы, называемые дробиной. Когда сито открывают, сквозь него и слой дробины начинает просачиваться чистое жидкое сусло, которое собирается в специальном котле для последующего варения.

2. Варка сусла. Полученное на предыдущем этапе сусло нагревают, доводят до кипения и добавляют хмель. Количество шишек зависит от сорта пива и предпочтений мастера. В каждой рецептуре используется разное количество хмеля.

Варка сусла занимает 2-3 часа. В ходе этого процесса погибают все микроорганизмы и разрушаются ферменты, поэтому дальнейшие химические реакции невозможны. Пивовары добиваются наперед установленной плотности начального сусла, которое на этикетке готового продукта обозначается как плотность пива.

Далее сваренное сусло фильтруют от остатков хмеля и дают отстояться. На дне выпадают мельчайшие частички, которые не удалось отфильтровать на предыдущем этапе. Также на некоторых заводах ускоряют удаление нежелательных остатков центрифугой.

3. Брожение. Чистое сусло поступает через трубы на дно бродильных чанов, называемых цилиндроконическими танками. После того как жидкость остынет до нужной температуры, в чан добавляют дрожжи. Для пива верхового брожения перед добавлением дрожжей сусло охлаждают до 18-22°C, для пива низового брожения – до 5-10°C.

Спустя сутки после закладки дрожжей на поверхности бродильного чана появляется толстый слой пены. Это значит, что дрожжи успешно начали превращать сахар в углекислый газ и спирт. В ходе брожения выделяется много тепла, поэтому сусло нуждается в постоянном охлаждении, температура должна быть стабильной.

На этапе брожения пивовары следят за концентрацией углекислоты в чанах. При достижении максимально допустимого уровня газ отводят по специальным трубам. Брожение останавливается после того как весь сахар дрожжи переработают на спирт.

4. Созревание. На предыдущих этапах получилось молодое нефильтрованное пиво, требующее дальнейшего созревания (не касается пшеничных сортов). Для созревания используются большие емкости из нержавеющей стали, а сам процесс длится от нескольких недель до четырех месяцев.

Во время созревания нужно поддерживать стабильную температуру и давление в емкостях, колебания недопустимы. На современных предприятиях технологический процесс контролирует специальное оборудование, способное автоматически изменить температуру и давление.

5. Фильтрация. После созревания пиво проходит еще одну фильтрацию двумя разными фильтрами, предназначенными для очистки от крупных и мелких частиц. После этого пенный напиток становится абсолютно прозрачным и готовым к розливу.

6. Розлив. На заключительном этапе производства пиво переливают в тару разных видов. Перед розливом бутылки, кеги или бочонки все емкости моют, затем удаляют попавший внутрь воздух. Пиво является скоропортящимся алкогольным напитком, требующим стерильных условий. Без стерильности срок годности готового продукта лишь пару дней. При розливе в стеклянную тару бутылки предварительно пастеризуют – медленно нагревают до температуры 65°C, что существенно продлевает срок хранения пива.

Чтобы систематизировать всю информацию, предлагаю посмотреть следующую схему, иллюстрирующую очередность этапов.

Введение

Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом, насыщенный углекислым газом (диоксидом углерода), образовавшимся в процессе брожения. Оно не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека, способствует лучшему обмену веществ.

Пивоварение является одним из древнейших производств. Предполагается, что еще за 7 тыс. лет до н.э. в Вавилоне варили пиво из ячменного солода и пшеницы. Затем способ приготовления пива распространился в Древнем Египте, Персии, среди народов, населявших Кавказ и юг Европы, а позже – по всей Европе.

Во всех славянских языках присутствует слово «пиво». Раньше этим словом называли не только пиво, но и напиток вообще. Слова «пиво» и «пить» созвучны в славянских языках. Именно славяне были посредниками, передававшими практику использования хмеля другим европейским народам.

Во время археологических раскопок на месте Древнего Новгорода были найдены берестяные грамоты, в которых упоминались перевары. Перевары – это хмельные напитки из меда и пива, отличающиеся большой крепостью. Насколько высоко ценились перевары можно судить по тому факту, что мед и перевары являлись данью на Руси. Следует также отметить, что пиво, солод и хмель входили в состав оброков крестьян за пользование землей.

На Руси пиво и меды разной крепости (легкие – от 2% до 4% алкоголя, средние – от 4,5% до 7%, крепкие – до 17% и даже 35% и более) были ритуальными напитками, употреблявшимися на пирах. Варили пиво в монастырях. В годы царствования великих князей пиво часто упоминается в царских указах. Великий князь Иван III в годы своего царствования (1462–1505) запретил кому бы то ни было варить пиво и употреблять хмель, присвоив это право казне. Позже указ был отменен.

Со временем на Руси появляется все больше пивоварен. В 1715 году по указанию Петра I в Петербург были выписаны солодовщики и пивовары, что способствовало развитию пивоварения. К этому же году относится основание нынешнего пив завода во Львове. Пиво на Руси становится привычным и популярным и даже попадает на страницы литературных произведений.

На рубеже XVIII–XIX вв. пользовалось известностью пиво московских пивоварен, общее число которых было 236. Судя по всему, они были более мелкими по сравнению с крупными петербургскими. Особенно же славилось тогда калужское пиво, получаемое верховым брожением.

Интересна история петербургского пивоварения. В 1795 г. с высочайшего одобрения Екатерины II Абрахамом Фридрихом Кроном в Петербурге был основан старейшина российского пивоварения – пивзавод, который носил имя Александра Невского. В год на заводе производилось до 170 тыс. декалитров (1 декалитр или 1 дал равен 10 л, а 1 гектолитр или 1 гл т 100 л) пива, которое поставлялось к императорскому столу. В конце XVIII в. Петром Ка-залетом было основано производство пива близ Калинкина моста. Калинкинскии пивзавод специализировался на выпуске лучших, элитных сортов пива. В 1848 г. Крон и Казалет объединили свои заводы, в дальнейшем пивоварение велось на Калинкинском пивзаводе, который уже в 1848 г. выпускал 330 тыс. дал. (С 1923 г. этот завод носит имя Степана Разина.) В 1863 г. на Петровском острове был учрежден пивзавод «Бавария» российско-баварского пивоваренного общества, ставший поставщиком двора Его Императорского Величества. В 1872 г. основан завод «Вена» российско-австрийского акционерного общества.

Во второй половине XIX в. общее число пивоварен стало уменьшаться, а в оставшихся крупных производство пива увеличилось. Если в 80-х гг. XIX в. общее число пивоварен достигало почти полутора тысяч, то на рубеже веков их было около тысячи.

Важнейшим толчком для развития промышленного пивоварения стало изобретение паровой и холодильной машин. К концу XIX в. примерно треть заводов была оснащена паровыми машинами, а затем некоторые из них стали пользоваться и электричеством. В 1876 г. Трехгорный пивоваренный завод в Москве выпустил первое пиво. В 1887 г. производительность завода составила около 700 000 дал. Выпускаемое предприятием пиво на Всероссийских промышленных выставках в 1882 и 1896 гг. за качество было удостоено награды «Золотой opел». Завод использовал достижения науки и техники: в 1899 г. предприятие перешло на электрическое освещение, в 1907 г. установило высокопроизводительную паровую машину, в 1911 г. немецкий изобретатель Натан смонтировал свою установку по сбраживанию сусла. В 1908 г. 65 крупнейших заводов произвели, половину всего объема пива. В отрасли тогда работало около 20 тыс. рабочих.

Накануне первой мировой войны по общему объему производства пива среди регионов России лидировала Петербургская губерния, на втором месте была Московская, затем – Лифляндская (обогнавшая другие губернии по числу заводов) и Варшавская губернии. В границах современной Российской Федерации пивоварение было развито в Петербургской, Московской, Самарской, Казанской и Смоленской губерниях. Первое место по отдельным заводам занимало Московское Трехгорное товарищество, затем следовали петербургские заводы Калинкинскии и Бавария. Вскоре первая мировая война с ее «сухим» законом и последующие события приостановили на время развитие отечественной пивоваренной промышленности.

В 30–70-е годы XX века пивоваренная промышленность в России была полностью технически реконструирована, построено много новых крупных заводов, технологические процессы были механизированы и автоматизированы.

В настоящее время на многих предприятиях устанавливается современное высокопроизводительное оборудование. Особое внимание уделяется совершенствованию осветления и розлива пива.

При приготовлении пива протекают многие физико-химические, биохимические и другие процессы, обусловливающие качественные и вкусовые показатели готового продукта. Управление этими процессами и получение напитка высокого качества требуют от рабочих знания технологии и оборудования, передовых приемов работы, высокой ответственности за порученное дело.

Сырье для производства пива

Ячмень

Основным сырьем для приготовления пива служит ячменный солод, который получают из пивоваренных сортов ячменя. Посевы ячменя широко распространены в нашей стране и занимают большие площади.

Ячмень относится к семейству злаковых, роду Гордеум (Hordeumsativum), в котором есть два вида: двухрядный и многорядный (шестирядный). Двухрядные ячмени бывают в основном яровыми, а шестирядные – озимыми и яровыми.

Двухрядные ячмени имеют на колосовом стержне по обе стороны от него по одному нормально развитому зерну и несколько неразвившихся. При таком расположении зерна двухрядного ячменя хорошо развиваются, вырастают крупными и одинакового размера. Боковые зерна шестирядного ячменя имеют неправильную изогнутую форму и более мелкие.

Шестирядные ячмени используются на корм скоту, их называют фуражными, а двухрядные – для производства солода, поэтому их называют пивоваренными. У пивоваренных сортов ячменя оболочка зерна более тонкая, содержание экстрактивных веществ (в основном крахмала) больше, а белка – меньше, чем у кормовых ячменей.

Ячменное зерно состоит из зародыша, эндосперма (мучнистого тела) и оболочек.

Зародыш находится у нижнего конца зерна. Состоит из зародышевого листа – почечки и зародышевого корешка. Зародыш является основной частью зерна, ответственной за его проращивание.

От эндосперма зародыш отделен щитком, через клетки которого при прорастании подводятся питательные вещества.

Эндосперм – мучнистая часть зерна. Основная масса эндосперма – крупные клетки, заполненные крахмальными зернами и белком. Тонкие стенки клеток состоят из гемицеллюлозы. Наружная часть эндосперма представляет собой алейроновый слой, который состоит из трех слоев толстостенных клеток, содержащих белок и жир. По мере приближения к зародышу толщина слоя уменьшается, а вблизи зародыша алейроновый слой исчезает. Клетки эндосперма, расположенные рядом с зародышем, не содержат крахмала, так как он был израсходован зародышем при созревании и хранении зерна. В этом слое во время прорастания зерна образуется большая часть ферментов. Клетки алейронового слоя живые (также как у зародыша), а остальные клетки эндосперма являются резервными для развития зародыша.

Оболочки. Зерно окружено оболочками, которые располагаются в следующем порядке: наружная – цветочные пленки, под ними находится плодовая, затем семенная оболочка. Если цветочные пленки срослись с зерновкой (эндосперм), такой ячмень называется пленчатым, если не срослись, то голозерным. У голозерных ячменей оболочка отделяется при обмолоте. В пивоварении используют пленчатые ячмени.

Другие виды зернового сырья

В пивоварении в качестве несоложеных материалов, т.е. без проращивания, применяют также кукурузу, рис и, реже, пшеницу.

Кукуруза . Применяется как добавка к солоду в виде кукурузной муки или кукурузной сечки. Кукуруза содержит много жира, снижающего стойкость пены. Жир содержится в основном в зародыше, поэтому снизить его количество в муке можно только предварительно отделив зародыш. Содержание жира для кукурузной муки или сечки не должно превышать 2%. Жир кукурузы легко прогоркает, поэтому сечку или муку должны хранить не более 3 мес в темном и прохладном месте. Экстрактивность кукурузы выше, чем у ячменя, и составляет 82–90%. Мука кукурузы содержит в среднем 12–13% воды, 63% крахмала и 9% белков.

Средний процентный химический состав зерна кукурузы (в пересчете на сухое вещество СВ): углеводов – 78,5; белковых веществ – 12,15; целлюлозы – 2,5; жира – 5,1; золы – 1,75. Крахмал кукурузы содержит 21–23% амилозы и 77–79% амилопектина. Крахмальные зерна мелкие и трудно гидролизуются ферментами.

Рис. Его добавляют к солоду в виде муки или сечки, являющейся отходом рисоочистительного производства. До обработки рис представляет собой зерно, покрытое цветочными оболочками. Количество пленки в зерне составляет 17–23%. Содержание крахмала в сечке около 80% (амилозы 21–31%, амилопектина 69~79%), белка 6–8%, экстрактивность 95–97% к массе сухих веществ.

Коротко о технология приготовления пива.
Пивоварением называется процесс приготовления пива. Весь процесс приготовления подразделяется на несколько стадий.
Соложение.
Крупные производители пива в большинстве своем сами занимаются соложением. Более мелкие пивоварни приобретают уже готовый солод.

Соложением называется подготовка зерна для дальнейшего использования в пивоварении.
При соложении активируются ферменты, необходимые для превращения крахмала в нужные растворимые сахара. Эта задача решается путем стимуляции роста зародыша растения, заключенного в зерне. Повышение влажности и температуры способствует прорастанию семян. Как только в зерне образуется достаточное количество ферментов — проращивание прекращается. Перед проращиванием зерно должно определенное время вылежаться на хранении, свежесобранное оно прорастает хуже. Перед проращиванием зерно увлажняется, повышается уровень влаги в зерне до 50.
Период замачивания длится 3-4 дня. Соложение в наше время происходит в специальных помещениях либо в барабанах. В первом случае зерно раскладывают на высоте 1 м и подавая воздух через вентиляционные решетки, переворачивают при помощи винтов. При барабанном методе зерно медленно переворачивается внутри большого барабана.
Переворачивают солод для того, чтобы обеспечить доступ кислорода и равномерность проращивания. Стадия проращивания длится 8-15 дней, длина корешков при этом может достигать ¾ длины зерна
Сушка
Чтобы остановить развитие ростка в тот момент, когда произошла активация ферментов, и увеличить срок хранения в дальнейшем — применяют сушку. Температура, при которой производится сушка, сказывает влияние на цвет, вкус и запах готового солода.
Отличие светлого, венского, мюнхенского и карамельного солода находится в прямой зависимости от метода и температуры сушки.
Дробление солода
Солод перед затиранием для лучшего растворения дробят специальной мельницей. Внутренняя мягкая часть зерна при этом разрушается, однако оболочка зерна (кожура) остается целой, что способствует в дальнейшем более тщательной фильтрации. Допустимый срок хранения молотого солода не более трех месяцев.
Затирание
Затирание происходит в заторном чане при смешивании солода и воды при определенной температуре. Входящие в состав солода ферменты активируются, и происходит гидролиз крахмала с образованием сахаров. По окончании процесса затор приобретает сладковатый вкус. Затирание производится одним из двух методов: настаиванием или вывариванием.
Настаивание
При настаивании затор нагревается и выдерживается некоторое время при определенных температурах-паузах в зависимости от рецепта будущего пива.
Пауза при 50-55 °С длится примерно 30 минут и сопровождается ферментативным освобождением белков. Затем путем дальнейшего нагревания затора или добавления горячей воды температуру повышают до 65 °С, что приводит к активации b-амилазы, расщепляющей крахмал с образованием сбраживаемой мальтозы. Далее затор нагревается до температуры 75 °С, при которой b-амилаза превращает крахмал в несбраживаемый декстрин. При высокой концентрации мальтозы получается крепкое пиво с легкой консистенцией, тогда как декстрин придаст пиву сладкий вкус и повышенную плотность.
Вываривание (отварки)
Производители лагерного пива чаще всего используют именно вываривание. Такой процесс требует наличия двух заторных чанов, хотя проходят те же биохимические процессы, что и при настаивании. Часть затора периодически переливают во второй чан и доводят до кипения. После чего возвращают обратно, доведя температуру затора до той, которая необходима для активации ферментов.
Осветление.
Для получения более чистого и прозрачного пива все крупные остатки и частицы солода необходимо отфильтровать. Для этого используется фильтрационный чан с двойным дном, в который пивовары закачивают сусло. С помощью этого чана при циркуляции освобождают сусло от оставшихся в нем частиц солода. Как только сусло в системе становится прозрачным, циркуляцию прекращают.
Кипячение сусла.
Осветленное сусло переливают в котел и начинается процесс варки. Кипячение сусла обеспечивает стерильность, останавливает активность ферментов, способствует сворачиванию белка и повышает плотность. При кипячении в сусло добавляется хмель. Это делается для того, чтобы горькие вещества из хмеля успели адсорбироваться. Большая часть душистых компонентов во время варки разрушается, поэтому для придания пиву аромата часть хмеля добавляют за 15 минут до завершения кипячения. Процесс кипячения проходит от 60 до 90 минут.
Фильтрация.
Сусло к концу варки становится мутным из-за свернувшегося белка и добавленного хмеля и прежде чем перейти к следующей стадии, от этих частиц необходимо избавиться. Снова проводят фильтрацию таким же образом, как ранее проводили осветление затора. На крупных пивоваренных производствах для отделения хмелевых частиц от сусла в основном используют центрифуги. При этом способе фильтрации твердые частицы осаждаются в центре, а прозрачное пивное сусло стекает по бокам центрифуги.
Охлаждение.
Перед брожением осветленное сусло нужно как можно скорее остудить, так как при длительном охлаждении значительно возрастает риск его бактериального заражения. Для этого горячее сусло пропускают через теплообменник.
Ферментация.
Ферментация (брожение) представляет собой самую волшебную стадию в процессе приготовления пива. В течение длительного времени механизм брожения был великой тайной для пивоваров, и даже уже в наши дни эта стадия хуже всего поддастся контролю. Производителям лагерного пива работается легче, поскольку при более низкой температуре брожение проще регулировать. Для начала ферментации в охлажденное сусло добавляется дрожжевая культура, которая сохраняется от прошлой варки или готовится заново.
Холодная ферментация.
Для ферментации с использованием дрожжей лагерного типа требуется охладить сусло до 5 °С, после чего в него можно добавлять дрожжевую культуру. При этом необходимо следить за температурой сусла, которая повыситься в процессе брожения.
При брожении происходит размножение дрожжевой культуры, которая использует сладкое сусло в качестве пищевого ресурса. Далее снижается количество кислорода, размножение останавливается, и начинается само брожение. В клетках дрожжей синтезируются ферменты, которые превращают сахара в спирт и двуокись углерода. При пониженной температуре этот процесс идет с меньшей скоростью, но более качественно.
После того как все сахара будут переработаны, дрожжи осядут на дно бродильной емкости. Холодную ферментацию проводят в закрытых резервуарах в течение десяти-пятнадцати дней. За это время сахар практически полностью перерабатывается, что позволяет получить пиво с сухим вкусом.
Созревание.
Некоторые пивовары после первичного брожения, переливают молодое пиво в другие емкости для созревания, Другие проводят и брожение и созревание в одной емкости. Основная задача дозревания насытить пиво углекислым газом; для этого пивовары специально добавляют в пиво определенное количество бродящего сусла.
Пиво верхового брожения может дозревать в течение недели, однако некоторым темным и плотным сортам требуется более 6 месяцев. Температура в ходе этого процесса поддерживается на уровне 25 °С. Сорта, полученные низовым брожением, выдерживаются от трех до двенадцати недель при температуре чуть выше нуля. Некоторым из них требуется более длительное хранение вплоть до 12-24 месяцев. Существуют сорта пива, которые сбраживаются в тепле, а дополнительное созревание проходит при низкой температуре.
Фильтрация
После окончания процесса дозревания, пиво готово к употреблению, или проводится дополнительное фильтрование, чтобы избавится от мутности и сделать его более прозрачным. Пиво пропускают через специальные фильтры, проходя через которые из пива удаляются остатки дрожжей и белковые хлопья.
Пастеризация
Для более длительного хранения пива проводится пастеризация, т.е нагревание напитка до определенной температуры, при которой погибают все дрожжи и бактерии способные испортить пиво в процессе хранения. Некоторые пивовары негативно относятся к пастеризации, считая, что она оказывает негативное влияние на вкус и аромат пива.
Розлив в бутылки
Для продажи пиво разливается в различную тару – бочки, бутылки, кеги. При заполнении бочек или бутылок непастеризованным пивом т.е. содержащее живые дрожжи, иногда добавляют небольшое количество сахара или несброженного сусла для того, чтобы вызвать вторичную ферментацию во время хранения. В качестве примера можно привести бельгийские вторично ферментированные эли и большинство марок немецкого пшеничного пива.
Некоторые пивовары в процессе розлива пива по бутылкам, добавляют хмель для усиления аромата. Крупные пивоваренные заводы оснащены полностью автоматизированными линиями розлива. Вначале бутылки тщательно моют, а после заполнения пивом насыщают двуокисью углерода, который предотвращает его окисление при контакте с кислородом воздуха.

Характеристика сырья

Основные технологические операции

Ассортимент и физико-химические показатели сортов пива

Принципиальная технологическая схема производства

Аппаратурно-технологическая схема производства пива

Часть 2 Биохимические превращения на различных стадиях производства пива

Превращения при затирании и фильтровании затора

Факторы влияющие на:

а) процесс кипячения сусла с хмелем

б) процессы при охлаждении и окислении

Превращения при сбраживании пивного сусла и дображивании пива

Часть 1 Технология производства пива

ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИВА

Солод и несоложеное сырье. Основным сырьем для производ­ства пива является ячменный пивоваренный солод (светлый темный и специальные сорта), характеристика которого приведет на в табл. 21.2. Основные сортовые особенности пива (цвет вкус, запах, аромат) во многом зависят от качества солода и соотношения его видов в рецептуре. Стандартом на пиво допус­кается использование несоложеного ячменя, рисовой сечки пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Главные требования предъявляемые к качеству заменителей солода, - это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье. Приме­нение несоложеного сырья экономически выгодно и технологи­чески обосновано. Поэтому при приготовлении 10...11 % светло­го пива следует обязательно применять не менее 20 % несоложе­ного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.

При производстве пива «Жигулевское» допускается использо­вание сахара-сырца в количестве до 6 % массы затираемых зернопродуктов.

Вода. Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическая вода должна отвечать всем требованиям, предъ­являемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бес­цветной, приятной на вкус, без запаха, с общей жесткостью 2…4 мг·экв/л и рН 6,8...7,3.

Вода считается оптимальной для производства пива, если от­ношение концентрации ионов кальция к общей щелочности воды (показатель щелочности) не менее 1, а соотношение ионов кальция и магния 1:1...3:1.

Жесткость воды и ее солевой состав регулируют, применяя различные способы водоподготовки: реагентный, ионообмен­ный, электродиализный и мембранный, основанный на принци­пе обратного осмоса.

Для удаления неприятного запаха воду дезодорируют путем пропускания через колонку, заполненную активированным углем.

Хмель и хмелепродукты. Хмель - традиционное и наиболее дорогостоящее сырье пивоваренного производства. Он придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удале­нию из сусла некоторых белков, служит антисептиком, подавляя жизнедеятельность контаминирующей микрофлоры, и повышает пеностойкость пива. Различают два основных вида хмеля: горь­кий и ароматический. В пивоварении используют преимущест­венно женские соцветия ароматического хмеля - хмелевые шишки, содержащие лупулин. В состав последнего входят арома­тические и горькие вещества.

Горькие хмелевые вещества включают α- и β-кислоты, мягкие α -, β- и твердые смолы. Содержание α-кислот в зависимости от сорта хмеля может достигать 16 %. Наиболее ценные для пиво­варения производные α -кислот - изосоединения обеспечивают около 90 % горечи пива.

Ароматические вещества представлены в основном эфирным маслом, содержание которого колеблется от 0,3 до 2 %. Важная составная часть хмеля - дубильные вещества, количество кото­рых достигает 3 %.

"По назначению хмель разделяют на две группы: тонкие сорта с содержанием горьких веществ около 15 % и α- кислот от 3 до 5 %, используемые для производства пива по классической тех­нологии, и грубые сорта с содержанием горьких веществ более 20 %, предназначенные для изготовления порошков, гранул и экстрактов. В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель, а также различные хмелевые экстракты.

Хмель и хмелепродукты следует хранить в сухом, темном и охлажденном помещении с температурой от 0 до 2 °С и относи­тельной влажностью воздуха не выше 70 %.

Ферментные препараты. Используют при применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья.

Применяют амилолитические (Амилосубтилин Г10х, Амило-ризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х), цитолитические (Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х и др.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций.

Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.

Протосубтилин Г10х используют при повышенных количест­вах несоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидных помутнений в пиве. Цитолитические препараты повышают выход экстракта за счет гидролиза некрахмальных полисахаридов, в основном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла и стойкость пива.

Наиболее перспективным средством является применение мультиэнзимных композиций (МЭК), которые позволяют сохра­нить высокое качество «Жигулевского» пива при использовании до 60 % несоложеного сырья.

Технология пива - сложный и длительный процесс, состоящий из нескольких циклов. Классическая технология производства пива включает следующие основные этапы: получение солода из ячменя, приготовление сусла, сбраживание сусла, выдержку (дображивание) пива, обработку и розлив пива. Обобщенная схема производства пива представлена на рисунке 1. Описание основных процессов производства пива с применением оборудования представлены на рисунке 2.

Рисунок.1. Обобщенная схема производства пива

Рисунок 2. Основные процессы производства пива. 1-сырье, 2-солододробилка, 3- заторный чан, 4 - фильтр-чан, 5- варочный котел, 6- гидроциклон(вирпул), 7- бродильные танки ЦКТ, 8- чаны дображивания и созревания, 9-фильтр, 10- тара.

1. Подготовка и очистка

Соложение -- начало процесса преобразования питательных веществ ячменя в форму, благоприятную для роста дрожжевых клеток и брожения. Содержащиеся в ячменном зерне углеводы не растворимы в воде, и поэтому ячмень нуждается в дополнительной обработке. Соложение включает замачивание, проращивание ячменя, а затем сушку свежепроросшего ("зеленого") солода и удаление ростков.

Приготовление солода осуществляется в специальных помещениях, называемых солодовнями. Большинство пивоваренных заводов не имеет собственных солодовен для изготовления солода, а пользуется услугами поставщиков. Солод хранится на заводе в специальных силосах.

Очистка солода предусматривает его полировку для удаления пыли и остатков ростков, а также металлических примесей.

2. Дробление

Первым делом солод направляется в солододробилку 2(рис.2) для измельчения, чтобы облегчить доступ к веществам солода. Это обеспечивает максимальное растворение в воде его экстракта и хорошую скорость фильтрования, степень осветления. В результате дробления получается смесь шелухи, крупной и мелкой крупки, муки. Получается так называемый солодовый помол. По способу дробления различают следующие виды: сухое дробление, сухое дробление с кондиционированием, замочное кондиционирование (оболочку увлажняют, размягчают, из внутренних частей получают муку). Дробление солода проводят для интенсификации физических и биохимических процессов растворения зерна при затирании, а также обеспечения фильтрования затора через слой дробины.

3. Затирание

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, т.е. переход их в раствор в результате деятельности активных ферментов и преобразование крахмала в более простые виды сахаров. По окончании этой стадии сусло приобретает сладкий вкус. Оставшиеся нерастворимые составные части позднее будут отделены в фильтрационном чане в виде пивной дробины. Процесс затирания происходит в заторном чане 3(рис.2). Полученную смесь называют затором.

4. Фильтрация

Готовый затор после затирания перекачивается в специальный фильтр-чан 4(рис.2), где происходит фильтрация первоначального сусла. Это необходимо, так как в заторе кроме экстракта сусла содержатся оболочка и внутренняя часть солода, так называемая дробина. Дробина является побочным продуктом, который необходимо отделить от сусла. Если сусло получается недостаточно прозрачным, его прогоняют через фильтр еще раз. Чем прозрачнее сусло, тем лучше получится пиво. Цель фильтрования затора - отделение жидкой фазы (сусла) от твердой (дробины) с последующим вымыванием водой экстракта, удержанного дробиной.

5. Кипячение

На этой стадии масса поступает в сусловарочный котел 5(рис.2), где происходит его кипячение с добавление хмеля в один или несколько приемов -- "охмеление сусла". Кипячения сусла с хмелем предусматривает концентрирование сусла до заданной массовой доли сухих веществ в начальном сусле, перевод ценных составных веществ хмеля в раствор, инактивацию ферментов, коагуляцию белковых веществ и стерилизацию сусла. 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. Хмель придает пиву специфический вкус и аромат, улучшает пенообразование и стойкость пива при хранении.

Количество и сорт добавляемого хмеля зависит от сорта пива, которое варится. На этой же производственной стадии сусло доводится до определенной плотности, которая выражается в процентном отношении и называется "экстрактивная плотность начального сусла". Для подготовки сусла к осветлению и охлаждению его отделяют от хмелевой дробины, чтобы исключить отрицательное влияние ее на цвет и вкус пива.

6. Осветление и охлаждение охмеленного сусла

Полученное горячее сусло перекачивают в специальный аппарат -- гидроциклон (вирпул) 6(рис.2) 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. Далее сусло охлаждается в пластинчатом охладителе до заданной температуры в процессе перекачивания его в бродильный танк.

Осветление и охлаждение сусла проводят для выделения из него взвесей, насыщения кислородом и снижения температуры до начальной температуры брожения.

7. 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 7(рис.2). Холодное сусло поступает в них снизу, в поток его впрыскиваются дрожжи. Процесс брожения представляет собой превращение дрожжами сахаров, содержащихся в сусле, в этиловый спирт и углекислый газ. Важно, чтобы брожение началось как можно быстрее. В противном случае пивным дрожжам составят конкуренцию бактерии и дикие дрожжи, готовые бурно размножаться в богатом питательными веществами сусле. По истечении 12 часов можно заметить первые признаки начавшегося брожения. Так как сусло при этом бывает насыщено углекислым газом, на его поверхности видны мелкие пузырьки и образуется похожая на сливки пена. Температура начинает повышаться.

В процессе брожения, кроме прочего, выделяется тепло. Чтобы температура не слишком повышалась, бродящее сусло охлаждают. Таким образом, поддерживают постоянную температуру сусла, что очень важно для вкуса будущего пива данного сорта. Брожение длится от 6 до 8 суток -- для разных сортов пива -- при температуре 9_18°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. Часть углекислоты растворяется в пиве. Но через некоторое время пиво опять насыщается углекислотой. Продолжающую выделяться двуокись углерода отводят из танка по специальному трубопроводу. Протеиновыесоединения, выпадающие в осадок во время брожения, называются холодным трубом. Большая часть протеинов образует хлопья и опускается на дно танка. Эту часть удаляют одновременно с отбором отработанных дрожжей. Когда почти все сбраживаемые сахара, содержащиеся в сусле, переработаны, брожение останавливается. Все образовавшиеся в сусле продукты спиртового брожения участвуют в формировании специфического вкуса и аромата (букета) пива. По окончании процесса брожения "молодое пиво" охлаждают до температуры 3°С. При этом осевшие дрожжи удаляются со дна ЦКТ. Это дрожжи первой генерации. Они могут быть использованы для повторного брожения. Сколько раз они будут использоваться, зависит как от качества дрожжей, так и от чистоты и аккуратности производства, поскольку они способны адсорбировать различные вещества, даже тяжелые металлы. Различные расы дрожжей определяют характер будущего пива, и, как правило, каждая пивоварня использует свою чистую расу.

Главное брожения сусла осуществляют с целью расщепления дрожжами основного количества углерода, побочных продуктов брожения и формирования оптимального состава молодого пива.

8. Созревание

Затем пиво, прошедшее этап брожения направляют на следующую стадию -- дображивания и созревания 8(рис.2). 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.

Дображивание молодого пива предусматривает естественное насыщение его диоксидом углерода в результате сбраживания оставшегося количества углеродов, образование специфических ароматических веществ, осаждение дрожжей, взвесей, белковых и полифенольных соединений. После химического анализа, подтверждающего готовность продукта, и дегустации, пиво направляется на фильтрацию (осветление).

9. Фильтрация

Соединения, вызывающие мутность пива, сложны по своему строению и имеют широкую гамму размеров частиц, поэтому лучшим методом их удаления считается фильтрация с использованием вспомогательного материала: кизельгура. Кизельгур -- осадочная порода, создающая пористую поверхность, через которую проходит пиво, а частицы веществ, влияющие на мутность, остаются. Сначала пиво проходит через сепаратор, где отделяются крупные частицы, затем -- через кизельгуровый фильтр. В последнюю очередь пиво проходит стадию тонкой очистки, во время которой удаляются самые мелкие частицы 9(рис.2). При необходимости пиво дополнительно насыщают углекислым газом через карбонизатор. После этих операций пиво совершенно прозрачное и его направляют в танки хранения -- форфасы (сборники осветлённого пива) в которых оно и хранится при низкой температуре непосредственно до розлива.

10. Розлив

Процесс розлива различается в зависимости от типа тары, и 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, чтобы избежать изменения вкуса и качества пива в результате деятельности микроорганизмов. В этом процессе происходит нагрев пива до необходимой температуры на короткий промежуток времени.

Разливается пиво в тару, которая прошла тщательную обработку (выбраковку тары, имеющей трещины или другие дефекты), была промыта изнутри и снаружи, ополоснута, проверена на чистоту в лаборатории. Во время розлива в тару, независимо от её типа, ее заполняют углекислым газом для эффекта противодавления. Этот эффект дает возможность пиву медленно стечь в тару под воздействием силы тяжести, предотвращая вспенивание, утечку углекислоты, попадание в пиво кислорода, а также способствует равномерному наполнению емкости. Затем тару закупоривают, ставят на паллеты и отправляют на склад готовой продукции. Розлив пива осуществляют для получения готового продукта в виде бутылочного, баночного или бочкового пива. Главное условие розлива - не ухудшить качество пива. Прежде всего, это касается сохранения уровня СО 2 в напитке и соблюдения микробиологической дисциплины.