124031 (592887), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Определяемые количества (не следы) NH4 и NO2-, так же как соли фосфорной кислоты, встречаются в воде в случае сильного бактериального загрязнения. Это является показателем гниения органических азотистых веществ; аммиак сначала окисляется в азотистую кислоту (ее соли), а затем в азотную. Наличие солей азотной кислоты при отсутствии азотистой не является показателем бактериального загрязнения.

Из газов в воде находятся углекислота, кислород, следы сероводорода (наличие H2S тоже указывает на процессы разложения органических веществ). Свободная CO2 обладает коррозионными свойствами.

Солевой состав воды, изменяя кислотность затора и пивного сусла, влияет на биохимические процессы пивоварения и тем самым на качество готового продукта. По этой причине к качеству воды в пивоварении предъявляются более высокие требования, чем к хорошей питьевой воде. Для улучшения ее технологических качеств при производстве светлых сортов пива допускается применение пищевой молочной кислоты и поваренной соли, свободной от вредных примесей гипса.

Все технологические процессы приготовления пива протекают в слабокислой среде, так как в щелочной среде создаются неблагоприятные условия для протекания ферментативных процессов при осахаривании. По этой причине щелочная вода, содержащая большое количество карбонатов и бикарбонатов, непригодна для пивоварения. Для этой цели необходима вода с небольшим содержанием сернокислых и хлористых солей. Повышенная концентрация этих солей ухудшает вкус пива; жесткость воды влияет также и на его цвет. Практикой установлено, что там, где для приготовления пива используется мягкая вода, получается светлое пиво с нежной хмелевой горечью и ароматом; применение жесткой воды дает темное пиво с более сильной и грубой хмелевой горечью. В связи с этим для производства светлых сортов пива употребляют воду мягкую или средней жесткости. Жесткая вода может быть пользована для получения светлых сортов пива только после ее предварительного умягчения или подкисления молочной кислотой во время затирания.

Для производства темных сортов пива может быть использована и жесткая - вода без какой-либо обработки, так как темный солод имеет большую кислотность и содержит большое количество фосфатов и аминокислот, обладающих хорошим буферным действием и вполне компенсирующих отрицательное действие карбонатов воды.

Для замачивания солодовенного зерна в пивоварении наиболее пригодна вода с низким содержанием хлоридов и сульфатов. Хлориды кальция, магния и особенно натрия замедляют процесс прорастания; гипс, вступая в обменную реакцию с дубильными веществами зерна, понижает их растворимость. Кроме того, кальциевые соли образуют пленки в оболочке зерна и затрудняют процесс замачивания. Вместе с тем кальциевые соли, особенно карбонаты, способствуют выщелачиванию горьких веществ и улучшают вкус солода. Содержащиеся в воде соединения железа дают осадки, а с дубильными веществами зерна они образуют малорастворимые соединения бурого цвета.

Дрожжи

Дрожжи являются одноклеточными микроорганизмами, которые могут получать свою энергию в присутствии кислорода (аэробно) путем дыхания и в отсутствие кислорода (анаэробно) путем брожения. Сахара сусла при производстве пива сбраживаются дрожжами в спирт. Для этого в пивоварении применяют дрожжевые грибы вида Saccharomyces cerevisiae. Выбранные штаммы этих дрожжей систематически разводятся в виде чистой культуры и выращиваются как пивные дрожжи. Другие штаммы этих дрожжей используются как пекарские, спиртовые или винные. Так как дрожжи не только осуществляют спиртовое брожение, но своим обменом веществ оказывают и большое влияние на вкус и характер пива, то знание компонентов дрожжей, их метаболизма и размножения имеет большое значение. Различные виды и расы культурных дрожжей имеют ряд отличительных признаков.

Дрожжи применяют в пивоварении в виде густой массы, состоящей из миллиардов дрожжевых клеток, существующих независимо друг от друга. Эти клетки имеют форму от овальной до круглой, длину – от 8 до 10 мкм и ширину – от 5 до 7 мкм. Дрожжевая клетка состоит примерно на 75% из воды. Сухое вещество имеет состав, изменяющийся в определенных пределах, а именно:

белковые вещества от 40 до 60%;

углеводы жиры (липиды) от 25 до 35%;

минеральные вещества от 4 до 6%.

Минеральные вещества состоят из (на 100 г СВ, приблизительно):

2000 мг фосфатов;

2400 мг калия;

200 мг натрия;

20 мг кальция;

2 мг магния;

7 мг цинка и следов железа, марганца и меди.

Кроме того, дрожжи содержат ряд витаминов, среди которых: тиамин (В1) 8-15 мг на 100 г СВ дрожжей; рибофлавин 2-8 мг, никотиновая кислота 30-100 мг, фолиевая кислота 2-10 мг, пантотеновая кислота 2-20 мг, пиридоксин 3-10 мг, биотин 0,1-1 мг.

Каждая дрожжевая клетка состоит из клеточной плазмы (цитоплазма, цитозол), которая окружена клеточной мембраной и в которой находится ряд органелл, обеспечивающих реакции обмена веществ. При этом важнейшей органеллой является, естественно, клеточное ядро (нуклеус) – управляющий центр клетки. Оно окружено двойной пористой мембраной ядра, замкнутой, но пористой. Ядро клетки содержит основное вещество (плазму), матрицу ядра и хромосомы. В них каждая клетка хранит свой структурный план, закодированный в форме генов. Гены построены из полимерной молекулы, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), информационный объем которой составляет 109-1010 бит. ДНК управляет всеми процессами обмена веществ, роста и развития клетки В ядре клетки размещено также ядрышко (nucleolus), состоящее из рибонуклеиновой кислоты.

1.2 Затирание

Затирание – важнейший процесс при производстве сусла. При затирании помол и вода перемешиваются (затираются), компоненты солода переходят в раствор и становятся веществами экстракта. При затирании решающее значение приобретает процесс превращения веществ.

1.2.1 Цель затирания

Большинство компонентов дробленого солода не растворимы сами по себе, а в пиво могут перейти только растворимые вещества. Поэтому при затирании необходимо перевести нерастворимые вещества помола в растворимые. Все вещества, переходящие в раствор, называются экстрактом. Растворимыми веществами являются, например, сахара, декстрины, минеральные вещества и определенные белки. К нерастворимым веществам относятся крахмал, целлюлоза, часть высокомолекулярных белков и другие соединения, которые по окончании процесса фильтрования остаются в виде дробины. По экономическим соображениям большинство нерастворимых соединений пытаются перевести в растворимые, чтобы получить как можно больше экстракта. Это выражается такими параметрами, как выход варочного цеха и содержание экстракта в дробине. Однако имеет значение не только количественное содержание, но и качество экстракта, так как присутствие определенных соединений (например, дубильных веществ из оболочек) весьма нежелательно, тогда как другие соединения (например, определенные сахара или продукты расщепления белков) совершенно необходимы.

Цель затирания состоит в том, чтобы расщепить крахмал в сахар а и растворимые декстрины без остатка. При этом образуются и другие экстрактивные вещества. Основное количество экстракта образуется при затирании прежде всего благодаря действию ферментов, которые могут действовать при оптимальных для них температурах

1.2.2 Превращения веществ при затирании

Расщепление крахмала

Важнейшей составной частью пива является спирт, образующийся при брожении из сахаров. Поэтому предварительно необходимо расщепить крахмал до мальтозы; наряду с ней всегда образуются промежуточные продукты – несбраживаемые декстрины. Крахмал должен быть без остатка расщеплен до сахаров и декстринов, не окрашиваемых йодом. Полное расщепление необходимо по экономическим соображениям; кроме того, остатки нерасщепленного крахмала вызывают в пиве клейстерное помутнение. Расщепление крахмала осуществляется в три стадии последовательно переходящих одна в другую. Последовательность их неизменна: клейстеризация; разжижение; осахаривание.

Клейстеризация

В теплом водном растворе в молекулах крахмала в большем количестве накапливается вода. Из-за этого происходит увеличение объема, приводящее к набуханию и последующему разрыву первоначально твёрдых зерен крахмала. Образуется вязко-текучий раствор, вязкость которого зависит от объема поглощенной воды и различается для разных видов зерновых. Например, рисовый крахмал набухает значительно сильнее, чем солодовый. Этот процесс, при котором расщепления веществ не происходит, называется клейстеризацией. Так как клейстеризованный крахмал не содержит твердых крахмальных зерен, то содержащиеся в жидкости (т.е. в заторе) ферменты могут на него воздействовать непосредственно.

Расщепление же неклейстеризованного крахмала длится многие сутки. Под клейстеризацией понимают набухание и разрыв оболочки зерен крахмала в теплом водном растворе. Освободившиеся молекулы крахмала в этом вязком растворе лучше подвергаются действию амилаз, чем неклейстеризованный крахмал. Температуры клейстеризации различны для каждого вида зерновых: крахмал солода и ячменя клейстеризуется в присутствии амилаз при 60°С, рисовый крахмал – при 80-85°С.

Осахаривание

α-амилаза разрывает цепочки амилазы и амилопектина главным образом на декстрины с 7-12 глюкозными остатками. От концевых групп образовавшихся цепочек β-амилаза отщепляет двойные группы (мальтозу). Этот процесс неизбежно продолжается дольше, чем разделение более длинных цепочек α-амилазой. Из-за разной длины цепочек кроме мальтозы образуются и другие сахара, глюкоза и мальтотриоза. Во всех случаях расщепление веществ останавливается на 2-3 глюкозных остатках перед 1,6-соединениями амилопектина, так как эти 1,6-соединения не могут быть расщеплены ни α-, ни β-амилазой. Эти предельные декстрины всегда содержатся в нормальном сусле. В солоде, правда, содержится фермент (предельная декстриназа), который способен растворять кроме 1,4-соединений также и 1,6-соединения, но при оптимальной для этого фермента температуре в 50-60°С он едва ли имеет значение для процесса получения осахаренного затора. При 70°С обнаруживается лишь слабая активность предельной декстриназы. При расщеплении крахмала амилазами солода происходит следующее.

α-амилаза расщепляет длинные цепочки крахмала до более коротких декстринов. Она действует оптимально при 72-75°С и быстро разрушается при 80 °С. Оптимальное значение величины рН составляет 5,6 – 5,8. β-амилаза отделяет от нередуцированных концов цепочек мальтозу, при этом образуются также глюкоза и мальтотриоза. Она действует оптимально при 60-65°С и очень чувствительна к более высоким температурам; уже при 70 °С она быстро инактивируется. Оптимальное значение рН составляет 5,4-5,5. Расщепление крахмала следует контролировать, так как остаток не расщепленного крахмала и более крупные декстрины вызывают в пиве клейстерные помутнения.

Образующиеся при затирании продукты расщепления крахмала существенно различаются по сбраживаемости пивными дрожжами. Так, например, декстрины не сбраживаются; мальтотриоза сбраживается всеми сильно сбраживающими штаммами дрожжей, но мапьтотриоза расщепляется дрожжами лишь тогда, когда сброжена мальтоза, а именно при дображивании (сахар дображивания).

Мальтоза и другие дисахариды сбраживаются дрожжами хорошо и быстро (сахар главного брожения).

Глюкоза подвергается действию дрожжей в первую очередь (сахар забраживания).

Расщепление белковых веществ

Все (высокомолекулярные) протеины за исключением небольшого количества выпадают в осадок самое позднее при кипячении сусла. Поэтому в пиво попадают только продукты расщепления, которые, однако, безусловно, необходимы для размножения дрожжей и быстрого сбраживания.

Ферментативное расщепление белковых веществ должно рассматриваться дифференцированно, так как: при 45-50°С о большей степени образуются низкомолекулярные продукты расщепления, особенно пептиды и аминокислоты; и при 60-70 °С в большей степени образуются высокомолекулярные продукты расщепления, которые считаются обеспечивающими пеностойкость. Аминокислоты имеют большое значение для питания дрожжей. Дрожжи потребляют как минимум 10-14 мг α-аминного азота на 100 мл сусла. Так как аминокислота пролин как поставщик α-аминокислоты для дрожжей не используется, то в сусле должно содержаться α-аминного азота не менее 20 мг/100 мл. Если этого значения не удастся обеспечить, то это приводит: к снижению скорости размножения дрожжей; к торможению процессов брожения и созревания; к сохранению в пиве нежелательных веществ, придающих ему букет молодого пива.

Характеристики

Список файлов ВКР