Етапи виробництва пива та солоду

28 Views

Основним інгредієнтом пива, а також віскі є солод, який ферментується. Використання солоду відрізняє пиво від вина, яке виробляється з виноградного соку або інших фруктів. Однак те, що відрізняє пиво від горілки, яка також виникає з зерна, є в першу чергу технологія виробництва, яка використовує дистиляцію.

Існує не один рецепт виробництва пива, і кожен тип або варіація пива вимагає різних процедур. Велику роль відіграє використання сировини та обладнання на пивоварні. Технології виробництва розвиваються, і традиційні методи пивоваріння все частіше замінюються сучасними пристроями – повністю автоматизованими та керованими комп’ютером.

Історія пивоваріння становить не менше 6000 років і використовує знання багатьох поколінь пивоварів, що створюють традиційні основи пивоваріння пива. Якби сьогодні було винайдено пиво: «Напевно, виробляли б пиво безпосередньо з ячменю з використанням ферментів». Нема потреби використовувати сильне нагрівання, охолодження, сушіння і зволоження під час процесу.

Хоча розвиток технологій в XIX і XX століттях призвело до значних змін в технології виробництва пива, основні пивоварні операції все ще зберігаються.

Виробництво пива складається з наступних етапів:

  • виробництво солоду
  • виробництво сусла
  • ферментація сусла
  • дозрівання пива
  • фільтрація пива
  • розлив пива

Виробництво солоду

Основною сировиною для солоду є весняний посів у двобортному ярому ячмені. В результаті солоду утворюється пивний солод, тобто зерно ячменю, піддане проростанню до певної стадії, а потім висушується. Солод містить крохмаль, білкові сполуки, жирні сполуки, декстрини та цукор. Солод прагне активізувати фізіологічні та фізико-хімічні явища, які супроводжують проростання зерен і, перш за все, виробництво в зернах максимальної кількості ферментів і забезпечує адекватну релаксацію внутрішньої структури зерна.

Зерно ячменю використовується для солоду через 6-8 тижнів після збору врожаю, оскільки після цього вона набуває повну фізіологічну зрілість і підходить для виробництва солоду. Свіжозібраний ячмінь зберігається, а потім очищається і сортується для певної ваги, довжини й товщини.

Наступний етап виробництва солоду просочується протягом 3 днів, і його метою є створення сприятливих умов для розвитку насіннєвих ембріонів і сім’ядоль і коренеплоду, які ініціюють ферментативну активність і біохімічні зміни. Під час вимочування обсяг зерна збільшується приблизно на 45%, настає набухання таких складових як білки, крохмаль і целюлоза, колір ячменю змінюється від соломи до коричневого і видалення з зерна несприятливих гірких речовин, танінів, поліфенолів та інших, що може негативно впливати на остаточний смак пива.

Проростання ячменю займає близько 7 днів. Фізіологічні зміни засновані на розвитку сім’ядоль і паростків в бруньці. Отже, на утворення відповідної кількості ферментів і релаксації структури ендосперму. З проростання ячменю зерно набуває назву солоду. Проростання дозволяє витягувати речовини, накопичені в зерні солоду, які під впливом ферментів стають розчинними в процесі затирання.

Яскравий солод типу пільзенського вимагає слабо вирощеного ячменю, тоді як темний солод мюнхенського типу має бути отриманий з ячменю, що містить більше білка, більш високої активності ферменти і більш темного кольору і, отже, має пройти більш тривалий процес проростання.

Сушка вологого солоду займає до 2 днів. Його метою є повне зникнення життєво важливих функцій ембріона, тобто порушення проростання і дихання, зниження вмісту води, інгібування ферментативних змін при збереженні активності ферментів, що утворюються під час проростання, солоду й ароматизатора в солоді, і захист солоду від погіршення під час зберігання. Сушка солоду відбувається в два етапи. У фазі попередньої сушки солод висушується при 45-50°C, а фаза випалу триває 3-4 години при 85°C. Для досягнення темного солоду температура піднімається до 105°C і час обсмажування до 5 годин.

Останньою стадією виробництва солоду є відділення корінців, які містять багато білка, мають гіркий смак і негативний вплив на колір пива. Видалення корінців відбувається в центрифузі, а пророслий солод призначений для зберігання і дозрівання протягом приблизно 4-6 тижнів.

При пивоварінні виділяються три основних типи солоду:

  • Яскравий солод типу пільзенського – характеризуються коротким проростанням і особливо добре підходить для пива пільзенського типу сильним охмелінням, повним смаком і хорошим піноутворенням. Підходить для темного пива, як верхнього, так і нижнього бродіння.
  • Мюнхенський солод – має темний колір, виготовляється з ячменю з більш високим вмістом білка. Пиво, зварене на цьому солоді, має більш темний колір, гострий запах і смак з помітною нотою солоду. Зазвичай використовується в кількості 10-60% заповнення.
  • Віденський солод – перехідний тип між світлим і темним солодом. Використовується для поглиблення смаків.

На додаток до ячмінного солоду у виробництві пива також використовуються спеціальні солоди:

Пшеничний солод з червоних і низькобілкових сортів пшениці використовується для виробництва пшеничного пива. Основними сортами є світлі, темні, карамельні та шоколадні солоди.

Карамельний солод отримують з вологого солоду, обсмаженого при 150-180°C. Збільшує інтенсивність кольору сусла, надає пиву солодкий, карамельний аромат. Використовується для виробництва темного пива.

Солодовий барвник отримують шляхом обсмажування ячмінного солоду або солоду при 200-220°C. Має темно-коричневий колір лушпиння і аромат зернової кави.

Підкислюючий солод використовується для зниження рН затору і сусла. Він додається в кількості до 5% при виробництві пива. Зміст молочної кислоти в кислому солоді складає 2-4%.

Меланоідний солод містить велику кількість меланоідов, тобто забарвлених сполук, що утворюються в результаті меланоідной реакції в результаті процесів окислення і полімеризації. Віддає пиво червоним відтінком.

Смажені, копчені, шоколадні, горіхові і чорні – це солод, завдання яких – дати пиву більш темний колір і в той же час характерний аромат і смак.

Нерозмірними інгредієнтами є солодові замінники. Несолодову сировину – цукор, крохмальний сироп, в формі ячменю крупи чи борошна, рисові пластівці, пшениця, крупи кукурудзи, а також вівсяні пластівці. Цукор викликає більш високий ступінь ферментації пива або більш високий вміст спирту. Ціна екстракту, отриманого з цукру, нижче, ніж у солодового екстракту. Іноді рецепт пива визначає використання деяких недобросовісних матеріалів. У Бельгії невелика кількість пшениці використовується для виробництва спеціальних видів пива, вироблених шляхом спонтанної ферментації, таких як Lambic і Peterman.

Виробництво сусла

Першою стадією виробництва сусла є фрагментація солоду в роликових млинах і молоткових млинах. Подрібнений солод зветься солодовою дертю. Метою пілінгу солоду є придушення ендосперму для полегшення розчинення екстрактивних інгредієнтів у воді під час затирання. Дробоструминна обробка солоду повинна проводитися таким чином, щоб нерозчинне у воді лушпиння було якомога більш вільним, в той час як ендосперм був тонко розділений. Велика екстракція корпусів впливає на смак і колір пива, а також обмежує природний матеріал.

Мейшінг спрямований на розчинення у воді максимальної кількості розчинних солодових сполук, що утворюються під час солоду зерен ячменю, і подальше ферментативне розкладання крохмалю і білків. Затирання полягає в змішуванні дерті з водою. Кінцевий ефект затирання в першу чергу залежить від конкретної температури змішування і часу перебування при температурі, при якій ферменти працюють найбільш інтенсивно. Оптимальні умови для гідролізу білків, крохмалю та інших з’єднань варіюються в залежності від типу обраного пива. Важливу роль відіграє також pH затору і його щільність. Для 100 кг солоду використовується 3,5-4,0 гл води.

У холодній воді крохмаль не розчиняється, але в міру збільшення температури зерна крохмалю все більше поглинають воду, розбухають і розриваються, утворюючи драглисту в’язку масу, звану крохмальною кашею. Ферментативний гідроліз крохмалю в пюре слідує за схемою: крохмаль → розчинний крохмаль → декстрин → мальтоза. Вміст мальтози або ферментації цукру – важливо для подальшого вмісту алкоголю в пиві. Пиво з високим ступенем ферментації вимагає, щоб сусло регулювалося з високою часткою мальтози, в той час як для виробництва слабоалкогольного пива сусло повинно мати невелику кількість мальтози.

Під час затирання солодового розчину пропускати розчинні білки й продукти гідролізу, які суттєво впливають на якісні характеристики пива, такі як повний смак, піноутворення, колір, прозорість. Білки та продукти їх розкладання чутливі до змін температури, рН затору і кисню, що призводить утворення гарячих опадів і холодної каламутності.

Традиційні способи затирання поділяють на вливання і відвар. Вибір методу залежить від типу завареного пива, що, у свою чергу, впливає на вибір оптимальних умов роботи окремих ферментів під час затирання: температура, розрив суміші, pH, щільність затору.

Найбільш популярним методом є метод інфузії, який зазвичай використовується у виробництві повного пива. У цьому способі всю інфузію солоду змішують з водою при 37°C, потім після 30 хвилин перемішування температуру підвищують зі швидкістю 1°C/хв до температури 52°C. Коли ця температура досягнута, змішувачі вимкнені і використовується розрив близько 25 хвилин, щоб пептидази руйнували білки в дрібніші молекули. Потім затор знову нагрівають до 65 С при постійному перемішуванні, а другий розрив проводять протягом 40 хвилин для розкладання крохмалю в мальтозу і глюкозу. Після закінчення розриву міксери включаються і затор нагрівають до 72°C, тобто до загальної температури оцукрювання, яка відбувається приблизно через 30 хвилин. В цей час фермент амілази утворює велику кількість неферментованих цукрів, які надають пиву типовий солодовий характер. Іноді пюре нагрівають до 78°C і залишають при цій температурі протягом 10 хвилин для дезактивації ферментів.

Загальне оцукрювання тестують за допомогою йодного тесту, змішуючи краплю сусла з краплею йоду. Якщо колір сусла не змінюється, затирка завершується, і сусло може піддаватися процесу фільтрації. Індивідуальні різновиди затирання зі збільшенням інфузії відрізняються один від одного початковою температурою і тривалістю розривів.

Метод інфузії за спаданням використовується, зокрема в Англії солод змішують з водою при 70°C, потім екструдують в ванну з водою при 75-80°C на 90 хвилин, а після того як температура затору досягне 70°C – переходить до фільтрації.

Метод відвару відрізняється від інфузії в тому, що третій затор перекачуються до котельного затору і поступове підвищення температури, використовуючи перерви, як в способі інфузії піддаються кипінню, щоб краще желатинізувати крохмаль, а потім знову об’єднати з основним місивом. Частина затору для варіння називають відваром, і в залежності від того, скільки порцій відвару кип’ятять розрізняють системи однокамерні, двокамерний і трикамерні. Найбільш часто використовується одна і двокамерна система. Система з трьома резервуарами, обумовлена тривалістю всього процесу і економічними факторами, використовується рідше. Солоди, протерті методом відвару, дозволяють отримати пиво з більш повним смаком.

Після завершення процесу затирання солодового зерна завершується етап фільтрації, тобто прояснення затору в фільтрувальних посудинах або використання сучасного ситового фільтра, який також називають фільтрувальний пресом. Ефект фільтрації – прозоре переднє сусло. Все має проводитися без контакту затору з киснем, що негативно впливає на смакові властивості пива і викликає його темний колір. Час фільтрації також впливає на якість сусла, яке скорочує, серед іншого, через так звану мішалку, встановлені в ковші скарифікатори, до яких застосовуються спеціальні ножі для мульчування затору. Після видалення сусла відбувається промивка водою.

Осад на дні ковша пропускають через гарячу воду (78°C), цукор розчиняється й утворюється зміст екстракту сусла целюлози 1-1,5%, який використовується в подальшому виробництві пива. У другому методі фільтром для фільтрації використовується затирання і весь процес практично повністю автоматизований. Фільтр-прес побудований з фреймами та вертикально ребристими панелями, які тягнуться над фільтрувальною тканиною виготовлені з пластику. Пивовар зупиняє його, коли затор під тиском проходить через фільтр. Застосування фільтру дозволяє більш швидко і рівномірно фільтрувати.

Сусло вариться при атмосферному тиску або при підвищеному тиску в варочном котлі нагрівається парою, водою або газом. Приготування пива в сучасних пивоварних заводах займає 45-60 хвилин, а в пивоварні традиційній до 2,5 годин. Темне пиво і лікери вимагають меншої кількості хмелю, ніж світле пльзеньського типу. Для виготовлення 100 літрів пива використовується близько 200 грамів хмелю.

Бродіння пива

Перед ферментацією сусла збирають з поверхні так звані шлами або холодні речовини, які утворилися після охолодження сусла. У класичних способах бродіння пива відбувається в закритих або відкритих посудина. Бродіння відбувається при тиску 1 бар, і пиво перемішується інтенсивно, що скорочує цикл протягом 4-6 днів ферментації.

Залежно від типу використовуваних дріжджів розрізняють:

  • нижнє бродіння
  • верхнє бродіння
  • мимовільне бродіння

Дріжджі нижньої ферментації вимагають нижчих температур близько 5-13°C і осідають на дні місткості, зате дріжджі верхньої ферментації збираються на поверхні і бродять при температурі 15-25°C.

Перша фаза бродіння називається турбулентною ферментацією. Розмноження закінчується, коли зникає кисень. Починається вона з дріжджів, які в періоді одного дня збільшують свій об’єм в 3-4 рази. Настає тоді процес алкогольної ферментації тобто заміна цукрів, бродячих на етанол, вуглекислий газ і побічні продукти ферментації. Процес ферментації залежить перш за все від сорту пива і змін в кількості дріжджів, які додаються, температури сусла і температури ферментації.

Після 20-25 годин від додавання дріжджів настає так звана стадія низьких кружечків. Ще через 2-3 дні є точка кульмінаційного бродіння, тобто стадія високих дисків. Протягом цього періоду вуглекислий газ інтенсивно виділяється, піна стає коричневою, а диски стають високими. Через два дні ферментоване сусло охолоджують. За цей час піна падає, дріжджі утворюють так званий пух. В кінці ферментації сусло покривається тонким шаром, званим постферментаціонним покриттям, що видаляється під час фільтрації пива. Після ферментації пиво називають молодим або зеленим пивом.

Старіння пива

В кінці ферментації починається процес старіння (вторинне бродіння або в домашньому пивоварному виробництві: тихе). Молоде пиво пресується в герметичні резервуари для зберігання або залишається в танкоферментаріі. Метою старіння є, перш за все, подальша ферментація мальтози, коксування пива, отримання належного ступеня ферментації, очищення пива і створення правильного ароматичного букета,  шляхом ділення диацетила, який міститься в пиві в якості побічного продукту ферментації. Сучасні пивоварні часто штучно насичують пиво вуглекислим газом, який видаляє сполуки, створюючи запах молодого пива і значно скорочуючи період старіння. Процес старіння або після ферментації пива повинен відбуватися в разі низькоферментованного пива при температурі від -1 до +1°C при надмірному тиску вище 0,03 МПа і з пивом верхньої ферментації при 10-12°C. Триває залежно від типу пива, 4-6 тижнів для класичного бродіння або 2-3 тижні в танкоферментах. Однак деякі види пива вимагають декількох місяців дозрівання. Існує правило, яке зберігається в більшості країн-виробників, особливо в Європі, що світле пиво вимагає більш тривалого часу старіння, ніж темне. Довший час старіння визначає перехід сильного хмелевого смаку в благородну і безпомилкову гіркоту.

Фільтрація і пастеризація

Мета фільтрації полягає у видаленні суспензій після ферментації, що викликає хмарність або опалесценцію – дає ясність і блиск пиву. Пиво фільтрується через діатомову землю (наземні осадові породи з високопористих діатомових водоростей) або мембрану (мікрофільтрація), а фільтри, найбільш часто використовувані при заварюванні, являють собою пластинчасті, рамні, свічкові та горизонтальні фільтри. Крім того, колоїдну стабілізацію пива проводять з використанням кремнезему або синтетичних гелів (PVPP – полівінілполіпірролідон) і здійснюють карбонізацію або насичення діоксидом вуглецю приблизно до 0,5%. Під час фільтрації додають антиоксиданти (аскорбінова кислота, сульфіт натрію).

Велика частина виробництва пива для торгівлі в роздрібних мережах стерилізується шляхом пастеризації, що призводить до того, що пиво досягає більшої мікробіологічної стабільності. Пивоварні заводи найчастіше використовують пластинчастий теплообмінник, через яке тече пиво, нагріте до 70°C, протягом 2 хвилин. Відсутність пастеризації пива дозволяє зберегти повний смак, але його термін зберігання становить усього кілька тижнів.

Пиво після фільтрації та пастеризації виливають в пляшки, банки, бочки й барила.

[Total: 0    Average: 0/5]

Коментувати

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *