Большую роль в изменении гН2 играют дрожжи. Они тормозят окислительные процессы, быстро поглощая растворенный в сусле  кислород, расходуя его на обменные реакции. Выделяющийся диоксид углерода вытесняет кислород из сусла, что также замедляет окисление. При интенсивном брожении весь растворенный кислород потребляется дрожжами и  гН2 сни­жается до минимума, достигая 10.

Чем ниже величина гН2 в процессе брожения, тем выше каче­ство получаемого пива. При высоком значении гН2 сусло и моло­дое пиво становятся темнее, ухудшается вкус готового пива, может появиться муть.

Из других физико-химических процессов важное значение для брожения имеют коагуляция белковых веществ и пенообразова­ние. Коагуляции белковых веществ способствуют образование спирта, эфиров и понижение рН сусла. Белки частично денатурируют, частично теряют свой заряд и флокулируют. Происходит выделение некоторых фракций белков в виде крупных агрегатов с одновременной агглютинацией и осаж­дением дрожжей. В основном выделяются белковые вещества, изоэлектрическая точка которых близка к рН молодого пива. Осаждается также и часть тонких взвесей (белково-дубильные соедине­ния), которые поступили в бродильный аппарат с суслом.

Образующийся в ходе брожения диоксид углерода снача­ла растворяется в сбраживаемом сусле, а по мере насыщения сусла выделяется в виде газовых пузырьков, в результате чего формируется пена. На поверхности газовых пу­зырьков появляется адсорбционный слой поверхностно-активных веществ из белков, пектина и хмелевых смол. В процессе брожения сусла  внешний вид пены изменя­ется: в определенный период она напоминает завитки. Основу для образования завитков создают коагулируемые белки и выделяемые хмелевые смолы, а их формирования — диоксид углерода.

Дрожжи, используемые для производства пива  Возбудителями брожения являются дрожжи – одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения. В производстве пива пивоварении используются эукариотные дрожжи верхового брожения Saccaromyces cerevisiae и низового брожения Saccaromyces carlsbergensis.

Дрожжи верхового брожения в конце брожения поднимаются на поверхность. Для них характерно взвешенное в сусле состояние. Поэтому их называют пылевидными. Дрожжи низового брожения после брожения оседают на дно танка плотным слоем. В сусле они собираются в виде хлопьев, поэтому их называют хлопьевидными. Эта способность дрожжей имеет важное практическое значение — быстро осветляется пиво и появляется возможность собирать дрожжи из бродильных танков и многократно их использовать.

По степени сбраживания дрожжи делятся на высоко- и низко-сбраживающие.

В пивоварении пива наибольшее распространение получили штаммы низовых дрожжей: 776, 11, 41, 44, 8а (М) Н, 37 и др.

Штамм 776 — дрожжи среднесбраживающие. Хорошо осветля­ют сусло, образуют плотный осадок. К качеству сырья нетребовательны.

Штаммы 11, Н — дрожжи сильно- и быстросбраживающие. К качеству сырья неприхот­ливы. Флокуляционная способность хорошая. Вкус пива полный.

Штаммы 41, 44 — дрожжи среднесбраживающие. Способность к агглютинации хорошая. Вкус пива чис­тый, мягкий.

Штамм 8а (М) — дрожжи сильносбраживающие. Флокуляционная способность хорошая. Вкус пива чис­тый, мягкий.

Для отдельных сортов темного пива применяются специальные расы дрожжей верхового брожения.

Дрожжи должны отвечать следующим требованиям: иметь высокую бродильную активность, хорошо образовывать хлопья и осветлять пиво в про­цессе брожения, придавать пиву чистый вкус и приятный аромат.

Дрожжи чистой культуры, как правило, разводят в лаборатории предприятия. При этом необходимо обеспечить стерильность сусла.

Подготовка чистой культуры дрожжей к брожению сводится к накоплению их биомассы в количестве, необходимом для начала процесса бро­жения. Процесс разведения состоит из двух стадий: лабораторной и производственной.

Первая стадия начинается с пересева чистой культуры дрожжей из пробирки. При последовательном пересеве культуры объем сусла увеличивается каждый раз примерно в 5 раз: 20 см3 — 100 см3 — 500 см3 — 2,5 дм3 — 12 дм3 — 60 дм3 — 300 дм3.

Производственная стадия осуществляется в установке Грейнера, состоящей из стерилизатора сусла, бродильных цилин­дров, сосудов для посевных дрожжей и резервуара для предвари­тельного брожения.

Чистую культуру разводят следующим образом. В стерилизатор набирают горячее охмеленное сусло, кипятят и охлаждают до 8-12 °С. Долее сусло направляют в бродильный цилиндр, куда переносят разводку чистой культуры дрожжей после пятого пересева.

Сбраживание сусла продолжают в течение 3 сут. При этом дрожжи размножаются и их биомасса увеличивается. После брожения из цилиндра отбирают часть разводки дрожжей (10 дм3) в сосуд для посевных дрожжей, где она хранится до следующего пересева. Основную часть разводки дрожжей из цилиндра перека­чивают в резервуар предварительного брожения, куда подают за­водское охмеленное сусло температурой 9 оС. В резервуаре предва­рительного брожения дрожжи размножаются также в течение 3 сут.

На следующих циклах бродильные цилиндры, освобожденные от дрожжей, заполняют стерильным суслом из стерилизатора и за­севают дрожжами, хранящимися в сосудах (10 дм3). Процесс раз­множения дрожжей в аппарате конструкции Грейнера повторяют многократно до обнаружения в дрожжах посторонней микро­флоры.

Сброженная биомасса из резервуара предварительного броже­ния поступает в бродильный аппарат вместимостью 1000 дм3, куда доливают 300 дал заводского охмеленного сусла, а через 12 ч — еще 400 дал. Через 36 ч забродившее сусло можно вносить в качестве дрожжей в аппарат главного брожения. Осевшие при броже­нии семенные дрожжи снимают, промывают холодной водой и используют в производстве.

Каждый оборот дрожжей называется генерацией. На практике семенные дрожжи после пред­варительной подготовки используются до 10 генераций.

Повторно ис­пользуемые генерации дрожжей должны удовлетворять следую­щим требованиям: количество мертвых дрожжевых клеток должно быть не выше 5 %; наличие посторонних бактериальных клеток — не выше 0,5 %; упитанность дрожжевых клеток по гликогену — не ниже 70 %; наличие  диких клеток дрожжей — не допускается.

Семенные дрожжи после брожения направляются в дрожже­вое отделение, где их обрабатывают на вибросите для отделения крупных хлопьев белковых веществ и хмелевых смол, а затем тщательно промывают холодной водой температурой 1-2 оС. В результате освобождения от слизистых веществ, обволакивающих поверхность клеток, повышается проницаемость клеточных оболочек.

Ежедневный уход за дрожжами заключается в смене воды и поддержании в сборнике температуры 1-2 °С. В таких условиях под слоем холод­ной воды дрожжи могут сохраняться в хорошем состоянии в тече­ние 3-4 сут.

Для удаления посторонней микрофлоры дрожжи обрабатывают слабым раствором серной, молочной, фосфорной или др. кислот.

При использовании для введения в сусло семенных дрожжей предварительно производят так называемое разбраживание дрожжей. Для этого отобранные для введения семенные дрожжи смешивают в специальном аппарате с холодным пивным суслом из расчета от 2 до 6 л сусла на 1 дм3 дрожжей. Сусло с дрожжами перемешивают мешалкой или продувают стерильным воздухом.

После перемешивания сусло оставляют на 1-3 ч для разбражи-вания при температуре, не превышающей установочной темпе­ратуры брожения (6 °С). Оптимальной продолжительностью разбраживания считается такая (2-3 ч), при которой начинается интенсивное почкование дрожжей, а количество образовавшегося спир­та достигает 0,3 %.

Затем сусло с дрожжами вводят в сусло, находящееся в бродильном танке. Бродильный аппарат за­полняют суслом в 2-3 приема. Заполнение считают закончен­ным, когда в нем остается незаполненным 10-15 % объема.

Главное брожение Процесс брожения зависит от ряда факторов: способа сбражи­вания, состава сусла, температуры брожения, величины бродиль­ного аппарата, но наибольшее значение имеет штамм дрожжей, от которого зависят вкус и аромат готового пива. Наиболее пригод­ными считаются быстро сбраживающие дрожжи, которые обеспечивают хорошее осветление и мягкий чистый вкус пива.

Главное брожение протекает в несколько стадий. Они отлича­ются друг от друга и характеризуются изменением внешнего вида поверхности бродящего сусла, изменением температуры, пониже­нием экстрактивности сусла и степенью осветления молодого пива.

Первая стадия брожения, характеризующаяся образованием на поверхности сусла нежно-белой пены, называется забелом. Через 15-20 ч после задачи дрожжей появляются первые признаки бро­жения. Становится заметным выделение углекислоты и появление нежно-белых пузырьков пены. Сначала пузырьки пены появляют­ся по краям сусла. У стенок бродильного чана образуется валик белой пены. Затем постепенно вся поверхность сусла затягивается равномерным слоем белой пены. К концу первой стадии брожения в пене начинают появляться незначи­тельные выделения хмелевых смол и белковых веществ. Экстрактивность сусла снижается с 0,2 до 0,5 % в сутки.

Начальная стадия брожения продолжается 1-1,5 сут и характе­ризуется главным образом размножением дрожжей.

Вторая стадия брожения – это период низких за­витков. Выделение пузырьков углекислоты становится более интенсивным, что обусловлено полноценностью питательной среды для дрожжевых клеток. Стадия характеризуется образованием густой, белой, компакт­ной, поднимающейся пены, которая по внешнему виду представ­ляет собой завитки красивой формы. За счет усиленного выделения хмелевых смол завитки окрашиваются в желто-коричневый цвет.

Продолжительность стадии 2-3 сут. Экстрактивность сусла также понижается на 0,5-1,0 % в сутки.

Третья стадия, называемая стадией высоких завитков, харак­теризуется наибольшей интенсивностью брожения. Спиртовое брожение сахаров приводит к повышению темпе­ратуры сбраживаемой среды, так как при сбраживании 1 кг са­хара выделяется 628 кДж тепла. В результате на 4-е или 5-е сутки пенообразование усиливается. Пена становится рыхлой, силь­но поднимается вверх, и завитки достигают наибольшей величи­ны. Поверхность пены приобретает характерный коричневый цвет. Убыль экст­ракта в сутки достигает 1-1,5 %. Стадия продолжается 3-4 сут.

Четвертая стадия — стадия опадания завитков — характеризуется постепенным опаданием пены, хлопьеобразованием дрожжей, исчезновением завитков, в ре­зультате чего поверхность сусла покрывается тонким слоем ко­ричневой пены, называемой покрышкой или декой. Опадание завитков продолжается двое суток. Экстрактивность сбраживаемого сусла понижается на 0,5-0,2 % в сутки. Оседание дрожжей приводит к пре­кращению брожения и осветлению пива. Процесс главного бро­жения считается законченным. Полученный к концу этой стадии продукт называют молодым пивом.

Для поддержания температуры на оптимальном уровне внутри бродильных аппаратов имеются стационарные или переносные змеевики, через которые пропускают холодную воду (0,5-1 оС) или рассол.

Технологические режимы главного брожения  Главное брожение осуществляют в закрытых и открытых цилиндрических бродильных аппаратах (танках с коническим днищем) из нержавеющей стали, алюминия или железобетона.

Наиболее распространены закры­тые танки цилиндрической формы. В таких бродильных танках вся дека при перекачивании пива в лагерные танки остается на верхней сферической части и стенках. Все современные пи­воваренные заводы оборудуют такими бродильными танками.

Для удобства эксплуатации бродильные танки монтируют на специальных подставках на высоте 50-60 см от уровня пола. Бро­дильные танки немного наклоняют в сторону спускных отверстий, для того чтобы пиво полностью стекало с дрожжей, а также для лучшего спуска дрожжей и смывных вод.

Заполнение и опорожнение таких аппаратов производят снизу. Вместимость одного бродильного аппарата и одного аппарата для дображивания подбирают с учетом объема сусла или моло­дого пива, получаемого от одного или двух заторов. Число аппа­ратов определяют в зависимости от числа варок в сутки и про­должительности процессов главного брожения, дображивания и созревания.

Ведение главного брожения включает такие основные тех­нологические операции, как наполнение бродильных аппаратов суслом, введение в сусло дрожжей, сбраживание сусла, перека­чивание молодого пива на дображивание и отъем дрожжей. Процесс осуществляют периодическим или полунепрерывным способом.

Охлажденное до необходимой температуры брожения (5-7 оС) начальное сусло поступает в бродильный аппарат предварительного брожения. Это необходимо для получения сусла однородного состава и улучшения процесса брожения за счет час­тичного выпадения в осадок белков и других веществ. По истече­нии 20-24 ч забродившее сусло перекачивают в бродильные тан­ки, не трогая образовавшийся на дне чана осадок.

В сусло на пути его следования вводят дрожжи в виде технически чистой культуры или семенных дрожжей  из расчета 0,4-0,7 дм3  на 100 дм3 сусла. Задаваемые дрожжи должны быть свежими, хорошо промытыми, с приятным запахом, светлыми и обладать нормальной бродильной способностью.

Дрожжи поступают в суслопровод под давлением или засасываются потоком сусла (тип инжектора).

На многих заводах дрожжи с холодным суслом перемешивают в монжю путем продувания стерильным воздухом, или диоксидом углерода, или механическим перемешиванием. Различают два ре­жима брожения: холодное (дрожжи вносят при 5-6 °С, макси­мальная температура 8-9 °С и конечная 4,5-5,5 °С) и теплое (дрожжи вносят при 9 °С, максимальная температура 12-13 °С и конечная 6-7 °С).

Температура при брожении не должна подниматься выше установленной. Необходимо своевременно установить момент начала охлаждения. Охлаждение сусла раньше установленного срока вызывает ослабление деятель­ности дрожжей.

Запоздалое охлаждение также нежелательно, так как при этом будет сброжено больше экстракта, поэтому для дображивания и нормального насыщения пива диоксида углерода останется недо­статочно.

Во время главного брожения выделяется большое количество СО2. На многих пивоваренных заводах, где брожение ведут в зак­рытых танках, СО2, образующийся при брожении, собирают и ис­пользуют для промышленных целей.

К концу брожения дрожжи оседают на дно. Из-за горького вкуса осевшую пену обязательно удаляют с поверхности сусла. Осветлившаяся жидкость называется молодым пивом, оно не является товарным продуктом. В нем, помимо этилового спирта и углекислого газа, накапливается ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата. Процесс главного брожения завершается за 7-10 сут (для пива «Жигулевское» - 7 сут).

Для получения пива хорошего качества молодое пиво должно быть выброжено так, чтобы для процесса дображивания в нем осталось около 1-1,5 % сбраживаемых угле­водов.

Показатели качества сусла  На практике окончание главного брожения определяют по видимому содержанию сухих веществ в молодом пиве.

Основным показателем, характеризующим окончание главного брожения, является степень сбраживания. Степенью сбраживания V, %, называется количество сброженного экстракта сусла, выражен­ное в процентах, к содержанию сухих веществ исходного сусла

                               V = [(Е - е) • 100] / Е,                                   (4)

где Е — содержание сухих веществ в исходном сусле по сахариметру, %; содержание сухих веществ в молодом пиве по сахариметру, %.

Различают кажущееся (видимое) и действительное содержание экстракта. Видимый экстракт определяют в продукте при наличии в нем спирта и углекислоты, а действительный — после удаления последних по относительной плотности пикнометрическим методом.

Величина видимого экстракта сбраживаемого сусла и пива всегда меньше величины дей­ствительного экстракта, так как сахарометр погружается в спиртосодержащей жидкости глубже и соответственно показывает величину меньше действительной. Приближенно Vд = 0,81 Vвид.

Для качества готового пива большое значение имеет достижение конечной степени сбраживания (выс­шей видимой степени сбраживания), которая наступает при пол­ном сбраживании всех сбраживаемых сахаров.

Степень сбраживания готового пива должна приближаться к конечной степени сбраживания, так как при содержании сахаров в нем легко развиваются дрожжи и бактерии. Кроме того, высокое содержание несброженного сахара обусловливает слабость пива, что для большинства сортов пива нежелательно.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12