Химический состав несоложёного сырья

Химический состав зерновых культур зависит от года урожая и региона возделывания. Указанные в таблице 3 значения отражают результаты анализов последних лет.

ТАБЛИЦА 3. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ (В% СВ)

сырье	крахмал	белок	гемицеллюлоза	Липиды	зола
кукуруза	71,8	9,2…10,3	4,2	5,8	1,2
рис	75,0	7,4…9,0	2,3	1,5	0,4
ячмень	62,0	10,6…11,8	10,3	2,5	3,1

· Несмотря на более высокую влажность в кукурузной и рисовой крупке ( в районе 12…14%), содержание крахмала в пересчёте на СВ выше, чем в ячменном солоде с влажностью около 4% (см. солодовые эквиваленты в таблице 2). Эти несоложёные материалы увеличивают плотность экстракта в заторе, в особенности за счёт углеводов, полученных в процессе расщепления крахмала. Использования несоложёного ячменя по сравнению с ячменным солодом, наоборот, ведёт к сокращению перехода экстракта в затор в массовом перерасчёте ;

· Кукуруза и рис характеризуются более низким содержанием белка и гемицеллюлозы по сравнению с ячменём и ячменным солодом. Сусло, изготовленное с их использованием, содержит меньше белка и бета-глюкана, что положительно сказывается на фильтруемости и коллоидной стойкости, но в то же время понижает показатель FAN (свободный альфа-аминный азот – концентрация амино-кислот, ассмилируемых дрожжами);

· Использования кукурузы в виде несоложёного материала в пивоварении делает необходимым предварительное удаление зародыша перед изготовлением крупки, хлопьев, так как в этой части содержится основная часть жиров. Растительные масла и в особенности омыляемые жиры содержат свободные жирные кислоты, которые отрицательно сказываются на пеностойкости пива и ускорояют его «вкусовое старение». Рис-сечка из шлифованного короткоколосистого риса содержит менее 0,8% жира, поэтому вышеуказанные проблемы из-за жира во время переработки не возникают;

· У рисовой и кукурузной крепки отсутствует шелуха, которая необходима для фильтрации затора в фильтр-чане. Поэтому этот способ фильтрации ограничивает долю упомянутых несоложёных материалов в засыпи;

· Содержание гемицеллюлозы в ячмене по сравнению с другими несоложёными материалами значительно выше. Во время затирания в раствор переходит больше бета-глюканов, повышающих вязкость, что делает необходимым использования ферментов для сокращения их концентрации;

· Крахмал ячменя менее доступен для расщепления, чем крахмал риса и кукурузы, что ведёт к сокращению концентрации сбраживание сахаров.

Температура клейстеризации крахмала несоложёных добавок

Температура клейстеризации используемых заменителей солода или продуктов их переработки является определяющим фактором для:

ТАБЛИЦА 4. ВЛИЯНИЕ УВЕЛЕЧЕНИЯ ДОЛИ НЕСОЛОЖЁНОГО МАТЕРИАЛА В ЗАСЫПИ НА СОСТАВ СУСЛА ПО СРАВНЕНИЮ С ЗАСЫПЬЮ ИЗ 100-ПРОЦЕНТНОГО СОЛОДА

Засыпь	10…30% Риса 10…40% Кукурузы	10…35…50% Ячменя
а – Аминный азот	↓	↓
Β - Глюкан	↓	↑↑
Вязкость	↓	↑
MgSO4 - азот	↓	±0
Конечная степень сбраживания	↑	↓
Мальтоза	↑	↓

↓ ингридиент сусла, или же критерий качества сусла, понижается при повышении доли несоложеного материала;

↑↓ ингридиент сусла, или же критерий качества сусла, повышается при повышении доли несоложеного материала;

↑↑ очень сильное повышение;

±0 без изменения состава ингредиентов.

· Способа затирания: отварочный или настойный способ;

· Интенсивности термической обработки: только подогрев до температуры ниже 100⁰С, интенсивное кипячение или расщепление под давлением;

· Необходимости использования дополнительных ферментов для расщипления крахмала: использование термостойкой микробной альфа – амилазы или амилаз солода является достаточным.

Температуры клейстеризации одного вида несоложеного сырья могут колебаться в относительно широком диапазоне. Значения зависят от:

· Происхождения (сорт, климат возделывания);

· Степени измельчения (чем грубее помол, тем выше необходимая температура для клейстеризации крахмала);

· Структуры клеточных стенок в эндосперме (частично гидролизованные, расщепленные клеточные стенки снижают температуру клейстеризации крахмала);

· Плотности белковой матрицы в эндосперме, которая окружает крахмальные зерна (Частично растворенная белковая матрица снижает температуру клейстеризации);

· Достаточного присутствия действующих ферментов солода в заторе с несоложеными материалами, в особенности альфа- амилаз, протеиназ и гемми зелюллаз. Ферменты «освобождают дорогу» крахмальным зернам и удаляют с помощью ферментативного разжижения присутствующий термически клейстеризованый крахмал, снижая таким образом температуру клейстерицации.

· Размеры крахмальных зерен: чем меньше крахмальные зерна, тем выше температура клейстеризации.

В литературе указанные температуры клейстеризации не соложеных материалов имеют широкий диапазон. Во время работы с рисовой крупкой результаты наших исследований температуры клейстеризации варьировались в диапазоне от 70 до 90⁰С. Поэтому при закупке новой партии несоложеных материалов по возможности следует проверять температуры клейстеризации перед запуском в производство.

ТАБЛИЦА 5. ТЕМПЕРАТУРЫ КЛЕЙСТЕРИЗАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ НЕСОЛОЖЕНЫХ МАТЕРИАЛОВ

НЕСОЛОЖЕНЫЕ ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ	ЛАТИНСКОЕ НАЗВАНИЕ	ДИАПАЗОНЫ ТЕМПЕРАТУРЫ КЛЕЙСТЕРИЗАЦИИ (ИЗ ЛИТЕРАТУРЫ),⁰с
Literaturstelle	[2]	[3]
Кукуруза	Zea mays	62…72
Рис	Oryza sativa	66…77
Ячмень	Hordeum vulgare	52…59

Клейстеризация рисового и кукурузного крахмала обычно проходит при более высоких температурах по сравнению с ячменем, поэтому рекомендуется использование отварочного способа затирания при их переработке. Несоложеный ячмень при достаточном измельчении и использовании солода с хорошей активностью ферментов можно затирать и настойным способом.

Α – Аминный азот (FAN) в готовом сусле

По результатам химического анализа состава кукурузы и риса видно, что консентрация белка в кукурузе и рисе ниже по сравнению с несоложеным ячменем и ячменным солодом. Недостаточное присутствие FAN (с точки зрения снабжения дрожжей питательными веществами) следует учитывать при использовании всех видов несоложеных материалов, как показано в таблице 6.

В сусле из 100% солода концентрация FAN должна составлять > 180 мг FAN/л, в оптимальном варианте Ю 200 мг FAN/л. Для сусла с высокой долей несоложеных материалов (не более 20%) следует ознакомится с вариантами возможных технологических способов для увеличения FAN.

Основы расчета:

· 1 кг солода соответствует примерно 5,5 л сусла (начальная плотность =12%)

· 100% солода: 1100 мг FAN/кг:5,5 л=200 мг FAN/л

· 20 % риса + 80% солода:

(1100х0,8= 880мг)+ (40х0,98х0,2=7,84мг) = 887,84:5,5 = 161 мг/л

· 20% кукурузы +80% солода:

(880мг) +(75х0,98х0,2 = 14,5 мг) = 894,5: 5,5 = 162,6 мг/л

· 30% ячменных хлопьев (шелушенные) + 70% солода:

(1100х0,7 = 770 мг) +(70х1,20х0,3 = 25,2 мг) = 795,2 :5,5 = 144,6 мг/л

· 30% помола несоложеного ячменя (нешелушеного) + 30% солода =

(770мг) + (135 х 1,25х0,3 = 50,6 мг = 820,6 : 5,5 = 149,2 мг/л.

В рсчеты входили показатели солодовых эквивалентов: для риса = 98 кг, для ячменных хлопьев (шелушенных) = 120 кг, помола несоложеного ячменя (нешелушеного) = 125 кг.