Способы повышения стойкости пива
Понятие о стойкости пива.О качестве пива судят по его прозрачности и блеску. При хранении пиво начинает мутнеть, что обусловлено как физико-химическими превращениями, так и развитием микроорганизмов. Поэтому различают коллоидную (физико-химическую) и биологическую стойкость пива.
Стойкость пива - это способность его противостоять помутнению. Под стойкостью понимают время в сутках, в течение которого пиво остается прозрачным при 20°С.
В готовом пиве нельзя Оставлять много сбраживаемого экстракта. Чем меньше разница между степенью сбраживания готового пива и конечной степенью сбраживания, тем выше его биологическая стойкость. Если между этими величинами имеется большая разница, то микроорганизмы готового пива будут размножаться на сбраживаемых веществах готового пива и образовывать муть, снижая тем самым его биологическую стойкость.
В разлитом непастеризованном пиве остается некоторое количество бактерий, диких и культурных дрожжей, которые в дальнейшем начинают размножаться, что снижает его биологическую стойкость и вызывает помутнение. Примерный состав мути пива: белковые вещества 14-77%, полифенольные вещества 1-55%, углеводы 2-80%, минеральные вещества 1 - 14%.
К коллоидным помутнениям относятся белковые, клейстерные и оксалатные. Причиной белковых помутнений являются высокомолекулярные денатурированные белковые вещества, которые остались в осветленном пиве. Они не обладают стойкостью и при изменении температуры или кислотности среды легко выпадают (коагулируют) в осадок. Возможно также металлобелковое помутнение, когда растворяющийся в пиве металл образует с белками нерастворимые комплексы, выпадающие в осадок.
Причиной клейстерных помутнений является неполный гидролиз крахмала при затирании солода и несоложеных материалов или промывание дробины в фильтрационном аппарате водой температурой выше 80°С, когда негидролизованный крахмал дробины растворяется и поступает в сусловарочный аппарат. В ходе брожения, когда в пиве повышается концентрация спирта, промежуточные продукты гидролиза крахмала образуют осадок. Если клейстерная муть обнаружена во время дображивания, то для ее устранения в аппарат дображивания добавляют солодовую вытяжку или амилазу (фермент).
Оксалатное помутнение связано с образованием нерастворимого оксалата кальция (кальциевая соль щавелевой кислоты). При осветлении пива оксалат кальция легко удаляется.
По ГОСТу стойкость для непастеризованного пива должна быть не менее 8 сут, непастеризованного обеспложенного и пастеризованного - не менее 30 сут. Стойкость пива с экстрактивностьго начального сусла 23% должна быть не менее 30 сут для непастеризованного и не менее 60 сут для обеспложенного и пастеризованного.
Для повышения стойкости пива его обрабатывают стабилизаторами, пастеризуют и подвергают обеспложивающему фильтрованию.
Повышение биологической стойкости пива.Биологическое помутнение пива обусловлено наличием микроорганизмов. В пиве могут находиться бактерии Lactobacülus, Pediococcus, Obesumbacterium, Zymomonas anaerobia, уксуснокислые бактерии Acetomonas и Acetobacter, бактерии группы кишечной палочки Klebsiella и Escherichia, дикие дрожжи, а также дрожжи, которыми проводилось сбраживание. Предотвратить биологическое помутнение пива можно обеспложивающим (стерилизующим) фильтрованием или термообработкой - пастеризацией, а также электрофизической обработкой.
Обеспложивающее фильтрование проводят после предварительного фильтрования на диатомитовом фильтре, используя пластинчатые фильтры, на которых устанавливают пластины из полимерных материалов с размером пор 0,2-1 мкм. Чем меньше диаметр пор фильтрующей мембраны, тем выше стерилизующий эффект и ниже производительность фильтра. Для удаления Lactobacülus и Pediococcus достаточно мембран с порами 0,45 мкм.
Пастеризация пива - это наиболее распространенный способ увеличения его стойкости. Пиво пастеризуют как в бутылках, так и в непрерывном потоке. Под влиянием высокой температуры большая часть микроорганизмов погибает, а термоустойчивые бактерии настолько ослабевают, что становятся почти неспособными к размножению. Эффект уничтожения микроорганизмов при пастеризации оценивают в пастеризационных единицах (ПЕ).
За одну пастеризационную единицу принята скорость уничтожения микроорганизмов при выдержке пива в течение 1 мин при температуре 60°С.
Вычисляют ПЕ по формуле
Где
τ - продолжительность пастеризации, мин,
t - температура пастеризации, °С.
Для достижения стерильности пива с концентрацией начального сусла 12-13% достаточно 12-25 ПЕ, но в производственных условиях тепловая обработка часто достигает 30 ПЕ и более, т.е. пиво обрабатывается избыточно.
При нагревании повышается скорость многих химических превращений, в результате изменяются вкус, аромат и цвет пива. Из-за превращения полипептидов и полифенолов возникает опасность коллоидного помутнения пастеризованного пива. Поэтому на пастеризацию направляют только специально приготовленное для этих целей пиво.
В пастеризованном пиве возможно появление хлебного привкуса, что обусловлено повышенным содержанием несброженных углеводов. Этому способствует растворенный в пиве кислород. Если термообработка кратковременная, то хлебный привкус не появляется.
Пиво в бутылках пастеризуют в погружных или душевых (оросительных) пастеризаторах, главным образом, туннельного типа, где температуру пива доводят до 63°С. По температурному режиму пастеризатор разделен на зоны. Для пастеризатора с семью зонами общая продолжительность цикла составляет 60 мин. В таблице 26 приведен режим пастеризации пива в бутылках.
Таблица 26
| Зона пастеризации | Температура воды в пастеризаторе, °С | Продолжительность выдержки пива, мин |
| 46.48 | ||
| 67.68 | ||
| 48.46 | ||
| 33.24 | ||
| 24.16 | ||
| 16.12 |
Для устранения отрицательного влияния тепловой обработки на вкус применяют пастеризацию в непрерывном потоке при температуре 68-74°С. Для этого используют двухсекционные пластинчатые пастеризаторы, в одной секции которых пиво обрабатывают нагреванием (толщина слоя 3 мм) в течение 30-40 с, в другой - охлаждают до 0°С. При пастеризации в непрерывном потоке вкус и запах пива практически не изменяются.
После пастеризации и охлаждения пиво подают на розлив в бутылки. При этом важно соблюдать полную стерильность процесса, оборудования, бутылок, укупорочных материалов, пивопроводов.
Розлив, при котором принимаются все меры по предотвращению попадания в пастеризованное пиво микроорганизмов, называют асептическим (свободный от микроорганизмов). При пастеризации пива в пластинчатом пастеризаторе и асептическом розливе достигается биологическая стойкость пива в течение 6-12 мес.
Предложены, но не получили широкого распространения электрофизические способы обработки пива: воздействием электромагнитных полей высоких (ВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот, инфракрасным, ультрафиолетовым излучением, ультразвуком.
Повышение коллоидной стойкости пива.Коллоидное помутнение бывает двух видов: помутнение, появляющееся при охлаждении пива до 0°С и исчезающее при нагревании до 20°С. (холодная муть), и постоянное помутнение, появляющееся при хранении в условиях комнатной температуры. Фильтрованием эти виды помутнения не удаляются. Основной частью мути являются полипептиды и полифе-нолъные вещества. Поэтому достичь повышения коллоидной стойкости пива можно снижением концентрации этих веществ. Однако полное удаление их нежелательно, так как может привести к ухудшению пеностойкости и вкуса пива. Коллоидную стойкость пива увеличивают адсорбционными, химическими способами, а также обработкой ферментными препаратами.
Химические способы применяют редко. Среди них известно добавление к суслу перед кипячением или в молодое пиво при перекачивании на дображивание танина (галлотаниновой кислоты), который образует с полипептидами легко отфильтровываемые комплексы. Также возможно применение перекиси водорода, под влиянием которой полимеризуются полифенолы, которые после соединения с белками образуют нерастворимые соединения, удаляемые фильтрованием. Перекись водорода добавляют в воду для затирания или в сусло. Формальдегид, добавляемый в процессе затирания или солодоращения, снижает количество антоцианогенов - наиболее мутеобразующей части полифенолов.
Для приготовления пива длительного хранения применяют антиоксиданты: аскорбаты, соли сернистой кислоты, устраняющие вредное влияние кислорода. Аскорбиновую кислоту вносят в готовое пиво в количестве 0,1-0,5 г/дал.
Ферментные препараты применяют для повышения коллоидной стойкости пива. Наиболее простым способом повышения коллоидной стойкости пива является расщепление белков протеолитическими ферментами, которые добавляют в пиво во время дображивания или во время осветления в сборнике перед розливом, что снижает возможность белково-полифенольного (холодного) помутнения.
Известны различные ферментные стабилизаторы Амилоризин, Амилосубтилин, Проторизин, Протосубтилин, Чилко (папаин), Профикс и др. для обработки пива. Все они содержат активные протеиназы, действующие в слабокислой среде. Добавляют их после главного брожения в молодое пиво или после дображивания перед фильтрованием.
Для удаления кислорода, содержащегося в пиве, используют ферментную систему глюкозооксидаза - каталаза, действие которой заключается в следующем. Первый фермент - глюкозооксидаза способствует окислению содержащейся в пиве глюкозы до глюконовой кислоты. Второй фермент (каталаза) расщепляет до воды и кислорода перекись водорода, образовавшуюся в ходе реакции. Освободившийся во второй реакции кислород вовлекается в первую реакцию. Таким образом, обе реакции протекают до полного расходования кислорода или глюкозы.
Ферментная система глюкозооксидаза - каталаза повышает биологическую стойкость непастеризованного пива до 2 мес, так как при недостатке в пиве кислорода размножение дрожжей и других микроорганизмов приостанавливается. Добавлять эти ферменты в пиво следует перед пастеризацией, так как под действием ферментов теряется кислород, что препятствует протеканию реакций окисления при пастеризации, которые также являются причиной помутнения пива.
Стабилизаторы применяют отдельно или вместе с антиоксидантом - аскорбиновой кислотой.
В последнее время широкое распространение получают адсорбционнные способы стабилизации пива. В качестве адсорбентов используют вещества, удаляющие полипептиды или полифенолы.
Например, препараты на основе силикагеля, содержащего SiO2 связывают полипептиды и осаждают их, не влияя на пеностойкость пива. Обычно их добавляют в дозатор перед фильтрованием в количестве 5-15 г/дал. Различают гидрогели - водорастворимые силикагели, влажность которых более 50%, и ксерогели - сухие гели с влажностью ниже 50%. Силикагели получают обработкой серной кислотой силиката натрия, в результате чего образуются высокопористые препараты кремниевой кислоты с большой площадью поверхности 300-1000 м2/г размером пор 3-3,5 мкм. Продолжительность осветления пива силикагелем несколько секунд, но для повышения эффективности действия их можно вносить в сборник с готовым пивом и выдерживать в течение суток, а затем фильтровать.
Среди силикагелей синтетического происхождения известны стабификс, стабиквик, луцилит, интергарант, косуби. Известен также природный алюмосиликат - бентонит, но при его применении в пивоварении увеличиваются потери пива. В последнее время стали применять осветлители пива, полученные из высушенных плавательных пузырей некоторых рыб, содержащих коллаген, который с дрожжевыми клетками образует осадок в пиве. Препараты вносят в пиво за 1-2 дня до окончания выдержки.
Полифенолы в пиве можно адсорбировать органическими веществами: нейлоновым порошком, поливинилпирролидоном (ПВП), поливинилполипирролидоном (ПВПП). Полимер ПВПП - порошок белого цвета, состоит из тех же мономеров, что и ПВП, но имеет более разветвленную структуру. В щелочной среде вещества, адсорбированные на ПВПП, могут переходить в раствор, и это свойство используют для его регенерации. ПВПП можно использовать, добавляя к кизельгуру после нанесения последнего на поверхность в качестве фильтрующего слоя. Дозировка ПВПП составляет 1,5-2 г/дал при однократном его применении или 3,5-4 г/дал после его регенерации. Наряду с полифенолами ПВПП адсорбирует азотистые вещества в составе полипептиднополифенольных комплексов. Время контакта его с пивом должно быть не менее 5 мин.
Для более эффективной стабилизации пива применяют комбинированную обработку пива на разных стадиях, например, вносят ферментный препарат протеолитического действия в начале брожения, затем обрабатывают ПВПП и силикагелем.
Оценка качества пива