Способы затирания с применением несоложеного сырья
Известно, что необходимый для брожения сахар образуется из крахмала солода благодаря работе ферментов. Крахмал, естественно, содержится не только в солоде, но и во всех видах зернопродуктов. Во многих странах эти зернопродукты значительно дешевле сравнительно дорогого солода. Если не чувствовать себя связанным - как в Германии - законом о чистоте пивоварения, для производства сусла можно частично применять эти более дешевые зернопродукты, которые в отличие от солода называют несоложеным сырьем.
При затирании ферменты солода должны проводить также расщепление и этих материалов. Если применять не больше 15-20% несоложеных зернопродуктов, то потенциала ферментов солода хватает и для их расщепления. При большей процентной доле несоложеного сырья для поддержания процессов расщепления следует добавлять ферментные препараты, так как иначе процессы расщепления неоправданно затянулись бы или даже вообще прекратились.
В качестве несоложеного сырья применяют особенно часто рис и кукурузу, а также ячмень, пшеницу и сорго (последнее прежде всего в африканских странах). Сахар не относится к несоложеным зернопродуктам, но как поставщик экстракта также рассматривается как несоложеное сырье.
Химические реакции при расщеплении крахмала во время переработки несоложеного сырья всегда те же, что и при расщеплении крахмала в солоде, однако зерна крахмала у разных зернопродуктов имеют различные размеры, очень сильно отличаются по их локализации в крахмальных клетках (см. раздел 1.5) и окружены разными составными веществами оболочек. Это приводит к различному поведению зерен крахмала при клейстеризации и соответственно - к применению различных способов затирания в зависимости от вида зернопродуктов. Одновременно растворяются и другие вещества или они расщепляются ферментами солода, так что состав затора и сусла, а с ними и пива изменяется. Это влияет на брожение, фильтрование, вкус пива и другие параметры. Так, пиво, изготовленное с рисом, имеет более чистый и сухой вкус, а изготовленное с кукурузой склонно к несколько смягченному вкусу.
При добавлении несоложеного сырья следует учитывать, что в нем белковые вещества еще находятся в стабильной форме и расщеплены незначительно из-за отсутствия предшествовавшего затиранию процесса солодоращения. Поэтому заторы с несоложеным сырьем содержат меньше низкомолекулярных продуктов расщепления белковых соединений (FAN), чем полностью солодовые заторы. Следует обращать особое внимание на то, чтобы дрожжи путем более интенсивного расщепления белков получали бы достаточное количество свободного аминного азота. Несмотря ни на что, пиво с несоложеным сырьем всегда содержит меньше азота и полифенолов (их тем меньше, чем выше содержание несоложеного сырья).
Переработка несоложеного сырья всегда ведет к изменению вкуса пива, и это изменение тем значительнее, чем больше добавка несоложеного сырья. Изменение вкуса, которое не обязательно следует заранее рассматривать как его ухудшение, при применении несоложеного сырья нужно учитывать, особенно если на рынке присутствует конкурент, работающий без использования несоложеного сырья и производящий пиво только из ячменного солода.
Затирание с рисом
Из несоложеного зернового сырья наиболее тяжелым для переработки является рис. Зерна рисового крахмала очень невелики и твердые (см. рис. 1.30). В теплой воде зерна набухают очень медленно. Для их клейстеризации следует поднимать температуру до 75-80°С или выше, но при такой температуре амилазы быстро погибают, так что при переработке риса нужно использовать другие методы.
Кроме того, рисовый крахмал очень сильно набухает при клейстеризации - значительно больше, чем у других видов зернопродуктов, и поэтому клейстер легко может пригореть. Если затирать густо, то набухание может быть таким сильным, что у мешалки не хватит мощности и если не принять никаких мер, то она остановится. Поэтому чтобы α-амилаза солода смогла разжижить очень сильно загущенный клейстер, следует искать компромиссное решение, α-амилаза при 80°С инактивируется за короткое время и не способна больше к разжижению. Имеется несколько путей решения проблемы.
1. Если рисовый затор не слишком густ, то опасность пригорания не очень большая. Для растворения риса зачастую применяют котел для разваривания несоложеного сырья. В более старых заторных агрегатах - это герметичный котел, в котором рисовый затор под давлением (= при температурах выше 100°С) клейстеризуется и оптимально растворяется, в настоящее время затор из несоложеного сырья кипя тяг обычно без избыточного давления, так как полученное увеличение выхода экстракта едва ли стоит расхода дополнительной энергии
2. Рисовую крупку затирают вместе с 10-20% солодового затора и выдерживают 10-20 мин при 78°С (рис. 3.43). При этом почти все рисовые зерна крахмала клейстеризуются, разжижаются и почти не возникает опасности, что при последующем кипячении рисовый затор пригорит.
3. Существуют сорта риса, которые клейстеризуются лишь при температуре свыше 80°С. Поэтому для полной уверенности следует нагреть рисовый затор до 85-90°С, клейстеризовать его и затем вновь охладить до 70-75°С, чтобы за короткое время провести осахаривание при добавлении солодового затора. Однако у этого способа имеется недостаток: очень трудно хорошо перемешать солодовый затор с очень вязким рисовым затором. Всегда лучше, если есть возможность смешать рисовый затор перед его клейстеризацией с частью солодового затора (минимум 10%)
4. Еще одна возможность состоит в том, чтобы рисовый затор с 10-20% солодового затора медленно нагревать до температуры свыше 80°С (рис 3.44), чтобы клейстеризующийся крахмал разжижать еще оставшейся активной α-амилазой солода.
5. Совершенно надежный метод состоит в том, чтобы добавлять товарную термостойкую α-амилазу бактериального происхождения, которая еще сохраняет свою активность при температурах выше 80°С и при этом разжижает вязкий рисовый затор. Об α-амилазе бактериального происхождения см. раздел 3.2.4.3.5.6. Если удалось клейстеризовать и разжижить рисовый затор, то можно считать, что преодолен тяжелейший рубеж. Например, дальнейшая переработка может вестись так, как показано ниже.
Исходный продукт-мелкая рисовая крупка, она должна затираться при гидромодуле не менее чем 5 гл воды на 100 кг рисовой крупки. У риса выход экстракта приблизительно на 2% выше, чем у солода, что должно учитываться при расчете массы засыпи.
Затирание с рисом - пример 1 (рис. 3.43):
1. Рис затирают с 10-20% солодовой части засыпи при 50°С и выдерживают 10-15 мин. Чтобы не делать затор слишком густым, гидромодуль составляет около 1 : 4.
2. Температуру медленно поднимают до 72-75°С и выдерживают 10 мин.
3. Температуру в течение 15-20 мин повышают до 85°С, рисовый крахмал при этом клейстеризуется и разжижается.
4. Затор из несоложеного сырья доводят до кипения и кипятят 30-40 мин.
5. В момент начала кипячения затора из не соложеного сырья начинают отдельно затирать солод при 50°С (белковая пауза!).
6. Затор из несоложеного сырья при постоянном перемешивании медленно перекачивают в солодовый затор. Температура объединенного затора составляет здесь 63°С (мальтозная пауза).
7. После 15-минутной паузы густой затор отбирают, нагревают до кипения и кипя тяг 15 мин.
8. Путем возвращения этого затора темпера тура общего затора повышается до 74° С (пауза осахаривания).
9. После осахаривания общий затор нагревают до 78°С и перекачивают на фильтрование.
Имеются сорта риса, крахмал которых клейстеризуется при температуре выше 80°С. Чтобы получить полную клейстеризацию, некоторые пивоваренные предприятия применяют по предложению Лековазиера (Le Covaisier) нагревание затора, содержащего только несоложеное сырье, до температуры 85-90°С (или при этой температуре производят начало затирания несоложеного сырья). При этом рисовый крахмал обязательно клейстеризуется. Путем перемешивания с более холодным солодовым затором получают температуру объединенного затора около 75°С. Этим обеспечивается дальнейший технологический процесс.
Затирание с рисом - пример 2 (рис. 3.44):
1. Рис затирают и клейстеризуют при 85-90°С. Вязкость затора не должна быть после клейстеризации слишком высокой, так как иначе затор будет слишком густым и соответственно будут образовываться комки и наблюдаться пригорание (в экстремальном случае может остановиться мешалка), в связи с чем могут возникнуть трудности с осахариванием. Поэтому рис следует затирать с гидромодулем как минимум 1 :5.
2. Горячий рисовый затор смешивают с более холодным солодовым затором (20% от массы солода), начало затирания которого происходило при 30-50°С , при этом получают температуру смеси в 72-75°С.
3. При 12-74°С выдерживают паузу 20-30 мин, клейстеризованный рисовый крах мал разжижается активными ферментами солода.
4. Разжиженный рисовый затор нагревают до кипения и кипятят 30-40 мин.
5. В начале кипячения рисового затора оставшийся солод затирают при 50°С (бел ковая пауза!).
6. Рисовый затор при постоянном перемешивании перекачивают в солодовый затор, температура общего затора повышается до 63°С (мальтозная пауза!).
7. После 15 минутной паузы отбирают густой затор, его доводят до кипения и кипятят 15 мин.
8. Путем возврата этого затора температуру общего затора повышают до 74° С (пауза осахаривания!).
9. После осахаривания общий затор нагревают до 78°С и перекачивают на фильтрование.
Затирание с кукурузой
У зерен кукурузы имеются зародыши с очень высоким содержанием жиров (до 5%), которые при подготовке зерна удаляют и извлекают из них кукурузное масло. Кукуруза поступает на предприятие без зародышей в форме крупки (grits) или хлопьев (flakes).
Крупкапредлагается в тонко размолотом виде, ее обычно подают в развариватель несоложеного сырья с добавлением солода или без него, растворяют и клейстеризуют.
Хлопьярасплющивают в вальцовом станке для приготовления хлопьев, при этом увлажненные зерна проходят через гладкие, охлаждаемые изнутри вальцы, которые расплющивают зерна в плоские хлопья с усилием 50 т при одинаковой скорости вращения вальцов. В заключение проводят приблизительно при 160°С клейстеризацию и сушку в сушилке с псевдокипящим слоем. Обработанные таким образом хлопья можно подавать в заторный аппарат без дальнейшей предварительной обработки.
Мука может подаваться в заторный аппарат без предварительной обработки, сиропдобавляется в сусловарочный котел перед перекачкой готового сусла на участок осветления и охлаждения.
Для дальнейших стадий приготовления осахаренных заторов с кукурузой применяют технологические режимы, используемые для чистого солодового затора, причем, как правило, - двухотварочные способы затирания.