Технологическая оценка пшеницы
При оценке пшеницы с точки зрения использования в пивоварении обращают внимание на нижеследующее:
1. При технологической оценке пшеницы прежде всего следует учитывать склонность белка давать вязкие растворы (клейковину). Именно по этой причине несоложеная пшеница редко используется в пивоварении, так как образующаяся при затирании клейковина трудно расщепляется ферментами и препятствует фильтрованию затора. В Бельгии несоложеную пшеницу используют в небольших количествах для производства сортов пива Ламбик и Петерман.
2. Для использования в пивоварении более всего подходит мягкая озимая пшеница, которая содержит меньше по сравнению с твердой пшеницей сырого протеина и больше крахмала.
3. Благодаря низкому содержанию некрахмалистых полисахаридов в пшенице по сравнению с ячменем имеет место увеличение выхода экстракта и смягчение вкуса пива.
4. Пиво, в состав рецептуры которого входит пшеница (пшеничный солод), более склонно к фонтанированию (эффект гашинга), чем ячменное пиво. Это связано с тем, что пшеница, являясь голозерным зерном, больше подвержена инфицированию полевыми грибами рода Fusarium по сравнению с яровым ячменем, у которого есть мякинная оболочка, защищающая зерно от инфекции.
5. Для снижения мутности сусла и пива используют осадители.
НЕТРАДИЦИОННЫЕ ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ В ПИВОВАРЕНИИ
Помимо ячменя, риса, кукурузы и пшеницы для получения пива в качестве сортообразующего компонента используют овес, просо, сорго, рожь и тритикале. Все эти культуры, за исключением овса, содержат крахмала больше, чем ячмень, и представляют собой несоложеные материалы, способствующие увеличению выхода экстракта (табл. 3.18).
Таблица 3.18 Химический состав нетрадиционных зернопродуктов (в расчете на 100 г продукта, содержащего 86% СВ)
| Компоненты, г | Пшеница | Рожь | Тритикале | Овес | Просо | Сорго |
| Вода | ||||||
| Крахмал | 60,0 | 54,0 | 53,5 | 36,5 | 54,7 | 58,0 |
| Клетчатка | 2,3 | 2,6 | 2,6 | 10,7 | 7,9 | 3,5 |
| Гемицеллюлозы | 1,8 | 6,9 | - | 10,0 | 5,2 | 4,0 |
| Белки | 13,2 | 9,9 | 12,8 | 10,0 | 11,2 | 10,6 |
| Жиры | 2,9 | 2,2 | 2,1 | 6,2 | 3,9 | 4,1 |
| Зола | 2,1 | 1,7 | 1,7 | 3,2 | 2,9 | 2,2 |
| Общее количество аминокислот | - | 9,6 | 12,4 | 9,2 | 11,0 | 10,3 |
(-) Сведений нет.
Овес
Овес (Avenae) - род однолетних трав семейства злаковых. Для пивоварения представляет интерес группа голозерного овса (Nüdae), при обмолоте которого зерно освобождается от цветковых пленок и представляет собой высокоэкстрактивное сырье. В остальных случаях овес представляет собой высокопленчатую культуру и поэтому содержит много гемицеллюлозы и клетчатки (табл. 3.18), что приводит к снижению выхода экстракта и повышению грубой горечи пива.
Распределение химических веществ по отдельным составляющим зерна подчиняется тем же закономерностям, что и другие злаки (ячмень, пшеница, рожь). После удаления пленки количество целлюлозы в зерне существенно снижается, а относительное содержание крахмала и жировых веществ возрастает и составляет 55 и 11% соответственно,
Размер крахмальных зерен обычно колеблется в пределах от 2 до 10 мкм. Температурный интервал клейстеризации крахмала овса несколько ниже (55-60 °С), чем у ячменя (61-62 °С), и поэтому при его использовании не требуется применять декокционный (с отварками) метод затирания.
Уровень белка в овсе может колебаться в довольно широких пределах - от 9,0 до 19,5%. С увеличением общего содержания белка возрастает содержание альбуминов и проламинов. В среднем количество пролина в зерне овса значительно ниже, чем в ячмене, кукурузе и пшенице (табл. 3.6). Однако это не имеет принципиального значения, так как культура содержит много некрахмалистых полисахаридов и липидов, причем большая их часть представлена ненасыщенными жирными кислотами, что неблагоприятно отражается на вкусовой и коллоидной стойкости пива. Тем не менее овес применяют в качестве несоложеного материала при производстве оригинальных сортов пива.
При замене 10% солода обрушенным овсом пиво характеризуется лучшим вкусом и ароматом по сравнению с пивом, в котором использовали в качестве несоложеного материала ячмень (10%).
В качестве сортообразующего компонента в рецептуре пива также используют полученный из овса витаминный солод, при этом пиво характеризуется повышенной мутностью.
Высокопленчатый овес может применяться для улучшения качества фильтрации.
Просо
Просо (Paniceae) относится к роду однолетних или многолетних травянистых растений семейства злаковых. Размеры зерна колеблются от 2,0 до 3,1 мм по длине, 1,5-2,5 мм, по ширине и 1,2-2,1 мм по толщине. Абсолютная масса 1000 зерен изменяется в пределах 5,5-7,2 г. Одной из отличительных особенностей проса является сильно развитый зародыш, доля которого составляет около 8%.
Как и всякое мелкосеменное растение, просо характеризуется высокой пленчатостью и, соответственно, содержит много некрахмалистых полисахаридов (табл. 3.18), но при этом количество крахмала в зерне выше, чем в ячмене. Крахмал проса имеет высокую температуру клейстеризации (70-80 °С), поэтому при его переработке следует применять метод затирания с отварками.
Несмотря на то, что уровень белка в просе несколько выше, чем в ячмене, это не приводит к нежелательным последствиям, так как содержание альбуминов и глобулинов в нем не превышает 20% от общего белка, в то время как проламины, которые переходят в дробину, составляют в среднем 60% от общего белка (табл. 3.19).
Таблица 3.19 Фракционный состав белка проса
| Фракция белка | Содержание, % от общего содержания белка |
| Водорастворимые (суммарное содержание), | 4,7-15,5 |
| в том числе: | |
| альбумины | 2,3-9,2 |
| глобулины | 4,1-7,5 |
| проламины | 45,8-77,2 |
| глютелины | 10,7-34,4 |
Одной из особенностей проса является высокое содержание жировых веществ (табл. 3.18), тем не менее имеются сведения об использовании просяного солода в пивоварении, в частности, он используется для приготовления пива в северо-восточной Африке.
Сорго
Сорго (Sorghum) - род однолетних и многолетних растений семейства злаковых. Большинство видов сорго достигает высоты 4-5 м и более. Внешне этот злак похож на кукурузу.
Сорго отличается высокой засухоустойчивостью и произрастает в засушливых и полузасушливых районах. Как хлебное растение его выращивают в Африке (основной продукт питания), в Азии (Индия и Китай) и в США (на корм скоту).
Зерновка заключена в цветковые пленки, которые у некоторых сортов легко отделяются (голозерные). Принимая во внимание незначительную пленчатость сорго, в пивоварении допустимы как пленчатые, так и голозерные сорта.
Масса 1000 зерен колеблется в пределах 10-70 г; в пивоварении применяются сорта сорго, для которых этот показатель превышает 30 г.
Крахмальные зерна сорго имеют округлую, многоугольную форму; размер гранул в основном составляет 10-12 мкм. Содержание белка в зерне сорго составляет более 12% от СВ (табл. 3.20). Количество крахмала в сорго достаточно велико (до 74%), температура его клейстеризации лежит в пределах 70-80 °С, поэтому при использовании этого злака применяется метод затирания с отварками; также практикуется использование ферментных препаратов.
Таблица 3.20 Средний химический состев зерне сорго (в % от СВ)
| Зерно и его части | Соотношение частей зерна | Белок | Крахмал | Жир | Зола |
| Целое зерно | 100,0 | 12,3 | 73,8 | 3,6 | 1,65 |
| Эндосперм | 82,3 | 12,3 | 82,5 | 0,6 | 0,37 |
| Зародыш | 9,8 | 18,9 | 13,4 | 28,1 | 10,36 |
| Оболочки (пленки) | 7,9 | 6,7 | 34,6 | 4,9 | 2,02 |
Пиво с применением сорго получают в некоторых странах Африки, при этом используют культуру как в несоложеном виде, так и после соложения. При повышенном содержании сорго в заторе рекомендуется использовать пленчатые сорта (для обеспечения качественной фильтрации).
Рожь
В отличие от ячменя рожь (Seeale) является голозерной культурой. По своему биохимическому составу она близка к ячменю (табл. 3.18 и 3.21). Тем не менее в качестве несоложеного материала рожь применяется мало. Основная доля ржаных зернопродуктов приходится на ржаной солод, который придает напитку характерный хлебный привкус.
Таблица 3.21 Биохимический состав зерен ржи
| Компонент зерна | Белок | Жир | Крахмал | Клетчатка |
| Содержание, % от СВ | 9,0-12,0 | 1,7 | До 71 |
Тритикале
Тритикале представляет собой гибрид пшеницы и ржи. Этот злак используют для получения солода.
В зерне тритикале в зависимости от сорта содержится (% от СВ): крахмала - 62,13-66,70%, белка - 9,75-14,80%, гуммивеществ - 1,72-3,48%, гемицеллюлоз - 5,45-7,28%, жира 2,1-2,5%, зольных элементов - 1,7-2,2%. В табл. 3.22 даны сведения по фракционному составу азотистых веществ тритикале.
Таблица 3.22 Фракционный состав азотистых веществ
| Общий растворимый азот, мг/100 г СВ | Фракции азотистых веществ по Лундину, мг/100 г СВ | Аминный азот, мг/100 г СВ | ||
| А | В | С | ||
| 749,0 | 360,0 | 209,0 | 180,0 | 54,0 |
Для производства пивоваренного солода подходят сорта тритикале Михась, Мально, Згода, Дар (Белоруссия), которые характеризуются высоким содержанием экстракта (83,0-85,1% от СВ), невысоким содержанием белка (11,10; 10,70; 12,90 и 9,75% от СВ), высокими показателями энергии (95-96% от СВ) и способности прорастания (97,6-98,8% от СВ). Эти сорта содержат мало гуммивеществ.
Солодоращение. Отсутствие у зерна тритикале мякинной оболочки существенно ускоряет процесс замачивания.
Необходимая степень замачивания зерен всех сортов тритикале (42-44%) достигается уже через 24-28 часов, что сокращает процесс замачивания тритикале по сравнению с ячменем в 2-2,5 раза.
При увеличении влажности замоченного тритикале до 46% наблюдается увеличение активности всех групп гидролитических ферментов (амилолитических, протеолитических, цитолитических), но при этом появляется мажущая консистенция эндосперма зерна, что свидетельствует о перезамачивании зерна. Поэтому наиболее оптимальной степенью замачивания тритикале является 44%, а продолжительность солодоращения 5-6 суток. При этих условиях повышается биосинтез основных гидролитических ферментов.
Применение тритикале для получения пивного сусла. В связи с тем, что оптимальные условия для проявления активности ферментов солода из тритикале отличаются от показателей, установленных для ячменного солода, необходимо изменить режим затирания зернопродуктов и при этом учитывать особенности нового продукта.
Оптимальными условиями для проявления ферментативной активности ос-амилазы является температура 58-62 °С и pH среды 5,3-5,6; для ß-амилазы - температура 47-51 °С и pH среды 4,9-5,3; для цитолитических ферментов - температура 47 °С и pH среды 4,8-5,2.
Гидролитические ферменты тритикалевого солода более стабильны к воздействию температуры и pH среды по сравнению с гидролитическими ферментами ячменного солода.
НЕЗЕРНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Незерновые материалы включают в себя сахаросодержащее сырье (патоку, сахарный сироп и сахар-песок), солодовые экстракты, содержащие декстрины и олигосахариды и крахмалсодержащее сырье (картофельный крахмал).
Патока
Патока (паточный сироп) является продуктом неполного гидролиза крахмала, т. е. смесью глюкозы, мальтозы и декстринов. В пищевой промышленности используют крахмальную, мальтозо-глюкозную и рафинадную патоку (табл. 3.23). Кроме того, известны модифицированные крахмалы, которые подразделяют на замещенные (эфиры, сополимеры) и расщепленные (гидролизованные кислотой, окисленные, набухающие); замещенные используют в качестве загустителей, эмульгаторов, расщепленные - в качестве студнеобразователей, античерствителей хлеба и т. п.
Таблица 3.23 Характеристика патоки
| Показатели | Вид патоки | |||
| Крахмальная | Мальтозная | Рафинадная | Глюкозная высокоосахаренная | |
| Содержание редуцирующих веществ, % от СВ | 30-44 | 30-80 | 44-60 | |
| Содержание сухих веществ, %, не менее |
Крахмальную патоку получают путем кислотного гидролиза картофельного или кукурузного крахмала-сырца с последующей очисткой полученного сиропа и увариванием его под вакуумом до определенной плотности. Патока состоит главным образом из декстринов и редуцирующих веществ (глюкозы, мальтозы и др.)(табл. 3.23). Чем больше декстринов в патоке, тем выше ее антикристаллизационные свойства и тем ниже сладость, но при этом ниже конечная степень сбраживания.
Мальтозо-глюкозные сиропы получают путем двухступенчатого ферментативного гидролиза кукурузного или пшеничного крахмала.
На первом этапе крахмал гидролизуют до декстринов. Затем под действием ß-амилазы солода либо амилазы бактериального происхождения идет расщепление декстринов до моно-, ди- и трисахаридов. Увеличение мальтозы в сиропе достигается применением фермента пуллуланазы (тип мальтозного сиропа 2 в табл. 3.24). Различают три вида сиропов, содержащих мальтозу (табл. 3.24), два из которых (1 и 2 тип) можно использовать при производстве пива.
Таблица 3.24 Состав мальтозо-глюкозных сиропов различных типов
| Тип сиропа | Сахара, % от СВ | ||
| Глюкоза | Мальтоза | Мальтотриоза | |
| 1 тип - с высоким содержанием мальтозы | Более 3 | 46-58 | 10-24 |
| 2 тип - с очень высоким содержанием мальтозы | 1-2 | 70-80 | 10-20 |
| 3 тип - высокоосахаренный сироп | 35-46 | 31-46 | 7-15 |
Рафинадная патока - отход сахаро-рафинадного производства. Это густая жидкость темного цвета, горьковатого вкуса. Она содержит не менее 53% сахарозы (табл. 3.23).
Глюкозная высокоосахаренная патока - самая сладкая и гигроскопичная.
3.6.1.1. Maльтозо-глюкозные сиропы (мальтозо-глюкозная патока)
Использование мальтозо-глюкозных (далее по тексту мальтозные) сиропов в пивоварении связано с тем, что они содержат сахара, хорошо сбраживаемые дрожжами (глюкозу, мальтозу, мальтотриозу). При этом сиропы не кристаллизуются, имеют низкую цветность и не изменяют свой состав при нагревании. Эти сиропы применяют для частичной замены солода, сахара и несоложеных зерновых материалов.
В настоящее время на Российском рынке нашли широкое применения мальтозные сиропы «Cargill» (ГПК «Ефремовский») и «Cerestar» (Финляндия). Важно, что состав углеводов может быть модифицирован с целью получения любого сорта пива.
Основной составной частью мальтозных сиропов (табл. 3.24 и 3.25) являются углеводы. Их состав близок к составу сусла (табл. 3.25), а именно они имеют низкое содержание моносахаридов (глюкозы); высокое содержание дисахаридов (мальтозы) и трисахаридов (мальтотриозы).
Таблица 3.25 Углеводный состав сусла и мальтозного сиропа (1 тип)
| Продукт | Содержание сахаров, % от СВ | ||||
| Сбраживаемые (сумма) | Глюкоза | Мальтоза | Мальтотриоза | Декстрины | |
| Пивное сусло | 8-11 | 44-49 | 14-16 | 24-34 | |
| Мальтозный сироп | 3-6 | 49-52 | 19-20 | 29-34 |