3.4.1 Процессы, протекающие при дображивании и созревании
При дображивании протекают те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно, так как температура значительно ниже (0-2°С), чем при главном брожении, иконцентрация дрожжевых клеток меньше.
Сбраживание сахаров и созревание пива заканчиваются не одновременно. Сахара могут быть сброжены, а созревание часто еще продолжается. Поэтому период дображинания называют еще и периодом созревания пива.
При дображивании исозревании пива происходят следующие основные процессы: насыщение диоксидом углерода, осветление, созревание (окислительно-восстановительные превращения).
Молодое пиво содержит около 0,2% СО2. В ходе дображивания это количество необходимо увеличить до такого уровня, чтобы после фильтрования в готовом пиве осталось его не менее 0,3%. Сбраживание оставшегося в молодом пиве экстракта и является источником дополнительного образования диоксида углерода.
Растворимость СО2 в пиве прямо пропорциональна давлению. С понижением температуры растворимость СО2, повышается. Растворение диоксида углерода протекает медленно, часть его не успевает раствориться и накапливается над поверхностью пива, создавая в бродильном аппарате избыточное давление от 0,03 до 0,07 МПа, называемое шпунтовым.
Диоксид углерода находится в пиве как в растворенном состоянии, так и в связанном (с компонентами экстракта). Кроме того, часть диоксида углерода находится в виде эфиров угольной кислоты и других соединений.
На дображивание поступает молодое пиво, которое содержит некоторое количество дрожжевых клеток и другие взвеси. При охлаждении до 0-2 °С в аппарате для дображиванпя происходит выделение тех веществ, которые в ходе главного брожения (при температуре 5-8 °С) были прочно связаны с раствором. В конце дображиванпя отработавшие дрожжи под влиянием избыточного давления и накопившегося СО2, оседают, увлекая за собой на дно аппарата различные взвеси. Пиво постепенно осветляется. Лучше всего осветляется пиво, когда температура всей его массы выровняется. В стадии дображиванпя полного осветления не происходит, но оставшаяся муть легко удаляется при последующем фильтровании или сепарировании. После дображивания и созревания для придания товарного вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощью сепарирования или фильтрования. При этом из пива удаляют находящиеся во взвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов и различные микроорганизмы.
Химический состав пива после осветления изменяется незначительно: несколько снижается цветность, потому что некоторые красящие вещества адсорбируются на фильтрующих материалах, теряется часть диоксида углерода, в результате удаления некоторых веществ коллоидной дисперсности снижается вязкость.
При низких температурах осветление протекает медленно, но при этом получают более стойкое пиво с мягким вкусом (стойкость пива - срок сохранения пивом прозрачности и вкуса, выраженный в сутках, считая с момента розлива).
Осветленное пиво охлаждают, дополнительно насыщают диоксидом углерода и разливают в тару.
При созревании в результате окислительно-восстановительных реакций, протекающих под действием кислорода, исчезают показатели, которые обусловливают специфический букет молодого пива (привкус дрожжей, хмелевая горечь). Содержание диацетила для светлых сортов пива снижается на 40-50%, окислительно-восстановительный потенциал уменьшается до 10.
На вкус и аромат пива в значительной мере влияют диацетил, высшие спирты, сложные эфиры, альдегиды, сернистые соединения. На их образование и расщепление следует обращать внимание, так как в последние годы получают широкое распространение методы ускоренного сбраживания пива.
Диацетил, также как и пентадион, относятся к вицинальным дикетонам. Они образуются при главном брожении, но далее в присутствии дрожжей концентрация их уменьшается. Диацетил превращается в ацетоин, а затем в бутандиол. У диацетила низкий вкусовой порог, а у бутаидиола - высокий, поэтому присутствие последнего в пиве не ощущается. Различные штаммы дрожжей с разной интенсивностью приводят к редукции (уменьшению содержания) диацетила. а поглощение кислорода пивом - к увеличению его содержания. Диацетил служит критерием определения зрелости пива. В готовом пиве содержание диацетила не должно превышать 0,1 мг/дм3.
Научно обоснованных критериев, характеризующих созревание пива, пока нет. В основном при оценке его готовности учитывают органолептические показатели. Практикой установлено, что как мало выдержанное молодое пиво, так и перезрелое имеют плохой вкус и низкую стойкость.
Пиво различных наименований, по истечении определенного времени (обычно за 15-90 сут), достигает наилучшего качества при достаточном насыщении его связанным диоксидом углерода, хорошем осветлении, необходимой степени сбраживания, мягком и приятном вкусе.
О ходе процессов дображивания и созревания пива судят по уменьшению количества экстракта, увеличению содержания диоксида углерода и спирта, степени осветления, а также по аромату, вкусу и пенистости проб, отобранных из аппарата для дображивания. Учитывают и степень сбраживания экстракта. При достижении почти конечной степени сбраживания получают более стойкое пиво. Если экстрактивные вещества сбродят полностью, то пиво получается стойким, но по вкусовым качествам оно хуже, чем пиво с меньшей степенью их сбраживания.
Дpожжевое пиво не хpанится, уже чеpез час после того, как его налили в кpужку оно полностью меняет свой вкус. В геpметично закупоpенных металлических бочках (тех самых в котоpых пpивозят pазливное пиво) такое пиво хpанится не более недели.
Поэтому пиво фильтруют. Оно становится пpозpачным и ясным, но существенно пpоигpывает во вкусе и в полезности. Такое пиво уже можно пpодавать в pозлив из бочек, так как оно может хpаниться в них до 1 месяца.
После проведения химического анализа и подтверждении готовности пива оно фильтруется. Сначала пиво проходит через сепаратор, где из него удаляются остатки дрожжей, не осевших на дно ЦКТ.
Следующим этапом фильтрации является продавливание пива через слой кизельгура (диатомитовой земли), вертикально расположенного на картонных листах. Пиво проходит через слой этого мелкого мукообразного песка, а все взвешенные частицы – оставшиеся дрожжевые клетки, крупные белки, частички пены и др. - остаются в слое кизельгура. Кизельгур – это пористая осадочная порода, состоящая из кремниевых скелетов морских водорослей – диатомей. Кизельгур обладает мощными адсорбирующими свойствами (он также используется для производства динамита).
После кизельгурового фильтра пиво проходит еще два этапа тонкой фильтрации. Из пива удаляются не видимые глазом вещества, которые могут впоследствии стать мутностью пива в бутылке – полифенолы. Для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на фильтр-прессах с использованием специальных сортов картона.
Сущность процесса фильтрования заключается в механическом (отсеивающем) и адсорбционном действии. Часто используют рамные фильтры со слоем диатомита, намываемым на пластины.
Опорные пластины не обладают фильтрующей способностью и служат только как основа для фильтрующего слоя диатомита.
Вначале на пластины наносят первый слой из крупнодисперсного диатомита, который на рамных фильтрах защищает поры картона от закупоривания частицами тонкодисперсного диатомита и твердой фазы пива.
Частицы мути из пива, такие как микроорганизмы и нерастворимые белки, в слой диатомита не проникают, а задерживаются на поверхности и образуют сильно сжимаемый непроницаемый осадой. В результате быстро растет фильтрационное сопротивление. Однако, если в поток пива вводить дополнительно диатомит, то образуется хорошо проницаемый слой из частиц диатомита и мути.
Стенки капилляров фильтрующего слоя при движении жидкости под влиянием давления имеют электрический заряд, характеризующейся электрокинетическим потенциалом, или дзета-потенциалом. Диатомитовый фильтр оказывает адсорбционное действие. Отрицательно заряженные частицы диатомита адсорбируют положительно заряженные мицеллы.
3.8 Пастеризация
Пиво поступает на блок розлива, проходя через проточный пастеризатор (пастеризация в потоке). В пастеризаторе пиво резко нагревается до 67-72°С, выдерживается при этой температуре около полминуты и сразу же резко охлаждается.
В непастеризованном пиве уже через несколько дней может произойти изменение вкуса из-за деятельности посторонних микроорганизмов.
Различают два способа пастеризации: проточный и туннельный. При проточной пастеризации пиво нагревается до розлива в бутылки. При туннельной нагреванию подвергаются уже запечатанные бутылки с пивом.
3.9 Розлив
После пастеризации пиво поступает в блок розлива. Пустые бутылки поступают в ящиках, вынимаются из них автоматом выемщиком, по ленте транспортера подаются в бутыломоечную машину, где проходят ряд последовательной выдержки в горячих моющих растворах, а затем промываются шприцами изнутри и снаружи. При этом удаляется старая этикетка и все загрязнения. В общей сложности, каждая бутылка находится в машине для мойки бутылок около 1 часа. Перед выходом из машины бутылка начисто ополаскивается водой для удаления остатков моющего раствора. Чистота бутылки проверяется лабораторией. После мойки пустые бутылки проверяются автоматом на наличие сколов, трещин и т.д., дефектные бутылки автоматически удаляются.
Бутылка подходит к блоку розлива, где медленно наполняется пивом (пустая бутылка предварительно заполняется углекислым газом и в ней создается давление равное давлению пива в трубе блока розлива, поэтому пиво из трубы стекает в бутылку не под напором, а под действием силы тяжести самостоятельно и плавно).
Через несколько секунд после заполнения на бутылку надевается кронен-пробка и герметично обжимается на горлышке. После этого на бутылку наносится этикетка.
Наполненные бутылки просматриваются автоматом-инспектором и отбраковываются, если объем пива недостаточный, отсутствует пробка или имеются инородные включения.
Бутылки составляются автоматом-укладчиком в ящик и отправляются на склад готовой продукции.
[1]-лагер (от немецкого lager – подвал). Пиво «лагер» варилось с использованием хмеля и, как правило, по технологии низового брожения. Такое пиво могло сохраняться в подвалах в течение нескольких месяцев.