Средний процентный химический состав зерна риса без пленок (в% к массе сухих веществ): крахмал – 75–81; сахар – 2–5; целлюлоза – 0,6–0,8; белковые вещества – 7–9; жиры – 1,6–2,5; зола – 1,0–1,2.
Как и у кукурузы, крахмальные зерна риса мелкие, они трудно гидролизуются амилазами.
Рисовая сечка содержит мало жира и много крахмала, что положительно влияет на качество готового пива. В нем отсутствуют фракция белка Р-глобулина и антоцианогены, участвующие в помутнении пива, что позволяет повышать стойкость пива, приготовленного с использованием риса. Абсолютная масса составляет 15–43 г.
Все зерновые несоложеные материалы следует хранить в виде зерна и размалывать непосредственно перед подачей в производство, поскольку в муке активно протекают окислительные процессы, и качество ее ухудшается.
Пшеница. Иногда в качестве несоложеного сырья или как сырья для приготовления солода используют пшеницу.
Это – однолетнее яровое или озимое растение, относится к семейству злаковых. Соцветие представляет собой колос, в котором зерновка не срастается с цветочными пленками, поэтому пшеница относится к голозерным культурам. Зерно состоит из двух оболочек (плодовой и семенной), зародыша и эндосперма. Каждая из оболочек состоит из трех слоев клеток. В плодовой оболочке первый слой образован продольными, второй поперечными, третий – трубчатыми клетками. В семенной оболочке первый слой состоит из прозрачных клеток, второй, называемым пигментным, содержит красящие вещества, определяющие окраску всего зерна, а третий состоит из непрозрачных набухающих клеток.
Масса оболочек зерна составляет 5,6–11,2%; зародыша – 4,2%; эндосперма – 78,7–84,3% к массе сухих веществ зерна. Влажность зерна пшеницы 8–18%.
Сухие вещества зерна пшеницы содержат (в%): крахмала 60–80; белка 7–18; целлюлозы 2–2,5; Сахаров примерно 3; жира 0,5–1; минеральных веществ 1,5–2; гумми-веществ 0,3–0,44% к массе сухих веществ.
Основным углеводом пшеницы является крахмал, в зернах которого содержится 17–24% амилозы и 76–83% амилопектина. Температура набухания крахмала 58 °С, клейстеризации 64 °С.
Содержание белка в пшенице может достигать 25%, но в пивоварении допустимо 12–13%, лучше ниже 11%. При получении солода из такой пшеницы наблюдается хорошее растворение зерна, солод имеет высокое содержание экстракта и низкую цветность. Белки глиадин и глютенин (глютелин) образуют при затирании клейковину, затрудняющую фильтрование заторов. Пшеница содержит очень мало антоцианогенов, поэтому даже при повышенном содержании белка стабильность пшеничного пива выше. В зернах пшеницы витамины: Р-каротин, Е, В6, биотин, ниацин, пантотеновая кислота, рибофлавин, тиамин, фолацин, холин.
Наряду с ячменным солодом хмель – основное и пока незаменимое сырье для пивоварения. Входящие в состав хмеля вещества придают пиву специфические вкус увеличивают его стойкость при хранении, способствуют осветлению пива и образованию пены.
Хмель – вьющееся многолетнее растение, относящееся к семейству коноплевых. Он является двудомным растением: мужские и женские соцветия находятся на разных растениях. В пивоваренном производстве от хмеля используют только шишки – женские неоплодотворенные соцветия. При возделывании хмеля мужские хмелевые растения с плантаций удаляют.
Очистка солода предусматривает его полировку для удаления пыли и остатков ростков, а также металлических примесей.
Дробление солода проводят для интенсификации физических и биохимических процессов растворения зерна при затирании, а также обеспечения фильтрования затора через слой дробины.
Приготовление сусла включает в себя следующие процессы: затирание сырья, фильтрование затора, кипячение сусла с хмелем и отделение хмелевой дробины.
Затирание осуществляют в целях перевода в растворимое состояние максимального количества экстрактивных веществ солода и несоложеных материалов.
Цель фильтрования затора – отделение жидкой фазы (сусла) от твердой (дробины) с последующим вымыванием водой экстракта, удержанного дробиной.
Кипячение сусла с хмелем предусматривает концентрировавние сусла до заданной массовой доли сухих веществ в начальном сусле, перевод ценных составных веществ хмеля в раствор, инактивацию ферментов, коагляцию белковых веществ и стерилизацию сусла. Для подготовки сусла к осветлению и охлаждению его отделяют от хмелевой дробины, чтобы исключить отрицательное влияние ее на цвет и вкус пива.
Осветление и охлаждение сусла проводят для выделения из него взвесей, насыщения кислородом и снижения температуры до начальной температуры брожения.
Главное брожение сусла осуществляют с целью расщепления дрожжами основного количества углеводов с образованием этилового спирта, диоксида углерода, побочных продуктов брожения я формирования оптимального состава молодого пива.
Дображивание молодого пива предусматривает естественное насыщение его диоксидом углерода в результате сбраживания оставшегося количества углеводов, образование специфических ароматических веществ, осаждение дрожжей, взвесей, белков, полифенольных соединений.
Осветление пива проводят для того, чтобы удалить вещества, ухудшающие прозрачность и стойкость пива.
Розлив пива осуществляют для получения готового продукта в виде бутылочного, баночного или бочкового пива.
Ячменный сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, остатки ростков, случайно попавшие металлические частицы и другие примеси, наличие которых может ухудшить качество пива. Поэтому отлежавшийся солод очищают. Очищенный солод полируют. Далее солод взвешивают на автоматических весах и направляют в дробилку.
Биохимическим процессам растворения при затирании солода предшествует механический процесс дробления, который необходимо проводить очень тщательно, так как от состава помола во многом зависит выход экстрактивных веществ. Решающее значение имеет содержание в дробленном солоде шелухи(оболочки), крупной и мелкой крупки, муки, мучной пудры. Растворимые составные части легко переходят в воду, а нерастворимые разлагаются под действием ферментов. Чем тоньше помол, тем полнее извлекаются экстрактивные вещества. Однако при очень тонком помоле происходит значительное измельчение оболочки зерна, в результате чего в фильтрационном аппарате создается плотный слой, что затрудняет фильтрацию и извлечение экстрактивных веществ из дробины. Кроме того, при значительном измельчении из нее извлекаются дубильные и горькие вещества, ухудшающие качество пива. Поэтому необходимо более тонко измельчать эндосперм зерна и минимально нарушать целостность оболочки.
Отечественные ученые рекомендуют следующий состав (%): оболочка –18…25, крупная крупка – 8…12, мелкая крупка – 30…40, мука – 25…30. В муке не должно содержаться более 10% пудры. Разбитая оболочка и высокое содержание муки могут быть причинами увеличения продолжительности фильтрования затора.
Получение пивного сусла состоит из процессов приготовления затора, фильтрования его, кипячения сусла с хмелем, осветления и охлаждения сусла.
Процесс приготовления затора называют затиранием. Смесь дробленых зернопродуктов с водой, предназначенных для затирания, называют затором, массу зернопродуктов, загружаемых в заторный аппарат, – засыпью, количество воды, расходуемое на приготовление затора, – наливом.
Главные биохимические процессы при затирании – осахаривание и протеолиз. Простым выщелачиванием из общего количества сухих веществ дробленого солода извлекается только 15…18% экстрактивных веществ, в состав которых входят 7,5…10% сахаров, 1…1,5% пентозанов, в том числе пентозы (ксилоза, арабиноза), 2,5…4,0% низкомолекулярных продуктов распада белков, 0,3…0,5% пектина, до 0,4% дубильных и горьких веществ и почти все неорганические вещества.
На протекание технологических процессов при затирании влияют следующие факторы: температура и рН среды, продолжительность проведения биохимических реакций, концентрация затора.
При затирании происходят ферментативные и физико-химические процессы, от которых зависит качество сусла и пива. Главную роль в формировании физико-химических и органолептических показателей пива играют ферментативные процессы расщепления крахмала и белков.
Настойный (инфузионный) и отварочный (декокционный) способы затирания. Эти два способа наиболее часто применяют на пивоваренных заводах. Общим для этих способов является выдержка затора при следующих температурах: 45…52 °С – для расщеплена веществ; 62…63 °С – для образования мальтозы; 70…72 °С – для осахаривания крахмала; 76…78 °С – для доосахаривания крахмала и перекачивания на фильтрование.
Настойный способ заключается в том, что дробленый солод смешивают с водой и полученный затор постепенно нагревают с паузами для оптимального действия ферментов. Затирание начинают при 40 °С и выдерживают 30 мин. Температуру затора повышают до 63 °С и выдерживают 30 мин, а затем подогревают до 70 °С и выдерживают 30 мин. Далее затор подогревают до 72 °С и выдерживают до окончательного осахаривания. Осахаренный затор нагревают до 76…77 °С и перекачивают на фильтрование.
Отварочный способ состоит в том, что отдельные части затора – отварки – подвергают нагреванию при определенных температурах, кипятят и затем смешивают с остальной частью затора.
Фильтрование затора производят следующим образом. В вымытый аппарат укладывают сита и заполняют подситовое пространство водой температурой 75…78 °С для вытеснения воздуха и создания сплошного слоя жидкости под ситчатым дном; ситчатое дно должно быть покрыто водой на 1,0…0,5 см. Далее затор при непрерывном размешивании перекачивают в фильтрационный аппарат. Для того чтобы дробина расположилась равномерно поверхности сит фильтрационного аппарата, разрыхлительный механизм во время перекачивания затора находится в движении; затем его поднимают, производят несколько оборотов для выравнивания поверхности дробины и выдвигают по вертикали из дробины полностью.