Превращения веществ при затирании

ВВЕДЕНИЕ

 

На сегодняшний день в России складывается ситуация, при которой основную долю рынка пива занимают производители-гиганты. В то же время в стране сложился благополучный климат для развития малого бизнеса. Все больше и больше людей хотят организовать свое небольшое пивоваренное предприятие.

Однако заводы малой мощности не способны на равных конкурировать с крупными производителями. Поэтому небольшие заводы специализируются в основном на выпуске «живого» пива, и в этом направлении заводы большой мощности не составляют им конкуренции.

Пиво по способу обработки подразделяют на фильтрованное и нефильтрованное, фильтрованное пиво – на пастеризованное и непастеризованное, нефильтрованное – на осветленное и неосветленное.

«Живое» пиво становится всё более популярным в нашей стране. Как ясно из названия, в таком пиве содержатся живые клетки пивных дрожжей, что обусловливает как вкусовые качества, так и функциональные свойства напитка. Конечно, по-настоящему «живое» пиво в процессе производства не подвергается ни фильтрации, ни пастеризации, ни химической обработке.

Рынок пива России представлен обширным ассортиментом, основную часть которого составляют пять основных марок: светлое, темное, красное, белое и крепкое. Около 90% отечественного пивного рынка занимают светлые сорта, на которые приходится основной объем продаж, а остальные 10% разделяют между собой другие сорта, преимущественно темные.

Совокупный пивной рынок в последние годы показывает устойчивый рост. За 2004 год объём потребления увеличился на 12% и составил 830 млн. дал. Россияне всё больше отдают предпочтение пенному напитку, выпивая в год порядка 51 л на душу населения. Этот показатель вырос с 1995 года более чем в три раза, и достиг к 2010 году 80 л. Не вызывает сомнения то, что с насыщением рынка традиционным европейским пивом потребители переключат свое внимание на уникальные, «штучные» сорта. Заметим также, что, по результатам опросов, покупатели всегда считают местное, производимое у них пиво самым лучшим.

Так как количество мини-пивоварен увеличивается с каждым годом, то соответственно возрастает и конкуренция между ними. Чтобы оставаться на рынке необходимо снижать издержки производства, а также привлекать потребителей новыми уникальными сортами пива.

На данный момент оборудование, установленное на ООО «Старая телега», позволяет варить пиво только настойным способом. Из-за чего ассортимент производимого пива ограничен. Между тем на базе этого предприятия, без значительных капиталовложений, можно внедрить отварочную технологию производства пива. Благодаря этой технологии расширится ассортимент выпускаемого пива и снизится его себестоимость.

В солоде нормального качества ферментов обычно содержится больше, чем надо для того, чтобы полностью расщепить нерастворимые компоненты, в нем содержащиеся. С помощью этого избытка ферментов можно дополнительно переработать крахмал несоложеного сырья, повысив содержание сахаров в сусле.

Основной причиной использования несоложеных материалов остается стремление увеличить выход экстракта при той же засыпки дорогостоящего солода, а также желание придать определенным сортам пива оригинальный вкус.

При затирании несоложеное зерновое сырьё применяется в тех случаях, когда это предусмотрено по рецептуре, для придания определенным сортам пива характерного вкуса или для экономии дорогостоящего, дефицитного ячменного солода и снижения себестоимости пива.

Например, рисовую муку или сечку используют при затирании в количестве от 10% до 20% к массе зернового сырья; ячменную муку – от 15% до 30%.

В качестве заменителей солода используют ячмень, рис, кукурузную крупу, кукурузный крахмал, глюкозный и ячменный сиропы, крахмальную патоку, тростниковый сахар-сырец. В отечественном пивоварении основным несоложеным зерновым сырьем является ячмень, так как по своему составу он близок к ячменному светлому солоду, содержит β-амилазу и протеазу. При замене части солода ячменем экономится зерно в натуре, так как при солодоращении потери сухих веществ в сплаве, на дыхание, образование ростков довольно значительные (10-11% к массе зерна). Поэтому использование несоложеного зерна вместо солода – это решение одной из задач по созданию малозатратной технологии. Требования к качеству несоложеного ячменя значительно ниже, чем к ячменю для солодоращения, разрешается использовать низкосортный ячмень, в том числе и кормовой. При использовании солода удовлетворительного качества можно до 15% его заменить несоложеным ячменем без ухудшения вкуса пива, а для солода хорошего растворения – до 30%.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Пивоваренное сырье

Солод

Солод является типичным сырьем для производства пива. Еще 2000 лет до н. э. его использовали в виде проращенного ячменя в Месопотамии и Египте для производства охмеляющих напитков. До настоящего времени основным сырьем для производства солода является ячмень. Его хорошая всхожесть, легкая обрабатываемость, подходящие вкусовые качества стали причиной того, что солодоращение не распространилось широко на другие зерновые культуры. В настоящее время для изготовления пивоваренного солода кроме ячменя используют только пшеницу в небольших количествах. Влияние солода на качество пива общеизвестно. Некоторые показатели солода, такие, как цвет, вкус и запах, являются решающими в определении типа пива, а количество экстрактивных веществ и степень расщепления белков существенно влияют на его качество. Солод приобретает свои характерные свойства при солодоращении, однако некоторые из них зависят от свойств использованного ячменя. Поэтому издавна большое внимание уделяли качеству ячменя, поскольку многие сорта его из-за высокого содержания белков, стекловидности или слишком толстой оболочки не пригодны для солодоращения. По всему миру широко культивируется пивоваренный ячмень, для посева используют только сорта ячменя с определенными, точно установленными свойствами, контролируемые при солодоращении и пивоварении. В Европе используют исключительно так называемые двухрядные яровые ячмени, крупнозернистые с тонкой оболочкой и низким содержанием белков. Эти ячмени лучше всего подходят для производства светлого солода и при выработке имеют определенные преимущества. Они экстрактивные, не вызывают трудностей при переработке и фильтрации, а пиво, получаемое из них, более стойко к помутнению в холодном виде, что особенно важно при постоянно возрастающем производстве пива в бутылках. Ячмень, предназначенный для солодоращения, должен быть здоровым, хранившимся в течение определенного времени, т.е. отлежавшимся, чтобы его свойства выровнялись. При соложении он должен быть хорошо проращен и высушен. Любой недостаток сырья или солодильного процесса отрицательно сказывается на качестве солода.

Исследованию качества солода уделяется большое внимание, с одной стороны, для того, чтобы проверить правильность проведенного процесса солодоращения, а с другой - чтобы установить качественные признаки солода перед обработкой и определить пригодность его для выработки пива требуемого типа. Применяемые первоначально только органолептическая оценка солода и определение плотности и хрупкости зерна были постепенно дополнены более совершенными испытаниями. Еще в 1854 г. профессор Пражского политехнического института Баллинг предлагает простое испытание для определения пригодности солода на затирание, при котором кроме экстрактивности солода определяли также изменение солода во время затирания, скорость осаждения пивной дробины и осветление сусла. Исследования были продолжены, и вскоре был разработан целый ряд процессов для механического и химического определения отдельных качественных признаков солода. В 1914 г. в Бонне было подписано основное соглашение по этим проблемам между европейскими научно-исследовательскими пивоваренными институтами. В 1928 г. в Зальцбурге был подписан единый документ для анализов солода, согласно так называемому конвенционному методу, которым с учетом нескольких дополнений пользуются до сих пор для анализа торгового солода.

Солод светлый

Для производства пива преимущественно используется светлый солод. Светлый солод пильзенского типа - это солод холодного режима солодоращения с умеренным растворением и коротким развитием зародышевого листка. Нормальные величины, для этого солода, особенно в развитии зародышевого листка, содержании мальтозы, числе Кольбаха и Гартонга приближаются скорее к низким величинам. Светлый солод сушится обычно 2x12 ч. На верхней решетке сушилки зеленый солод относительно быстро освобождается от влаги, а умеренное растворение вместе с низкой степенью осахаривания допускает температуры отсушки вплоть до 85 °С, пока цвет солода не превысит допустимого предела. Для пива в бутылках, особенно пастеризованного, от которого требуется более высокая коллоидная стойкость, используется светлый солод, лучше растворенный, с подходящим отношением сахаров к несахарам и с низким содержанием растворимого азота. При переработке крахмалистых заменителей должен также выбираться светлый солод, хорошо растворенный, с высокой, амилолитической активностью. Поэтому для светлого солода не определяются точные стандартные величины, и всегда выбирается солод с определенными свойствами, подходящими для изготавливаемого типа пива. Слишком светлый цвет (от 0,12 до 0,15 мл 0,1 н. раствора йода) имеют солода, отсушенные при низких температурах, часто за счет качества ячменя. Светлый солод должен быть хорошо отсушен (не менее 3 ч при 80 °С), чтобы сохранить хорошие свойства при хранении и дальнейшей переработке. Известно, что солод, хорошо отсушенный, часто дает и при более интенсивном цвете охмеленного сусла более светлое пиво, чем солод неотсушенный.

Венский солод является промежуточным между светлым и темным солодом, и раньше он широко использовался на австрийских пивоваренных заводах, а также на пивоваренных заводах ЧССР для производства пива более насыщенного цвета. В связи с интересом к пиву светлого или очень светлого цвета потребность в этом солоде пропала и он употребляется только для специальных целей. Венский солод получали из зеленого солода нормального ращения и сушили обычно 2X24ч. Цвет его колебался от 0,30 до 0,40 мл 0,1 н. раствора йода. Солод дортмундского типа, предназначенный для производства светлого пива из жесткой дортмундской воды, - это светлый солод, особенно длительного ращения и высушиваемый 2X24ч при температуре не выше 75°С. Он пригоден для пива, хорошо сброженного, высокой концентрации. Темный солод мюнхенского типа отличается от светлых солодов цветом, характерным запахом (ароматом), а также вкусовыми качествами. Для производства его можно использовать ячмень с более высоким содержанием белков. Солод должен быть долгого ращения, хорошо растворенный, чтобы уже в зеленом солоде было достаточно сахаров и произошло необходимое расщепление белков. Характерный вкус и запах темные солода приобретают в результате образования меланоидинов. Эти вещества образуются при высоких температурах в результате реакции сахаров с аминокислотами и способствуют интенсивности окраски. Амилолитические и протеолитические изменения, происходящие в начале высушивания, сами по себе не могут обеспечить образование достаточного количества сахаров и аминокислот, и поэтому солода короткого ращения для производства темного солода не пригодны. Чтобы они приобрели темный цвет, их следует отсушивать при высоких температурах. Однако вкус и запах сусла, полученного из таких солодов, более резкие, а амилолитическая активность солода очень низкая. Развитие зародышевого листка у хороших темных солодов достигает от 3/4 до 1/1 длины зерна; количество переросших зерен не должно превышать 10%. Пережженных зерен не должно быть. Цвет темного солода мюнхенского типа колеблется в широком диапазоне от 0,60 до 1,20 мл 0,1 н. раствора йода.

Карамельный солод

Он изготовляется из зеленого, хорошо растворенного солода в скоростных обжарочных аппаратах, которые дают возможность поддерживать необходимую температуру и отводить пары и остатки солодовых ростков. Их можно, также получать из сухих солодов, опрыскиваемых до необходимой влажности. Эндосперм влажного зерна при температуре 60-80°С осахаривается и в зависимости от типа солода обжаривается при температурах от 120 до 180 °С. При этом эндосперм становится стекловидным и прозрачным. Зерна мучнистые в разрезе свидетельствуют о недостаточной карамелизации. При карамелизации сахаров, прежде всего мальтозы, происходят изменения, которые определяют вкус, запах и цвет сусла. По Люерсу, повышенное содержание коллоидов в карамельных солодах способствует увеличению пеностойкости и более полному вкусу готового пива.

Карамельные солода могут быть от очень светлых до темных. При высоких температурах обжарки снижается ферментативная способность, и поэтому темные сорта сами не осахариваются.

Карамельный солод абсолютно светлый (karapils). Он имеет цвет от 0,30 до 0,40 мл 0,1 н. раствора йода и добавляется особенно за границей для повышения пенистости и вкуса светлого пива. Обжаривается такой солод осторожно при низких температурах или высушивается на солодосушилке и поэтому обладает еще определенной ферментативной активностью. Цвет оболочки остается светлым и эндосперм тоже имеет более светлую окраску. Вкус сусла сладковатый, полный, запах карамели нечеткий. Содержание воды в светлом карамельном солоде не должно превышать 8%, осахаренного зерна должно быть не менее 90%. Содержание экстракта в пересчете на сухое вещество должно быть не менее 70%.

Обычный карамельный солод. По Линтнеру этот солод должен иметь цвет от 15 до 20 ед., оболочку дымчатую, почти коричневую, на кончиках более темную. Цвет эндосперма темно-желтый, побуревший, вкус карамельный, запах выраженный ароматный. Пережженные зерна не должны встречаться, поскольку имеют горьковатый привкус. Содержание воды у этого солода колеблется около 6%, доля осахаренных зерен около 95%, экстракта в сухом веществе – не менее 75%.

Портерный карамельный солод. Он имеет цвет по Линтнеру 35-40 ед. Вкус сусла сильно выраженный карамельный, почти горьковатый, запах очень ароматный.

Карамельные солода должны изготавливаться из соложеного ячменя. Доля остатков солодовых ростков не должна превышать 2%, так как они очень гигроскопичны.

Меланоидиновый солод

Меланоидиновый солод (мелансолод). В отличие от карамельных солодов у этого солода характерный вкус и запах, а также более насыщенный цвет появляются только при меланоидиновой реакции. Солод в конечной стадии прорастания оставляют в грядке для томления. При температуре около 50°С (у некоторых видов ячменя при более высокой) происходит глубокий амилолиз и протеолиз и тем самым создаются предпосылки для образования меланоидинов в процессе последующей сушки при температуре около 100 °С. Хороший мелансолод имеет специфический солодовый запах и слегка сладковатый вкус без кислого или горьковатого привкуса. Содержание воды в нем колеблется от 5 до 6%, цвет от 10,0 до 16,0 мл 0,1 н. раствора йода. Содержание экстракта в пересчете на сухое вещество у хороших солодов не менее 74%, доля мучнистых зерен не менее 90%, пережженных зерен не выше 5%.

Красящий солод

Красящий солод (жженка). Он получается из сильно увлажненного обычного сухого солода в обжарочном устройстве при температуре до 240 °С. Его основное свойство - красящая способность, которая колеблется от 140 до 160 ед. по Линтнеру и не должна быть ниже 120 ед. Другим важным показателем является вкус экстракта: он должен быть чистым, кофейным, а не резким и вяжущим. Зерна солода должны быть темно-коричневые, равномерно окрашенные. Эндосперм так же должен быть в разрезе темно-коричневый. Черные пережженные зерна снижают красящую способность и ухудшают вкус. Жженый солод очень гигроскопичен. Содержание воды в нем должно быть не выше 6%, пережжённых зерен не выше 7%, а содержание экстракта в пересчете на сухое вещество 60 - 70%.

Несоложеное сырье

Несоложеное сырье – это крахмалосодержащие или сахаросодержащие материалы, которые практически не имеют ферментативной активности. К такому виду сырья относятся зерновые культуры, такие как ячмень, рис, кукуруза, пшеница, сорго, овес, рожь, тритикале, просо, и не зерновые материалы твердой (сахар-песок, крахмал) и жидкой (сахарные сиропы, глюкозо-мальтозные сиропы, сиропы из зерновых культур, экстракты солода) консистенции. В зависимости от состава это сырье может использоваться либо на этапе затирания зерно продуктов, либо непосредственно вноситься в сусловарочный котел.

Применение несоложеного сырья в пивоварении способствует:

снижению себестоимости (при использовании зернового сырья);

увеличению экстрактивности сусла (при использовании риса, кукурузы, пшеницы, сиропов и крахмала);

увеличению производительности варочного цеха (при использовании сиропов и крахмала);

созданию новых сортов пива;

повышению коллоидной и вкусовой стойкости пива.

При оценке пригодности зернового материала в качестве несоложеного сырья следует проводить сравнительный анализ культур по содержанию в них крахмала, некрахмалистых полисахаридов, белка и его фракций, некоторых аминокислот (пролина, метионина, цистеина), полифенолов, витаминов (В1, В3, В7, Е) и минеральных компонентов (К, Р, Mg, Zn, Fe, Са, Si).

Ячмень

Ячмень хорошо раздробленный и раньше добавляли в количестве 6-10% к засыпи, чтобы улучшить пенистость и повысить полноту вкуса пива. Положительное воздействие обусловлено было содержанием более высокой доли гуммиобразных веществ в сыром ячмене. Добавка раздробленного ячменя имеет значение при переработке перерастворенных солодов. Однако надо иметь в виду, что из оболочек ячменя в сусло переходят вещества, которые при замачивании и соложении ячменя частично устраняются. Это загрязнения, прилипшие к поверхности зерна, дубильные и горькие вещества из оболочек, которые попадают в сусло и придают в дальнейшем пиву резкий привкус. Раздробленный ячмень нельзя долго хранить, так как он имеет более высокую влажность и быстро загнивает. Экстракт из ячменя более дешевый, чем солодовый экстракт, поскольку нет необходимости в расходах, связанных с соложением и потерями при нем. Однако выход экстракта ячменя ниже, ячменная крупа и остатки эндосперма в шелухе с трудом разжижаются и разница в выходе экстракта, полученного в лаборатории (74-79% в пересчете на сухое вещество) и в варочном отделении, больше, чем у солода.

Ячмень содержит меньше крахмала, чем рис и кукуруза, а также продукты их переработки (рисовая и кукурузная крупа), но при этом температура клейстеризации ячменного крахмала находится на более низком уровне (61-65 °С) по сравнению с этими культурами (70-80 °С). В результате при небольшом расходе ячменя и использовании солода высокого качества можно проводить затирание без отварок с добавлением цитолитических ферментов.

Ячмень содержит почти в 2 раза больше некрахмалистых полисахаридов, чем рис и кукуруза, поэтому при использовании этого злака происходит увеличение количества глюкозанов и пентозанов в сусле, которые не сбраживаются дрожжами. Их присутствие в пиве отрицательно сказывается на его коллоидной стойкости. Так, в холодной мути пива, наряду с белками и танинами, обнаружены моно- и олигосахариды, в том числе ксилоза, арабиноза, а также продукты гидролиза β-глюкана. Присутствие в сусле некрахмалистых полисахаридов или продуктов их неполного гидролиза β-глюканов и гуммивеществ) отрицательно сказывается на скорости его фильтрования.

Для более полного гидролиза некрахмалистых полисахаридов используют ферментные препараты с гемицеллюлазной активностью. Однако при чрезмерном гидролизе этих полисахаридов изменяется соотношение между сбраживаемыми сахарами в сусле в сторону увеличения глюкозы, что изменяет ход брожения и влияет на органолептические свойства пива.

Применение ячменя приводит к снижению продуктов гидролиза белка и, в частности, аминокислот. Для повышения содержания α-аминного азота в сусле используют протеолитические ферменты, которые также способствуют увеличению выхода экстракта (на 2-7%). Вместе с тем образующиеся при затирании полипептиды и пептиды изменяют величину соотношения между фракциями А:В:С по Лундингу. Поэтому при использовании ячменя необходимо сочетать применение ферментных препаратов с изменением режимов затирания зернопродуктов.

Следует обратить внимание и на то, что ячмень содержит в 2-3 раза больше глобулинов по сравнению с кукурузой и рисом (табл. 1.1).

 

Таблица 1.1 - Соотношение между фракциями белка (по Лундину) в сусле при использовании обезжиренных и необезжиренных зернопродуктов кукурузы

Название фракций	Зернопродукты
	Ячмень	Кукуруза	Рис
Альбумины	2,8	Следы	5,8
Глобулины	18,1	5-6	9,2
Проламины	37,2	50-55	14,0
Глютелины	41,9	30-45	70,0

 

Глобулиновая фракция белков ячменя характеризуется высоким содержанием β-глобулина, который способствует образованию комплексов белок-белок, что отрицательно отражается на коллоидной стабильности пива. Снижению стойкости пива также способствует высокое содержание пролина в ячмене (табл. 1.2).

Таблица 1.2 - Содержание аминокислот в зерновых культурах (мг/100 г продукта, содержащего 86% СВ)

Зерновая культура	Аминокислота
	Пролин	Метионин	Цистин
Ячмень	1180	180	215
Рис	360	150	140
Кукуруза	1091	120	170

 

Из всех несоложеных культур только ячмень содержит антоцианогены (АЦГ) – полифенолы, которые при нагревании с соляной кислотой переходят в антоцианидины. АЦГ находятся главным образом в алейроновом слое. Предполагается, что их носителем является гордеиновая фракция ячменных белков, следовательно, чем больше гордеинов в ячмене, тем больше содержится в нем АЦГ.

Рис

Рис принадлежит к наиболее полноценному крахмалистому сырью. Очищенный рис – это чистый эндосперм рисового зерна, который при очистке и шлифовке освободился от оболочек и частично от белков, жиров и других балластных веществ. Состав риса, главным образом содержание белков и жиров, колеблется в зависимости от сорта и происхождения риса. Хорошо очищенный и отшлифованный рис содержит обычно 11-12% воды, 7-9% белков, 67-72% крахмала, 0,5-1,0% жира. Выход экстракта в сухом веществе достигает 94%, выход экстракта в варочном отделении колеблется от 80 до 83%. Крахмальное зерно риса - наименьшее из зерновых культур. Солодовые амилазы воздействуют на него очень медленно, и поэтому обработка риса требует определенной осторожности и времени. При затирании из белков риса в раствор переходит только небольшое количество, поэтому рис используется для производства пива, стойкого к холодному и коллоидному помутнению. Добавка риса снижает также цвет сусла, что выгодно при производстве экспортных сортов пива, от которого обычно требуется особенно светлый цвет. Однако добавка риса несколько снижает полноту вкуса пива; при переработке больших количеств риса дрожжи теряют агглютинационные свойства. Химический состав риса представлен в табл. 1.3.

 

Таблица 1.3 - Химический состав зерна риса в расчете на 100 г продукта, содержащего 86% сухих веществ (По Скурихину, 1987)

Компоненты	Рис		Компоненты	Рис
	Зерно	Крупа		Зерно	Крупа
Вода, г	14,0	14,0	Mg, мг	116	50
Белки, г	7,5	7,0	P, мг	328	150
Жиры, г	2,6	1,0	Fe, мг	2,1	1,0
Моно- и дисахариды, г	0,9	0,7	Si, мг	1240	100
Крахмал, г	55,2	70,7	Zn, мг	1,8	1,42
Клетчатка, г	9,0	0,4	Mn, мг	3,63	1,25
Гемицеллюлоза, г	-	-	B1, мг	0,34	0,08
Зола, г	3,9	0,7	B3, мг	0,60	0,4
К, мг	314	100	B7, мкг	12,0	3,5
Компоненты	Рис	Компоненты	Рис	Компоненты	Рис
Ca, мг	40	8	Токоферол (Е), мг	1,0	0,45

 

Рисовая крупа – один из наиболее распространенных заменителей солода благодаря высокому содержанию крахмала. Крахмальные гранулы риса имеют округлую/составную форму; делятся на большие 19-30 мкм) и маленькие (2-8 мкм), причем последние преобладают. Содержание крахмала в рисе, освобожденном от мякинных оболочек, достигает 73-78% от СВ, в рисовой сечке этот показатель достигает 85-90% от СВ. Содержание амилозы в рисовом крахмале составляет около 17%, амилопектина 83%.

Температура клейстеризации рисового крахмала колеблется от 70 до 85°С в зависимости от сорта. Поэтому α-амилаза солода воздействует на него очень медленно. В связи с этим при значительной доле несоложеного риса в засыпи уменьшается экстрактивность и увеличивается продолжительность осахаривания.

В рисе, освобожденном от пленок, содержание клетчатки (целлюлозы) невелико – 0,3-0,4% (в пленках содержится до 40,2%). Количество других некрахмалистых полисахаридов также мало. В результате при использовании риса в качестве несоложеного материала имеет место увеличение стойкости и прозрачности пива благодаря снижению в заторе доли некрахмалистых полисахаридов и продуктов их гидролиза.

В зависимости от сорта массовая доля белка в зерне риса после удаления мякинной (цветковой) оболочки колеблется от 8,8 до 13,6% от СВ. В рисовой сечке уровень белка падает до 5-8% от СВ. В состав рисового белка входят альбумины, глобулины, проламины и глютелины, которые у риса называют оризенинами. Распределение белков по фракциям в разных частях зерна неодинаково: в периферийных частях сосредоточено повышенное количество глобулинов и альбуминов. В остальной части зерна преобладают главным образом оризенины, которые не влияют на качество готового продукта, так как практически полностью переходят в дробину и белковый отстой после кипячения сусла с хмелем. Низкое содержание других фракций белка также гарантирует физико-химическую стабильность пива, но при замене солода большим количеством риса может наблюдаться снижение пеностойкости.

Аминокислотный состав зерна риса неодинаков, что отражает его сортовые особенности и условия выращивания. В табл. 1.4 приведены сведения о количестве некоторых аминокислот (в белке риса и в целом в продукте), представляющих интерес в пивоварении, из которых видно, что белки риса отличаются высоким содержанием дикарбоновых кислот (глютаминовой и аспарагиновой), несущих отрицательный заряд.

 

Таблица 1.4 - Аминокислотный состав риса

Аминокислота	Количество, % от содержания в белке	Количество, мг/100 г риса с влажностью 14% (в среднем)
Аспарагиновая кислота	14,60-15,92	640
Глютаминовая кислота	12,41-26,66	1280
Пролин	2,33-5,25	360
Валин	3,83-6,50	400
Метионин	0,70-2,08	150
Фенилаланин	4,00-7,79	410
Цистин	1,42-2,44	140

 

Такой же заряд имеют полифенолы (дубильные вещества). Следовательно, белки риса не склонны соединяться с полифенолами и образовывать белково-дубильные комплексы. Кроме того, количество пролина в рисе, роль которого велика в образовании коллоидной мути, почти в три раза меньше, чем в ячмене, кукурузе и пшенице (табл. 1.2). Также в зерне риса содержится значительно меньше по сравнению с другими культурами метионина и цистина, которые подобно пролину участвуют в образовании белково-дубильных комплексов и комплексов белок-белок.

В пивоварении перерабатывается дешевая рисовая сечка: битое зерно, образовавшееся в процессе обмолота и полировки риса. Не смотря на то, что рисовая сечка является отходом при полировке риса, контролировать ее качество необходимо. Сечка должна иметь чистые блестящие зерна без коричневых пятен, т.е. остатков плодовой и семенной оболочек. В ней не должно содержаться песка. Кроме того, используют рисовую крупку, которую получают путем размалывания риса непосредственно на предприятии.

Преимущества использования риса в качестве несоложеного сырья состоят:

в высокой экстрактивности до 97% от сухого вещества;

в малом содержании растворимых белков, что обеспечивает физико-химическую стабильность пива;

в благоприятном аминокислотном составе белка с точки зрения химической стабильности пива;

в невысоком количестве жира, что повышает вкусовую стабильность пива;

в отсутствии β-глобулина и антоцианогенов, что положительно отражается на физико-химической и вкусовой стабильности пива.

В результате при использовании риса:

увеличивается выход экстракта в варочном отделении;

изменяется цветность пива и его вкус;

повышается коллоидная стойкость пива.

Рис обычно применяют для приготовления пива высокого качества, с высокой массовой долей сухих веществ в сусле (>13%).

Вместе с тем следует учитывать и отрицательные стороны при замене части солода рисом:

при повышенном содержании риса в заторе дрожжи теряют способность к флокуляции;

добавка риса несколько снижает полноту вкуса конечного продукта;

небольшое количество белка в рисе и его плохое растворение при затирании может привести к снижению содержания α-аминного азота в сусле, что отразится на интенсивности главного брожения, поэтому не рекомендуется превышать долю риса в засыпи более 20%.

Кукуруза

Кукуруза - это тоже хороший заменитель, который однако не должен применяться в необработанном виде. Она содержит 4-6% жира, который легко прогоркает и вместе с горькими веществами из оболочек оказывает неблагоприятное влияние на вкус пива. Поэтому кукуруза очищается, освобождается от оболочек и зародышей, содержащих наибольшее количество жира. На варку кукуруза поступает в виде кукурузной крупки, которая содержит только 1-2% жира. Состав кукурузной крупки колеблется в зависимости от сорта и происхождения кукурузы. Влажность ее равна 12-14%, содержание белков 9-10%, крахмала 60-66%. Экстрактивность кукурузной крупки почти такая же, как экстрактивность хорошего солода. Утверждают, что добавка кукурузы повышает полноту вкуса пива. По Люерсу, при затирании в раствор переходит только небольшое количество кукурузного белка, а по Виндишу, при варке он коагулируется. Следовательно, на вкус пива влияют другие компоненты.

Много кукурузы перерабатывается прежде всего в США, используется она и в других странах, где высокий уровень ее производства. Мнения относительно пригодности кукурузы в качестве заменителя солода различны. Хранению кукурузной крупки необходимо уделять повышенное внимание из-за высокой влажности и наличия жира.

Содержание крахмала в кукурузе в среднем составляет 66% от СВ злака. Он распределяется следующим образом: в эндосперме (80-86%), зародыше (9-11%), оболочке (6-9%).

Гранулы крахмала кукурузы имеют округлую многоугольную форму, размер крахмальных гранул в основном составляет 10-15 мкм. Маленький размер гранул определяет сравнительно высокий температурный интервал клейстеризации (70-80 °С). Вместе с тем имеются подвиды кукурузы, крахмал которой клейстеризуется при более низких температурах 60-70 °С.

Эндосперм кукурузы, в отличие от ячменя, состоит из мучнистого и роговидного, различающихся по своим свойствам. В пивоварении, с точки зрения влаготепловой обработки, более предпочтителен мучнистый эндосперм.

Крахмал кукурузы состоит из двух углеводных фракций: амилозы (21-23%) и амилопектина (78-81%). Таким образом, кукуруза относится к тем зернопродуктам, в которых соотношение амилоза/амилопектин близко к оптимальному значению 20/80. Необходимо отметить, что содержание амилозы и амилопектина в крахмале кукурузы может изменяться в зависимости от сорта злака. Так, в крахмале восковидной кукурузы полностью отсутствует амилоза, в то же время есть подвиды, в которых содержит до 82% амилозы.

Некрахмалистые полисахариды кукурузы представлены целлюлозой (клетчаткой), гемицеллюлозой, пентозанами и β-глюканами. Содержание клетчатки колеблется от 0,7 до 2,2%, пентозанов – от 4,2 до 6,2%. Водорастворимые β-глюканы содержатся в количестве 0.06-1,13% от СВ эндосперма.

Из сравнительного анализа видно, что содержание некрахмалистых полисахаридов в кукурузе в целом меньше, чем в ячмене. Следовательно, использование кукурузы в технологическом процессе затирания способствует снижению вязкости сусла, уменьшению количества несбраживаемых сахаров и снижению вероятности возникновения помутнения в пиве, причиной которого является наличие промежуточных продуктов гидролиза некрахмалистых полисахаридов.

Содержание белка в кукурузе в зависимости от сорта колеблется в пределах 8-12% от СВ, большая их часть (75%) содержится в эндосперме и зародыше (12%). Очень мало белка в перикарпе (плодовой оболочке).

Белки кукурузы в основном содержат спирто- и щелочерастворимые фракции (табл. 1.1), которые имеют изоэлектрическую точку при величине рН 5,7 и переходят в нерастворимое состояние при кипячении сусла с хмелем.

 

Таблица 1.5 - Химический состав зерна кукурузы и кукурузной крупы в расчете на 100 г продукта, содержащего 86% сухих веществ (По Скурихину, 1987)

Компоненты	Кукуруза		Компоненты	Кукуруза
	Зерно	Крупа		Зерно	Крупа
Вода, г	14,0	14,0	Mg, мг	104	36
Белки, г	10,3	8,3	P, мг	301	109
Жиры, г	4,85	1,2	Fe, мг	3,71	2,69
Моно- и дисахариды, г	1,73	1,27	Si, мг	60	-
Крахмал, г	56,9	70,4	Zn, мг	1,73	0,5
Клетчатка, г	2,1	0,8	Mn, мг	1,09	0,4
Гемицеллюлоза, г	4,2	-	B1, мг	0,38	0,13
Зола, г	1,2	0,7	B3, мг	0,60	0,35
К, мг	340	147	B7, мкг	21,0	6,6
Ca, мг	34	20	Токоферол (Е), мг	5,5	2,7

Особенностью белка кукурузы является низкое содержание в нем альбуминов и глобулинов. Так, количество глобулинов в кукурузе почти в три раза ниже, чем в ячмене. Следовательно, пиво, полученное с применением кукурузы, содержит меньше β-глобулинов, что положительно отражается на его физико-химической стойкости. С другой стороны, глобулины способствуют образованию качественной мелкоячеистой пены, поэтому избыток кукурузы в заторе может привести к снижению пеностойкости.

Таким образом, белки кукурузы мало растворимы, большая их часть осаждается при кипячении сусла с хмелем, что положительно сказывается на коллоидной стойкости пива. Кроме того, белки кукурузы плохо набухают и не образуют клейковины. Эти особенности белковых фракций кукурузы делают ее более предпочтительным несоложеным материалом по сравнению с ячменем.

Следует отметить, что белковый состав сусла зависит от того, используется ли при приготовлении пива обезжиренная или необезжиренная крупа. Так, сусло, полученное из необезжиренной кукурузной крупы, характеризуется меньшим содержанием белка, чем сусло из обезжиренной кукурузной муки. Более высокое содержание азотистых веществ во втором случае связано с удалением зародыша от эндосперма. В обезжиренном зерне увеличивается доля водо- и солер