Способ производства пива
Владельцы патента RU 2431657:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (RU)
Изобретение относится к пивоваренной промышленности и может найти применение в спиртовом и винодельческом производстве. В способе применяют комплексное дрожжевое питание, представляющее смесь совместно измельченного природного цеолитсодержащего туфа и сухих дрожжей, которое вводят в охлажденное охмеленное сусло перед введением дрожжей или добавляют к семенным дрожжам перед введением их в охлажденное сусло. Это позволяет ускорить процесс сбраживания пивного сусла и улучшить качество пива. 2 табл.
Изобретение относится к пивоваренной промышленности и может найти применение в спиртовом и винодельческом производстве.
Известны способы активизации жизнедеятельности дрожжей с использованием специальных препаратов («подкормки для дрожжей», «питание для дрожжей») как однокомпонентных, так и многокомпонентных, содержащих аминокислоты, витамины, минеральные вещества (сульфат цинка, Истекс «Yeastex», Истфилд «Yeastfield», Хай Вит «HY-VIT», питание для дрожжей GF «Yeast Food GF» и др.) [1].
Применение этих препаратов ускоряет разбраживание сусла, предотвращает замедление и остановку брожения, сокращает длительность брожения, способствует глубокому сбраживанию сахаров сусла, увеличивает прирост дрожжей, стойкость их к автолизу, в ряде случаев способствуют снижению содержания диацетила в пиве. Вносят данные подкормки чаще всего в сусло перед брожением.
Однако в состав этих подкормок в качестве минеральной составляющей входят неорганические вещества (диаммонийфосфат, сульфаты марганца и цинка, метабисульфит калия), чужеродные для пищевого продукта, что с гигиенической точки зрения нежелательно.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ ускорения сбраживания среды при внесении в нее биостимулятора - природного источника кремния (песка бархана Сарыкум) [2, 3]. В результате интенсифицируется процесс размножения дрожжей, сбраживания сахаров, сокращается длительность брожения, улучшаются органолептические характеристики готового продукта.
Недостатком такого способа является обогащение среды только минеральным компонентом, причем одним кремнием.
Задача изобретения - ускорение процесса сбраживания пивного сусла и улучшение качества пива.
В предлагаемом способе поставленная задача достигается за счет повышения биохимической и физиологической активности дрожжевой культуры путем добавления к дрожжам или внесения в сусло перед введением дрожжей комплексной подкормки, в качестве которой используют смесь измельченных совместно природных цеолитсодержащих туфов и дрожжей, в количестве 0,05-0,5 г/100 см3.
Комплексная дрожжевая подкормка (КДП) в качестве основной минеральной составляющей содержит цеолитсодержащий туф. Природные цеолиты - минералы естественного происхождения, что важно с точки зрения гигиенической безопасности при использовании их в пищевой промышленности. Цеолиты являются гидроалюмосиликатами каркасного кристаллического строения и обладают комплексом свойств - ионообменных, адсорбционных, молекулярно-ситовых, каталитических, что позволяет достаточно широко применять их в различных отраслях промышленности [4, 5].
КДП получают следующим образом: цеолитсодержащий туф предварительно измельчают до частиц размером 0,8-1,0 микрометров в ротационно-пульсационном аппарате типа «ротор в роторе», затем смешивают с сушеными хлебопекарными или пивными дрожжами в соотношении 3:1 и снова пропускают через ротационно-пульсационный аппарат. В результате за счет трения температура резко повышается до 70-75°С и дрожжи подвергаются термолизу, вследствие чего минеральная составляющая подкормки обогащается ценными компонентами дрожжевой клетки - органическими веществами (белками, ферментами, аминокислотами, витаминами, ростовыми веществами) и неорганическими соединениями (фосфором, калием, натрием и др.).
Использование предлагаемой добавки способствует повышению активности ферментов дрожжевой клетки, отвечающих как за подготовительную стадию (α-глюкозидазы или мальтазы, β-фруктофуранозидазы или инвертазы), так и собственно процесс спиртового брожения (зимазы или зимазного комплекса), улучшению физиологического состояния культуры (увеличение клеток почкующихся с гликогеном), ускорению процесса сбраживания пивного сусла, осветлению пива за счет более полного оседания дрожжей, улучшению органолептических характеристик и стабилизации коллоидного состава готового напитка.
Наблюдаемые явления связаны со свойствами природных цеолитов и входящих в состав КДП органических и неорганических соединений. При контакте цеолитсодержащего туфа КДП со средой происходит обмен ионов, содержащихся в твердой и жидкой фазах, а также обогащение среды различными микро- и макроэлементами.
В среду могут переходить в большей или меньшей степени Na+, K+, Са2+ (тесно связаны с размножением культуры), Mg2+, Mn2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+ (усиливают бродильную активность, стимулируют почкование клеток, способствуют лучшему оседанию дрожжей) [6].
Благодаря адсорбционным свойствам цеолит извлекает из среды полифенольные вещества (оказывающие негативное влияние на жизнеспособность дрожжей и активность некоторых ферментов), а также высокомолекулярные белки (ухудшающие коллоидную стойкость напитков), тяжелые металлы и другие токсичные соединения, попадающие в среду сбраживания из воды и сырья. Помимо этого, частицы минерала выполняют роль «плавающей» насадки для дрожжевых клеток в процессе брожения, что улучшает контакт между дрожжами и средой, а в конце брожения и при дображивании способствуют более полному оседанию клеток, образованию более плотного осадка и, следовательно, повышению степени осветления пива. В дальнейшем это положительно скажется на процессе фильтрования продукта, расходе вспомогательных фильтрующих материалов (снижении расхода кизельгура).
Таким образом, положительное действие минеральной составляющей комплексной добавки на дрожжи объясняется многогранностью воздействия ее на состав среды. Повышение биологической роли предлагаемой питательной добавки связано с наличием комплекса веществ, что по своей эффективности воздействия на клетки существенно превосходят действие ионов металлов, витаминов и аминокислот в отдельности.
Применение данной комплексной добавки осуществляется следующим образом.
По известной технологии готовят охмеленное охлажденное пивное сусло, вносят в него КДП в количестве 0,05-0,5 г/100 см3, вводят дрожжи и осуществляют процесс брожения или КПД добавляют к дрожжевой разводке в количестве 0,05-0,5 г/100 см3, выдерживают в течение 1-2 ч, после чего семенные дрожжи вводят в охмеленное охлажденное пивное сусло и проводят процесс его сбраживания. Изобретение поясняется примерами.
Пример 1. Пивные дрожжи перед введением в среду сбраживания смешивают с охмеленным охлажденным суслом, приготовленным по известной технологии, в соотношении 1:1, в опытные образцы добавляют КДП в количестве 0,05-0,5 г/100 см3 и выдерживают при температуре 2-4°С в течение 1-2 ч. Контроль - образец дрожжевой суспензии в сусле без внесения добавки. Изменения активности различных ферментов дрожжевой клетки под действием КДП представлены в табл.1.
| Таблица 1 | |||||
| Вариант | Доза КДП, г/100 см3 | Длительность обработки, ч | Ферментативная активность, % от исх. | ||
| зимазная | инвертазная (β-фрукто-фуранозидаза) | мальтазная (α-глюкозидаза) | |||
| 1 | 127 | 130 | 155 | ||
| Контроль | - | ||||
| 2 | 136 | 149 | 179 | ||
| 1 | 149 | 250 | 188 | ||
| Опыт 1 | 0,05 | ||||
| 2 | 189 | 305 | 259 | ||
| 1 | 167 | 300 | 267 | ||
| Опыт 2 | 0,25 | ||||
| 2 | 199 | 332 | 298 | ||
| 1 | 267 | 410 | 305 | ||
| Опыт 3 | 0,50 | ||||
| 2 | 333 | 496 | 338 |
Дальнейшее увеличение выдержки и дозировки добавки также способствует возрастанию активности ферментов, но в меньшей степени.
Внесение КДП в дрожжевую суспензию перед засевом способствует увеличению активности ферментов подготовительной стадии брожения (β-фрукто-фуранозидазы и α-глюкозидазы) и собственно спиртового брожения (зимазного комплекса), что в дальнейшем положительно сказывается на скорости сбраживания сахаров сусла и позволит сократить длительность процесса.
Пример 2. Сбраживание охмеленного пивного сусла осуществляется следующими способами:
1 - в охлажденное охмеленное пивное сусло перед засевом дрожжей вносят КДП в количестве 0,05 г/100 см3, затем вводят дрожжевую разводку и по известной технологии проводят процесс брожения;
2 - в сусло перед засевом дрожжей вносят КДП в количестве 0,5 г/100 см3, вводят дрожжевую разводку и далее осуществляют процесс брожения;
3 - дрожжи перед введением их в сусло предварительно активируют по примеру 1 (доза КПД 0,05 г/100 см3, длительность выдержки 2 ч), затем вводят в сусло и осуществляют процесс сбраживания по известной технологии;
4 - дрожжи активируют по примеру 1 (доза КПД 0,5 г/100 см3, длительность обработки 1 ч), после чего вводят в сусло и осуществляют процесс брожения;
контроль - сусло сбраживают дрожжевой разводкой без предварительной ее активации и без внесения в среду КДП.
Во всех вариантах норма введения дрожжей 20 млн. кл./см3 с учетом количества мертвых клеток, температура брожения 10°С, температура дображивания 2-3°С.
Результаты исследования представлены в табл.2.
| Таблица 2 | |||||
| Показатели | Предлагаемый способ по примерам | Контроль (без внесения КДП) | |||
| 2.1 | 2.2 | 2.3 | 2.4 | ||
| Экстрактивность начального сусла, % | 11,0 | 11,0 | 11,0 | 11,0 | 11,0 |
| Количество дрожжевых клеток, млн. кл./см3 | |||||
| - максимальное в процессе главного брожения, | 50,25 | 59,75 | 51,88 | 53,12 | 49,75 |
| - в молодом пиве (перед дображиванием), | 7,8 | 6,3 | 7,8 | 7,5 | 9,5 |
| - в конце дображивания | 1,0 | 0,8 | 1,6 | 1.5 | 2,9 |
| Длительность брожения, сут. | 5 | 5 | 6 | 6 | 7 |
| Действительная степень сбраживания молодого пива, % | 58,6 | 59,6 | 56,9 | 57,4 | 53,8 |
| Объемная доля спирта, % | 4,35 | 4,45 | 4,24 | 4,29 | 4,04 |
| Кислотность, к.ед. | 2,52 | 2,56 | 2,51 | 2,50 | 2,46 |
| Цвет, ц.ед. | 1,0 | 0,8 | 1,12 | 1,1 | 1,3 |
| Таниновый показатель, ед. опт. плотности | 0,30 | 0,25 | 0,32 | 0,31 | 0,35 |
| Полифенолы, мг/дм3 | 138 | 126 | 140 | 144 | 175 |
| Высшие спирты, мг/дм3 | 71 | 80 | 69 | 78 | 95 |
| Диацетил, мг/дм3 | 0,15 | 0,08 | 0,14 | 0,12 | 0,25 |
| Высота пены, мм | 43 | 43 | 42 | 42 | 39 |
| Пеностойкость, мин | 4,8 | 4,5 | 4,6 | 4,7 | 3,8 |
| Стойкость непастеризованного пива, сут. | 10 | 10 | 9 | 9 | 8 |
Образцы пива, полученные с внесением КДП в сусло перед брожением или в дрожжевую разводку перед введением в среду сбраживания, характеризуются более глубоким сбраживанием сахаров, высоким содержанием спирта, низкой концентрацией побочных продуктов (высших спиртов, диацетила), что положительно сказывается на органолептических показателях напитка. Пиво по предлагаемому способу характеризуется хорошим, чистым ароматом, полным гармоничным вкусом, слаженной, мягкой хмелевой горечью. Кроме того, использование КДП на стадии подготовки дрожжей к сбраживанию и на самой стадии брожения позволяет обеспечить хорошее осветление пива в конце процесса, снизить содержание высокомолекулярных белков и полифенолов, являющихся потенциальными мутеообразователями, что отразилось на повышении стойкости готового напитка.
Применение КДП в дозах, выходящих за пределы оптимальных, либо не приводит к активизации процесса, либо при выходе за рамки верхней границы интервала нецелесообразно увеличивать расход активатора, так как это не способствует дополнительному увеличению активации. Возможно изменение предлагаемой дозы в зависимости от качества сырья и дрожжей.
Источники информации
1. Меледина Т.В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. - СПб.: «Профессия», 2003. - С.148-151.
2. Абрамов Ш.А., Власова O.K., Бахмулаева З.К. Углеводный обмен дрожжей рода Saccharomyces oviformis на кремнийсодержащих средах // Виноделие и виноградарство, 2006. - №1. - С.16-17.
3. Абрамов Ш.А., Власова O.K. Азотный обмен дрожжей рода Saccharomyces на кремнийсодержащих средах // Виноделие и виноградарство, 2007. - №4. - С.16-17.
4. Цеолиты: эффективность и применение в сельском хозяйстве/ Под ред. Г.А.Романова. Ч.1. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. - 296 с.
5. Хорунжина С.И., Позняковский В.М. Природные цеолиты в производстве напитков. - Кемерово: АО Кузбассвузиздат, 1994. - 240 с.
6. Жвирблянская, А.Ю. / А.Ю.Жвирблянская, B.C.Исаева. Дрожжи в пивоварении. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - С.80-83.
Способ производства пива, включающий приготовление охмеленного пивного сусла, главное брожение и дображивание, отличающийся тем, что для ускорения процесса сбраживания и улучшения качества пива в охлажденное сусло перед введением дрожжей вносят комплексное дрожжевое питание, содержащее минеральные и органические компоненты и представляющее смесь совместно измельченного природного цеолитсодержащего туфа и сухих дрожжей в соотношении 3:1 в количестве 0,05-0,5 г/100 см3 сусла или комплексное питание добавляют к дрожжам, предварительно смешанным с охмеленным охлажденным суслом, в соотношении 1:1 в количестве 0,05-0,5 г/100 см3, выдерживают при температуре 2-4°С в течение 1-2 ч, после чего семенные дрожжи вводят в сусло и проводят процесс его сбраживания.
