Способ обработки зерна ячменя пивоваренных сортов при производстве солода
Владельцы патента RU 2562152:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) (RU)
Изобретение относится к обработке зерна ячменя пивоваренных сортов для производства солода. Способ включает промывку ячменя водой, обработку ячменя влажностью 15,5-17,5% в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц, со скоростью нагрева зерна 0,4-0,8˚C/с в течение 60-90 с до конечной температуры 58-60˚C, замачивание, солодоращение, после обработки в СВЧ-поле сортировку ячменя на I-й и II-й классы по крупности и выравненности зерна, после которой ячмень I-го класса отправляют на замачивание, а ячмень II-го класса повторно обрабатывают в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц со скоростью нагрева зерна 0,1-0,3˚C/с в течение 95-125 с. Изобретение направлено на повышение качества солода и осуществление практически безотходного производства за счёт исключения потерь зерна путём повышения качества при повторной СВЧ обработке отсортированного зерна. 1 ил., 3 табл.
Изобретение относится к пивоваренной промышленности и может быть использовано при обработке ячменя в процессе производства солода.
Ячмень для производства пива - традиционная зерновая культура, так как изготовляемый из него солод придает пиву те специфические вкус и аромат, которые отличают его от других продуктов брожения. Поскольку сырьем для приготовления пива служит ячменный солод, его получают из пивоваренных сортов ячменя.
Зерновые культуры, в том числе и ячмень, поражаются микроорганизмами еще в процессе созревания, так как развитие бактериальной микрофлоры на зерне может происходить в поле, в хранилищах и при проращивании. Микроорганизмы, поражающие зерно, наносят значительный ущерб качеству как самого зерна, так и качеству солода и пива.
Известна обработка растений ячменя препаратом алкилоксибензол (АОБ), при которой уже на стадии колошения значительно снижается загрязнение зерна ячменя как бактериями, так и мицелиальными грибами (Шаненко Е.Ф., Шабурова Л.Н., Витол С.Б., Эль-Регистан Г.И. Влияние алкилоксибензола на технологические свойства и контаминацию пивоваренного ячменя // Пиво и напитки. 2005, №2, с. 22-24). Недостатком такого способа является его трудоемкость, так как обработку необходимо осуществлять на разных стадиях технологического цикла (замачивание, солодоращение и др.).
Поскольку поступающее на пивзаводы количество партий зерна ячменя, зараженного инфекцией, увеличивается, становится актуальной задачей его обеззараживание прежде, чем ячмень поступит на дальнейшую переработку или хранение.
Известно, что некоторые физические факторы обладают стерилизующим эффектом, угнетая развитие микроорганизмов. Например, использование γ-лучей, ультразвука, электронно-ионной технологии и других физических методов обработки зерна дает положительные результаты. Однако микроорганизмы имеют различную чувствительность к физическим факторам воздействия, так, к действию γ-лучей и ультразвука были устойчивы мицелиальные грибы, а ИК-лучи, наоборот, угнетают развитие мицелиальных грибов, но в меньшей степени воздействую на бактерии (Обеззараживание и подготовка семян к посеву // Механизация и электрификация с/х. 1984, №4). Таким образом, ни один из этих способов не обеспечивает полное обеззараживание от вирусов и грибов.
Известен способ обработки зерна ячменя повышенной влажности электрическим током частотой 50-10000 Гц и определение влияния переменного тока на солодоращение ячменя (Зарубина Е.П., Данько С.Ф., Данильчук Т.Н. Влияние частоты переменного тока на солодоращение ячменя // Пиво и напитки. 2003. №4, с. 14-15). Способ стимулирует всхожесть ячменя и повышает активность всех гидролитических ферментов. После первого замачивания и обработки зерна микроэлектротоком частотой 200 Гц наблюдается хорошо воспроизводимый рост всех показателей солода, необходимых для получения пива.
Недостаток указанного способа заключается в том, что он не оказывает существенного влияния на обеззараживание зерна ячменя от вредной микрофлоры, что очень важно для приготовления пива высокого качества.
Наиболее близким является способ производства солода из пивоваренных сортов ячменя, предусматривающий обработку зерна ячменя, включающую промывку ячменя водой перед замачиванием, определение влажности ячменя, обработку его в поле сверхвысоких частот (СВЧ). Пивоваренный ячмень влажностью 15,5-17,5% обрабатывают в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц, со скоростью нагрева зерна 0,4-0,8°С/с в течение 60-90 с до конечной температуры продукта 57-60°С. Это позволяет обеспечить снижение обсемененности ячменя микроорганизмами, активацию роста при солодоращении, снижение потерь ценных веществ, улучшение качества, получение экологически чистого ячменя при снижении энергозатрат (RU 2283861, МПК С12С 1/02, заявл. 25.04.2005, опубл. 20.09.2006).
Как уже отмечено ранее, на пивзаводы поступает большое количество товарных партий зерна ячменя с различными параметрами, то есть нестандартное зерно, что в значительной мере влияет на качество пива из-за снижения качества самого солода и не позволяет снизить затраты на его производство за счет наличия потерь при обработке сырья.
В основу изобретения положена техническая задача - устранение этого недостатка, а именно повышение качества солода, повышающего качество конечного продукта - пива, при использовании нестандартного зерна ячменя и одновременно снижение затрат на производство пива.
Указанная задача решается тем, что в способе обработки зерна ячменя пивоваренных сортов при производстве солода, включающем промывку ячменя водой, обработку ячменя влажностью 15,5-17,5% в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц, со скоростью нагрева зерна 0,4-0,8°C/с в течение 60-90 с до конечной температуры 58-60°C, замачивание, солодоращение, согласно изобретению после обработки в СВЧ-поле осуществляют сортировку ячменя на I-й и II-й классы по крупности и выравненности зерна, после которой ячмень I-го класса отправляют на замачивание, а ячмень II-го класса повторно обрабатывают в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц со скоростью нагрева зерна 0,1-0,3°C/с в течение 95-125 с.
Отличительная особенность предлагаемого способа заключается в том, что после обработки в СВЧ-поле осуществляют сортировку ячменя на I-й и II-й классы по крупности и выравненности зерна, после которой отсортированный ячмень I-го класса отправляют на замачивание и далее на солодоращение и приготовление пива. Оставшееся зерно ячменя II-го класса повторно обрабатывают в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц, но уже с другими параметрами - со скоростью нагрева зерна 0,1-0,3°C/с в течение 95-125 с.
Эта особенность способа дает возможность получить из нестандартного зерна солод, по своим показателям, приближающийся к солоду II-го класса, а из ячменя II-го класса - солод I-го класса, а полученный солод используют для производства качественного пива. Кроме того, исключаются потери из-за отбраковки и возврата партий зерна ячменя, что снижает затраты на производство пива. Зерно I-го класса, полученное после сортировки по крупности и выравненности, соответствует ГОСТ 5060-86. Крупное зерно содержит больше веществ, определяющих плотность пива; оно равномерно замачивается, равномерно растворяется, меньше греется при соложении, что влияет на улучшение качества солода.
Кроме того, повторная обработка в СВЧ-поле оставшегося зерна с указанными режимами гарантирует получение микробиологически чистой продукции.
Технический результат - повышение качества солода (или пива) и осуществление практически безотходного производства за счет исключения потерь зерна путем повышения качества при повторной СВЧ-обработке отсортированного зерна.
Изобретение поясняется чертежом, на котором дана блок-схема способа в упрощенной форме, и таблицами: в таблице 1 приведены режимы обработки пивоваренного ячменя после сортировки; в таблице 2 представлены результаты влияния СВЧ-энергии на фитопатогенный комплекс зерна ячменя после сортировки; в таблице 3 - результаты влияния СВЧ-энергии на интенсивность прорастания зерна ячменя.
Способ осуществляют следующим образом.
Перед замачиванием зерно ячменя должно быть предварительно промыто водой и продезинфицировано. В качестве дезинфицирующих средств применяют водные растворы хлорной извести, перманганата калия, формалина или другие рекомендованные для этих целей средства. В емкость, на 1/3 заполненную водой с температурой 10-12°C, помещают очищенный ячмень, доливают воду с таким расчетом, чтобы уровень воды был выше зерна; смесь тщательно перемешивают воздухом и оставляют на 1-5 часов, после чего снимают сплав. Грязную воду удаляют, набирают свежую, добавляют дезинфицирующий раствор. Затем определяют влажность ячменя, которая должна составлять 15,5-17,5%.
Далее для снижения обсемененности ячменя микроорганизмами, активации роста при солодоращении, снижения потерь ценных веществ, улучшения качества и получения экологически чистого ячменя проводят СВЧ-обработку. Для этого ячмень помещают в электромагнитное поле, обрабатывают частотой 2450 МГц, со скоростью нагрева зерна 0,4-0,8°C/с в течение 60-90 с до конечной температуры 58-60°C.
После обработки в СВЧ-поле осуществляют сортировку ячменя на I-й и II-й классы по крупности и выравненности зерна, после которой ячмень I-го класса отправляют на замачивание и солодоращение, а ячмень II-го класса повторно обрабатывают в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц, со скоростью нагрева зерна 0,1-0,3°C/с в течение 95-125 с и также отправляют на замачивание и солодоращение.
После повторной СВЧ-обработки зерен ячменя идет стандартная схема производства солода, а именно проводится замачивание зерна при температуре 12°C в емкости. При достижении необходимой степени замачивания в емкости зерно ячменя вымачивается на грядки. Далее идет непосредственно процесс солодоращения.
Результаты конкретных примеров осуществления заявляемого способа обработки ячменя после сортировки приведены в таблицах.
В таблице 1 представлены режимы обработки ячменя. Учитывая, что изучали два фактора (m=2), влияющих на технологию солодоращения (процесс проращивания), выбрали план активного осуществления способа обработки (планирование по Кона-2). Входными параметрами были: экспозиция обработки (τ, сек) и скорость нагрева (Vt, °C/с). Входные параметры варьировались на 3-х уровнях: минимум, среднее, максимум. Экспозиция обработки была равна 95; 110 и 125 сек, а скорость нагрева составляла 0,1; 0,2 и 0,3°C/с.
В таблице 2 представлены результаты влияния СВЧ-энергии на фитопатогенный комплекс зерна ячменя после сортировки; в таблице 3 - результаты влияния СВЧ-энергии на интенсивность прорастания зерна ячменя.
Принятый план активного осуществления способа обработки позволил получить влияние 2-х факторов на обеззараживание зерна при 9 вариантах режимов, задаваемых в трехкратной повторности.
Экономическая эффективность предлагаемого способа обработки зерна ячменя пивоваренных сортов для производства солода заключается в следующем:
- возможность получить из нестандартного зерна ячменя солод, по своим показателям приближающийся к солоду II-го класса, а из ячменя II-го класса - солод I-го класса;
- получение микробиологически чистой продукции, что исключает отбраковку и возврат партий зерна ячменя пивоваренного;
- повышение цены реализации экологически чистого продукта.
Предлагаемый способ может быть использован не только при получении пива и кваса, но и в хлебопечении, и в кондитерском производстве, где по технологии предусмотрено использование солода.
Способ обработки зерна ячменя пивоваренных сортов для производства солода, включающий промывку ячменя водой, обработку ячменя влажностью 15,5-17,5% в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц, со скоростью нагрева зерна 0,4-0,8°C/с в течение 60-90 с до конечной температуры 58-60°C, замачивание, солодоращение, отличающийся тем, что после обработки в СВЧ-поле осуществляют сортировку ячменя на I-й и II-й классы по крупности и выравненности зерна, после которой ячмень I-го класса отправляют на замачивание, а ячмень II-го класса повторно обрабатывают в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц со скоростью нагрева зерна 0,1-0,3°C/с в течение 95-125 с.
