Спосіб отримання пивного сусла

МПК:С12С?/О0 Спосіб отримання пивного сусла Винахід стосується пивоваренної промисловості, а саме способів отримання пивного сусла. Відомим є спосіб отримання пивного сусла, який включає приготування затору з внесенням у нього кукурудзи або рису (М. І. Булгаков. Біохімія солоду та пива. М., 1976, С. 80-84). Однак, заміна частини солоду кукурудзою або рисом приводить до зниження вмісту азотистих сполук у суслі. Крім того5 вважається, що високий вміст жиру у зародку негативно впливає на смак, аромат та піностійкість, що обмежує застосування цих видів несолодженої сировини. Відомим є також спосіб отримання пивного сусла, який полягає у приготуванні затору з уведенням як несолодженої сировини тритикале у кількості від 1,0 до 100%, фільтрації затору та кип'ятіння сусла зі хмелем. При застосуванні тритикале у кількості від 61 до 100% у затор вносять ферментні препарати (а. с. СРСР №731816, МІЖ С12С 7/04). Оскільки зернова культура тритикале е продуктом 1 складної гібридизації пшениці та жита, який має високу ферментативну активність, то це дозволяє переробляти частину несолодженого тритикале без додавання ферментних препаратів, що приводить до зниження собівартості продукції. Однак, спосіб не і забезпечує отримання сусла й пива високиї якості. Так при заміні 40% солоду несолодженим тритикале без застосування ферментних препаратів сусло має підвищену в'язкість та низький вміст амінокислот, що обумовило зниження ступеню зброджування сусла І (див. табл.1 опису винаходу стосовно а.с. СРСРА/ 731816). Оскільки тритикале не включає лузги, фільтруючий шар, що утворюється при фільтруванні затору, є менш пористим, що веде до зниження швидкості фільтрування. Хоч по даним табл. 2 (див. опис винаходу а.с. СРСР №731816) сусло характеризується більш високим вмістом азоту, однак у ньому переважають високомолекулярні фракції азотистих речовин внаслідок різкого зниження вмісту і змінного азоту як у суслі з 35 до 21 мг/100 мл сусла, так й у пиві (з 22,3 до 12,9 мг/100 мл пива; див. табл. 2), що, як відомо, веде до зниження стійкості пива. У зв'язку з зазначеними недоліками не має змоги застосувати цей спосіб у пивоварному виробництві. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, по кількості І співпадаючих суттєвих ознак та досягнутому технічному результату є спосіб приготування пивного сусла, що передбачає приготування затору з внесенням несолодженої сировини та ферментних препаратів мікробного походження, фільтрування затору та кип'ятіння сусла з хмелем (Технологічна інструкція по виготовленню солоду та пива, ТІ 18-6-47-85, М.31985 (прототип)). Як несолоджену сировину використовують ячмінь, а вид ферментного препарату добирають з урахуванням якості солоду. Унесення ферментних препаратів у затор проводять у залежності від особливостей даного препарату: ферментний препарат або завчасно розчиняють у воді, або вносять безпосередньо у затор. Затертя І проводять по режиму окремого або сумісного способу. ! З несолоджених зернопродуктів ячмінь є найбільш близьким по складу до ячмінного солоду, тому його використання у меншому ступені впливає на змінення смакових властивостей пива. Економічна І вигода від часткової заміни солоду несолодженим ячменем (до 50%) та забезпечення отримання якісних показників сусла й пива у відповідності до вимог науково-технічної документації дали змогу цьому відомому способу виготовлення пивного сусла, на відміну від інших способів, найти широке використання на пивоварних підприємствах. Суттєвими недоліками відомого способу є невисокий ступінь використання гірких речовин хмелю у процесі зхмеління пивного сусла та недостатньо висока колоїдна стійкість пива. Це обумовлено тим, що поліфенольні сполуки ячменя та солоду характеризуються невисокою реакційною активністю, а тому й недостатньо високою здібністю до полімеризації. Внаслідок цього вони менш активні при осаджуванні високомолекулярних азотистих сполук сусла, що приводить до збільшення кількості високомолекулярних білків у киплячому суслі та до росту утрат гірких речовин хмелю внаслідок їх адсорбції на білкових сполученнях, що осаджуються, у зв'язку з чим ступінь використання гірких речовин хмелю різко знижується. Крім того, оскільки зернові поліфенольні сполуки мають знижену здібність реагувати з білками, велика частина поліфенольних сполук зерна не устигає прореагувати з білками при кип'ятінні сусла, однак, на стадіях бродіння та доброджування сусла, а також у готовому пиві взаємодіють з ними, чим знижують колоїдну стійкість пива, утворюючи у ньому помутніння, та погіршують його смак, Відомий спосіб не має змоги підвищити якісні показники пива, тому що не вирішена задача по осаджуванню оптимальної частини високомолекулярних поліфенолів зерна на стадії затертя. Відомим є, що чим більша кількість високомолекулярних поліфенолів буде розчинено у холодному зхмеленому суслі, тим у більшому ступені осаджується каламуть при збродженні, уповшьнюється дія дріжджів, які швидко агглютинують та осаджуються, що приводить до недостатнього зброджування (Басаржова Г., Уерна І, Піках І. Роль поліфенольних речовин у технології пивоваріння та методи регулювання їх вмісту - "Kvashy prumysl", 1977, т. 23, №4, с. 73-77). Задача даного винаходу полягає у покращенні якості пивного сусла за рахунок збільшення використання гірких речовин хмелю, а також у підвищенні колоїдної стійкості пива. j Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі отримання пивного сусла (для світлого пива), який включає і приготування затору з уведенням несолодженої сировини та ферментних препаратів мікробного походження, фільтрування затору та кип'ятіння сусла з хмелем, відповідно до винаходу, як несолоджену сировину використовують сорго у кількості від 15 до 30% від загальої маси зернопродуктів, що затираються, при цьому вся кількість несолодженого сорго змішується з водою, у яку завчасно вносять траву кропиви у кількості від 0,3 до 0,5% від загальної маси зернопродуктів, що затираються, витримують з нею до унесення сорго протягом від 15 до 20 хвилин, а ферментні препарати вносять з розрахунку загальної активності: амілолітичної 30-300 од., протеолітичної 15-150 од. та цитолітичної 10-100 од. на 1000 г зернопродуктів, що затираються. Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками, що пропонуються, та досягаємим результатом пояснюється наступним чином. Уведення в затор при затерті зерна сорго як несолодженої добавки підвищує вміст поліфенольних сполук (див. табл. 1) у 1,51 рази (0,68 проти 0,45% у сухих речовинах (СР)). У тому числі у 1,27 рази підвищується вміст найбільш окислених форм катехінів та лейко-антоцианвдінів (0,38 проти 0,30% у СР). і Отже, використання зерна сорго як несолодженої сировини дає ! 1 змогу, у порівнянні з використанням несолодженого ячменю, увести у затор більшу кількість поліфенольних сполук, у тому числі більш реакційноздібних. Крім того, завдяки змішуванню зерна сорго з водою, у яку завчасно (за 15-20 хвилин до уведення сорго) була уведена трава кропиви, досягається збільшення кількості окислених поліфенолів зернової сировини у заторі завдяки ферментативному окисленню неокислених поліфенолів зерна сорго ферментами трави кропиви окислювально-відновної дії, в основному поліфенолоксидазою та пероксидазою. Таким чином, підвищивши ступінь окисленості поліфенолів, які застосовуються при затерті зернопродуктів, ми, тим самим, підвищуємо їх здібність до полімеризації та створення білковополіфенольних комплексів як у процесі затертя зернової і сировини, так і при кип'ятінні пивного сусла. Це дає змогу перевести у осад велику частину високомолекулярних поліфенолів зерна та білкових компонентів сусла до уведення у сусло хмелю та знизити утрати гірких речовин хмелю внаслідок зниження ступеню їх адсорбції на поліпептидах, що осаджуються. Оскільки високомолекулярні поліфеноли зерна, внаслідок підвищення їх здібності до полімерізації, осаджуються вже на стадії затертя, їх кількість у пивному суслі, а відповідно, й у готовому пиві, знижується, що дає змогу підвищити колоїдну стійкість та, у цілому, покращити органолептичні властивості пива. (див. табл. 2). Покращенню показників якості сусла та пива сприяє також те, що, у порівнянні з ячменем, сорго має більш високий вміст цінних для організму незамінимих амінокислот, вітамінів та крохмалю (див. табл. 1). Спосіб отримання пивного сусла, що заявляється, здійснюється наступним чином. Для приготування затору у заторний котел набирають кількість води, необхідну для затертя зернової сировини при гідромодулі 4, та вносять траву кропиви у кількості 0,3-0,5% від загальної маси зернопродуктів, що затираються. Суміш утримують при температурі 40-45°С протягом 15-20хв. 5 а потім здійснюють процес затертя окремим способом. На І стадії процесу затертя у суміш уносять здрібнене несолоджене сорго у кількості 15-30%, солод у кількості 10% від загальної маси засипу та 3/4 необхідної кількості ферментних препаратів з розрахунку 30-300 од. амілолітичної, 15-150 од. протеолітичної та 10-100 од. загальної цитолітичної активності на 1000 г зернопродуктів, що затираються. Для здійснення П стадії затертя за 1-1,5 години до закінчення першої стадії, у іншому заторному котлі при температурі близько 40°С затирають решту солоду та ферментних препаратів та витримують при цій температурі. Після закінчення кип'ятіння несолоджени затор повільно з'єднують з солодовим. Температурні паузи процесу затертя витримують відповідно з технологічною інструкцією по виробництву солоду та пива. Затор фільтрують, промивають дробину водою, змішують перше сусло з промивними водами, після чого повний набір сусла кип'ятять 10-15 хв., а потім у нього уносять хмілепродукти. Тривалість кип'ятіння з хмелем 90-120 хвилин. Приготовляють затор з розрахунку отримання 2 дм3 сусла пива "Жигулівське". Для цього у резервуар набирають для здійснення І стадії затертя 500 см3 води з температурою 40°С та уносять траву кропиви у кількості 1,5г (0,3% від маси зернопрордуктів), витримують при цій температурі протягом 15 хв., а потім у резервуар уносять 75г сорго (15%), 50г ячмінного солоду (10%), 0,0022г осамілази, 0,075г протосубтилша Г1 Ох та 0,015г цитороземіна ПІ Ох. 10 Для здійснення П стадії затертя за 60хв. до завершення першої стадії у другий резервуар набирають 1500см3 води з температурою 40°С та уносять решту солоду (375г) та ферментних препаратів: аамілази - 0,0008г, протосубтиліна П 0х-0,025г та цитороземіна ПІ Ох - 0,005г. При цьому загальна активність ферментів відповідає: амілолітичної - 30 од., протолітичної - 15 од., цитолітичної -10 од. на 1000 г зернопродуктів, що затираються. Здійснюють І та П стадії затертя по роздільному способу відповідно з температурним режимом, наведеним у технологічній інструкції. Затор фільтрують, промивають дробину водою, змішують перше сусло з промивними водами і повний набір сусла кип'ятять протягом 15хв., а потім у нього уносять наважку пресованого хмелю 3,14г (90% від загальної рецептурної кількості у перерахунку на хміль з базовими показниками якості) і сусло кип'ятять протягом 90 хв. При цьому за ЗО хв. до закінчення кип'ятіння сусла у нього уносять решту хмелю (0,34г) для ароматизації. Сусло охолоджують та фільтрують. Приклад 2. и Для приготування 2 дм сусла пива "Жигулівське" у резервуар 800 см води з температурою 45°С та -набирають на І стадію затертя > уносять у нього 1 ,5г трави кропиви (0,3% від маси зернопрордуктів), витримують протягом 20 хв., а потім уносять 150г сорго (30%), 50г ячмінного солоду, 0,022г ос-амілази, 0,75г протосубтиліна ГІОх, ОД 5г цитороземша ПІ Ох. На другий стадії затертя у другому резервуарі змішують 300г ячмінного солоду, 0,008г ос-амілази, 0,25г протосубтиліна ГІОх, 0,05г цитороземша ПІ Ох з 1200см3 води, що відповідає загальній, активності ферментів: амілолітичної - 300 од., протолітичної - 150 од., цитолітичної - 100 од. на 1000 г зернопродуктів, що затираються. Температурні паузи роздільного способу, відповідно з яким здійснюють процес затертя, витримують відповідно до технологічної інструкції по виготовленню солоду та пива. Готовий затор фільтрують, повний набір сусла кип'ятять протягом 10 хв. без хмілепродуктів, а потім у нього уносять 3,14г пресованого хмелю (90% загальної рецептурної кількості) і кип'ятять протягом 100 хв. За 12 25 хв. до закінчення кип'ятіння у сусло вносять решту хмелю (0,34г) і для ароматизації. Сусло охолоджують та фільтрують. ! Можливість досягнення технічної задачі, поставленої винаходом, перевірена на 10 конкретних прикладах з різними параметрами, які здійснювали аналогічно двом прикладам приготування сусла, описаним вище. На прикладах показана можливість отримання технічного результату у інтервалі значень параметрів способу, а також показана недоцільність виходу за межі значень цих параметрів. Склад затору, режимні параметри його приготування, а також характеристики якості сусла та пива "Жигулівське", виготовленого на зхмеленому суслі, наведені у табл. 2. Для порівняння у табл. 2 наведені також якісні характеристики сусла, отриманого традиційним способом, та пива "Жигулівське", вигоовленого на цьому суслі (приклад 11). : Як видно з табл. 2, при застосуванні 15% сорго (приклади 1,2), а також 30% сорго зернопродуктів, що затираються (приклади 3,4), відбувається зниження масової концентрації поліфенольних сполук у суслі від 120,5 мг/дм (приклад 11, контроль) до 100,6-99,2 (приклади 1,2), тобто зменшення на 11,5-17,7% та до 100,4-98,4 (приклади 3,4) Таблиця 2 Состав затора, % Характеристика сусла Витримка Характеристика пива Дегус кропиви у тацій воді со- сорго ячлод мінь на кро- трива темпива лість, пера ВИХІД гірких тура °С речо хв ЇП гірко масова та од. концентраЕВС ція, мг/дм3 ПФ АЦ азот, мг/100 см3 заг % % гірких речо амін ний вин, КСЗ ВИХІД ний вин гірко та, од. масова ІП азот, мг/100 CMJ межа оцін концентра осад- ка, 3 ція, мг/дм ПФ ження бали АЦ заг амІн фрак ний ЕВС ний ція А, % від 110,2 35,1 76,4 33,5 22,0 140,2 55,4 2,8 78,0 24,6 заг 17,6 1,0 23,0 1,9 106,1 34,2 76,9 34,2 22,5 135,1 46,6 2,9 76,5 23,2 17,2 1.1 22,5 51,8 1,9 108,5 33,8 77,2 34,2 22,5 137,7 47,5 2,9 77,4 23,7 17,0 ІД '22,0 29,0 98,4 49,2 2,0 106,5 32,4 77,5 35,2 23,0 135,1 45,0 3,0 75,0 22,8 16,8 1,2 21,2 40 44,1 27,5 115,0 76,7 1,5 115,6 30,2 75,8 34,2 22,5 130,0 52,0 2,5 80,2 21,0 19,5 0,9 20,8 0,50 20,0 40 43,8 27,0 110,5 78,9 1,4 100,1 31,2 76,0 31,4 21,0 140,1 53,9 2,6 78,9 21,4 19,8 0,8 20,0 0,15 15,0 40 43,8 27,0 107,8 67,4 1,6 113,4 32,0 76,5 31,2 21,0 147,8 61,6 2,4 82,4 21,1 18,0 0,85 19,9 0,60 15,0 40 45,0 28,0 101,0 56,1 1,8 107,5 33,8 77,0 33,3 22,0 130,5 46,6 2,8 77,2 24,0 17,1 0,9 20,7 0,50 10,0 40 44,1 27,5 110,7 65,3 1,7 116,3 34,5 76,8 32,2 21,5 139,0 51,5 2,7 81,1 22,9 17,5 0,9 20,4 0,50 25,0 40 46,3 28,5 100,0 52,6 1,9 102,5 33,3 77,1 34,2 22,5 130,1 46,5 2,9 71,4 23,8 П,0 1,1 22,0 26,0 120,5 88,3 1,4 121,2 31,9 75,3 30,4 20,5 154,8 66,5 2,3 84,7 20,5 20,6 0,8 19,3 1 85 15,0 0,30 15,0 40 45,0 28,0 106,6 60,9 2 85 15,0 0,50 15,0 40 46,3 28,5 99,2 52,5 3 70 30,0 0,30 20,0 40 46,3 28,5 100,4 4 70 30,0 0,50 20,0 40 47,1 5 90 10,0 0,30 15,0 6 65 35,0 7 75 15,0 8 75 15,0 9 75 15,0 10 75 15,0 11 70 ЗО 41,1 або на 16,7-18,3%. При цьому масова концентрація найбільш реакційноздібних поліфенольних сполук (антоцианогенів) знизилась від 88,3 (приклад 11) до 60,9-49,2 мг/дм (приклади 1-4) або на 31,0-44,3%. Це свідчить про підвищення ступені окисленості поліфенолів зернопродуктів, що затираються, яке обумовлює підвищення здібності їх до полімеризації та до комплексоутворення, тобто дозволяє перевести у осадок велику частину високомолекулярних поліфенолів зерна та білкових компонентів сусла до уведення у сусло хмелю та знизити утрати гірких речовин хмелю. Як видко з табл. 2, вихід гірких речовин хмелю збільшився у суслі від 41,1 до 45,0-47,1 % або на 3,9-6,0% (приклад 11 та приклади 1-4), а у пиві від 30,4 до 33,5-35,2 або на 3,1-4,8%. Це свідчить про досягнення більш високої реакційної активності поліфенольних сполук зернової сировини, що затирається, тобто більш високу їх активність при осадженні високомолекулярних азотистих сполук сусла до його кип'ятіння з хмелем унаслідок зниження ступеню їх адсорбції на поліпептидах, що осаджуються. Підвищення ступеню використання гірких речовин хмелю дасть змогу знизити витрати дорогого дефіцитного хмелю та поліпшити смак пива. 15 Зменшення масової концентрації поліфенольних сполук у пиві становило: 9,4-12,7% (приклади 1, 2) при застосуванні 15% несолодженого сорго й на 11,0-12,7% (приклади 3, 4) при використанні 30% несолодженого сорго. У тому числі вміст АЦ (антоцианогенів) зменшився на 16,7-29,9% й на 28,6-32,3% відповідно. Виріс індекс полімеризації (Ш) у суслі від 1,4 (приклад 11) до 1,8-2,0 (приклади 1-4) або на 28,6-42,9% та у пиві від 2,3 до 2,8-3,0 або на 21,7-30,4%, а також збільшився показник межі осадження на 25,0-50,0% (приклад 11 та приклади 1-4). З цих же прикладів випливає, що значно зменшився вміст високомолекулярних білкових сполук у пиві. Так, відсоток фракції "А" у загальному азоті зменшився на 3,0-3,8%, що обумовлює більш високу колоїдну стійкість пива. У результаті того, що вже на стадії затертя здійснюється осадження високомолекулярних поліфенолів зерна (внаслідок ! і підвищення здібності до полімеризації), стало можливим виключити вплив каламуті, що осаджується при бродінні (що має місце у відомому способі), на агглютування та осадження дріжджів, що веде до поліпшення зброджування. Це підтверджується підвищенням значення показника кінцевого ступеню зброджування (КСЗ) сусла від 75,3 до 76,4-77,5% (приклад 11 та приклади 1 -4) або на 1,1 -2,2%. Збільшився вміст амінного азоту з 31,9 до 32,4-35,1 мг/ІООсм або нй. 1,6-8?3%, Що свідчить про більш високу якість сусла та пива, що також відображено більш високою дегустаційною оцінкою пива. З прикладів 5 та 6 витікає, що використання несолодженого сорго у кількостях нижче мінімального або вище максимального граничних значень не є доцільним, бо веде до збільшення кількості неокислених зернових поліфенольних сполук, про що свідчить різке падіння індексу полімеризації (від 1,8-1,9 до 1,5-1,4), що негативно впливає на колоїдну стійкість пива. Приклад 7 свідчить, що уведення у затор трави кропиви сорго у кількості нижче мінімального граничного значення також веде до зниження індексу полімеризації сусла (від 1,8 до 1,6), а значення границі осадження пива (0,85) знаходиться практично на рівні значення по прототипу (0,8), що, як відомо, приведе до зниження стійкості пива. При цьому по вмісту цінних для організму амінокислот сусло не має переваг у порівнянні з контролем (32,0 та 31,9). Наближається до контролю й показник гіркоти пива (21,0 та 20,5). If Приклад 8 свідчить про те, що й збільшення дозування трави кропиви відносно максимального її граничного значення також не є доцільним, бо веде до подальшого покращення досліджувальних показників, однак збільшення у суслі поліфенольних сполук трави веде до певного погіршення смаку пива, що підтверджується показниками дегустаційної оцінки ( бали знижуються від 21,2 - 22,5 до 20,7). Приклади 9 та 10 підтверджують оптимальність вибраних граничних значень тривалості знаходження трави кропиви у воді до уведення у неї несолодженого сорго, оскільки зменшення тривалості веде до зниження показників стійкості пива (показники індексу полімеризації та межі осадження зменшуються від 1,8-1,9 до 1,7 та від 1,0 до 0,9 відповідно), а збільшення тривалості практично не веде до подальшого покращення показників, що досліджуються. З наведених даних витікає, що пивне сусло, отримане відповідно до пропонуємого способу, має підвищену здатність до полімерізації поліфенольних сполук зернової сировини та до утворення білковополіфенольних комплексів, що веде до збільшення використання Таблиця 1 Характеристика ячменю та сорго. №№ Показники Ячмінь Сорго 1 Білок, % 11,5 ИД 2 Незамінні амінокислоти, мгЯООг СР 3360 у тому числі: 580 3590 валін лейцин 750 1350 метіонин триптофан 180 140 120 120 520 3 Вітамин Е, мг 2,70 2,70 , 4 Р -каротин, мг сліди 0,01 5 Біотин, мкг 11,0 20,00 6 Пантотенова кислота, мг 0,70 1,00 7 Тиамін (Ві), мг 0,33 0,46 8 Рибофлавін (В2), мг 0,13 0,16 9 Крохмаль, г/ІООг СР 50,1 56,0 10 Масова доля поліфенольних сполук , 0,45 у тому числі: катехінів+лейкоантоцианидінів, % СР 0,30 Індекс полімеризації 1,5 11 0,68 0,38 1,8 * і гірких речовин хмелю, а також до підвищення колоїдної стійкості і пива й, у цілому, до покращення органолептичних властивостей готового продукту. Заявники: