5. Вода. Способы подготовки воды для пивоварения. Солевой состав воды и его влияние на технологический процесс. Требования к качеству воды.

Вода как осн. сырье в пивовар пр-ве, при пригот. безалк. и слабоалк. напитков вода явл-ся технологическим сырьем. В напитках ее сод-ся 90-95%. Кроме того, вода исп-ся для замачяв. зерна, мойки оборуд. и т.д. Поэт, к кач-ву воды предъявл-ся повышенные требования.

Вода д.б. безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по хим. составу и обладать кач-вами питьевой воды, быть прозрачной, бесцв., без запаха и привкуса. Свойства воды опред-ся сод-ем катионов – H⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺,Fe³⁺,Mn²⁺ из анионов OH^-,HCO₃^-,Cl^-,SO^2-,SiO^2-,NO^-₂,NO^-₃ Источники водоснабжения делятся на воды подземных источников(артезианские – не подвергаются воздействию внеш.среды,не сод-т органич-их вещ-в, биологически чисты, обладают постоянным солевым составом; грунтовые – менее постоянный и менее устойчивый солевой состав, есть орг. примеся), и воды открытых водоемов – солевой состав, характер примесей не постоянный, меняется в зав-ти от осадков и паводковых вод.

Жесткость воды определяется присутствием ионов кальция и магния. Виды жесткости: - общая(обусл.содержанием в воде всех солей кальция и магния); - карбонатная(или временная, обусл. наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, удаляемых при кипячении); - некарбонатная(постоянная, оставшаяся в оде, после удаления из нее гидрокарбонатов)

Щелочность зависит от наличия гидроксидов, карбонатов и гидрокарбонатов кальция, магния и натрия. Принимают во внимание и бактериальный состав.

Треб.к кач-ву: Железо – 2-3 мг/л, марганец 0,5, хлориды 350, фенолы 0,001

На технологические процессы получения солода влияют только некоторые ионы, содержание которых в воде ограничено. Вода должна удовл. Требованиям на питьевую воду: общая жесткость не более 4 мг*экв/л, железо, марганец, алюминий не более 0,1мг/л, щелочность не более 2 мг*экв/л

Способы обработки воды.

Нейтрализация гидрокарбонатов серной, соляной, фосфорной или молочными кислотами – простейший способ устранения щелочности воды.

Внесение в воду сульфата или хлорида кальция – способ, которым можно понижать рН сусла и пива, но при этом ионы кальция вместе с фосфатами выпадают в осадок, понижая тем самым буферность сусла, что приводит при брожении к более значительному сдвигу рН в кислую сторону.

Реагентные способы умягчения воды – основаны на переводе растворенных солей кальция и магния при помощи химических реагентов в нерастворимые соединения с выделением их, отстаиванием и фильтрованием. Декарбонизационный(известковый) – цель – снизить некарбонатную жесткость и щелочность воды путем добавления гидроксида кальция(извести), декарбонизационно-карбонатный(известково-содовый).

Ионнообменный способ основан на использовании ионитов. Иониты – материалы, обладающие свойством обменивать входящие в их состав ионы на ионы, присутствующие в растворе.

Метод электродиализа – обессоливание воды посредством разделения положительных и отрицательных ионов с помощью ионитовых мембран.

Метод обратного осмоса – жидкость нагнетают через полупроницаемые мембраны, они пропускают воду, но задерживают растворенные вещества.

Удаление железа производят из воды подземных источников, в которой наиболее частосодержится гидрокарбонат железа, и из поверхностных вод, где железо находится в видерастворенных органических комплексных соединений. Из подземных удаляют аэрированием, из поверхностных – коагулированием.

Способы кондиционирования воды для безалкогольных напитков предусм-ют очистку воды от взвешенных частиц методом фильтрования, умягчение воды методомосаждения или методом ионного обмена, хлорированиеи последующее дехлорирование воды.

6. Цель разваривания крахмалосодержащего сырья. Непрерывное разваривание. Преимущества непрерывного разваривания.

Разваривание сырья. Разваривание осуществляют для разрушения клеточных стенок, освобождения крахмала из клеток и перевода его в растворимую форму, в которой он быстрее и легче осахаривается ферментами. Разваривание крахмалсодержащего сырья проводят путем обработки его паром с избыточным давлением 400 - 500 кПа.

При разваривании происходит ряд сложных физических, физико-химических и химических изменений. При тепловой обработке в процессе разваривания идет интенсивное набухание крахмала, его кластеризация и переход в растворимую форму, обусловленные интенсивным поглощением воды. При выходе разваренной массы из варочного аппарата давление снижается до атмосферного, что вызывает превращение содержащейся в клетках воды в пар, объем которого в несколько раз превышает объем воды. Такое резкое увеличение объема приводит к разрыву клеточных стенок сырья и превращению его в однородную массу. Процесс разваривания сопровождается увеличением содержания сахаров и декстринов за счет частичного гидролиза крахмала под действием собственных ферментов сырья и естественной кислотности. Высокая температура па стадии разваривания вызывает протекание процессов меланоидинобразования (взаимодействие сахаров с аминокислотами), термического разложения сахаров (карамелизапня) и других, что приводит к снижению количества сбраживаемых сахаров.

В настоящее время разваривание крахмалсодержащего сырья производят тремя способами: периодическим, полунепрерывным и непрерывным. Наибольшее распространение получило непрерывное разваривание по двум схемам. По первой схеме разваривание осуществляют при пониженной температуре (130 - 140°С), но длительное (50 - 60 мни). По второй схеме температура разваривания 165 - 172 °С и продолжительность варки 2 - 4 мин. При непрерывном разваривании сырье постоянным потоком движется через варочный аппарат.д.ля обеспечения равномерности потока сырье измельчают.

Непрерывное разваривание измельченного сырья включает операции: дозирование сырья и воды, приготовление замеса и разваривание в две стадии (нагрев замеса до температуры варки и выдержка замеса при этой температуре). Процесс непрерывного разваривания осуществляется следующим образом. Измельченное зерно смешивают с водой в количестве 2,0 - 3,5 л на 1 кг зерна. Воду добавляют с таким расчетом, чтобы концентрация зернового замеса составляла 16 - 17% сухого вещества. Зерновой замес нагревают вторичным паром до 70 - 75°С и подают насосом в контактную головку, где происходит мгновенный нагрев замеса (кашки) паром до 100 110°С. Затем подогретый замес подают в варочный аппарат, состоящий из 2 - 4 ступеней (колонн).

Охлаждение разваренной массы и её осахаривание. При осахаривании охлажденную разваренную массу обрабатывают солодовым молоком или ферментными препаратами для расщепления крахмала и белков. При этом основным процессом является гидролиз крахмала до сбраживаемых дрожжами Сахаров.

При осахаривании разваренной массы солодовым молоком: крахмал гидролизуется на 70 - 75% до мальтозы и глюкозы и на 25 - 30% до предельных декстринов, которые расщепляются: до Сахаров на стадии брожения. При использовании солодового молока получается сусло, содержащее 71 - 78% мальтозы и 22 - 29% глюкозы от суммы всех сбраживаемых Сахаров. Сусло, полученное при осахаривании ферментными препаратами микробного происхождения, содержит 14 - 21% мальтозы и 79 - 81% глюкозы

7. Осахаривание разваренной массы. Ферментативные и биохимические процессы при осахаривании: гидролиз крахмала, расщепление белков в фосфороорганические соединения.

Охлаждение разваренной массы и её осахаривание. При осахаривании охлажденную разваренную массу обрабатывают солодовым молоком или ферментными препаратами для расщепления крахмала и белков. При этом основным процессом является гидролиз крахмала до сбраживаемых дрожжами Сахаров.

При осахаривании разваренной массы солодовым молоком: крахмал гидролизуется на 70 - 75% до мальтозы и глюкозы и на 25 - 30% до предельных декстринов, которые расщепляются: до Сахаров на стадии брожения. При использовании солодового молока получается сусло, содержащее 71 - 78% мальтозы и 22 - 29% глюкозы от суммы всех сбраживаемых Сахаров. Сусло, полученное при осахаривании ферментными препаратами микробного происхождения, содержит 14 - 21% мальтозы и 79 - 81% глюкозы.

Такое различие в продуктах гидролиза крахмала при использовании разных осахаривающих материалов связано с тем, что в солодовом молоке содержатся A - и (B-амилаза и декстриназа, а ферментные препараты микробного происхождения содержат A-амилазу и глюкоамилазу. Все эти ферменты отличаются по характеру действия на крахмал и по отношению к температуре и кислотности среды. В зависимости от происхождения A-амилазы могут расщеплять крахмал только до декстринов (A-амилазы бактериального происхождения) или образуют и декстрины, и сахара (большинство A-амилаз грибного происхождения и ферменты солода). Поэтому осахаривание разваренной массы осуществляют при определенных температуре, кислотности, концентрации субстрата и осахаривающего материала.

Наиболее прогрессивным способом осахаривания является непрерывное осахаривание с вакуум-охлаждением. Сущность его заключается в снижении давления, что приводит к мгновенному охлаждению разваренной массы вследствие затрат тепла на испарение воды. Охлаждение под вакуумом предотвращает тепловую инактивацию ферментов осахаривающих материалов. К охлажденной массе добавляют осахариваюшие материалы. Оптимальная температура действия амилолитических ферментов 57 - 58 °С. Непрерывное осахаривание разваренной массы производят по одно или двухпоточному способу. При однопоточном способе в осахариватель (цилиндрический аппарат с коническим днищем и мешалкой) подают разваренную массу, все расчетное количество осахаривающих материалов и выдерживают в течение 10 - 15 мин. При двухпоточном способе разваренную массу разделяют на два равных потока и направляют в два осахаривателя. В первый осахариватель подают 2/3 осахаривающих материалов, во второй частично осахаренное сусло охлаждают и подают на брожение в первый и второй головные аппараты бродильной батареи.

Готовое сусло должно содержать 16 - 18% сухого сахара, в том числе 13 - 15% сбраживаемых сахаров; кислотность 0,2 - 0,3 град. При пробе на йод окраска сусла не должна изменяться.