курсовий проект
на тему "спеціальні солоду. Хімічний склад"
Зміст
Введення
1. Основні типи спеціальних солодів
2. Фізіологічні процеси при пророщуванні
3. Замочування пшениці або сорго
4. Освіта фарбувальних і ароматичних речовин при сушінні
5. Визначення вмісту меланоидинов і редуктонов
6. Біохімічні перетворення солоду при сушінні
7. Виробництво солоду
8. Висновок
9. Список використаної літератури
Введення
В історії, на жаль, не збереглося точних відомостей про час і місце зародження солодопроізводства. Вважають, що сталося це близько семи тисяч років до Християнської ери - в епоху неоліту, у народів Близького Сходу на території Південного Дворіччя, яку нині займає Ірак. Саме до цього періоду історії дослідники відносять найдавніші археологічні свідчення про солодження і приготуванні з ячмінного солоду слабоалкогольних напоїв - попередників сучасного пива.
Розвиток виробництва охмелене напоїв, зокрема пива, з штучно пророщеного зерна злакових рослин почалося на Русі в XI столітті. Пиво в Стародавній Русі було дуже поширеним напоєм, і варили його повсюдно в домашніх умовах - для власного вживання, а до XII століття пивоваріння на Русі почало виділятися у самостійний кустарний промисел - для виготовлення пива на продаж. До цього часу, наприклад, у Новгороді складаються великі групи ремісників-солодовщіков, хмільників, пивоварів. Таким чином, зародження солодового виробництва на Русі відбулося в XI столітті.
До 1913 року в Росії налічувалося понад 1000 пивоварних підприємств, понад 90% яких мали власні солодові цехи. Потужність таких солодових цехів була дуже невелика - 40 і менше тонн на рік. Лише на семи великих заводах солодовні були пневматичними, на інших підприємствах солодове господарство залишалося вкрай примітивним - солодоращении здійснювали на токах, при повній відсутності механізації, подачу на сушку проводили вручну. Сушіння солоду здійснювали димовими газами на одноярусних сушарках.
З 1914 року приблизно вісім років виробництво пивоварного солоду в Росії не здійснювали. Це було викликано тим, що у важких умовах імперіалістичної та громадянської воєн, революції і військової інтервенції продовольчі та зернові ресурси держави були надзвичайно обмежені і, природно, не могли виділятися на виробництво пива. Крім того, на початку XX століття ячмінь в Росії ставився до стратегічній сировині, і в умовах воєнного часу в якості фуражу поставлявся головним чином для корму коней в армію.
Відновлення вітчизняної пивоварної та солодовий галузі промисловості було покладено за ініціативою Л. Д. Троцького постановою ВЦВК і РНК від 3 лютого 1922 року.
Специфічною особливістю розвитку радянської солодовий галузі промисловості є відставання її від розвитку пивоварної галузі. Відсутня кількість солоду доводилося компенсувати за рахунок збільшення тривалості роботи солодових цехів (в літні місяці, що вважалися раніше несезонним для солодоращения), а також за рахунок надмірного форсування процесів солодоращения. Технічна оснащеність солодовен підвищилася - на пневматичну солодоращении (у ящикових і барабанних солодорастітельних апаратах) в 1940 році перейшло близько чверті всіх солодових підприємств, що дозволило підвищити рівень механізації й ефективніше використовувати виробничі потужності завдяки подовженню сезону солодоращения.
У післявоєнні роки почався черговий етап розвитку вітчизняної солодовий промисловості - була здійснена реконструкція великого числа солодових цехів і введені в експлуатацію нові досить великі на той період часу солодові виробництва потужністю до 20 тисяч тонн на рік. Всі трудомісткі процеси в цих солодовня були механізовані, сушку солоду здійснювали на самих передових на той час багатоярусних солодосушілках. Загальна кількість пневматичних солодовен перевищила 60%. Крім того, на деяких струмових солодівні в технологічному процесі почали застосовувати штучне охолодження, що дозволило підвищити їх потужність за рахунок подовження сезону солодоращения.
Завдяки цьому загальна потужність солодових виробництв у Росії до початку 1959 року зросла до 374 тисяч тонн. У наступні роки в Росії було побудовано кілька нових щодо великих солодових виробництв при новозведених пивоварних заводах, таких як Курський, Саранський, Пермський, Іванівський, Іркутський. Це дозволило довести загальну потужність з виробництва солоду до 1990 року до 485 тисяч тонн, однак дефіцит пивоварного солоду так і не був ліквідований.
З середини 1990 років російська пивоварна промисловість переживає ренесанс, що характеризується розширенням виробництва, насамперед за рахунок технічного оновлення діючих промислових підприємств та залучення іноземних інвестицій.
1. Основні типи спеціальних солодів
Залежно від технології виробництва розрізняють такі типи ячмінних солодов: ферментативний, світлий, темний, карамельний, палений, Томлений, кислий, пшеничний і т.д..
Ферментативний солод (діафарін) являє собою світлий солод десятиденного рощення, висушений при температурі не вище 50 ° C. Сушка повинна проводитися при доступі великої кількості повітря, переважно при штучній тязі, до вмісту в ньому вологи 6%. Крім більш високого вмісту в ньому ферментів, зазвичай містяться в солоді, він має порівняно високу цитолітичної активністю. Для його виготовлення доцільно застосовувати ячмінь з підвищеним вмістом білка і використовувати дрібні фракції зерна.
Світлий солод пільзенського типу являє собою зернову масу світло-жовтого кольору. Має колір 2,5-3,5 од. ЄВС;
- Екстрактівность по борошну грубого і тонкого помелу 1,7-2,0%;
- В'язкість нижче 1,55 мПа с;
- Ступінь розчинності білка 40%;
- Вміст вільного амінного азоту мінімум 20% від розчинного азоту;
- Солод повинен бути приготований з зрілого, рівномірно проростає ячменю.
У залежності від якісних показників світлий солод випускають високої якості, першого і другого класів.
Темний солод (мюнхенська тип) представляє собою зернову масу жовтого кольору з концентрованим солодовим ароматом. Має колір 5-25 од. ЄВС. У виробництві темного солоду, забезпечують спеціальні умови для утворення підвищеного вмісту меланоидинов, які надають солоду характерні колір і аромат. Основними відмітними особливостями технології темного солоду є:
- Використання ячменів з підвищеним вміст білка;
- Здійснення замочування ячменю до досягнення більш високої вологості - 48-50%;
- Здійснення пророщування при температурі 18-20 ° C;
- Здійснення хімічної фази сушіння при температурі 105 ° C протягом 4-5 годин.
Для виробництва темного солоду процес ведуть таким чином, щоб максимально утворювалися продукти реакції Майяр (Меланоїдіни), що надають темному солоду характерний аромат.
Темний солод мюнхенського типу застосовують у кількості до 85% для підкреслення характеру темного пива, спеціальних сортів "святкового" пива і міцного пива.
Темний солод (віденський тип) застосовують для коригування занадто світлого солоду, що переробляється для виробництва "золотистого" пива, а також для збільшення повноти смаку. Для цього:
- Досягають ступеня замочування 44-46%:
- Солод розчиняють нормально, без надмірного розчинення;
- Солод висушують при 90 ° C, досягаючи при цьому кольоровості 5,5-6,0 од. ЄВС.
Віденський солод застосовують, насамперед, для виробництва пива типів "Мерцем" (Marzenbier), "Святкове" (Festbier) і "Домашнє" (Hausbraubier, "Хаусброй).
Карамельний солод - зернова маса жовто-бурого кольору з глянцевим відливом і солодовим ароматом. На зрізі зерно карамельного солоду має щільну спечену структуру коричневого кольору різної інтенсивності, з блиском. Має колір 25-150 од. ЄВС. При виробництві карамельного солоду основною умовою для отримання готового продукту високої якості є накопичення максимально можливої кількості продуктів реакції меланоидинообразования, головним чином амінокислот і пептидів.
Для виробництва карамельного солоду використовується високобелковістий ячмінь. З такого ячменю в процесі переробки можна отримати і світлий солод, застосування якого призводить до отримання пива з низькою білкової стабільністю і трудноосветляемого. Таким чином, ячмені з підвищеним вмістом білка є небажаним сировиною для виробництва світлого пивоварного солоду.
Для виробництва карамельного солоду раніше служив висушений солод, доводили шляхом повторного зволоження до вологості 44%. В даний час для цього застосовують свежепроросшій солод з вологістю 45-50%. Використання свежепроросшего солоду в порівнянні з сухим дозволяє знизити питомі енерговитрати, скоротити втрати сухих речовин на дихання і зростання корінців. Підвищити якість цільового продукту, а також збільшити коефіцієнт використання виробничих площ і солодового обладнання.
Технологія карамельного солоду складається з чотирьох етапів: замочування ячменю, пророщування, ферментативний гідроліз свежепроросшего солоду та термічна обробка (сушіння і обжарка) солоду. Вступник ячмінь оцінюють за зовнішніми ознаками і хімічним складом. В основному для виробництва карамельного солоду використовується ячмінь з вмістом білка 12-16%. Солодоращении проводять в пневматичних солодових апаратах різних типів (пересувна грядка, барабанні, апарати великої одиничної потужності та інші). У процесі пророщування ячменю необхідно накопичити в солоді велика кількість цукрів і амінокислот як вихідних речовин для утворення меланоидинов. Глибокий гідроліз білків можливий тільки після накопичення в зерні протеолітичних ферментів і створення умов, сприятливих для їх дії. Тому замочений ячмінь пророщують в початковий період при вологості 46-47%.
Вирішальне значення при виробництві карамельного солоду мають вологість і температура, які повинні зростати в часі в оптимальних значеннях. Ступенева нагрівання солоду здійснюється конвективним способом, насиченим вологою повітрям. Зволоження солоду до 55% здійснюється зрошувальної системою, за допомогою якої підводиться тепла вода заданої температури. Підготовлений до термічної обробки солод повинен мати вологість 50-55%.
Солод з камери розчинення прямує в камеру сушіння, термічної обробки та охолодження готового продукту. Метою термічної обробки є утворення ароматичних і фарбувальних речовин (меланоидинов), що визначають специфічний смак. Аромат і колір темного пива. Швидкість протікають при термічній обробці хімічних процесів залежить від багатьох факторів. На освіту меланоидинов істотно впливають температура, тривалість процесу і вологість солоду.
Сушіння, термічну обробку та охолодження карамельного солоду доцільно проводити в киплячому шарі. Термічна обробка солоду проводиться при імпульсній подачі сушильного агента. Потім при подачі повітря солод охолоджується.
Відповідно відмінностей у технології приготування карамельного солоду різні сорти мають різні властивості і застосовуються по-різному, наприклад: "прозоро-світлий" карамельний солод "Carapils" при додаванні до засипу в кількості 8-12% дає світлий колір, кращу піну і підвищену повноту смаку . Кольоровість у нього - 3-5 од. ЄВС, і застосовується він для приготування пива типу "Пілзнер" у кількості 3-5%. Для слабоалкогольного і безалкогольного пива його додають у кількості до 40%. "Carapils" покращує піну і підсилює повноту смаку.
Темний карамельний солод використовується при виробництві темних сортів пива (Березневе, Оксамитове, Портер і інших). За зовнішніми ознаками темний солод повинен мати пористе мучнисте тіло з коричнево-жовтим відтінком. Оболонка повинна бути рівномірно буро-жовтого забарвлення. Вихідними елементами для утворення ароматичних, смакових і фарбувальних речовин темного солоду є низькомолекулярні продукти розпаду білків (амінокислоти і пептиди) і прості цукри.
Для виготовлення темного солоду використовують очищений і відсортований ячмінь з підвищеним вмістом білка. Промиті та продезінфіковані зерно з замкових апаратів направляється за допомогою гідротранспорту в апарат великої одиничної потужності для замочування, пророщування, ферментації, термічної обробки та охолодження готового темного солоду. Повітряно-зрошувальне замочування забезпечує інтенсивне зволоження зерна і рівномірне постачання його киснем.
Весь процес сушіння темного солоду складається з п'яти етапів. Перший етап сушіння характеризується зниженням вологості солоду з 46% до 25% за 10-12 годин при температурі сушильного агента не вище 50 ° C. Розчинення солоду при цих умовах продовжується. Другий етап характеризується повільним підвищенням температури сушильного агента до 70 ° C протягом 10-12 годин. При цьому вологість солоду знижується на 3-7%, відбуваються оцукрювання крохмалю і подальший розпад білкових речовин. Третій етап сушіння полягає в зниженні вологості солоду з 20 до 10% протягом 8-10 годин при температурі в шарі 70-90 ° C. Четвертий етап сушіння характеризується повільним нагріванням шару солоду до температури відсушки (105 ° C) і зниженням його вологості до 5%. Надалі (п'ятий етап) при температурі сушильного агента 105-110 ° C проводяться сушіння і термічна обробка солоду. При цих умовах вологість шару солоду знижується до 3% і в результаті окисно-відновної реакції між вуглеводами та амінокислотами утворюються Меланоїдіни, які надають солоду специфічний смак, аромат і колір.
Томлений солод.
Витрати на приготування томленого солоду кілька вище, ніж при виробництві звичайного солоду. Для його приготування використовують ячмінь, який пророщують так само, як і для приготування темного солоду. Відмітна особливість технології томленого солоду в тому, що пророщує в умовах, аналогічних умовам пророщування темного солоду, останні 36 годин піддають томлінню - тепловій обробці при температурі 40-50 ° C зі слабким продуванням повітря для придушення дихання зерна. Це сприяє припиненню росту зародка і утворення низькомолекулярних продуктів ферментативного гідролізу - цукрів і амінокислот. Потім ловлення поступово переводять в початкову фазу сушки - підв'ялювання. Завершальну фазу сушіння - хімічну - здійснюють при температурі 80-90 ° C протягом 3-4 годин.
Кольоровість томленого солоду - 30-40 од. ЄВС. Його застосовують у кількості до 50% разом зі світлим або темним солодом і для заміни фарбувального солоду або колера для виробництва спеціальних сортів пива типу "солодове" (Malzbier) або "старе" (Altbier).
Палений солод - зернова маса темно-коричневого кольору з кавовим ароматом. На зрізі зерно паленого солоду має темно-коричневу (але не чорну) забарвлення. Для отримання дуже темного пива часто застосовують невеликі добавки паленого солоду. Додавати його слід не більше 1%, тому що інакше пиво дуже скоро набуває неприємного пригорілий присмак. Для виробництва паленого солоду застосовують дуже добре розчинений світлий сухий солод, для якого в цьому випадку допускається кілька більш висока кольоровість. Палений солод отримують із сухого дуже добре розчиненого світлого солоду шляхом попереднього рівномірного зволоження та теплової обробки в обжарочном апараті протягом двох годин при температурі 70 ° C без відводу утворюються пари. Потім солод піддають обсмажування при температурі 175-220 ° C протягом 1,5 годин. У результаті обсмажування відбувається карамелизация цукрів і освіта інших продуктів високотемпературної обробки солоду. На закінчення солод швидко і рівномірно охолоджують. Кольоровість паленого солоду становить від 1300 до 2500 од. ЄВС.
Для виключення присмаленого смаку у паленого солоду під час обсмажування впорскують воду, щоб отриманим пором видалити летючі складові "присмаленого" аромату. У деяких спеціальних сортів пива (наприклад, "Stout") аромат паленого солоду, навпаки, бажаний.
Для пива верховного бродіння застосовують пшеничний палений солод, вироблений аналогічним чином, і для старого або темного пива його додають в кількості до 1%.
Кислий солод виготовляють зі світлого сухого солоду. При температурі 40-50 ° C його замочують в чистій воді і витримують до тих пір, поки молочнокислі бактерії солоду не утворюють близько 1% молочної кислоти. Далі солод обережно висушують спочатку при 50 ° C, а потім і при 60 ° C і таким чином підвищують концентрацію молочної кислоти в солоді до 2-4%. Застосовують кислий солод для приготування деяких сортів спеціального пива, наприклад:
- В легкого пива можна підвищити повноту смаку і отримати особливо м'які тони, перш за все у комбінації з жорсткою водою для приготування затору. При цьому потрібно додавання цього солоду в кількості 6-9% від загальної засипу;
- У безалкогольного пива, бродіння якого повинно бути угнетено, кислий солод застосовують для отримання приємного солодового смаку.
Солод короткого рощення і наклюнувшійся солод - ці типи солоду ставляться до тих, які відрізняються істотно скороченим часом пророщування і можливими недоліками сильно недорастворенних солодів (проблеми з фільтруванням затору та пива). Вони застосовуються досить рідко в тих випадках, коли потрібно використовувати їх переваги, а саме там, де потрібно поліпшення стійкості піни, зниження повноти смаку і слабко виражений солодовий смак і аромат. При їх приготуванні надходять так само, як і при виробництві світлого солоду, перериваючи пророщування раніше, як тільки солод наклюнулся (через дві доби при втратах 1,5-2,5% і у солоду короткого рощення - через три доби при втратах 4,5 -5%).
Пшеничний солод застосовують для виробництва пшеничного пива, а також інших типів пива верхового бродіння, наприклад, "кельнське". На відміну від ячменю для зерна пшениці характерно в першу чергу відсутність мякинной оболонки і підвищений вміст білків, що в деяких випадках може призвести до виникнення проблем при виробництві.
Через відсутність оболонки зерно дуже швидко поглинає воду, так що час замочування можна скоротити. Замочують пшеницю до вологості 37-38%, однак вологість повинна зростати і далі до максимуму в 44-46% протягом семи діб замочування і пророщування. Пророщування проводять аналогічно ячменю, але слід враховувати, що пшениця важче переробляється. У зв'язку з небезпекою утворення клубків пшеницю слід частіше ворушити. Температуру можна підтримувати декілька нижче, ніж у ячменю, але для забезпечення розчинення клітинних стінок (цитолізу) в останню добу пророщування її потрібно підняти до 17-20 ° C.
Для досягнення типового для пшениці аромату воліють менш інтенсивне розщеплення білків. Обмежене постачання сусла сполуками азоту призводить до отримання пива з яскравішим, привабливішим смаком. Це досить важливо, оскільки у пшеничного пива бажано отримання широкого спектру побічних продуктів бродіння, чим перешкоджає надлишок вільних амінокислот; пиво в цьому випадку виходить неживим і неяскравим. Тому слід прагнути до зниженого змісту білків в пшениці і до низьких значень розчинного азоту.
У деяких сортів солоду прагнуть до пророщування при більш високій температурі (19 ° C) і до ступінчастого підйому ступеня замочування до 45-47%, знижуючи потім температуру до 13-15 ° C. Цей спосіб виправдовує себе при переробці сортів пшениці, які при середніх і кілька підвищених значеннях в'язкості в солоді схильні до зниженої розчинності білків. Застосування такої технології для сортів з сильною розчинністю давало б, навпаки, бідні ароматом сорту.
При приготуванні пшеничного солоду прагнуть отримати ступінь розчинення білків не більше 42%; вміст у суслі вільних амінокислот - 18% від загального азоту; різниця між екстрактивністю борошна грубого і тонкого помелу - близько 1,0%.
Підв'ялювання починають при температурі 40 ° C і закінчують при 60 ° C. Шляхом відсушки при різних температурах отримують: світлий пшеничний солод, який отсушівается дуже швидко при 80 ° C, щоб уникнути дуже сильного фарбування. Світлий пшеничний солод має кольоровість в 3,0-4,0 од. ЄВС і дає тонке, ігристе пиво, типове для пива верхового бродіння і відмінне пшеничним ароматом; темний пшеничний солод, який отсушівается при 100-110 ° C, чим досягається кольоровість в 15-17 од. ЄВС. Темний пшеничний солод застосовують переважно для отримання темного пшеничного пива і темного слабоалкогольного пива.
Склад солодовою засипу, що складається зі спеціальних сортів солоду, є комерційною таємницею кожного підприємства. Для отримання бажаного характеру пива солодового засип ретельно перевіряють і зважують.
Солод їх інших хлібних злаків
Відповідно до німецького Закону про чистоту пивоваріння для пива верхового бродіння дозволено застосовувати солод, виготовлений не з ячменю. До подібного сировини крім пшениці належить ряд інших хлібних злаків.
Полба (пшениця спельта) - вид пшениці з невимолачіваемим із плівок зерном. Обробляють її в невеликі кількості в Південній Німеччині. Зібране недостиглим зерно продається у висушеному вигляді як "зелене" зерно. Полба може піддаватися солодоращении, як пшениця, та вироблений полб'яної солод може використовуватися для приготування полб'яної пива верхового бродіння.
Еммер - це пшениця з товстою оболонкою, колос якої містить лише два ряди зерен. Еммер - давня форма пшениці, яка в даний час майже не вирощують. Іноді еммер використовують для отримання солоду з високою амілолітичною активністю або для вироблення спеціального пива.
Жито - насилу піддається солодоращении з-за високого вмісту пентозанів. Тому солоду з жита має в'язкість 3,8-4,2 мПа с (у звичайного ячмінного солоду - 1,5 мПа с). Жито замочують кілька менш інтенсивно, ніж ячмінь, до ступеня замочування менше 40%; час замочування і пророщування становить близько семи діб. Солод з жита зазвичай темніше пшеничного. Якщо його отсушівают як темний солод, то виготовлене з нього пиво має явний присмак хліба або хлібної скоринки. Пиво з жита поширене лише локально, але житній солод може використовуватися для приготування спеціального пива, так як він надає пиву оригінальний смаковий профіль.
Тритикале - це гібрид пшениці (Triticum) і жита (Secale). Тритикале набуває дедалі більшого значення як зернова культура з безперечно хорошими властивостями стійкості, а також для виробництва солоду та пива. Зазвичай тритикале має схильність до високої в'язкості сусла і підвищеному розщепленню білків. Найкращі результати солодоращения отримують при використанні сорту Prego.
Солод з сорго.
Велике зерно сорго - це вид зернових продуктів, одержуваних при вирощуванні цих рослин в порівняно спекотних і посушливих регіонах Африки. Для виробництва пива використовують зазвичай тільки крупнозерновое сорго, яке має різні сорти з типами суцвіть "початок" і "мітелка", оброблені головним чином як продукту харчування. Обробіток сорго, а також його прибирання здійснюють в сезон дощів, тому доводиться рахуватися з сильним зараженням його, особливо пліснявими грибами. Щоб виключити псування, прибраний врожай необхідно спеціально обробляти.
Так як ферментативний потенціал сорго слабкіше, ніж у ячменю, замочування повинно проводитися інтенсивно протягом 17-21 годин при температурах 27-30 ° C і частій зміні води. Для отримання вологості пророщує матеріалу в 52-58% пророщування ведеться при 17-21 ° C з використанням сильної вентиляції та зволоження. При цьому зерно сорго росте дуже інтенсивно, зростання корінця дуже виражений при сильному їх схоплюванні навіть і під час підв'ялювання. Тому для виключення подальшого переплетення корінців необхідно звертати увагу на сушку. Солод з сорго схильний до підвищеного вмісту поліфенолів і білка.
У ряді африканських країн (наприклад, в Нігерії) пиво варять тільки з солоду сорго, оскільки ввезення ячмінного солоду заборонено через кліматичних умов. Крім того, в багатьох країнах пропозиція сорго досить велике. У деяких країнах разом з солодом сорго переробляють сорго в якості несолодженого сировини.
Барвник пиво (Farbebier) - хоча і не є само по собі спеціальним солодом, але застосовується в якості замінника спеціального солоду. Барвник пиво - це дуже темне пиво, приготоване на 60% зі світлого і на 40% з паленого солоду. Як пиво воно абсолютно непридатне до вживання і пропонується як фарбувального компонента з кольоровістю близько 8000 од. ЄВС.
Барвник пиво застосовують для підвищення кольоровості сусла чи пива. Його перевага полягає в тому, що з його допомогою можна без проблем надати пиву будь-яку бажану глибину кольоровості, навіть на стадії готового пива.
2. Фізіологічні процеси при пророщуванні
Технологічною метою солодоращения є біосинтез ферментів і активація неактивних ферментів, внаслідок дії яких відбувається розчинення резервних речовин пшениці. При штучному пророщуванні зерна в ньому здійснюються ті ж біохімічні процеси, що і при проростанні зерна в природних умовах. Поява в зерні вільної вологи сприяє поліпшенню проникності клітинних стінок, набухання резервних речовин ендосперму і переходу їх у стан легко доступне дії ферментів. У цьому стані в зерні починається ферментативний гідроліз високомолекулярних, що входять до складу стінок клітин і запасних речовин ендосперму (крохмалю, білків, пектинових речовин, жиру), які, перетворюючись на найпростіші і розчинні сполуки, набувають здатність до дифузії, що дозволяє їм у подальшому використовуватися для живлення зародка.
На біосинтез ферментів і утворення нових тканин в процесі пророщування витрачається енергія, яка вивільняється в процесі дихання зерна, в ході якого відбувається окислення частини вуглеводів та невеликої кількості білків і жирів. На якість пророщує солоду впливають такі основні фактори: витрата повітря, вологість пророщувати зерно, температурний режим, тривалість процесу, зволоження зерна під час ворошіння, рівномірність шару зерна в солодорастітельном апараті для поліпшення тепло - і масообміну. Видимою ознакою початку пророщування є проникнення зародкового корінця через квіткових оболонку.
Оскільки всі життєво важливі процеси в зерні протікають при достатній кількості вологи, то пророщувати зерно повинно мати вологість не менше 40%. При диханні зерна виділяється діоксид вуглецю та водяна пара. Температура в зерні при пророщуванні світлого солоду не повинні перевищувати 17-18 ° C, а темного солоду - 23-25 ° C.
Дихання зерна продовжується і при пророщуванні, в результаті чого частина сухих речовин (крохмаль) зерна окислюється, задовольняючи потреби зародка в енергії. У залежності від розмірів зародкового корінця можна візуально визначити, в якій стадії знаходиться зерно. При солодоращении слід прагнути до того, щоб не допускати надмірного зростання зародкових корінців. Наприклад, в світлого солоду довжина корінців повинна бути близько півтори довжини зерна, біля темного солоду - близько одинарної довжини зерна. Це обумовлено тим, що зародкові корінці після сушіння солоду відбиваються і в якості відходу солодового виробництва представляють технологічні втрати, частка яких становить близько 4% сухих речовин від загальної маси пшениці. Рівномірність росту корінців свідчить про правильне ведення процесу, високій якості пшениці і рівномірності розчинення при солодоращении.
В даний час пророщування ведуть майже виключно в круглих і прямокутних рослинних ящиках.
3. Замочування пшениці або сорго
При замочуванні пшениці або сорго ферменти, важливі для процесу солодоращения, не активні або мають сильно зниженою активністю. При замочуванні всередину зерна потрапляє вода, і завдяки цьому наявні ферменти активуються і сприяють процесу проростання. Цей процес не відноситься тільки до виробництва солоду: всі зернові і бобові, коренеплоди чи насіння починають проростати відразу після зволоження. Одночасно посилюється і дихання пшениці, і потреба в кисні. Так як замочування і проростання є двома перехідними один в одного процесами, їх завжди слід розглядати у взаємозв'язку. Так як пророщування необхідно провести якомога швидше, пшеницю або сорго при замочуванні слід забезпечувати як водою, так і киснем. Здійснюють замочування в замкових чанах. Під час замочування пшениця або сорго повинні поглинати воду, забезпечуватися киснем і очищатися. Вода надходить в основному в зародок зерна, тобто в його головну частину, і звідти проникає всередину зерна (в ендосперм).
Водопоглинання залежить від тривалості замочування, температури, розмірів зерна, сорти пшениці чи сорго, а також особливостей року прибирання. У цілому при водопоглинанні у пшениці або сорго слід розрізняти два основних типи: а) сорти пшениці або сорго із сильним зростанням корінців і інтенсивним проростанням. Така пшениця або сорго характеризуються високим водопоглинанням, але повільним розподілом вологи, так що збільшення вмісту вологи в ендоспермі відбувається уповільнено;
б) сорти пшениці або сорго з низькою інтенсивністю проростання і слабким зростанням корінця. Така пшениця або сорго характеризуються низьким водопоглинанням, але швидким надходженням вологи в ендосперм, так що вологість ендосперму швидко зростає.
Різна поведінка в процесі замочування вимагає також різної обробки пшениці або сорго при замочуванні, щоб домогтися оптимального водопоглинання і розподілу вологи.
Вологість замочуємо пшениці називається ступенем замочування, яка наводиться у відсотках. Вважають, що для світлого солоду (Пілзнер) ступінь замочування - 42-44%, а для темного солоду ступінь замочування - 44-47%. Якщо ступінь замочування підвищувати поступово, то для світлого солоду можна збільшувати вологість до 48%. Завдяки цьому скорочується час пророщування і явно знижуються втрати при солодоращении. Велике значення має ступінь замочування для ведення пророщування, оскільки вона істотно впливає на утворення ферментів, а також на процеси росту та обміну речовин.
4. Освіта фарбувальних і ароматичних речовин при сушінні
Дуже важливою біохімічної реакцією, що протікає під час сушіння солоду та відповідальної за утворення аромату і кольоровості, є взаємодія продуктів розпаду білків з цукрами, в результаті якого відбувається утворення нових продуктів, названих вченим Майар меланоидинов. Ця реакція має широке поширення в природі і в промисловості. У 1908 році вчений Лінг висловив припущення, що освіта забарвлення солодів під час сушіння обумовлено взаємодією продуктів розпаду вуглеводів і білків, а в 1912 році Майар описав реакцію меланоидинообразования. Вже в тому ж році Літнер (відомий у той час науковий працівник пивоварної промисловості) правильно оцінив значення цієї реакції для виробництва солоду та пива.
Меланоїдіни є частково розчинні несбражіваемие речовини різного забарвлення. У вигляді колоїдів вони переходять в пиво і завдяки своїм властивостям підвищують фізико-хімічну стабільність пива і стійкість його піни. Для світлих солодів реакції меланоидинообразования небажані. Повністю уникнути їх в хімічній фазі сушіння світлого солоду (80 ° C) неможливо. Разом з меланоидинов і їх попередниками утворюються при сушінні солоду та інші фарбувальні речовини (поліфеноли).
В даний час можна вважати, що освіта темно-забарвлених меланоидинов відбувається за рахунок окислювально-відновних реакцій між редукуючими цукрами і білковими речовинами і залежить від кількості вільних амінних груп у продуктах розпаду білків.
Аміногрупи амінокислоти при високій температурі вступає у взаємодію з карбонільної групою цукру при наявності певної кількості води, причому утворюється продукт, що має колоїдний характер. Колір цього продукту від світло-коричневого до темно-коричневого, запах (аромат) специфічний. Водний розчин продукту має в'язкістю і тим сильнішою, чим повніше пройшла реакція між утворюючими його сполуками і чим інтенсивніше його забарвлення. Найбільш сильне фарбування характерно для продукту з найбільшою в'язкістю.
В. Л. Кретович процес утворення меланоидинов з продуктів розщеплення вуглеводів і білків представив у вигляді схеми:
Існують три основні стадії меланоидинообразования: початкова (без зміни кольору і поглинання ультрафіолетового світла), проміжна (без зміни кольору або слабке пожовтіння, але сильна ступінь адсорбції довгих хвиль ультрафіолетової частини світу) і кінцева (з інтенсивним забарвленням одержуваних продуктів).
У першій стадії відбуваються цукрово-аминная конденсація:
RH 2 означає як амінокислоту, так і аміни або аміак.
Однією з реакцій меланоидинообразования є реакція Амадор:
5. Визначення вмісту меланоидинов і редуктонов
У проміжній стадії реакції меланоидинообразования відбувається дегідратація цукрів. Відомі два типи реакцій дегідратації. У той час як в кислому середовищі в залежності від виду цукру (ксилоза, глюкоза) утворюються фурфурол, метілфурфурол або оксиметилфурфурол, в стані, близькому до сухого, тобто при сушінні солоду в присутності амінів, утворюються редуктони. До редуктонам належать з'єднання з наступною структурою:
Ця група пов'язана з альдегідні або кислотним радикалом:
Під редуктонамі розуміють тип органічних сполук, загальною властивістю яких є сильно виражена відновлююча здатність. Ця здатність редуктонов може формально зводитися до дегидрированию, наприклад, ендольних груп до α-дикарбонільних груп:
Обидва з'єднання можна прийняти за початкові члени вініленгомологіческого ряду, в основі якого лежить наступна узагальнена формула редуктона:
При цьому може відбуватися або часткове, або повне заміщення. Так можливо, що одна або обидві групи OH будуть заміщені групами NH 2, NHR і SH, замість кетокіслорода (= O) можуть бути в якості його заступників групи (= NH), (= NR) або (= S).
До редуктонам або їх вініленовим гомологам можна також зарахувати сполуки, що мають кільцеву структуру, особливо речовини ароматичного ряду. До них відносяться пірокатехін і гідрохінон:
Інші сполуки, що мають кільцеву структуру, наприклад, редуктоновая кислота, отримана гідролізом пектину і ксилози, також можуть проявляти типові відновлюють властивості:
Якщо в енольной структурі редуктона R і R 1 різні, то ендіол є спільною енольной формою обох ізомерних кетонів:
Як приклад може служити метилгліоксалю (R = H, R = CH 3). Якщо досягається фарбування редуктонов, то це відбувається в дегідроформе і прискорюється аміносполуки. У висушеному солоді присутній з'єднання малетол-3-гідрокси-2-метил-γ пірон, яке може бути представлене як дегідроформа циклічного редуктона:
Якщо взяти до уваги загальну формулу вініленгомологіческого ряду, то можна навести як типовий приклад цього 1,4-дегідроксімуконовую кислоту (C 6 H 6 O 6), яка є справжнім редуктоном, а саме діендіолом. Обидва її енольних гідроксилу легко можуть дегідрованому до дегідроформи:
Фурфурол, що утворюється при дегідратації цукру, дає після гідролізу з'єднання з відновлюючими властивостями. Після гідролізу з розщепленням кільця посилюється сполучена діендіольная структура III, причому R може позначати групи H, CH 2, OH, CH 3 в залежності від природи наявного фурфуролу:
Малетол-3-гідрокси-2-метил-γ-пірон може так само, як і фурфурол, піддаватися гідролізу з розщепленням кільця. У проміжній стадії відбувається також розщеплення цукрів (глюкози, ксилози та ін) - деальдолізація, тобто процес, протилежний альдольної конденсації. Присутність аміногруп прискорює деальдолізацію до тріоз та інших продуктів розпаду. До продуктів розщеплення цукрів відносяться метилгліоксалю, гліцериновий альдегід, ацетоін і діацетил. Ці речовини мають високою реакційною здатністю. Особливо активним у реакції меланоидинообразования є метилгліоксалю. Меланоідіновая реакція з метилгліоксалю, гліцериновим альдегідом і діацетилену протікає довільно. Пентози (ксилоза, арабіноза) також виявляють сильну реакційну здатність, слабкіше вступають в реакцію гексози (маноза, галактоза, фруктоза і глюкоза). Сахароза через нестачу вільних карбонільних груп реагує дуже слабо.
Поряд із сольовим розщепленням цукрів у проміжній стадії відбувається розпад амінокислот, який є важливою частиною реакцій утворення барвних речовин. Хід цих реакцій можна записати наступним чином:
Ця реакція протікає з утворенням CO 2 і впливає на введення азоту до складу коричневих фарбувальних речовин. У кінцевій стадії меланоидинообразования проміжні продукти, що включають карбонільні групи, полімеризуються до ненасичених забарвлених полімерів. Головними реакціями при цьому є спиртова конденсація, альдегідамінная полімеризація та освіта гетероциклічних (піролу, імідазолу, піридину і піразино), причому в складі кінцевих продуктів синтезуються високомолекулярні забарвлені сполуки. Освіта меланоидинов тісно пов'язане з появою редуктонов.
Ці сполуки мають коричневе забарвлення різної інтенсивності. Вони разом з непрореагіровавшіх альдегідами, що володіють певним запахом і смаком, обумовлюють органолептичні властивості харчових продуктів, які зазнали впливу підвищених температур.
6. Біохімічні перетворення солоду при сушінні
Важливою передумовою взаємодії цукру з амінокислотами, що приводить до утворення меланоидинов, є наявність вільної карбонільної групи. Синтез меланоидинов відбувається особливо легко з пентози, і в першу чергу з ксилозою.
З амінокислот найбільшою реакційною здатністю володіють гліцин і аланін, які утворюють і найбільш забарвлені продукти. Валін і лейцин дають продукти з більш сильним ароматом. Останні реагують тільки при відсушки темного солоду приблизно при 100 ° C і обумовлюють його аромат. Ді - і тріпептідов інтенсивно реагують з арабінози і ксилозою.
Гліцин надає продукту реакції досить інтенсивне забарвлення, запах пивного кольору і слабокісловатий присмак. Аланін реагує повільніше з утворенням темно-коричневого продукту зі слабким запахом троянди. Валін реагує повільно і поряд з коричневою забарвленням надає продукту приємний запах, що нагадує ніжний аромат троянд. Лейцин, реагуючи з цукрами, дає продукт з незначною забарвленням, але сильним хлібним ароматом.
Аспарагін і глютамінова кислота реагують з цукрами повільно і в незначній мірі і надають запах, що нагадує аромат мигдалю. Тирозин і бетаїн в реакціях утворення ароматичних і фарбувальних речовин не беруть участь. Продукти, що утворюються в результаті взаємодії цукрів з аміаком, володіють сильним фарбуванням, проте смак їх неприємний - присмаленого хліба і навіть гіркий.
Розчини меланоидинов володіють кислою реакцією, що залежить від звільнилася карбоксильної групи амінокислоти. Меланоїдіни володіють яскраво вираженими відновними властивостями, завдяки чому в суслі створюється певний окислювально-відновний потенціал.
Меланоїдіни є ліофільним колоїдами і захищають нестійкі колоїди, що знаходяться в пиві, запобігаючи їх випадання і освіта в пиві каламуті і виділення опадів. Вони є антиоксидантами і оберігають нестабільні білкові речовини від окислення. Завдяки своїм властивостям колоїдним Меланоїдіни в розчині дають міцні поверхневі плівки і є хорошими піноутворювальний продуктами. Додавання їх до пива підвищує його піну. Наприклад, пиво, що оцінюється за піні величиною 33,5, після додавання меланоидинов досягло оцінки 41,5. Темне пиво завжди має більш стійку (багату) піну, ніж світле.
При сушінні солоду для накопичення фарбувальних і ароматичних речовин велике значення має вміст вологи. Якщо солод піддався сильного зневоднення на верхній решітці, то кількість продуктів розпаду білків у ньому недостатнє дл інтенсивного протікання реакції меланоидинообразования. При вологості 6-8% світлий солод не набуває аромату і кольоровості, характерного для темного солоду, який переходить з верхньої решітки на нижні грати з вологістю 20-25%.
7. Виробництво солоду
Без солоду приготувати пиво неможливо, і тому першим етапом його приготування є виробництво солоду. Для виробництва 1 л пива з вмістом у готовому суслі 11% сухих речовин потрібно близько 17 кг солоду. Виробництво солоду в даний час здійснюється майже виключно на великих промислових солодових заводах, тоді як раніше пивоварні підприємства зазвичай готували солод у своїх солодовня. Мета солодоращения полягає в тому, щоб накопичити в пшеничному зерні ферменти та забезпечити за їх допомогою певні біохімічні зміни речовин зерна. Для цього пшеницю чи сорго пророщують і в необхідний момент переривають цей процес. Отриманий солод виглядає майже так само, як і пшениця чи сорго, з якого він отриманий. Пшеницю або сорго очищають, сортують і до моменту переробки складають у великі силоси. При замочуванні пшениця або сорго поглинає необхідну для проростання воду і потім пророщується у великих ящиках. На закінчення проростання переривають сушкою при високій температурі. Готовий солод зберігається в силосах до його продажу.
Пшеницю або сорго доставляють на солодовий завод головним чином на підставі попередньо укладених договорів з сільськогосподарськими виробниками. Чистота сорту є основою для отримання пшениці або сорго однакової якості. Потім виконують головну очищення (підготовку), спрямовану, перш за все на те, щоб видалити домішки, що не піддаються солодоращении; щоб видалити такі домішки, як насіння бур'янів, що погіршують якість солоду і підвищують його вологість; щоб відсортувати пшеницю чи сорго по товщині. Для цього служить установка з очищення та сортування пшениці або сорго. Солодове підприємство оснащене великою кількістю транспортних пристроїв. Так як у всіх машинах солодовні утворюється пил, необхідні також установки з її видалення.
Доставка пшениці або сорго здійснюється рейковим, автомобільним або водним транспортом. На приймання з рейкового або автомобільного транспорту пшениця або сорго надходить в мішках або навалом. Якщо пшениця або сорго транспортується навалом в залізничних вагонах, то спорожнення здійснюється механічною лопатою. Якщо доставка здійснюється вантажним автотранспортом, то необхідно забезпечити розвантаження автомобілів у найкоротші терміни. Бічні стінки приймального жолоби повинні мати такий ухил, щоб пшениця або сорго стікали повністю. Великі сторонні предмети затримуються захисної гратами. При розвантаженні утворюється пил, яку необхідно видаляти.
Сучасні солодові заводи намагаються розташовувати поблизу водних шляхів, так як в цьому випадку можна відносно просто і дешево транспортувати пшеницю чи сорго до солодового заводу і тим же шляхом відправляти готовий солод.
Висновок
Світле пиво вперше було зварено в Баварії в 1895 році. А до цього часу варили виключно темне пиво і, відповідно, виробляли тільки темний солод, виробництво якого в ті часи було досить тривалим - замочування тривало від двох до чотирьох діб, пророщування про восьми до одинадцяти діб, а сушка в одноярусної, а пізніше у двоярусній сушарці - дві доби. Попередниками сучасних солодових виробництв, аж до середини XX століття, були струмові солодовні, функціоніруемие найчастіше безпосередньо при пивоварних заводах, які змушені були самі піклуватися про приготування солоду для своїх потреб.
Злакові культури та отриманий з них солод мають велику поживну цінність завдяки вмісту таких речовин, як крохмаль, сахароза, пентозани, клітковина, білки, амінокислоти, жир, фосфор і мінеральні речовини, фарбувальні і поліфенольні речовини, ферменти (α-амілаза, β-амілаза , фітазою, цітаза і ряд окисно-відновних ферментів) і біологічно активні речовини. Солод, отриманий з пшениці, застосовується для виробництва полісолодових екстрактів, які використовуються як продукти та добавки (в хлібопекарській та інших галузях промисловості) лікувально-профілактичного призначення.
Список використаної літератури
Булгаков Н.І. Біохімія солоду та пива. М.: Харчова промисловість. 1976.
Калунянц К.А., Яровенко В.Л. Колчева Р.А. Хімія солоду та пива. М.: Агропромиздат. 1990.
Кунце В., Мій Г. Технологія солоду та пива. Санкт-Петербург: Професія. 2003.
Мальцев П.М. Хіміко-технологічний контроль виробництва солоду. М.: Харчова промисловість. 1976.
Федоренко Б.М. Інженерія пивоварного солоду. Санкт-Петербург: Професія. 2004.