Способы повышения коллоидной стойкости пива

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПОНЯТИЕ О СТОЙКОСТИ ПИВА

2. ТИПЫ КОЛЛОИДНЫХ ПОМУТНЕНИЙ ПИВА

3. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КОЛЛОИДНОЙ СТОЙКОСТИ ПИВА

3.1 Химические способы

3.2 Адсорбционные способы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

коллоидный стойкость пиво пищевой

ВВЕДЕНИЕ

В пищевой промышленности особую роль уделяют продуктам представляющих собой коллоидную систему. Пиво представляет собой сложную коллоидную систему. Коллоидные частицы, которые являются причиной появления мути пива, растворены в нем, и имеют размеры - от 0,01 до 3 и более мкм.

До недавнего времени вопросам повышения коллоидной стойкости пива в отечественном производстве уделялось недостаточное внимание, поскольку из-за ограниченного объема производства и повышенного спроса пиво быстро реализовывали, что исключало необходимость его длительного хранения и транспортирования на значительные расстояния. В связи со значительным увеличением выпуска пива все большее значение приобретает проблема повышения его коллоидной стойкости. Значительная часть веществ пива, обусловливающих его характерные особенности: вкус, прозрачность, способность к ценообразованию, игристость и т. п., находится в коллоидном состоянии. Для сохранения этих свойств пива до момента потребления необходимо, чтобы коллоидные системы находились в стабильном состоянии. При длительном хранении пива или его охлаждении до 0°С в нем в результате нарушения физико-химического равновесия коллоидных компонентов образуется коллоидное помутнение. В отличие от биологического помутнения, при возникновении которого вкус пива заметно ухудшается, образование коллоидного помутнения сопровождается лишь небольшими вкусовыми изменениями. Однако потребители требуют пиво с хорошим блеском и считают слабое коллоидное помутнение признаком плохого качества пива. О нарушении равновесия коллоидных систем пива говорит появление вначале едва заметной вуали, усиливающейся до помутнения, и, наконец, образование осадка. Эти процессы вызывают изменение также вкуса, пенистости и других характерных свойств пива.

Коллоидная стойкость пива зависит от множества факторов.

Для прогнозирования срока хранения продукта и решения повышения стойкости на этапе его производства необходимо знать природу коллоидных частиц [2].

Цель работы - на примере производства пива изучить способы повышения коллоидной стойкости.

1. ПОНЯТИЕ О СТОЙКОСТИ ПИВА

О качестве пива судят по его прозрачности и блеску. При хранении пиво начинает мутнеть, что обусловлено как физико-химическими превращениями, так и развита микроорганизмов. Поэтому различают коллоидную (физико-химическую) и биологическую стойкость пива.

Стойкость пива -- это способность его противостоять помутнен. Под стойкостью понимают время в сутках, в течение которого пи остается прозрачным при 20.

В готовом пиве нельзя оставлять много сбраживаемого экстракта, Чем меньше разница между степенью сбраживания готового пива и конечной степенью сбраживания, тем выше его биологическая стойкость. Если между этими величинами имеется большая разница, то микроорганизмы готового пива будут размножаться на сбраживаемых веществах готового пива и образовывать муть, снижая тем самым его биологическую стойкость.

В разлитом непастеризованном пиве остается некоторое количество бактерий, диких и культурных дрожжей, которые в дальнейшем начинают размножаться, что снижает его биологическую стойкость и вызывает помутнение. Примерный состав мути пива: белковые вещества 14-77%, полифенольные вещества 1--55%, углеводы 2--80%, минеральные вещества 1--14%.

К коллоидным помутнениям относятся белковые, клейстерные и оксалатные. Причиной белковых помутнений являются высокомолекулярные денатурированные белковые вещества, которые остались в осветленном пиве. Они не обладают стойкостью и при изменении температуры или кислотности среды легко выпадают (коагулируют) в осадок. Возможно также металлобелковое помутнение, когда растворяющийся в пиве металл образует с белками нерастворимые комплексы, выпадающие в осадок.

Причиной клейстерных помутнений является неполный гидролиз крахмала при затирании солода и несоложеных материалов или промывание дробины в фильтрационном аппарате водой темпера выше 80°С, когда негидролизованный крахмал дробины растворяется и поступает в сусловарочный аппарат. В ходе брожения, когда в пиве повышается концентрация спирта, промежуточные продукты гидролиза крахмала образуют осадок. Если клейстерная муть обнаружена во время дображивания, то для ее устранения в аппарат дображивания добавляют солодовую вытяжку или амилазу (фермент).

Оксалатное помутнение связано с образованием нерастворимого оксалата кальция (кальциевая соль щавелевой кислоты). При осветлении пива оксалат кальция легко удаляется.

По ГОСТ стойкость для непастеризованного пива должна быть не менее 8 суток, непастеризованного обеспложенного и пастеризованного -- не менее 30 суток. Стойкость пива с экстрактивностью начального сусла 23% должна быть не менее 30 суток для непастеризованного и не менее 60 суток для обеспложенного и пастеризованного.

Для повышения стойкости пива его обрабатывают стабилизаторами, пастеризуют и подвергают обеспложивающему фильтрованию [5].

2. ТИПЫ КОЛЛОИДНЫХ ПОМУТНЕНИЙ В ПИВЕ

Коллоидное помутнение может быть холодным и необратимым. Согласно определению Европейской пивоваренной конвенции, холодным или обратимым называют помутнение, образующееся при 0 и исчезающее при нагревании пива до 20. Помутнение, которое остается и после нагревания до 20, определяется как необратимое.

Холодное помутнение появляется при охлаждении пива до температуры 0, исчезает при 20. При различных температурах химический состав осадков неодинаков. Около 40% веществ приходится на долю полипептидов, 35% - фенольные соединения, 20-30% - полисахариды.

Причиной появления мути в свежем пиве при его охлаждении является взаимосвязь низкомолекулярных фенольных соединений с кислыми белками пива. Кроме того при низких температурах идут процессы дегидратации коллоидных частиц и образование коллоидов с разными зарядами.

Размеры частиц холодного помутнения колеблется от 0,1 до 1,0 мкм, в основном они имеют шарообразную форму.

Необратимое помутнение возникает в процессе хранения пива и не исчезает при температуре 20. Процесс появления устойчивой мути ускоряется при взбалтывании пива и его хранении при высоких температурах (12-20). Большая часть необратимого помутнения растворяется при нагревании пива до 40-70С. При необратимом помутнении состав мути имеет следующий вид: 40-50% - белки, 20-30% - фенольные соединения, 5-10% углеводы, 10% - минеральные вещества.

Размер частиц необратимой мути выше, чем у обратимой, и колеблется от 1,0 до 10-20 мкм.

Этот тип помутнения связан с полимеризацией фенольных соединений путем окислительной конденсации. В результате образуются высокомолекулярные полифенолы - танноиды, которые связываются с белками.

Также некоторые авторы различают клейстерное помутнение (недостаточный гидролиз крахмала при затирании) и смоляное (недостаточное осаждение хмелевых веществ).

Основная часть мути состоит из полипептидов и полифенольных веществ. Главная задача технологов максимально уменьшить количество этих веществ, не причинив вред органолептическим качествам пива, так как полное удаление этих взвесей может привести к ухудшению пеностойкости и вкуса пива [4].

3. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КОЛЛОИДНОЙ СТОЙКОСТИ ПИВА

Все стадии производства пива оказывают влияние на дальнейший коллоидный состав пива. Так, влияние состава засыпи и выбор режима затирания оказывает влияние окислительно-восстановительные свойства пива. А затирание при температуре 64способствует снижению доли антоцианогенов в полифенольной фракции пива и увеличению концентрации диоксида серы, который повышает антиоксидантные свойства продукта и его коллоидную стабильность. Чем тоньше помол, тем выше содержание белков и полифенольных веществ в сусле.

Во время затирания происходит увеличение концентрации полифенольных веществ в сусле. Их общее содержание в сусле повышается, если использовать для затирания воду с повышенной остаточной щелочностью.

При фильтровании затора большое влияние оказывает вода, использующаяся для выщелачивания дробины. При промывке бруха с каждой последующей порция сусла повышается содержание полифенолов. При попадении кислорода ухудшается выделение белка и осаждение белково-дубильных веществ, повышается мутность сусла.

При кипячении сусла с хмелем осаждаются белково-дубильные комплексы, удаляются мутеобразующие белки.

Для повышения коллоидной стойкого продукта на различных этапах получения пива применяется несколько видов воздействий на взвеси: это применение вспомогательных материалов на этапе получения сусла (молочная кислота, соли кальция), использование ферментных препаратов на стадии получения сусла (цитолитические, протеолитические, амилолитические ферменты), адсорбенты на стадии фильтрации «зеленого» пива (каррагинан, бентонит, поливинилполипирролидон, силикагель), использование кизельгуровых фильтров. Так же используют технологические приемы: увеличение пауз при затирании, изменение крупности помола солода, более продолжительное кипячение сусла с хмелем [1].

3.1 Химические способы повышения коллоидной стабильности

Химические способы применяют в основном для повышения окислительной стойкости, так как зачастую окисление является образованием многих полимерных соединений.

Для повышения стойкости пива применяют антиокислительные препараты, которые добавляют для предотвращения окислительных процессов, ведущих к образованию помутнений.

Из антиокислителей чаще всего используют двуокись серы, сульфиты, аскорбиновую кислоту и ее натриевую соль, а также редуктоны, полученные из сахаров в щелочной среде.

Теоретическая доза аскорбиновой кислоты при розливе пива в бутылки вместимостью 0,5л со средним содержанием 5мл воздуха в горлышке каждой бутылки 3...5 г/гл.

Наиболее эффективно вводить антиокислители раньше, чем пиво будет находиться в контакте с кислородом воздуха, при этом целесообразно дозирование в два приема: вначале в отделении дображивания и после фильтрования перед розливом

Также известно добавление к суслу перед кипячением или в молодое пиво при перекачивании на дображивание 5-10 г/гл танина, который образует с полипептидами легко отфильтровываемые комплексы.

Возможно применение перекиси водорода, под влиянием которой полимеризуются полифенолы, после соединения с белками образующие нерастворимые соединения, удаляемые фильтрованием. Перекись водорода вносят в воду для затирания (10-50 г/т зернопродуктов) или в сусло.

Формальдегид, добавляемый в процессе затирания или солодоращения в количестве 250-400 г/т, снижает количество антоцианогенов - наиболее мутеобразующей части полифенолов.

Химические способы применяют редко, так как внесение солей и других химических реактивов зачастую оказывают влияние на органолептические свойства пива и возникают трудности с удалением этих веществ из пива [2].

3.2 Адсорбционные способы повышения коллоидной стойкости

Под действием адсорбентов и осадителей снижается концентрация белковых и полифенольных веществ. Применение адсорбентов все больше набирает популярность за счет легкого удаления из пива при фильтрации, адсорбенты не влияют на органолептику готового продукта, максимально эффективно удаляют взвеси.

В качестве осадителей и адсорбентов в производстве пива применяют танин, бентониты, активный уголь, силикагельные препараты, поливинилполирирролидон, желатин, кизельгель, гидрогель, каррагинаны, рыбий клей, галлотаннин и множество других соединений.

Желатин - натуральное белковое вещество, которое извлекают из кожи и костей животных. Для обработки напитков применяют желатин с кислой средой, который при низких величинах рН напитков имеет высокий положительный заряд и поэтому оказывает быстрое и эффективное действие. Но его применение может привести к появлению желатиновой мути.

Танин осаждает главным образом высокомолекулярные белки и оказывает значительное стабилизирующее действие.

Бентониты - это силикаты группы монтмориллонитов, их основная составляющая - силикат алюминия. Бентонит (100-300 г/гл) рекомендуется суспендировать в 5-7-кратном количестве воды и затем оставлять набухать в течение 4-6 ч. Такое большое количество бентонита необходимо для обеспечения существенного стабилизирующего эффекта. В течение неполных 24ч действия бентонит адсорбирует весь азот, который способен адсорбироваться. Бентонит оставляют на 5...6 дней, чтобы образованные комплексы и адсорбенты образовали плотный осадок и не осложняли фильтрование пива. Внесение бентонита приводит к ускорению и улучшению процесса осветления, а так же к увеличению стойкости напитков при хранении, но применение бентонита увеличивают потери пива.

Активный уголь адсорбирует азотистые вещества, но с меньшей эффективностью. Активный уголь адсорбирует полифенолы, горькие и красящие вещества, и его стабилизирующее действие объясняется прежде всего адсорбцией полифенолов. При дозе активного угля более 10 г/гл отмечается изменение качества пива, так как активный уголь адсорбирует также вещества, составляющие вкус пива.

Для повышения стойкости пива используют адсорбенты белковых веществ на базе силикагелей. Работать с силикагельными препаратами легче, чем с бентонитами, так как они не набухают, но при внесении в пиво они распыляются.

В случае использования для вывода из пива полифенольных соединений сорбента поливинилполипирролидона в дозе 30... 50 г/гл достигают увеличения стойкости пива до 4...6 мес.

Применение силикагелей.

Силикагели используют для удаления чувствительных белков. Установлено, что применение силикагелей улучшает сенсорные характеристики пива, так как в процессе взаимодействия с силикагелем из пива удаляется широкий спектр веществ, которые отрицательно сказываются на вкусовом восприятии пива.

Силикагель намывается на кизельгуровый фильтр вместе с диатонитовыми частицами. При такой технике намывки сокращается расход мелкой фракции кизельгура.

Различают два типа силикагелей: гидрогель (70% воды) и ксерогель (5% воды). Расход гидрогеля может составлять до 150г/л, ксерогеля - до 80 г/л. Ксерогель имеет меньший размер пор и поэтому изслекате больше чувствительных белков, но его применение может осложнить фильтрацию пива. С технологической точки зрения проще работать с гидрогелями, так как они могут заменять тонкую фракцию кизельгура, и, в отличие от ксерогеля, не снижают пропускную способность фильтров.

Один из наиболее часто применяемых препаратов данного типа является кизельгель. Гели кизельгуровой кислоты относятся к классу веществ с большой площадью поверхности контакта, что означает, что они содержат большое количество мелких пор.

Адсорбционное действие кизельгурового геля необычайно избирательно и не вредит образованию пены. Молекулы кизельгеля адсорбируют белково-дубильные вещества и удаляются из пива при фильтровании или осаждении. Кизельгель химически безвреден и имеет неограниченный срок хранения.

При всем положительном влиянии на стабильность и вкус пива, имеются и недостатки:

- Невозможность получить срок хранения пива более 9 месяцев;

- При большом расходе снижается полнота вкуса пива;

- Использование ксерогелей может иногда приводить к удалению пенообразующих белков;

- Мелкодисперсные порошки снижают пропускную способность фильтра.

Галлотаннин получают из чернильного ореха или листьев сумаха. Они взаимодействуют с высокомолекулярными белками и полипептидами, реагирую с SH- и NH₂-группами.

Галлотаннины представляют собой смесь из полигаллоилглюкоз или производных полигаллоиловой хинной кислоты. Препарат вносят в период созревания пива в танк дображивания, либо в трубопровод при фильтрации пивав количестве 3-6 г/л. Время контакта с пивом составляет 5-10 минут. Образуется хлопьевидных осадок, который следует отделить от пива. Во многих странах Европы галлотаннин запрещен к применению.

Поливинилполипирролидон используют для сорбции полифенолов и азотистых веществ. Обработка ПВПП способствует удалению из пива около 37% фенольных соединений, в том числе антоцианогенов. Механизм адсорбции полифенолов состоит в присоединении их к поверхности стабилизатора за счет образования водородной связи между годроксильной группой полифенола и карбонильной группой стабилизатора.

Вводится ПВПП в виде водной суспензии, содержащей 10% порошка, хорошо диспергированного дегазированной воде. Кизельгур вносится позже ввода кизельгура, что бы удаление полифенолов осуществлялось в начале фильтрования пива. Минимальная продолжительность контакта - 3 минуты.

Достоинство применения ПВПП заключается в том, что можно получить пиво со сроком годности 12 месяцев. Недостаток ПВПП - его высокая стоимость.

Каррагинан получают из морских водорослей. Сильно разветвленные молекулы данного полисахарида несут на себе большое количество отрицательных зарядов, что приводит к быстрому взаимодействию с белками сусла. Существует мнение, что каррагинаны способны адсорбировать оипиды и -глюканы.

Рекомендуемая дозировка составляет 1,5-3,5 г/гл и зависит от величины рН сусла. Вносится на стадии кипячения сусла с хмелем.

Рыбий клей применяется на стадии дображивания пива для снижения концентрации дрожжевых клеток. Так же клей адсорбирует из пива небольшие белковые частицы. Доза внесения составляет 1-3г/гл. Его применение положительно сказывается на стабильности пены, фильтруемости пива [2].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном пивоварении существует множество способов получить качественный и коллоидно-стабильный продукт.

Ассортимент предлагаемых товаров очень велик и их выбор лежит на плечах технологов. Есть экономичные способы, предусматривающие небольшое изменение в технологии, есть более дорогие способы, не требующие существенных изменений при получении сусла и отличающиеся большей эффективностью.

На мой взгляд, более эффективно применение адсорбентов в пивоварении, таких как силикагели и ПВПП. Главное - правильно подобрать дозу внесения препарата и не навредить вкусу желаемого продукта.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дедегкаев, А.Т. Биотехнологические основы формирования качества светлого пива [Текст]: учебник/ Дедегкаев А.Т. СПб: СПбНИУ ИТМО, 2014. 324 с.

2. Меледина, Т.В. Качество пива: стабильность вкуса, аромата, коллоидная стойкость, дегустация [Текст]: учебник/Т. В. Меледина, Дедегкаев А.Т., Афонин Д.В. СПб: Профессия, 2011. 211 с.

3. Смирнов А., Герасимова О. Стабилизация пива [Текст]/ Мир пива. 1998. №1. с. 12-15.

4. Коллоидная стойкость пива [http://neobeer.narod.ru/koll.html]: статья http://neobeer.narod.ru/koll.html. 12.12.15.

5. Способы повышения стойкости пива

[http://agro-molmash.ru/texnologii/texnologiya-proizvodstva-piva/sposobyi-povyisheniya-stojkosti-piva]: статья http://agro-molmash.ru/texnologii/texnologiya-proizvodstva-piva/sposobyi-povyisheniya-stojkosti-piva - 10.12.15.

Размещено на Allbest.ru