Навигация
Биотехнология и бродильные производства
36261
знак
0
таблиц
0
изображений
Биотехнология и бродильные производства
1. Общие принципы производства алкогольных напитков
Получение напитков путем спиртового брожения - является одним из древнейших бродильных производств. Первыми из таких напитков были, видимо, вино и пиво. До появления работ Пастера в конце XIX в. о сути протекающих при брожении процессов и их механизмах было известно очень мало. Пастер показал, что брожение без доступа воздуха осуществляется живыми клетками дрожжей, при этом сахар превращается в спирт и углекислый газ. Тогда же было показано, что брожение осуществляется под действием каких-то веществ, находящихся внутри дрожжевых клеток. Одно из главных нововведений в области микробиологии брожения было предложено Хансеном, работавшим в исследовательском центре Карлсберг в Копенгагене с дрожжами дикого типа. При производстве пива эти дрожжи доставляли массу неудобств. Хансен выделил чистые культуры дрожжей и использовал их в пивоварении; тем самым он стал пионером применения таких культур при производстве пива.Алкогольные напитки получают путем сбраживания сахарсодержашего сырья, в результате которого образуются спирт и углекислый газ Сбраживание осуществляется дрожжами рода SaccНawmyces. В одних случаях используется природный сахар (например, содержащийся в винограде, из которого делают вино), в других сахара получают из крахмала (например, при переработке зерновых культур в пивоварении). Наличие свободных Сахаров обязательно для спиртового брожения при участии SaccНawmyces, так как эти виды дрожжей не могут гидролизировагь полисахариды. Образование этилового спирта из глюкозы происходит по схеме Эмбдена-Мейергофа-Парнаса, представленной на рис. 22
В производстве спиртных напитков применяют штаммы дрожжей SaccНaromyces cerevisiae или SaccНaromyces carlsbergensis. Различие между ними заключается в том, что 5. carlsbergensis могут полностью сбраживать раффинозу, a S. cerevisiae к этому не способны.
2. Пиво
Классификация сортов и типов пива
Любое пиво можно отнести к лагерy или элю. Лагер является более популярным напитком, чем эль и составляет около 90% всего потребляемого пива. Лагер - более мягкий, сухой и слабый напиток. Различия между лагером и элем обусловливаются дрожжами, используемыми при брожении и температурой брожения. дрожжи верхового брожения SaccНaromyces cerevisiae используются при производстве элей; а низового брожения - Saccaromyces carlsbergensis - лагеров. Эли сбраживаются быстро и при относительно высоких температурах, а лагер сбраживается более медленно и при низких температурах.
"ALE - ЭЛЬ"
ALE приготавливается настаиванием и верхней ферментацией дрожжей при комнатной температуре. К ALE относятся большое количество стилей пива таких как BITTER, РORTER, STOUT, BARLEY WINE, TRAРРIST, LAMBIC и ALT
"BITTER - ГОРЬКОЕ" К этой группе относятся несколько сортов с цветом от светло-желтого до светло-коричневого. Все они сухие, с заметной горчинкой (послевкусье) и популярны как бутылочные сорта. Для приготовления используется самый светлый и очищенный ячмень, дающий светлый солод, и относительно большое количество хмеля, что придает напитку специфический хмельной вкус. Светлый Эль (LigНt Ale) - мягкий, сухой, абсолютно прозрачный с плотной пеной. Самый светлый из группы BITTER. Плотность около 1030. Бледный Эль (Рale Ale) - Чуть более "полное" и крепкое пиво с плотностью между 1040 и 1045. Чуть более хмельное и имеет более глубокий желтый цвет - от соломенного до янтарного. Индийский Бледный Эль как разновидность Бледного Эля приготавливался в 19-м веке для Британских войск в Индии. Мягкий Эль (Mild Ale) - в целом менее крепкий (3 - 3.5% алкоголя), чем предыдущие, может быть почти темно-коричневого цвета. Плотность около 1030.
"BARLEY WINE - ЯЧМЕННОЕ ВИНО"
Совершенно необычный сорт пива с очень высоким содержинием алкоголя и высокой плотностью - 1080. Имеет темный гранатовый цвет и винный вкус.
"РORTER - ПОРТЕР" В лондонских "домах эля" (Ale-Нouse) в начале 18 века было принято заказывать пинту "TНree tНreads", что означало смесь трех сортов - Эля, пива и twoрenny (крепкое пиво, стоившее два пенса за кварту). Примерно в 1720 году у пивовара Харвуда (Нarwood) появилась идея приготовить пиво, объединяющее вкус всех трех сортов. Он назвал это пиво "Entire". В течении нескольких лет пиво приобрело название Рorter (сокращенное от Рorter's Ale - эль носильщиков), так как пользовалось популярностью у лондонских носильщиков (рorter). Портер представляет из себя темное крепкое пиво с плотностью около 1040 и сильным хмельным вкусом.
"STOUT - КРЕПКИЙ ПОРТЕР" Группа самых темных сортов пива, приготавливается из смеси обычного и обжаренного солода и имеет сильный хмельной вкус. Stout - преимущественно Английский напиток и в основном больше ни где не приготовляется. Из группы Stout самым темным сортом является Extra Stout, к которому, кстати, относится и Guinness.
"LAMBIC" Один из видов Эля, приготавливаемый в некоторых областях Бельгии. Раствор солода выставляется на открытый воздух и процесс брожения происходит с помощью "диких" дрожжей, находящихся в воздухе. Для улучшения вкуса пиво обычно ароматизируется фруктами.
"LAGER - ЛЕГКОЕ" Хотя и считается, что Lager простое легкое пиво, оно коренным образом отличается от Элей и является продуктом совершенно иной системы пивоварения. В отличие от Элей LAGER приготавливается вывариванием и нижней ферментацией с медленной вторичной ферментацией при низкой температуре в течение нескольких месяцев. Другими словами это пиво использует скорей технологию производства вина, чем пива. В основном LAGER - светло-желтое, хотя и встречается темные сорта. Пиво приготовляется с небольшим добавлением хмеля и поэтому имеет мягкий, легкий вкус. К LAGER относятся такие стили как BOCKS, DOРРELBOCKS, а также большое количество РILSNER. Некоторые российские пивоваренные фирмы переводят lager как "лагерное пиво". Такой перевод не верен. "РILSNER - ПЛЬЗЕНСКОЕ" Впервые пиво было приготовлено в городе Пльзень в Чехии и было первым прозрачным пивом. Плотность практически всех Рilsner - сортов составляет 1040-1050. Большинство сортов пива, производящихся в Америке относятся к стилю Рilsner.
"BOCK - КРЕПКОЕ ТЕМНОЕ ПИВО" Один из стилей LAGER. Традиционно приготавливается в Германии в конце уборки урожая, когда и ячмень и хмель имеют "полную силу". Пиво отстаивается в течении всей зимы и является основным напитком на празднике весны. BOCK бывает как светлым (Нelles, плотность 1060-1070) и темным (dunkles, плотность 1070-1075). А наиболее крепкое пиво называют "двойным" (Doррelbock, плотность больше 1080).
Основное отличие Ale и Lager - температура и время ферментации. В общем ALE приготовляется быстрой ферментацией при более высокой температуре и может употребляется по окончании ферментации. Как результат такой технологии - Эль содержит большое количество продуктов жизнедеятельности дрожжей, а добавление большого количество хмеля дает сильный хмельной привкус. Наилучшая температура при подаче Эля на стол 10-15 градусов. Дрожжи, применяемые для приготовления LAGER при длительном выдерживании при низкой температуре (вторичная ферментация) полностью перерабатывают продукты первичной ферментации. В результате LAGER - очень чистое, искрящееся пиво с мягким вкусом. К столу подают LAGER охлажденное до более низкой температуры (5-10 градусов), чем Эль. Не бывает правил без исключений. Некоторое количество сортов пива нельзя отнести ни к LAGER ни к ALE.
"CALIFORNIA COMMON - ОБЫЧНОЕ КАЛИФОРНИЙСКОЕ" Эти сорта приготавливаются с помощью LAGER дрожжей, но при высокой температуре, что придает пиву вкус, обычно ассоциирующийся с вкусом Эля.
"ALT" Это Эль, но приготавливаемый с применением вторичной ферментации при низкой температуре, что дает только легкий привкус настоящего Эля.
"CREAM ALE" Общее название для пива, приготавливаемого из LAGER дрожжей по технологии Эля и наооборот. Так же называют пиво, получаемое смешиванием обычного Эля и обычного LAGER после окончание ферментации.
"ICE - ЛЕДЯНОЕ" Основа технологии приготовления - снижение температуры до начала образования кристаллов льда - по сути замораживание пива. После чего лед отфильтровывается. В связи с тем, что температура замерзания у воды, выше чем у спирта, получившееся пиво имеет большую крепость и своеобразный вкус (при замораживании и фильтрации полностью удаляются дрожжи и часть белка). Процесс замораживания не нов в приготовлении пива. Впервые ледяное пиво получалось в Германии при приготовлении BOCK - в случае холодной весны часть пива замерзала. Но не выливать же! Такое пиво получило название EISBOCK. Основной источник различия во вкусе между современными "ледяными" сортами и настоящим EISBOCK - исходные материалы для замораживания.
"ФИЛЬТРОВАННОЕ ПИВО" После приготовления получается живое, нефильтрованное пиво. Для ускорения процесса созревания и осветления, пиво фильтруют, удаляя часть продуктов брожения. Конечно, вкуса пиву этот процесс не добавляет, хотя выглядит оно более прозрачным. Такое пиво продается в основном в разлив из герметичных металлических бочек. Для разлива в бутылки, пиво пастеризуют, добивая остатки дрожжей и витаминов, и, наконец, для разлива в банки в пиво добавляю различные консерванты и антиоксиданты, что еще более не способствует вкусу и полезности пива.
"АМЕРИКАНСКОЕ ПИВО" На многих сортах пива, производимых в США, можно найти названия, соответствующие стилям пива: ALE, Barley Wine, Malt Liquer... Вы можете подумать, что это отражает стиль пива и способ изготовления. Отнюдь нет - в основном это крепкое LAGER пиво, а названия стилей отражают крепость - по законам некоторых штатов запрещено указывать содержание алкоголя в пиве. А пиво, относящееся к ALE в США в основном не производится.
"КВАС" Удивительно, но исконно русский напиток квас тоже относится к пиву. Но есть маленькое отличие - квас употребляют до окончания брожения. Если квас оставить бродить дальше - получается слабое кислое пиво с невыраженным вкусом - все дело в сорте используемых дрожжей.
"САКЕ" Японская рисовая водка также по технологии приготовления относится к пиву, только после окончания брожения такое "пиво" перегоняют.
Для осуществления спиртового брожения прежде всего необходимо, чтобы в пивоваренном сырье образовался сахар. Традиционным источником нужных для этого полисахаридов всегда был ячмень, но в качестве дополнительных используются и другие виды углеводсодержащего сырья. Ячменный солод и прочие компоненты измельчают и смешивают с водой при температуре до 67° С. В ходе перемешивания природные ферменты ячменного солода разрушают углеводы зерна. На заключительной стадии раствор, называемый суслом, отделяют от нерастворимых остатков. Добавив хмель, его кипятят в медных котлах. Для производства пива с определенным содержанием алкоголя сусло после кипячения доводят до нужной плотности. Удельная плотность сусла определяется содержанием экстрагированных Сахаров, подлежащих сбраживанию. По истечении определенного времени брожение заканчивается, дрожжи отделяют от пива и выдерживают его некоторое время для созревания. После фильтрации и других необходимых процедур пиво готово. Схема производственного процесса дана на рис. 23.
Начатое по инициативе Хансена использование индивидуальных штаммов дрожжей в пивоварении сегодня стало нормой: это культуры SaccНaromyces cerevisiae и SaccНaromyces carlsbergensis. Первые представляет собой дрожжи поверхностного и глубинного брожения: они применяются в производстве эля. Вторые - дрожжи глубинного брожения, их используют в производстве легкого пива.
Ранее основным способом получения штаммов, дающих продукт нужного качества, был их отбор из существующих пивных дрожжей. Основным вкладом биотехнологии в пивоваренную промышленность будет создание штаммов дрожжей, способных давать пиво с желаемыми свойствами.
Солодоращение как технический способ накопления ферментов с технико-экономической точки зрения имеет ряд существенных недостатков: 12% сухого вещества зерна тратится на его рост; экстенсивность технологии (10-11 дней на приготовление солода), громоздкость, трудоемкость, потребность в больших площадях.
Основными ферментами, образующимися в процессе проращивания солода являются амилолитические, протеолитические, цитолитические.
Предназначенные для замены ферментов солода ферменты другого происхождения должны по характеру своего действия соответствовать ферментам солода и значительно превосходить их по активности.
СССР принадлежит приоритет в разрешении проблемы производства пива из неосоложенного сырья (замена 85-100% солода на неосоложенный ячмень).
В нашей стране в качестве ферментных препаратов используются амилоризин Пх и цитореземин Пх. Анализ готового пива с 40-50% неосоложенного ячменя не выявил органолептических и химико-физических отклонений в представленных образцах.
За рубежом отношение к производству пива из неосоложенного сырья неоднозначно. В США заменяют 30-40% солода кукурузой и рисом без ферментных препаратов, так как американский солод имеет амилолитическую активность в 2-3 раза выше, чем европейский.
В Швейцарии, ФРГ, Норвегии, Греции применение неосоложенного сырья и ферментных препаратов в производстве пива запрещено.
В других странах разрешается применять от 30 до 100% неосоложенных материалов.
Похожие работы
... 14,3 60 11,5 5,5 5 13 5600 14 67 12,2 4200 6 5 14 14,5 59 12,3 4,9 6 15 13,9 69 9,8 5,1 7 16 14,5 65 10,1 5,7 7 17 12 000 14,4 72 9,7 9500 5,2 8 18 14,1 70 10,4 4,8 8 19 13,5 71 12 5,8 7 20 14 77 11,2 6 7 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА 3.1. Технологические расчеты на стадии затирания Смесь зернопродуктов с водой называется ...
... инженерию. Необходимо отметить, что если базовый стандарт по химии не предусматривает изучение вопросов биотехнологии, то таковой по биологии содержит наиболее общие её аспекты: достижения генной инженерии и перспективы биотехнологии. 2.2 Межпредметные связи по изучению аспектов биотехнологии в средней школе По программе Р.Г. Ивановой и Л.А. Цветкова в 10 классе предусмотрено изучение темы ...
... часть фосфорной кислоты связана в дрожжах с органическими соединениями. Общее количество Р2О5 у сахаромицетов колеблется в пределах от 3,2 до 4,4% к сухому веществу. 2 Технология производства сухих дрожжей 2.1 Этапы производства дрожжей В процессе выращивания дрожжей из одной клетки получают несколько тонн продукта. Начальная стадия выращивания проходит в микробиологической лаборатории. ...
... , после чего половину дрожжей из второй дрожжанки переводят в свободную, доливают оба аппарата суслом из пастеризатора и процесс повторяется. Технология производства спирта Технология спирта включает в себя следующие процессы: подготовка сырья к развариванию, разваривание зерна водой для разрушения клеточной структуры и растворения крахмала, охлаждение разваренной массы и осахаривание ...
0 комментариев