Химический состав

1.3.3 Химический состав.

Пиво содержит летучие продукты (метаболиты) спиртового брожения и несброженные экстрактивные вещества.

Химический состав пива колеблется в довольно широком диапазоне в зависимости от состава засыпи, от экстрактивности и сходного сусла и от степени сбраживания. Влияние на качество пива имеет прежде всего основные продукты спиртового брожения, т. е. Этиловый спирт (этанол) и углекислый газ. Влияние нормальных побочных продуктов брожения может быть хотя и заметным, но несущественным. Остатки несброженного экстракта должны соответствовать данному типу пива. Если они слишком большие, то это отрицательно действует на качество пива.

В зависимости от концентрации начального сусла и степени его сбраживания пиво содержит 86 - 91% воды, 3-10% несброженного экстракта, 1,5- 6% этилового спирта (по массе) и до 0,4% углекислоты.

Основу экстракта составляют углеводы (4,8-8,3%), азотосодержащие вещества, главным образом белок (0,6-1,1%), зола (0,2-0,4%) и органические кислоты (0,15-0,3%). Углеводы экстракта представлены мальтодекстринами (3-3,6%), сахарами - мальтозой, глюкозой, фруктозой (1,2-1,6%) и несбраживаемыми пентозами. Из азотистых соединений, помимо белка, в пиве находятся альбумозы, пептоны, аминокислоты, амиды, аммиачные соединения. В составе органических кислот наряду с преобладающей молочной кислотой обнаружены уксусная, янтарная, яблочная и щавелевая. На вкусовых свойствах пива сказываются содержащиеся в экстракте дубильные и горькие вещества хмеля, меланоидины и глицерин (0,2%). Пиво содержит дефицитные микроэлементы и витамины группы В.

Содержание алкоголя в зависимости от сорта пива колеблется от 2,8 до 7% по массе. В некоторых зарубежных сортах пива, полученных сбраживанием сусла 7%-ной концентрации содержание алкоголя находится в пределах 1,8-2,2% по массе.

Содержание этилового спирта (этанола) оказывает решающее влияние на качество пива и зависит у каждого вида (концентрация начального сусла) пива от степени сбраживания. Спирт является важным вкусовым компонентом, повышающим полноту вкуса. Одновременно он повышает также биологическую стойкость пива тем, что тормозит развитие некоторых видов бактерий.

Темное пиво менее сброжено и поэтому имеет более низкое содержание спирта.

Кроме этилового спирта и углекислого газа пиво содержит небольшое количество летучих высших спиртов, альдегидов, органических кислот, эфиров и некоторых других веществ. Кроме того, пиво содержит воздух, который из-за содержания кислорода является компонентом вредным и нежелательным. В качестве побочного продукта брожения пиво всегда содержит глицерин, который не летуч, и поэтому считается составной частью экстракта. Количество глицерина в пиве составляет 0,2-0,3%.

Содержание углекислого газа колеблется обычно от 0,35 до 0, 40, самое большое до 0,45 мас. %. Пиво с более высоким содержанием углекислого газа является перешпунтованным.

Углекислый газ является характерным и с точки зрения качества очень важным компонентом пива. Пиво, правильно насыщенное углекислым газом, имеет свежий вкус и является освежающим напитком.

Тот факт, что углекислый газ выделяется из пива довольно медленно и мелкими пузырьками, объясняется в классической литературе его частичной адсорбцией на коллоидных веществах.

Предполагается, что чем лучше углекислый газ в пиве «связан», тем медленнее он освобождается и тем меньших размеров образуются пузырьки. 98-99% всего углекислого газа присутствует в пиве в виде свободного углекислого газа (СО₂), физически растворенного, а оставшиеся 1-2% в виде угольной кислоты (Н₂СО₃).

Из остальных летучих веществ пива количественно преобладают высшие спирты.

Высшие спирты принимают участие во вкусе и запахе пива. На образование высших спиртов влияет ряд технологических факторов: используемый солод должен быть хорошо растворен, сусло, особенно если оно предназначено для быстрого брожения, должно содержать достаточно низкомолекулярных азотистых веществ, иначе образуется излишнее количество высших спиртов. Образование высших спиртов повышает чрезмерное аэрирование сусла перед предварительным брожением или после него. При переработке заменителей солода в сусле изменяется отношение сахаров к белкам и тем самым могут создаться условия для повышенного образования высших спиртов. В этом направлении особое влияние играет добавка сахарозы.

Высшие спирты образуются при брожении дезаминированием аминокислот. Это летучие вещества с определенным запахом и вкусом, которые заметны и в сильно разбавленных растворах. В пиве с этой точки зрения они проявляются только после этерификации, которая происходит при продолжительной выдержке пива.

Из альдегидов, как компонент пива, является ацетальдегид, содержание которого колеблется около 5 мг/л.

Ацетальдегид образуется наиболее интенсивно в начале главного брожения.

К особым компонентам пива можно отнести диацетил. Он образуется в пиве, с одной стороны, при главном брожении как побочный продукт спиртового брожения.

Отрицательное влияние на вкус приписывают главным образом диацетилу и ацетоину.

Из летучих органических кислот была обнаружена уксусная кислота (около 130 мг/л) и муравьиная - около 20 мг/л.

Наконец, пиво содержит небольшое количество сернистых соединений. Это прежде всего от 2 до 16 мг/л двуокиси серы. Сернистые соединения с точки зрения вкусового значения тоже находятся в центре внимания. Речь идет главным образом о сероводороде, двуокиси серы и меркаптанах, которым приписывается отрицательное влияние на вкус пива в связи наблюдающимся иногда хлебным привкусом или привкусом зеленого пива и дрожжей. Для снижения влияния этих соединений на вкус пива рекомендуется хотя бы часть сусла аэрировать горячим и тщательно устранять грубые и тонкие взвеси из сусла.

К летучим компонентам пива относятся также сложные эфиры. Сложные эфиры образуются преимущественно из спиртов и кислот. Кроме фруктового запаха пива высокому содержанию эфиров предписывают более грубое впечатление, остающееся после питья пива.

Экстрактивные вещества.

Значительная часть экстрактивных веществ пива находится в коллоидном состоянии, обусловливая полноту вкуса. Количество и устойчивость пены, образуемой углекислотой, зависит от состава экстракта и главным образом от содержания в нем поверхностно-активных веществ - белков, альбумоз, хмелевых смол и кислот, высших спиртов, сложных эфиров, гуммиобразных соединений.

Экстрактивность пива в зависимости от концентрации начального сусла и степени сбраживания колеблется от 3 до 10%. В процессе брожения и дображивания экстракт расходуется на образование спирта и углекислоты, на питание дрожжей, теряется в деке и осадках, которые остаются в бродильном чане, лагерном танке и на фильтре. Таким образом, экстракт пива представляет собой остаток несброженных веществ плюс некоторое количество органических веществ, перешедших в пиво из дрожжей во время главного брожения и дображивания.

В зависимости от вида пива (экстрактивность исходного сусла) и степени сбраживания готовое пиво содержит от 2,5 до 5% экстрактивных веществ, среди которых преобладают сахариды (80-85%). Следующими компонентами являются в порядке замещения азотистые вещества (от 6 до 9%), глицерин (5-7%), минеральные вещества (3-4%), горькие вещества, дубильные вещества и красители (2-3%), органические (нелетучие) кислоты (0,7-1%) и незначительное количество витаминов.

Среди сахаридов в пиве преобладают декстрины (от 60 до 75%), следующими компонентами являются моносахариды, простейшие олигосахариды (от 20 до 30%) и пентозаны (6-8%).

Декстрины, содержащиеся в пиве, являются продуктами неполного гидролиза солодового крахмала, катализированные альфа-амилазой солода.

В пиве содержится пивной экстракт как сбраживаемый, так и несбраживаемый. Содержание сбраживаемых сахаров зависит от ведения главного брожения и дображивания. Пиво, сброженное до степени конечного сбраживания, содержит мало мальтозы и мальтотриозы, иногда даже следы глюкозы, фруктозы и галактозы. Наряду с тремя сбраживаемыми сахарами в пиве содержатся несбраживаемые сахара. Кроме того, из углеводов в пиве находятся гуммиобразные вещества, пентозаны и продукты карамелизации углеводов. Пентозаны, содержащиеся в пивном экстракте (6-8%), происходят из солода, в котором они образуются путем ферментативного гидролиза гемицеллюлоз при соложении.

Значительную часть экстракта (около 8-10%) представляют азотистые вещества: белки, альбумозы, пептоны, амиды, аминокислоты, аммиачные соли. Количество азотистых веществ уменьшается в пиве при переработке солода, полученного из бедных азотом ячменей, при применении несоложенного ячменя, сахара, при применении осадителей (например, танина).

Поэтому содержание азотистых веществ в экстракте очень колеблется. Они распределяются по отдельным группам примерно следующим образом (в %): настоящих белков 20-30, альбумоз и пептонов 40-50 и конечных продуктов расщепления (полипептидов, аминокислот, аммиачного азота) 20-30. Некоторое количество азота (примерно 10%) входит в состав меланоидинов, холина и других веществ. Азотистые вещества влияют на вкус и пенность пива и на его небиологическую стойкость. Азотистые вещества в пиве - это гидратированные коллоиды. При старении, денатурировании и образовании адсорбционных соединений нарушается их равновесие и коллоидные частицы увеличиваются.

Степень дисперсии коллоидных частиц и их состав изменяют вкусовые свойства готового продукта. Важнейшей группой коллоидных веществ во всех степенях дисперсности являются высокомолекулярные белки - альбумины и глобулины.

Интенсивное действие на вкус производят протеозы , пептоны, пептиды и прочие белковые соединения; чем они ближе к аминокислотам, тем меньше влияют на коллоидный фактор вкуса пива.

Белки средней степени дисперсности, как поверхностно-активные вещества, способны к адсорбции и создают гетерогенность вкуса пива.

Низшие продукты распада белковых веществ - простые пептиды и аминокислоты - образуют меланоидины, влияющие на вкус готового пива.

С помощью бумажной хромотографии удалось обнаружить в пиве более 20 аминокислот: Пролин (около 200 мг/л), альфа-аминомасляная кислота, бета-аланин, фенилаланин, тирозин и валин, аргинин и триптофан.

Аминокислоты, образуя с сахарами красящие и ароматические вещества, придают пиву различные оттенки вкуса.

Минеральные вещества.

Минеральных веществ в пиве содержится от 3 до 4% из экстракта, Их содержание зависит от состава сырья. Наряду с солодом оказывает влияние и производственная вода. Около 1/3 приходится на соли натрия и калия, соли фосфорной кислоты составляют также 1/3 и силикаты около 1/10. Следы дают от 0,1 до 5 мг/л алюминия, бария, хрома, меди, железа, марганца, молибдена, свинца, олова, стронция, титания, ванадия и цинка. В состав пивной золы входят KCl, NaCl, P₂O₅, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO. Зола пива представлена солями натрия и калия (приблизительно 30%), солями фосфорной кислоты (приблизительно 30%), кремневой кислоты (около10%), небольшим количеством Ca, Mg, Al, Fe.

Неорганические вещества, 2-3% которых содержится в солоде, также влияют на вкусовые качества пива. Наиважнейшие из них - фосфаты, образующиеся из фитина под воздействием фосфотаз.

Содержание в пиве полифенольных (дубильных) веществ, горьких веществ (изогумулонов) и красителей составляет 2-3% от экстракта. Из всех дубильных веществ (150-300 мг/л) 2/3 происходят из солода и 1/3 из хмеля. Дубильные вещества оказывают определенное влияние на вкус пива. Однако более важно их влияние на небиологическую активность пива. Кроме дубильных веществ в группе полифенолов широко представлены антоцианогены, которым приписывают наибольшее влияние на образование коллоидных помутнений в пиве. Это вещества, содержащие катехины и соединения, подобные лигнину. Вещества этого типа вместе с флавинами и каротиноидами являются одновременно красителями. Основную группу пивных красителей составляют меланоидины, образующиеся при сушке солода. Далее в качестве красителей действуют флобафены, образующиеся при окислении дубильных веществ.

Влияют на вкус дубильные вещества оболочки - полифенолы полифенолдериваты. Они при окислении придают раздражающе горький тон вкусу пива.

Следующим компонентом экстракта пива являются горькие вещества. Они получаются из хмеля и только небольшое количество их происходит из солодовой оболочки. Содержание горьких веществ в пиве зависит от содержания горьких веществ в хмеле и от нормы задачи хмеля. Определенное значение имеет также процесс варки с хмелем, интенсивность кипячения и РН сусла.

Экстракт пива содержит ряд органических нелетучих кислот.

Образовавшиеся в солоде и перешедшие в сусло органические кислоты - уксусная, пропиановая, виннокаменная, щавелевая, молочная и другие - повышают буферность и придают мягкий, легкий, кисловатый вкус, который не должен сильно выделятся.

Экстрактность пива в зависимости от концентрации начального сусла и степени сбраживания колеблется от 3 до 10%. И химический состав пива зависит главным образом от концентрации начального сусла, величина которого для каждого сорта пива устанавливается стандартом.

Наряду с химическим составом нужно учитывать и физико-химическое состояние составных веществ пива, которое для многих его свойств имеет решающее значение.

Декстрины, пентозаны, сложные азотистые вещества, хмелевые смолы, дубильные и красящие вещества находятся в коллоидном состоянии и имеют электрический заряд. Вкус, полнота вкуса, пенистость и стойкость пива зависят большей частью от величины или состава этих мицелл. Минеральные вещества и кислоты находятся в пиве большей частью в виде ионов, которые адсорбируются на коллоидах и оказывают влияние на их электрический заряд и гидратацию. В этом отношении Н-ионы играют очень важную роль.

Такие свойства пива, как пенистость, вкус и коллоидная стойкость, зависят от коллоидного равновесия в пиве, причем это равновесие довольно быстро изменяется. Вследствие броуновского движения мицелл каждый коллоидный раствор изменяется в направлении коагуляции. Коллоиды пива также после большей или меньшей продолжительности коагулируют.

Пиво начинает опалесцировать и в конце концов в нем образуется коллоидный осадок. Одновременно изменяется и вкус пива.

Пенообразование пива является характерным коллоидным процессом. Стойкой пеной пиво отличается от всех других напитков.

В непастеризованном пиве содержатся также ферменты, перешедшие в него из дрожжей. Содержащиеся в дрожжах ферменты делятся на внутриклеточные - эндоферменты, их в дрожжах больше, и внеклеточные - экзоферменты.

Мальтаза, инвертаза и мелибиаза из карбогидраз играют важную роль в обмене веществ клетки.

Похожие работы

Товароведная характеристика и оценка качества пива

Скачать

62675

6

0

... веществ указывается в их массовой доле на 100 см3 (г, мг, мкг и т. д.), энергетическая ценность — в килокалориях на 100 см продукта. Глава 2. Классификация и товароведная характеристика пива   2.1 Товароведная характеристика пива Ассортимент пива разделяют в зависимости от рецептуры и технологии изготовления на два типа: светлые и темные. Светлые виды пива имеют янтарный цвет и ...

Экспертиза качества пива

Скачать

50396

8

0

... месяцев Объем, дм3 500 500 Обозначение НД ГОСТ Р 51174-98 ГОСТ Р 51174-98 Информация о сертификации имеется имеется Фактическая маркировка представлена в приложениях Б и В.2 Экспертиза качества пива 2.1 Отбор проб, ГОСТ 12786 – 80 Пиво принимают партиями. Партией считают количество пива одного наименования, в однородной потребительской или транспортной таре, одной даты розлива, ...

Товароведная характеристика и экспертиза качества крупы

Скачать

87645

28

9

... зольность, кислотность и другие признаки и показатели, нормируемые стандартами. При органолептической оценке определяют цвет, запах, вкус, а также развариваемость гречневой крупы и овсяных хлопьев ГОСТ 26312.2-84. Для экспертизы качества крупы по стандарту необходимо правильно отобрать средний образец, который отражал бы качество партии. Отбор выемок. От крупы в мешках выемки отбирают мешочным ...

Товароведная характеристика и экспертиза шоколада

Скачать

60639

0

2

... - 2 месяца; шоколад белый и в порошке с добавлением молочных продуктов - 1 месяц. 3. Заключение В данной курсовой работе я описала товароведную характеристику и экспертизу шоколада. В работе я коснулась вопроса о происхождении шоколада оказалось, что шоколад появился примерно 3000 лет тому назад. Шоколад долгое время был исключительно напитком. Он употреблялся в холодном виде - ...