Технология за производство на пиво

В резултат на проведеното накисване влажността на малцовите зърна нараства от около 5-6% до 25-30%. След приключване на накисването, водата от бункера се източва и обикновено се изхвърля. Наблажнения малц се подава за смилане. За да се избегне полепване на влажния малц върху повърхността на валците, по време на смилането, чрез дюзи към тях се подава вода. Получената смес от смлян малц и вода се събира в специална камера разположена под валците и посредством помпа се подава в смесително-озахарителния апарат за майшуване. Процесът на мокро смилане отнема около 1-1,5 часа.

Съществен проблем при този тип смилане се появява, когато се налага обработката на недостатъчно разграден малц. В този случай високата му влажност пречи на ефективното смилане на ендосперма, съответно и на оптималното му разграждане. Като резултат се наблюдава затруднено озахаряване и понижаване на рандемана на екстракт.

Мокро смилане с кондициониране на малца
Прилагането на този метод на смилане значително подобрява негативните страни на мокрото смилане.
В конструктивно отношение мелниците са много близки до тези за мокро смилане. Съществена е разликата в начина на омокряне (кондициониране) на малца. Тук навлажняването се осъществява не в приемния бункер, а в специална камера за накисващо кондициониране, разположена между самата мелница и бункера. Количеството на подаваната вода е по-малко – около 60 ÷ 65 dm³ за 100 kg малц, като температурата и отново се съобразява с началната температура от метода на майшуване. При самото кондициониране на малца, контакта му с водата в камерата е за около 55 ÷ 60 секунди, като при този контакт, влажността му се повишава до около 20%, след което се подава за смилане. То се провежда чрез рифелованите (набраздени) валци на мелницата, като се използва останалата вода от кондиционирането. Получената каша се смесва с водата за майшуване.
Този метод на смилане позволява максимално запазване на целостта на малцовата люспа и оптималното разграждане на еносперма. Друго съществено предимство на този тип мелници е, че някои от тях имат техническата възмоност да провеждат смилането при наличие на среда от инертен газ, както и за добавянето на млечна киселина. Това в известна степен намалява степента на окисление на кашата и подобрява киселинността й, съответно спомага за оптималния ензимен хидролиз и подобряване на качествените характеристики на крайния продукт.

Смесване на малца с вода

Както вече бе споменато, една част от пивоварната технология се основава на действието на различни ензимни системи върху наличните в малца вещества. Това няма как да се осъществи без наличието на вода. Именно за това един от най-важните етапи – майшуването, се провежда след смесването на малца с вода, и формирането на т.нар. малцова каша. Водата осигурява възможност за действие на ензимите, както и условия някои вещества да преминат в разтворима форма. Смесването на смления малц с вода може да се извърши по-няколко начина. Най-елементарният начин е директното добавяне на водата в смесително-захарителния апарат с последващо добавяне на смления малц (малцов шрот) или обратно. По този начин обаче, в началото се постига неравномерно смесване и образуване на нежелани бучки. Освен това малца много лесно се разпрашава и полепва по стените на апарата, при това на места където няма контакт с водата. Това автоматично води до невъзможност за озахаряване на този малц, съответно и до загуби на екстракт.
Един от най-широко прилаганите методи на смесване е този с използването на т.нар. предсмесител. Характерното при това елементарно устройство е противоположното движение на потоците от смлян малц и вода. В резултат на това се постига едно добро и равномерно омокряне на малцовия шрот. По този начин се избягва и разпрашаването на брашното по стените на смесително-озахарителните апарати.

Майшуване

Майшуването е един от най-важните, но може би и един от най-сложните процеси при производството на пиво. Процесът представлява поддържането на определени температури на малцовата каша за определено време. По-просто казано, това са т.нар. температурни паузи. На пръв поглед процеса не изглежда сложен, но сложността му се крие в неговата цел – разграждане на високомолекулните неразтворими вещества в малца и/или немалцуваните суровини под действие на собствените естествени ензимни системи на малца.
Ензимните системи, извършващи тези процеси могат да действат най-добре само при оптимални за тях условия – температура, рН и други. На тази база се гради и майшуването. По този начин, чрез умелото регулиране на температурните паузи, майшуването може да се провежда в желаната от технолога посока, т.е. до получаването на най-различни по качество и количество екстрактни вещества.
Разградените вещества преминават в разтворима форма и формират екстракта на пивната мъст. Тя е течната част на малцовата каша подложена на майшуване (получава се при филтриране на малцовата каша след майшуването). В условията на България, стойностите на екстракта на крайната пивна мъст предназначена за конкретни асортименти пиво варира в сравнително широки граници – между 9 и 16%. Именно част от този екстракт впоследствие може да бъде подложен на ферментация и да позволи обособяването на пивото като специфична алкохолна напитка със съответните й органолептични характеристики.
Нормално в ечемикът съдържа между 6 и 7% разтворими вещества, докато в малца те са между 14 и 22%. Тази разлика е следствие най-вече на ензимните процеси, протекли при производството на малца. Разтворимите вещества съдържащи се в пивната мъст се състоят предимно от захари – между 6 и 10%, белтъчни вещества – между 2 и 5% (аминокиселини, пептиди и други азотни вещества), декстрини, фенолни и минерални вещества, неорганични и органични фосфати, витамини и други.
Клетъчните стени на малца подложен на майшуване са изградени основно от белтъчни вещества, целулоза, хемицелулоза и β-глюкани. Целулозата не претърпява промени в хода на майшуването и оказва съществено влияние при формирането на допълнителния филтриращ слой от малцови трици, характерен за филтрацията на малцовата каша.
Ще разгледаме и промените настъпващи с най-съществените групи вещества.

Промени при въглехидратите в процеса на майшуване  

 Посочената в табличен вид информация, много добре изразява промените на въглехидратите по време на майшуването. Тя представлява сравнителни данни за част от наличните въглехидрати в малца и пивната мъст получена от него.

В процеса на майшуване въглехидратите на малца значително се променят, като се увеличава както количеството на моно-, ди- и тризахаридите така и на декстрините. Очевидно е, че в малца се съдържа предимно скорбяла, която през време на майшуването напълно се разгражда. Самата скорбяла се състои от амилоза – 17 ÷ 24% и амилопектин – 76 ÷ 83%. Молекулата на амилозата представлява линейна верига от α-1,4-глюкозидно свързани глюкозни остатъци, която в слабо кисел разтвор се навива като спирала. Схема на амилоза Много характерна реакция за съставните части на скорбялата е цветната им реакция с йода. Тя служи за контрол на т.нар. процес на озахаряване (разграждане на скорбялата), протичащ при майшуването в производствени и лабораторни условия.

Амилозата с йод дава синьо оцветяване. Установено, че оцветяването на амилозата от йода е в пряка зависимост от дължината на веригата й. Синьото оцветяване намалява и напълно изчезва при постепенното разграждане на молекулата на скорбялата. Един спирален сегмент от веригата й се състои от около 11 ÷ 12 спирали с по 6 ÷ 7 глюкозни остатъка. Амилопектинът е съставен от глюкозни остатъци, свързани в основната си верига с α-1,4 връзки и разклонения с α-1,6 връзки. Във вода той е неразтворим и образува клейстер, а с йода дава червено-виолетово оцветяване.

Самото разграждане на скорбялата се осъществява в резултат на действието на амилолитичния ензимен комплекс, съставен основно от ензимите α- и β-амилаза и амилфосфатаза. β-амилазата хидролизира амилозата, като действието й започва от нередуциращия край на веригата, а при амилопектина – от нередуциращия край на веригите му.

Хидролизирането протича в три последователни фази – клайстеризация, втечняване и озахаряване.

• Клайстеризация

В студена вода скорбялата е неразтворима, но при повишаване на температурата, скорбелните зрънца поемат водата вследствие на което набъбват. При достигане на температурата на кипене те се разрушават и образуват колоиден разтвор. Ако водата е недостатъчно скорбелните зрънца силно набъбват и се образува т.нар. клайстер. Температурата при която се извършва клайстеризацията на скорбялата зависи най вече от нейния произход. Така например, ечемичната скорбяла при наличие на амилолитични ензими клайстеризира при 60°С, докато оризовата скорбяла постига същото при около 80°C. Отдавна е установено, че клайстеризираната скорбяла се озахарява много по-бързо и ефективно. Клайстеризираното нишесте се озахарява много по-бързо. Именно тази особеност е заложена в същността на декокционните или т.нар. партидни методи на майшуване.

• Втечняване

Под действие на α-амилазта от молекулата на амилозата много бързо се образуват олигозахариди, съставени от около 6 ÷ 7 глюкозни остатъка и α-декстрини. Това обяснява бързата промяна на цветното съединение между амилозата и йода.

Под действието на ензимите на малца, втечняване на скорбялата води и до значително намаляване на вискозитета на разтвора.

Успоредно с това, при действие на α-амилазата върху амилопектина първоначално забелязва бързо намаляване на вискозитета и образуване на α-декстрини. Следва по-продължителен етап свързан с образуване на значителни количества ферментируеми захари.

• Озахаряване

Под озахаряване се разбира съвместното действие на α- и β-амилазите върху скорбялата, водещо до разграждането й до декстрини, които не дават оцветяване с йода. Времето необходимо за това се нарича време за озахаряване и представлява съществен качествен показател.
Оптимална температура за действието на β-амилазата е между 60 и 65°С при рН около 5,5. При едновременно продължително действие на α- и β-амилазите и при създаването на оптимални условия, около 95 % от скорбялата може да се хидролизира до ферментируеми захари.