Приготовление пива – один из самых сложных технологических процессов в пищевой промышленности. Для получения напитка высокого качества пивоварам нужно учитывать множество нюансов и тщательно подбирать ингредиенты. Дальше мы рассмотрим важные этапы классической технологии пивоварения, которую использует большинство современных заводов.

Сначала выясним, из чего делают пиво. В традиционной рецептуре допускается наличие только четырех ингредиентов:

Солод – продукт, получаемый путем проращивания злаков. Для изготовления пива используется ячмень, прошедший соложение, – процесс, способствующий прорастанию зерна. После замачивания ячмень разбухает, внутри зерен начинаются химические реакции, расщепляющие крахмал на нужный для брожения солодовый сахар.

Высушенный солод для пива

Вода. В пивоварении воду различают по составу и концентрации солей. Для некоторых сортов пива лучше подходит «жесткая вода» (с высоким содержанием солей), например, для мюнхенского. Есть сорта, сделанные исключительно на воде с низким содержанием солей, это пльзеньское пиво. Современные технологии позволяют регулировать концентрацию солей в воде с очень высокой долей точности, что упрощает производство.

Хмель. Придает пиву характерный горький вкус, душистый аромат и отвечает за пенообразование. Заменить хмель в производства пива без потери качества невозможно. Это уникальное растение, в состав которого входит более 200 веществ, отвечающих за вкус. Интересно, что для пива годятся только шишки женских растений хмеля.

Шишки хмеля

Дрожжи. На современных заводах используют специальные пивные дрожжи семейства Saccharomycetes, которые не встречаются в природе, а выведены искусственно специально для пивоварения. В зависимости от технологии брожения в производстве пива участвуют два вида дрожжей:

• верхового брожения (Saccharomycetaceae cerevisiae) – подходят для таких видов пива как портер, эль и стаут;
• низового брожения (Saccharomycetaceae carlsbergensis) – применяются при изготовлении лагерного и среднеевропейского пива.

Разница между этими видами пивных дрожжей в том, что на окончательной стадии дрожжи верхового брожения собираются на поверхности (всплывают), а низового – на дне сусла. Это заметно влияет на вкус.

Этапы производства пива

1. Приготовление сусла. Вначале ячменный солод дробят, но зерна не должны превратиться в однородную массу. В составе сусла обязательны большие и мелкие крупинки. Это называется солодовым помолом. В разных сортах пива соотношение крупных и мелких частиц отличается.

Затем солодовый помол смешивают с водой. Этот процесс называется «затиранием», а полученная смесь – затором. При добавлении воды ферменты ячменя начинают расщеплять крахмал на солодовый сахар. Для ускорения ферментации пивовары нагревают затор до температуры 76°C.

Далее готовое сусло фильтруют. Проваренный затор переливают из котла в специальное сито, закрытое снизу. В таком состоянии затертый солод находится некоторое время, пока на дне не осядут твердые частицы, называемые дробиной. Когда сито открывают, сквозь него и слой дробины начинает просачиваться чистое жидкое сусло, которое собирается в специальном котле для последующего варения.

2. Варка сусла. Полученное на предыдущем этапе сусло нагревают, доводят до кипения и добавляют хмель. Количество шишек зависит от сорта пива и предпочтений мастера. В каждой рецептуре используется разное количество хмеля.

Варка сусла занимает 2-3 часа. В ходе этого процесса погибают все микроорганизмы и разрушаются ферменты, поэтому дальнейшие химические реакции невозможны. Пивовары добиваются наперед установленной плотности начального сусла, которое на этикетке готового продукта обозначается как плотность пива.

Далее сваренное сусло фильтруют от остатков хмеля и дают отстояться. На дне выпадают мельчайшие частички, которые не удалось отфильтровать на предыдущем этапе. Также на некоторых заводах ускоряют удаление нежелательных остатков центрифугой.

Емкости для варения сусла

3. Брожение. Чистое сусло поступает через трубы на дно бродильных чанов, называемых цилиндроконическими танками. После того как жидкость остынет до нужной температуры, в чан добавляют дрожжи. Для пива верхового брожения перед добавлением дрожжей сусло охлаждают до 18-22°C, для пива низового брожения – до 5-10°C.

Спустя сутки после закладки дрожжей на поверхности бродильного чана появляется толстый слой пены. Это значит, что дрожжи успешно начали превращать сахар в углекислый газ и спирт. В ходе брожения выделяется много тепла, поэтому сусло нуждается в постоянном охлаждении, температура должна быть стабильной.

На этапе брожения пивовары следят за концентрацией углекислоты в чанах. При достижении максимально допустимого уровня газ отводят по специальным трубам. Брожение останавливается после того как весь сахар дрожжи переработают на спирт.

4. Созревание. На предыдущих этапах получилось молодое нефильтрованное пиво, требующее дальнейшего созревания (не касается пшеничных сортов). Для созревания используются большие емкости из нержавеющей стали, а сам процесс длится от нескольких недель до четырех месяцев.

Во время созревания нужно поддерживать стабильную температуру и давление в емкостях, колебания недопустимы. На современных предприятиях технологический процесс контролирует специальное оборудование, способное автоматически изменить температуру и давление.

Оборудование для созревания пива

5. Фильтрация. После созревания пиво проходит еще одну фильтрацию двумя разными фильтрами, предназначенными для очистки от крупных и мелких частиц. После этого пенный напиток становится абсолютно прозрачным и готовым к розливу.

6. Розлив. На заключительном этапе производства пиво переливают в тару разных видов. Перед розливом бутылки, кеги или бочонки все емкости моют, затем удаляют попавший внутрь воздух. Пиво является скоропортящимся алкогольным напитком, требующим стерильных условий. Без стерильности срок годности готового продукта лишь пару дней. При розливе в стеклянную тару бутылки предварительно пастеризуют – медленно нагревают до температуры 65°C, что существенно продлевает срок хранения пива.

Чтобы систематизировать всю информацию, предлагаю посмотреть следующую схему, иллюстрирующую очередность этапов.

Схема производства пива

Классическая технология производства пива включает следующие основные этапы: получение солода из ячменя, приготовление сусла, сбраживание сусла, выдержку (доб-раживание) пива, обработку и розлив пива. Это длительный сложный процесс, который длится 60—100 дней и во многом зависит от квалификации пивовара. Несмотря на то, что исходным сырьем являются одни и те же компоненты, качество пива, вырабатываемое разными предприятими, различно.

Получение солода. В пивоварении солод играет роль источника не только активных ферментов, но и того комплекса органических (прежде всего водорастворимых Сахаров) и минеральных веществ, который позволяет с участием этих ферментов получить пивное сусло, пригодное для сбраживания. Чем больше в солоде накопится простых Сахаров, необходимых для брожения, тем активнее будет идти сам процесс сбраживания и тем больше накопится спирта.

Ячмень, используемый для приготовления солода, замачивают в специальных чанах с водой с температурой 12— 17°С. В зерне, по мере возрастания влажности, активизируются клеточные ферменты и ускоряются катализируемые ими биохимические процессы. Это приводит к резкому повышению интенсивности дыхательных процессов и ускорению гидролиза полисахаридов до простых Сахаров, необходимых для этих биохимических процессов. Замачивание приостанавливают при достижении влажности зерна 42— 45% при производстве светлого солода и 45—47% — темного.

Потери сахаров на процессы дыхания в период замачивания достигают 1,5%, при этом наибольшую активность приобретают амилолитические и протеолитические процессы.

Для проращивания замоченное зерно направляют в солодовни различных конструкций (ящики или барабанные установки). Процесс солодоращения проводят при температуре 15—19°С и хорошей аэрации зерна в течение 5—8 суток. При этом эндосперм зерна к концу соложения размягчается и легко растирается за счет гидролиза крахмала амилазами, а гемицеллюлоз — цитазой (комплексом ферментов). В проращиваемом зерне накапливаются растворимые сахара — мальтоза, глюкоза, фруктоза и другие сахара, придающие солоду сладковатый вкус. При гидролизе фитина ферментом фитазой образуются инозит и кальций-магниевая соль фосфорной кислоты. Присутствие инозита в сусле стимулирует жизнедеятельность дрожжей, а фосфорная кислота определяет кислотность солода и сусла.

За счет активизации протеолитических процессов (протеиназ, пептидаз и амидаз) сложные комплексы азотистых соединений гидролизуются с образованием растворимых белков, пептонов, аминокислот, аммиака.

В процессе проращивания зерна, наряду с гидролизом, протекают и процессы синтеза физиологически активных соединений. Так, в соложеном ячмене накапливаются витамины группы В, токоферолы, аскорбиновая кислота. Особенно возрастает содержание рибофлавина (до 210 мг на 100 г сухого вещества). В дальнейшем при химическом взаимодействии продуктов гидролиза с активными соединениями образуются новые, свойственные проросшему и высушенному зерну, ароматические и вкусовые вещества. Поэтому из сырого (зеленого) солода нельзя получить пиво.

Для придания необходимых свойств и хорошей сохраняемости солод сушат при различных температурных режимах до остаточной влажности 2—3,5%. Различные температурные режимы и продолжительность сушки позволяют получить солод с разными показателями качества и соответствующими технологическими свойствами. Именно от качества исходного солода, в свою очередь, будет зависеть тип производимого пива (светлое, полутемное, темное).

Для выработки отечественных сортов пива получают солод следующих видов: светлый, темный, карамельный и жженый.

Светлый солод получают высушиванием проросшего ячменя в течение 16 ч при постепенном повышении температуры с 25—30 до 75—80°С. В зависимости от качества светлый солод делят на три класса: высокого качества, первый и второй. В готовом виде он имеет светлую окраску, сладковатый вкус, солодовый аромат, рыхлый мучнистый эндосперм и высокую осахаривающую способность. Используют его для большинства сортов пива.

Для получения темного солода проросшее зерно сушат 24—48 ч при более высокой температуре, достигающей 105°С в конце процесса. Темный солод на классы не подразделяют. Помимо коричнево-желтой окраски темный солод отличается от светлого хрупкостью эндосперма и меньшей осахаривающей способностью. Используют его для темных сортов пива.

Карамельный солод в зависимости от качества делят на два класса: первый и второй. По окраске он может быть от светло желтого до буроватого с глянцевым отливом. Для его производства используют сухой или зеленый солод с повышенным содержанием Сахаров, который обжаривают при температуре 120—170°С. Поскольку при такой высокой температуре происходит карамелизация Сахаров, а также процессы Майара, то вид зерна на срезе представляет собой спекшуюся коричневую массу. Для этого вида солода не допускается обугливание зерна.

Жженый солод — это темнокоричневые зерна, без черного цвета. Его готовят из зеленого солода путем предварительного увлажнения и последующего обжаривания при температуре 210—260°С. В результате формируются вкус и запах, напоминающий кофейный, без привкуса горелого и горечи. Вид зерна на разрезе представляет собой темнокоричневую, но не черную массу.

В процессе сушки и обжарки солода происходят интенсивные химические процессы с образованием специфических ароматических и красящих веществ. Накопившиеся в результате гидролиза пентозы преобразуются в фурфурол и другие альдегиды и ароматические вещества, обусловливающие запах солода (ржаной корочки). Окрашенные компоненты солода — это продукты разрушения Сахаров в результате карамелизации и меланоидинообразования, протекающие наиболее интенсивно при температурах выше 80°С. Меланоидины, обладающие поверхностно-активными свойствами, являются хорошими пенообразователями, и поэтому темные сорта пива дают более обильную пену.

Солод после сушки освобождают от ростков, поскольку они придают ему гигроскопичность и горький вкус за счет присутствия алкалоида горденина. Необходимость проведения этой операции связана еще и с тем, что в ростках накапливаются аминокислоты, которые, попадая в сусло, являются источником образования сивушных масел при сбраживании. Солод приобретает окончательную готовность к использованию только после 3—5-недельной отлежки (дозревания) на складах.

Готовый солод полируют, освобождая от остатков ростков и загрязнений, пропускают через магнитные аппараты, а затем подают на солодовые дробилки. От степени дробления солода зависит в дальнейшем скорость осахаривания крахмала, уровень экстрактивности сусла, продолжительность фильтрования.

Приготовление сусла. Дробленый солод, и при необходимости несоложеные материалы, смешивают с горячей водой в соотношении 1:4. Полученную смесь медленно перемешивают при подогревании до температуры 50—52°С в течение 10—30 мин. 15—20% растворимых веществ солода при этом переходят непосредственно в раствор без ферментативной обработки. Одновременно происходит ферментативный гидролиз водонерастворимых азотистых веществ и фитина. Затем смесь переводят в заторные чаны, где под действием ферментов солода происходят дальнейший гидролиз и превращение водонерастворимых веществ сырья в водорастворимые, формирующие экстракт будущего сусла. Для обеспечения максимального перехода веществ в раствор затор медленно нагревают при постоянном перемешивании до 70—72°С (настойный метод).

При другом (декокционном) способе 1/3 затора перекачивают в кипятильный котел, где кипятят 15—30 мин, после чего объединяют и перемешивают с остальной частью затора. Повторяя эту операцию 2—3 раза, доводят температуру всего затора до требуемого значения. При этом длительность всего процесса приготовления затора составляет 3—3,5 ч. Это затирание солода необходимо для дальнейшего ферментативного гидролиза крахмала. Последовательность превращений крахмала при гидролизе под действием а- и |3-амилаз такова:

♦ крахмал—амилодекстрины—эритродекстрины—ахро-декстрины;

♦ мальтодекстрины—мальтоза—глюкоза.

Наряду с полным осахариванием крахмала до глюкозы в заторе завершается протеолиз белков, продукты которого играют большую роль в формировании органолептичес-ких свойств и устойчивости пива при хранении.

Осахаренный затор затем направляют на фильтрование для отделения жидкой части сусла от твердой фазы затора. При этом фильтрующий слой образует сама твердая фаза затора — пивная дробина (негидролизуемые компоненты, клеточные оболочки, коагулированные при нагревании белки), оседающая на сетках фильтрационных чанов, фильтр-прессов, применяемых для фильтрования пивного сусла. Отделять пивную дробину молено и с помощью саморазгружающихся центрифуг.

Отфильтрованное сусло и полученные после промывания дробины воды переводят в сусловарочный котел для кипячения с хмелем, упаривания до нужной концентрации и стерилизации. При высокой температуре полностью инак-тивируются ферменты и коагулирует часть растворимых белков, а горькие и ароматические вещества хмеля растворяются в сусле. При этом крупные хлопья коагулированного белка, оседая, захватывают частицы мути и тем самым осветляют сусло.

Хмелевая а-кислота (гумулон), которая при кипячении переходит в изогумулон (хорошо растворимый в воде), является в основном источником своеобразной горечи, свойственной пиву. Растворимость (3-кислоты незначительна, а мягкая сх-смола гидролизуется с образованием (3-смолы и отщеплением изобутилового альдегида и уксусной кислоты, участвующих в формировании специфического аромата и вкуса как сусла, так и пива. Норма расхода хмеля, в зависимости от сорта пива и его рецептуры, составляет от 22 до 45 г/да л.

Охмеленное сусло, доведенное до нужной плотности, пропускают через хмелецедильник, охлаждают до 4—6°С, а затем освобождают от коагулированных белков с помощью сепараторов. Во время этих операций сусло окончательно осветляется и насыщается кислородом, что необходимо для развития дрожжей.

Сбраживание сусла происходит в открытых или закрытых, деревянных или металлических емкостях специальными расами дрожжей низового и верхового брожения. Для особых сортов портера в конце брожения вводят сла-бобродящие дрожжи рода бреттаномицетов, придающие пиву особый специфический аромат. На поверхности сусла через 15—20 ч после внесения дрожжей появляется полоса белой пены (стадия забела), а затем вся поверхность бродящего сусла покрывается мелкоячеистой пеной с постепенно увеличивающимися завитками. Достигнув максимума, завитки опадают, пена уплотняется и становится коричневой. Осевшую пену (деку) из-за горького вкуса обязательно удаляют с поверхности сусла. В конце брожения низовые дрожжи оседают на дно. Осветлившаяся жидкость называется зеленым, или молодым, пивом. В нем, наряду с накопившимися в результате брожения этилового спирта и углекислого газа, накапливается и целый ряд побочных продуктов, участвующих в создании вкуса и аромата пива. Процесс главного брожения завершается за 7—9 сут. К этому моменту в пиве остаются несброженными еще около 1,5% Сахаров.

Выдержка (дображивание) пива способствует окончательному формированию потребительских достоинств пива. Для дображивания молодое пиво перекачивают в герметично закрывающиеся металлические танки, внутренняя поверхность которых покрыта специальным пищевым лаком. В зависимости от сорта пиво выдерживают при температуре 0—3°С в течение 11—100 сут. В результате дображивания остаточного сахара несколько возрастает крепость пива, происходит дополнительное насыщение его углекислотой и осветление. Взаимодействие разнообразных первичных и вторичных продуктов главного и побочных процессов брожения приводит к формированию новых веществ, обусловливающих характерные вкус и аромат зрелого пива, а также его сортовые особенности.

Обработка и розлив пива. После лабораторного и орга-нолептического контроля, подтверждающих качество выработанного пива, его обрабатывают и разливают. Для придания прозрачности пиво фильтруют через прессованные пластины из различных фильтрующих масс, и лучшими из них являются диатомитовые (кизельгуровые) фильтры. В процессе осветления пиво теряет значительную часть двуокиси углерода, поэтому допускается дополнительное введение углекислоты перед розливом с последующей выдержкой в течение 4—12 ч для ее ассимиляции.

Пиво — освежающий, насыщенный диоксидом углерода, пенистый напиток, получаемый в результате сбраживания пивного сусла специальными расами пивных дрожжей.

Пивное сусло приготавливают из дробленых зерно-продуктов: преимущественно ячменного или пшеничного солода, ячменя, пшеницы, кукурузы и другого зерна, воды, сахара и хмелепродуктов.

Пиво бывает:

светлое — пиво с цветом О,4—2,5 ц/ед (не более 14 ед ЕВС);

полутемное — с цветом 2,5—4,0ц/ед (15—40ед ЕВС); ч темное — с цветом 4,0—8,0 ц/ед (40—160 ед ЕВС);

ц/ед — см 3 р-ра йода концентрацией 0,1 моль/дм 3 на 100 см 3 воды.

** ЕВС — Европейская пивоваренная конвенция.

безалкогольное — с массовой долей спирта не более 0,4 %;

крепкое — с массовой долей спирта 1,0—6,0 %;

оригинальное — светлое пиво с увеличенным сроком дображивания и повышенной нормой внесения хмеля;

пастеризованное — с повышенной биологической стойкостью, получаемой путем тепловой обработки;

специальное — приготовленное с применением вкусовых или ароматических добавок.

Основным сырьем для производства пива являются ячменный солод, хмель и вода. От их качества и подготовки зависят вкусовые, питательные и другие потребительские свойства пива.

Производство пива включает ряд последовательных взаимосвязанных технологических стадий, характеризуемых строго регламентированными параметрами. Правильность проведения всех процессов во многом определяет качество пива.

Солод получают путем проращивания злаков в искусственных условиях при определенной температуре и влажности.

По способу приготовления различают следующие типы солода: светлый, темный, карамельный и жженый. По своим качественным показателям он должен удовлетворять требованиям стандарта — ГОСТ 29249-92.

Для производства солода используют ячмень, отвечающий требованиям ГОСТ 5060-86 — «Ячмень для пивоварения». Данный вид сырья, поступающий на завод, должен сопровождаться удостоверением качества.

Производство пива отличается высоким уровнем сложности. Процесс требует большого мастерства от пивоваров, т.к. они должны учитывать много факторов, возникающих в ходе переработки сырья.

Процесс приготовления пива – схемы и технологии

Каждый этап изготовления пенного напитка имеет свои технологические особенности. Весь процесс условно можно разделить на 6 стадий.

Сначала осуществляется заготовка сусла. Для этого берут мелко раздробленный, но сохраняющий целостность солод из ячменя, содержащий крупинки разного размера. Такой тип помола так и называют – солодовым. Пивные сорта определяются соотношением частиц. Солод смешивают с водой, в результате чего получается масса, называемая затором.

Зерновой крахмал в воде начинает превращаться в сахар. Чтобы процесс пошел быстрее, массу нагревают до 75ºС. Затем сусло пропускают через специальное сито-фильтр, в результате чего на дне этого приспособления оказываются твердые части. Через них проходит жидкость, которая и является суслом.

Затем наступает этап варки сусла. Полученную в процессе фильтрации жидкость доводят до кипения, затем в зависимости от того, какой сорт должен получиться, добавляют хмель (точное количество определяет пивовар). Процедура варки может длиться 2-3 часа.

На этом этапе специалисты добиваются плотности пенного напитка, которая впоследствии отражается цифрой на бутылочной этикетке. После окончания варки сусло очищают от хмеля через фильтр. Чтобы на дно осели неотфильтрованные части, иногда используют центрифугу.

Третья стадия – брожение. Очищенное от примесей сусло сливается в специальные емкости. Когда температура бродильных чанов достигнет необходимой, в них добавляют дрожжи. Для пенного низового брожения температура должна составлять 5-10ºС, для верхнего – 18-22ºС. Через сутки начнется обильное пеновыделение, свидетельствующее о том, что сахар начал преобразовываться в углекислый газ и спирт.

Брожение сопровождается повышением температуры, поэтому важно вовремя охлаждать емкости с суслом. Кроме того, необходимо контролировать содержание газа, излишки откачивают. Заканчивается этап брожения, когда сахар и дрожжи полностью превращаются в спирт.

После брожения наступает период созревания, который занимает от 1 недели до 4-5 месяцев. Все это время молодое пиво находится в чанах из нержавеющих металлов. Технология пивоварения предусматривает сохранение температуры и давления в емкостях на одном уровне, поскольку колебания этих показателей могут испортить продукт. Часто наблюдение осуществляется с помощью специальных автоматических приборов.

Предпоследний этап – фильтрование. После того как пиво прошло этап созревания, его снова подвергают фильтрации, в результате которой жидкость очищается от мелких и более крупных частиц, что делает продукт прозрачным (происходит процесс осветления).

Розлив – это заключительная стадия производства пенного напитка, когда оно переливается в разную тару. Бутылки, бочонки или кеги хорошо моют. Пиво может быстро испортиться, поэтому из тары удаляют воздух, чтобы внутренняя часть сосудов оставалась стерильной. Если не соблюдать этого требования, то годность пива будет составлять 2-3 дня. Если производится бутилирование, то стеклянные емкости дополнительно пастеризуют, т.е. нагревают до 60-65ºС, что позволяет увеличить срок хранения пенного напитка.

Существует много мелких нюансов, которые включает в себя схема производства пива. Так, например, существует несколько способов для варки сусла, на несколько стадий может подразделяться процесс очищения пива и др.

Оборудование

Оборудование зависит от того, в каких объемах планируется изготовление пива. На маленьких пивоварнях, разливающих от 500 до 15 тыс. л в год, чаще производят продукт низового брожения, поэтому набор емкостей и агрегатов несколько иной, чем на заводах-гигантах, производящих свыше 15 тыс. л.

Однако оборудование, обязательное для основных этапов производства пива, включает такие агрегаты:

• дробилку для солода;
• аппарат для проведения фильтрации;
• засосы, используемые для сусла, кипятка и затора;
• аппарат для варки сусла;
• теплообменник;
• аппарат для нагревания воды;
• насосы, используемые для молодого пива и уже готового;
• электропарогенератор;
• емкости для брожения;
• гидроциклонный агрегат;
• холодильники с льдогенератором;
• емкости для раздачи;
• автоматический пульт, осуществляющий контроль и управление.

Список может дополняться или, наоборот, уменьшаться, в зависимости от того, какой сорт пива производится.

Ингредиенты

Пиво, производимое по классическим рецептам, имеет в своем составе следующие 4 компонента:

Вкус пива во многом определяется тем, насколько качественные продукты были взяты для его изготовления.

Экстракты

Солодовый алкоголь можно приготовить в домашних условиях самостоятельно. Схема производства пива в этом случае будет основываться на использовании пивного экстракта, который представляет собой концентрат пенного напитка. Он является натуральным ингредиентом, представляющим собой , которые было сварено в заводских условиях с использованием солода и хмеля. Концентрат пива – сусло с большой густотой, т.к. из него удалили много жидкости, выпарив ее. На вид пивной концентрат напоминает тягучий сироп.

Для пивоварения в домашних условиях в экстракт добавляют пивные дрожжи, после чего начинается процесс брожения. Пивные концентраты бывают разных видов. Какой из них следует брать, зависит от сорта пенного напитка, который планирует получить пивовар.

Введение

Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом, насыщенный углекислым газом (диоксидом углерода), образовавшимся в процессе брожения. Оно не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека, способствует лучшему обмену веществ.

Пивоварение является одним из древнейших производств. Предполагается, что еще за 7 тыс. лет до н.э. в Вавилоне варили пиво из ячменного солода и пшеницы. Затем способ приготовления пива распространился в Древнем Египте, Персии, среди народов, населявших Кавказ и юг Европы, а позже – по всей Европе.

Во всех славянских языках присутствует слово «пиво». Раньше этим словом называли не только пиво, но и напиток вообще. Слова «пиво» и «пить» созвучны в славянских языках. Именно славяне были посредниками, передававшими практику использования хмеля другим европейским народам.

Во время археологических раскопок на месте Древнего Новгорода были найдены берестяные грамоты, в которых упоминались перевары. Перевары – это хмельные напитки из меда и пива, отличающиеся большой крепостью. Насколько высоко ценились перевары можно судить по тому факту, что мед и перевары являлись данью на Руси. Следует также отметить, что пиво, солод и хмель входили в состав оброков крестьян за пользование землей.

На Руси пиво и меды разной крепости (легкие – от 2% до 4% алкоголя, средние – от 4,5% до 7%, крепкие – до 17% и даже 35% и более) были ритуальными напитками, употреблявшимися на пирах. Варили пиво в монастырях. В годы царствования великих князей пиво часто упоминается в царских указах. Великий князь Иван III в годы своего царствования (1462–1505) запретил кому бы то ни было варить пиво и употреблять хмель, присвоив это право казне. Позже указ был отменен.

Со временем на Руси появляется все больше пивоварен. В 1715 году по указанию Петра I в Петербург были выписаны солодовщики и пивовары, что способствовало развитию пивоварения. К этому же году относится основание нынешнего пив завода во Львове. Пиво на Руси становится привычным и популярным и даже попадает на страницы литературных произведений.

На рубеже XVIII–XIX вв. пользовалось известностью пиво московских пивоварен, общее число которых было 236. Судя по всему, они были более мелкими по сравнению с крупными петербургскими. Особенно же славилось тогда калужское пиво, получаемое верховым брожением.

Интересна история петербургского пивоварения. В 1795 г. с высочайшего одобрения Екатерины II Абрахамом Фридрихом Кроном в Петербурге был основан старейшина российского пивоварения – пивзавод, который носил имя Александра Невского. В год на заводе производилось до 170 тыс. декалитров (1 декалитр или 1 дал равен 10 л, а 1 гектолитр или 1 гл т 100 л) пива, которое поставлялось к императорскому столу. В конце XVIII в. Петром Ка-залетом было основано производство пива близ Калинкина моста. Калинкинскии пивзавод специализировался на выпуске лучших, элитных сортов пива. В 1848 г. Крон и Казалет объединили свои заводы, в дальнейшем пивоварение велось на Калинкинском пивзаводе, который уже в 1848 г. выпускал 330 тыс. дал. (С 1923 г. этот завод носит имя Степана Разина.) В 1863 г. на Петровском острове был учрежден пивзавод «Бавария» российско-баварского пивоваренного общества, ставший поставщиком двора Его Императорского Величества. В 1872 г. основан завод «Вена» российско-австрийского акционерного общества.

Во второй половине XIX в. общее число пивоварен стало уменьшаться, а в оставшихся крупных производство пива увеличилось. Если в 80-х гг. XIX в. общее число пивоварен достигало почти полутора тысяч, то на рубеже веков их было около тысячи.

Важнейшим толчком для развития промышленного пивоварения стало изобретение паровой и холодильной машин. К концу XIX в. примерно треть заводов была оснащена паровыми машинами, а затем некоторые из них стали пользоваться и электричеством. В 1876 г. Трехгорный пивоваренный завод в Москве выпустил первое пиво. В 1887 г. производительность завода составила около 700 000 дал. Выпускаемое предприятием пиво на Всероссийских промышленных выставках в 1882 и 1896 гг. за качество было удостоено награды «Золотой opел». Завод использовал достижения науки и техники: в 1899 г. предприятие перешло на электрическое освещение, в 1907 г. установило высокопроизводительную паровую машину, в 1911 г. немецкий изобретатель Натан смонтировал свою установку по сбраживанию сусла. В 1908 г. 65 крупнейших заводов произвели, половину всего объема пива. В отрасли тогда работало около 20 тыс. рабочих.

Накануне первой мировой войны по общему объему производства пива среди регионов России лидировала Петербургская губерния, на втором месте была Московская, затем – Лифляндская (обогнавшая другие губернии по числу заводов) и Варшавская губернии. В границах современной Российской Федерации пивоварение было развито в Петербургской, Московской, Самарской, Казанской и Смоленской губерниях. Первое место по отдельным заводам занимало Московское Трехгорное товарищество, затем следовали петербургские заводы Калинкинскии и Бавария. Вскоре первая мировая война с ее «сухим» законом и последующие события приостановили на время развитие отечественной пивоваренной промышленности.

В 30–70-е годы XX века пивоваренная промышленность в России была полностью технически реконструирована, построено много новых крупных заводов, технологические процессы были механизированы и автоматизированы.

В настоящее время на многих предприятиях устанавливается современное высокопроизводительное оборудование. Особое внимание уделяется совершенствованию осветления и розлива пива.

При приготовлении пива протекают многие физико-химические, биохимические и другие процессы, обусловливающие качественные и вкусовые показатели готового продукта. Управление этими процессами и получение напитка высокого качества требуют от рабочих знания технологии и оборудования, передовых приемов работы, высокой ответственности за порученное дело.

Сырье для производства пива

Ячмень

Основным сырьем для приготовления пива служит ячменный солод, который получают из пивоваренных сортов ячменя. Посевы ячменя широко распространены в нашей стране и занимают большие площади.

Ячмень относится к семейству злаковых, роду Гордеум (Hordeumsativum), в котором есть два вида: двухрядный и многорядный (шестирядный). Двухрядные ячмени бывают в основном яровыми, а шестирядные – озимыми и яровыми.

Двухрядные ячмени имеют на колосовом стержне по обе стороны от него по одному нормально развитому зерну и несколько неразвившихся. При таком расположении зерна двухрядного ячменя хорошо развиваются, вырастают крупными и одинакового размера. Боковые зерна шестирядного ячменя имеют неправильную изогнутую форму и более мелкие.

Шестирядные ячмени используются на корм скоту, их называют фуражными, а двухрядные – для производства солода, поэтому их называют пивоваренными. У пивоваренных сортов ячменя оболочка зерна более тонкая, содержание экстрактивных веществ (в основном крахмала) больше, а белка – меньше, чем у кормовых ячменей.

Ячменное зерно состоит из зародыша, эндосперма (мучнистого тела) и оболочек.

Зародыш находится у нижнего конца зерна. Состоит из зародышевого листа – почечки и зародышевого корешка. Зародыш является основной частью зерна, ответственной за его проращивание.

От эндосперма зародыш отделен щитком, через клетки которого при прорастании подводятся питательные вещества.

Эндосперм – мучнистая часть зерна. Основная масса эндосперма – крупные клетки, заполненные крахмальными зернами и белком. Тонкие стенки клеток состоят из гемицеллюлозы. Наружная часть эндосперма представляет собой алейроновый слой, который состоит из трех слоев толстостенных клеток, содержащих белок и жир. По мере приближения к зародышу толщина слоя уменьшается, а вблизи зародыша алейроновый слой исчезает. Клетки эндосперма, расположенные рядом с зародышем, не содержат крахмала, так как он был израсходован зародышем при созревании и хранении зерна. В этом слое во время прорастания зерна образуется большая часть ферментов. Клетки алейронового слоя живые (также как у зародыша), а остальные клетки эндосперма являются резервными для развития зародыша.

Оболочки. Зерно окружено оболочками, которые располагаются в следующем порядке: наружная – цветочные пленки, под ними находится плодовая, затем семенная оболочка. Если цветочные пленки срослись с зерновкой (эндосперм), такой ячмень называется пленчатым, если не срослись, то голозерным. У голозерных ячменей оболочка отделяется при обмолоте. В пивоварении используют пленчатые ячмени.

Другие виды зернового сырья

В пивоварении в качестве несоложеных материалов, т.е. без проращивания, применяют также кукурузу, рис и, реже, пшеницу.

Кукуруза . Применяется как добавка к солоду в виде кукурузной муки или кукурузной сечки. Кукуруза содержит много жира, снижающего стойкость пены. Жир содержится в основном в зародыше, поэтому снизить его количество в муке можно только предварительно отделив зародыш. Содержание жира для кукурузной муки или сечки не должно превышать 2%. Жир кукурузы легко прогоркает, поэтому сечку или муку должны хранить не более 3 мес в темном и прохладном месте. Экстрактивность кукурузы выше, чем у ячменя, и составляет 82–90%. Мука кукурузы содержит в среднем 12–13% воды, 63% крахмала и 9% белков.

Средний процентный химический состав зерна кукурузы (в пересчете на сухое вещество СВ): углеводов – 78,5; белковых веществ – 12,15; целлюлозы – 2,5; жира – 5,1; золы – 1,75. Крахмал кукурузы содержит 21–23% амилозы и 77–79% амилопектина. Крахмальные зерна мелкие и трудно гидролизуются ферментами.

Рис. Его добавляют к солоду в виде муки или сечки, являющейся отходом рисоочистительного производства. До обработки рис представляет собой зерно, покрытое цветочными оболочками. Количество пленки в зерне составляет 17–23%. Содержание крахмала в сечке около 80% (амилозы 21–31%, амилопектина 69~79%), белка 6–8%, экстрактивность 95–97% к массе сухих веществ.

Продукция пивоваренных заводов - пиво - является слабоалкогольным напитком. Приготовляется пиво в основном из ячменного солода и хмеля. На разных этапах технологического процесса ячменное сусло подвергается биохимическим превращениям под действием ферментов как солода, так и пивоваренных дрожжей. Необходимые для дрожжей питательные вещества - углеводы, аминокислоты и минеральные соли - содержатся в пивном сусле.

Технологический процесс пивоварения включает следующие стадии: производство солода, варка сусла, сбраживание пивного сусла (главное брожение), выдержка и созревание пива (дображивание), фильтрация и розлив. Для производства солода ячмень замачивают, проращивают и сушат.

В процессе солодоращения в зерне накапливаются ферменты, которые затем превращают крахмал зерна в сбраживаемые сахара, а белки зерна в аминокислоты. При сушке солода под влиянием высокой температуры образуются ароматические вещества, придающие пиву характерные запах и вкус.

Сложной технологической стадией является варка сусла. Измельченный солод обрабатывают теплой водой, и под действием ферментов в раствор переходит 75 % сухих веществ солода. Варку производят в несколько этапов. Температуру регулируют так, чтобы создавались наилучшие условия для действия амилолитических (расщепляющих крахмал) и протеолитических (расщепляющих белки) ферментов. При кипячении сусла белки коагулируют, а вещества хмеля растворяются и придают суслу характерные горечь и аромат.

Процесс брожения пивного сусла разделяется, как было указано выше, на два периода - главное брожение и дображивание. Главное брожение протекает в бродильных чанах (открытых емкостях) или танках (закрытых емкостях).

В зависимости от свойств применяемых дрожжей брожение может быть низовым (холодным - при температуре 6-10°С) и верховым (теплым - при температуре 14-25°С). В результате брожения в пиве накапливаются 3-8 % алкоголя, до 0,4 % углекислого г аза и побочные продукты.

Главное брожение ведут до получения определенного количества алкоголя, соответствующего данному сорту.

Основная масса дрожжей оседает на дно сосуда, и лишь часть остается в молодом пиве на стадии дображивания. Эта стадия протекает в герметически закрытых емкостях, под давлением при температуре около 0 °С и состоит в медленном дображивании остатка сахаров, насыщении пива СО 2 и оседании дрожжей.

При созревании в пиве происходят сложные биохимические превращения веществ и изменяются органолептические показатели. После главного брожения продукт приобретает вкус и аромат (букет) готового напитка.

Важнейшие процессы при сбраживании пивного сусла дрожжами показаны на схеме 4. Пиво осветляется вследствие оседания дрожжей и различных взвесей - белковых частичек, хмелевых смол и др. Для полного осветления пиво фильтруют и разливают в бутылки и бочки под давлением.

Схема 4. Важнейшие процессы при сбраживаний пивного сусла.

Так производят пиво по классической технологии. Однако в последние десятилетия разработаны и применяются новые прогрессивные способы, позволяющие сократить длительность технологических стадий. Таких способов два: производство пива в непрерывном потоке и в крупных вертикальных емкостях - цилиндроконических танках (ЦКТ).

Технология производства пива в ЦКТ состоит в следующем. Танк заполняют на 80-85 % охлажденным суслом при температуре 8-10°С в течение суток, для чего используют 4 варки: первую порцию сусла аэрируют и в нее задают дрожжи. Брожение протекает при температуре 12-13 °С, после достижения конечной степени сбраживания пиво охлаждают до 0,5-1,5°С и выдерживают еще 6-7 сут.

В настоящее время по этой прогрессивной технологии производят не только жигулевское пиво, но и сортовое: 12 %-ное пиво за 18-20 сут вместо 38 и 13 %-ное - в течение 22 сут вместо 50. При этом достигается значительный экономический эффект и получается продукция высокого качества. Технология производства пива в ЦКТ широко применяется в нашей стране.