СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЯ ДЛЯ ПИВОВАРЕНИЯ, СЫРЬЕ ДЛЯ ПИВОВАРЕНИЯ, ПОЛУЧЕННОЕ СОГЛАСНО СПОСОБУ, И СПОСОБ ПИВОВАРЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК C12C5/00 C12C1/18 C12C7/04 

Настоящее изобретение касается способа получения сырья для пивоварения, получаемого при этом сырья для пивоварения, а также использования указанного сырья для пивоварения при производстве пива.

Обычно пиво получают из ячменного солода. Однако цена солода сравнительно высока, вследствие чего в пивоварении предпринимаются попытки использовать вместо солода менее дорогие виды сырья, например крахмал или богатое крахмалом сырье.

В последние годы сорта легкого пива заслужили растущую популярность. При производстве сортов легкого пива вместо солода используют богатые крахмалом виды сырья. Такая технология описана, например, в Tschiersch R. Einige Aspekte und Probleme der Zerkleinerung von Gerstenrohfrucht. Lebensmittelindustrie, 1980, Vol. 27, p.124-126. и Hudson J.F. Adjuncts and their use in brewing. Brewer's Guardian. July 1985. p.18-21.

B указанных работах богатое крахмалом сырье для пивоварения получают, например, из ячменя влажным способом, в ходе которого отделяют крахмал для его использования при производстве пива вместо солода. Однако, известные способы указанного отделения не являются полностью удовлетворительными, особенно ввиду своей сложности и дороговизны.

Известен [SU, авт. свид. СССР N 1331885, C 12 C 7/01. 1987] способ получения сырья для пивоварения из ячменя, включающий в себя измельчение ячменя в сухом состоянии для последующего использования его вместе с солодом, причем ячмень измельчают до размера частиц менее 300 мкм и используют его затем при затирании.

Недостатком такого способа является то, что получаемое сырье не обогащено крахмалом, кроме того, при измельчении ячменя до размера частиц менее 300 мкм происходит нагрев зернопродуктов, что может привести к инактивации ферментов и делает поэтому осуществление этого способа в промышленных масштабах затруднительным.

В известном сырье, получаемом таким способом [SU. авт. свид. СССР N 1331885, C 12 C 7/01, 1987], часть солода заменена ячменем, измельченным до размера частиц менее 300 мкм.

Недостатком такого сырья является то, что часть солода заменена сырьем, не обогащенным крахмалом.

Известен способ пивоварения [SU. авт. свид. СССР N 1331885, C 12 C 7/01, 1987] , включающий приготовление сусла с использованием сырья из сухого измельченного ячменя, при котором вместе с солодом используют ячмень, измельченный в сухом состоянии до размера частиц менее 300 мкм.

Поскольку в таком способе используется описанное выше сырье, то этому способу присущи те же недостатки, что указаны выше.

Задачей настоящего изобретения является разработка сырья для пивоварения, способа его получения и способа пивоварения, которые позволяют легко получать из ячменя используемое вместо солода богатое крахмалом сырье для пивоварения по гибкой технологии, совместимой с различными видами обработки ячменя.

В частности, задачей настоящего изобретения является разработка способа, при котором сырье для пивоварения производится с меньшими затратами, нежели раньше, и таким образом, что указанным сырьем для пивоварения можно заменить значительную часть солода, вплоть до половины.

Данная задача решается тем, что предложен способ получения сырья для пивоварения из ячменя, включающий в себя измельчение ячменя в сухом состоянии для последующего использования его вместе с солодом, при котором из измельченного ячменя с помощью просеивания отделяют тонкую фракцию, предназначенную для использования в качестве сырья для пивоварения вместе с солодом, причем указанная тонкая фракция имеет размер частиц менее 300 мкм и содержит более 65 мас.% крахмала, мало жира, белка, полифенола и β- - глюкана.

Настоящее изобретение основано на неожиданном факте, который был обнаружен в ходе проведенных исследований и состоит в том, что богатая крахмалом тонкая фракция, отделяемая от размолотого ячменя с помощью просеивания, соответствует предъявляемым требованиям и может использоваться в качестве сырья для пивоварения наряду с солодом.

Можно использовать указанное сырье для пивоварения в любой невысокой пропорции по отношению к общему количеству солода, в предпочтительном случае - более 10 мас.% вплоть до 15 мас.%, в удовлетворительном случае - 40 мас.%, в более предпочтительном случае - 45 мас.%, - в наиболее предпочтительном случае - даже вплоть до 50 мас.% от смеси солода и сырья для пивоварения. На практике это означает, что вплоть до половины солода может быть заменено сырьем для пивоварения, полученным в соответствии с настоящим изобретением.

Естественно, это приводит к более низким затратам на производство части сырья для пивоварения, другими словами, более низкой стоимости производства. Кроме того, указанное сырье для пивоварения, предусмотренное настоящим изобретением, особенно удобно для производства легкого пива, т.е. в заторе и сусле, полученных из указанного сырья для пивоварения, растворены меньшие количества жира, белков, полифенолов и β- -глюканов, нежели в случае использования обычного ячменя или ячменного солода. В связи с этим, приготовляемое таким образом пиво имеет легкий и мягкий букет, соответствующий устоявшемуся современному вкусу.

В соответствии с настоящим изобретением, размолотый ячмень с помощью просеивания разделяют на грубую фракцию и тонкую фракцию, причем размер частиц в последней меньше 300 мкм, в предпочтительном случае - меньше 250 мкм, в том числе от 150 до 300 мкм, предпочтительно - от 150 до 250 мкм. Указанная тонкая фракция содержит много крахмала, но мало жира, белка, полифенола и β- -глюкана. Указанная тонкая фракция непосредственно готова для использования в качестве сырья для пивоварения наряду с солодом. Другие составляющие солода, в том числе, указанная грубая фракция, полученная в ходе разделения и содержащая, например, частицы отрубей и семенной кожуры, а также другие составляющие, которые в принципе могут быть отделены, можно использовать для получения сырья с помощью других методов. Указанный производственный процесс является сухим процессом: измельчение и разделение фракций осуществляют в сухом состоянии, при том содержании влаги, которое используют в обычной измельчающей промышленности.

В соответствии с настоящим изобретением, доля искомой тонкой фракции по отношению к количеству измельчаемого ячменя равна 10-25 мас.%, в предпочтительном случае - 10-20 мас.% от общего количества ячменя. Указанная тонкая фракция содержит более чем 65 мас.%, в приемлемом случае - более 75 мас.%, в предпочтительном случае - даже более 80 мас.% крахмала, в то время как нормальное содержание крахмала в ячмене составляет приблизительно 55-60 мас.%. В настоящем описании все процентные содержания представлены в виде процентов, по массе подсчитанных для сухого вещества.

Предусмотренный настоящим изобретением способ предлагает получение сырья для пивоварения с помощью простого процесса измельчения, сопровождающегося отсеиванием желаемой фракции. Процесс измельчения можно осуществлять, в частности, с применением молоточковой мельницы, обычно используемой в измельчающей промышленности. Просеивание может быть осуществлено с помощью, например, планового сита, предпочтительно имеющего цилиндрическую вращающуюся сетку, в этом случае для процесса разделения можно использовать также и эффект центрифугирования. В том случае, если измельчение ячменя проводят в два этапа, размер ячейки сита, используемого на первом этапе разделения, находится, например, в пределах, приблизительно, 250-300 мкм; с помощью этого сита отделяют наиболее грубые частицы. На втором этапе просеивания размер ячейки сита находится в пределах 150-250 мкм, вследствие чего отделяют желаемую фракцию, обладающую высоким содержанием крахмала.

Поставленная задача решается также тем, что предложено сырье из сухого измельченного ячменя для пивоварения, полученное предложенным способом.

Поставленная задача решается также тем, что предложен способ пивоварения, включающий в себя приготовление сусла с использованием предложенного сырья.

В дальнейшем настоящее изобретение детально описано с помощью примеров его воплощения, ссылающихся на прилагаемые фигуры, среди которых: фиг. 1 представляет блок-схему предусмотренного настоящим изобретением способа, в упрощенной форме; фиг. 2 - схему другого способа, предусмотренного настоящим изобретением; фиг. 3 - кривые фильтрации в случае использования предусмотренного настоящим изобретением сырья для пивоварения.

На фиг. 1 предназначенный для использования в указанном процессе ячмень 1 измельчают в молоточковой мельнице 2 до состояния ячменной крупы; полученная крупа содержит приблизительно 50 мас.% крахмала. Крупу 3 подают к ситу 4; просеянную фракцию 5, составляющую приблизительно 15 мас.% ячменя, направляют на обычное постоянное переизмельчение ячменной муки. Более грубую фракцию 6 подают на сепаратор 7, в котором отделяют грубую фракцию 8, составляющую приблизительно 4 мас.% ячменя и предназначенную к подаче далее на сито 9, на котором отделяют отруби 10; грубую муку 11 направляют на обычный постоянный процесс получения ячменной муки. Тонкую ячменную муку 12, полученную с помощью сепаратора 7, в которой содержание крахмала достигает 65 мас. %, направляют на следующий этап измельчения, т.е. в молоточковую мельницу 13, полученную таким образом муку 14 просеивают через сито 15; отделенную при этом более грубую муку 16 направляют на обычный процесс получения ячменной муки. Полученную таким образом тонкую муку, содержащую приблизительно 75-80 мас.% крахмала, отделяют для использования в качестве сырья для пивоварения наряду с солодом. Доля тонкой фракции во всем количестве используемого ячменя 1 равна приблизительно 10-25 мас.%. Размер частиц указанной тонкой фракции меньше 250 мкм.

Процесс разделения подробно изображен на фиг. 2. Ячменную муку, полученную в молоточковой мельнице 13, например, в молоточковой мельнице на втором этапе измельчения, подают на сито Typhoon 15₁, грубую фракцию 16₁ - на выходной накопитель 17, а тонкую фракцию - на второе сито Typhoon 15₂. Отсюда грубую фракцию 16₂ подают на выходной накопитель 17, а тонкую фракцию - в накопитель 18 для транспортировки на пивоварню; указанная тонкая фракция имеет размер частиц менее 250 мкм.

Подача на сито 15₁ равна 5 - 8 т/ч, подача с сита 15₁ на выходной накопитель 17 равна 4 - 7 т/ч, а отведение в форме тонкой фракции с сита 15₂ в складской накопитель 18 равно 1 т/ч.

В таблице 1 приведен состав сырья для пивоварения, полученного с помощью способа, изображенного на фиг. 1, и сравнение с обычной ячменной мукой и ячменным крахмалом. В соответствии с настоящим изобретением, указанное сырье для пивоварения получили путем дополнительного фракционирования мучной фракции, образующейся в результате сухого процесса измельчения и уже описанной выше. Выход обогащенной крахмалом фракции составил от 10 до 15 мас.% от общего количества загружаемой муки.

Размер частиц указанного концентрата был менее 0,16 мм. В соответствии с полученными результатами, экстрагируемость мучной фракции была хорошей; использование указанного сырья для пивоварения вместо солода при производстве пива не требует отдельного кипячения сырьевого зерна. Кроме того, замачивание и сбраживание можно осуществлять при тех же условиях (температура, pH), что и в случае ячменного солода.

В способе пивоварения по изобретению затор получают, используя 60- 90% обыкновенного солода и 10-40% материала по изобретению. После получения затора сусло фильтруют, и далее пиво, готовят обычным способом.

Пример 1.

Постановка эксперимента.

В настоящем эксперименте исследовали две различные фракции, полученные в результате сухого измельчения ячменя, фракцию I и фракцию II. Фракция I представляет собой контрольную фракцию, а фракция II соответствует предусмотренной настоящим изобретением тонко измельченной фракции ячменной муки грубого помола.

Контрольную фракцию I получили с помощью процесса, отличающегося от предусмотренного настоящим изобретением способа, путем смешивания ячменной муки грубого помола и ячменного крахмала (в соотношении 50:50; содержание крахмала оказалось равным 78,5 мас.%. Способ получения фракции I - дорогостоящ и сложен.

Производство фракции II, предусмотренной настоящим изобретением, осуществляли в промышленном масштабе с помощью первичного измельчения ячменя в соответствии со способом, использующимся в промышленной установке Alko's Koskenkorva, с получением на первом этапе частиц гранулярного размера (менее 2 мм). После измельчения ячменя удаляли пыль с помощью просеивания и отделяли частицы наружной шелухи с использованием воздушного разделения. Указанные ячменные гранулы подавали на второй этап измельчения, а полученную в результате этого ячменную муку подвергали разделению в соответствии с настоящим изобретением. Как предусмотрено настоящим изобретением, указанную муку подавали на сито Typhoon с размером ячеек 300 мкм. Фракцию, проходящую через указанное сито Typhoon, подавали на второе сито Typhoon с размером ячеек 200 мкм. Фракция тонко измельченной муки, проходящая через второе сито Typhoon, представляла собой предусмотренное настоящим изобретением искомое сырье для пивоварения (фракция II), богатое крахмалом (содержание крахмала равно 82,8 мас.% сухого вещества).

Для того, чтобы проиллюстрировать распределение частиц фракции II по размеру, в настоящем описании представлены результаты просеивания фракции II (таблица 2). Кроме того, в сравнительных целях таблица 2 представляет результаты аналогичного просеивания, проведенного с ячменной мукой.

В качестве солода использовали солод Kustaa Pilsner (активность α- - амилаэы 52 ДЕ, диастатическое давление 250 WK). Фракцией ячменя заменяли 30% количества солода.

Заторная смесь:
70 г солода Kustaa, крупяная грубость помола
30 г фракции ячменя
Соотношение между крупой и водой 1:1 (100 г : 300 мл)
Контроль pH, 0,6 мл 1 н серной кислоты
Соли кальция, 0,15 г CaCl₂ х 2H₂O
Программа получения затора.

Опытные серии 1 (6 образцов), фракция I:
Замачивание 45^oC, пауза 0, 15, 30, 45 или 75 мин.

Повышение температуры 1^oC /мин до 65^oC, пауза на сбраживание 1 ч.

Повышение температуры 1^oC/мин до 80^oC, пауза 10 мин.

Фильтрование 80^oC (через фильтровальную бумагу).

Промывка 80^oC, 2 х 100 мл воды.

Опытные серии 2 (4 образца), фракция II:
Замачивание 48^oC, пауза 0, 30, 45 или 60 мин.

В остальном - аналогично опытным сериям 1.

Опытные серии 3 (3 образца), фракции I и II:
Замачивание 48^oC, пауза 30 мин.

В остальном - аналогично опытным сериям 1.

Соотношение между крупой и водой 1:2,86 (70 г крупы : 200 мл)
Результаты.

В первых опытных сериях исследовали влияние продолжительности периода замачивания на расщепление глюканов (таблица 3).

Продолжительность паузы замачивания оказывала заметное влияние на вязкость сусла, на расщепление β- -глюканов, а также на количество азота в составе свободных аминов. Увеличение продолжительности указанной паузы свыше 45 мин не приводило к дальнейшему повышению количества ферментируемых сахаров, определяемого по конечной степени ферментации. Определение скорости фильтрации с использованием фильтровальной бумаги не является очень точным. Сток фильтрата прекращали через 3 ч. Выход экстракта рассчитывали на основании объема, полученного по окончании фильтрации. Сбраживание измеряли с помощью иодно-крахмального теста в течение паузы на сбраживание при 65^oC. Ни один из образцов не претерпел полного сбраживания. Во вторых опытных сериях температуру замачивания повысили до 48^oC и исследовали влияние фракции II на качество сусла. Результаты, полученные в этих опытных сериях, представлены в таблице 4. Фракция II была существенно более тонко измельчена по сравнению с фракцией I, что оказывало самостоятельное влияние на экстракцию, гидролиз β- -глюканов и понижение вязкости сусла. Фильтрация и выход экстракта в этих опытных сериях оказались лучше, нежели в предыдущих сериях. Все образцы претерпели полное сбраживание по мере того, как температуру повышали до 80^oC.

В третьих опытных сериях с помощью так называемого фильтрующего аппарата Tepral исследовали влияние фракций I и II на фильтрацию. Кривые фильтрации представлены на фиг. З. Смесь, в которой 30% солода было заменено на фракцию II, фильтровалась лучше и приводила к более высоким результатам экстракции. Фракция I была сравнительно грубой, а потому экстракция и гидролиз β- -глюканов не могли проходить достаточно полно в течение 30-минутной паузы замачивания. Более того, ее замоченная масса связывала воду, а количество полученного сусла было меньше, нежели в случае использования фракции II.

Выводы.

С помощью увеличения продолжительности паузы замачивания можно оказывать существенное влияние на гидролиз β- -глюканов, а также на вязкость сусла. Исследованная в настоящем изобретении тонко измельченная фракция ячменя (II) оказалась хорошо пригодной для использования в качестве сырья, заменяющего солод. Фильтрация затора и выход экстракта были лучше, нежели в случае замачивания исключительно солода.

Примеры воплощения настоящего изобретения призваны проиллюстрировать его без какого-либо ограничения в какой бы то ни было области. В частности, сырье для пивоварения, полученное в соответствии с настоящим изобретением, может быть использовано в производстве пива с помощью любого известного способа, при котором новое сырье для пивоварения служит для замены части солода.

Изобретение касается пивоварения. При получении сырья для пивоварения из ячменя, ячмень измельчают в сухом состоянии. Из измельченного ячменя с помощью просеивания отделяют тонкую фракцию, предназначенную для использования в качестве сырья для пивоварения вместе с солодом. Указанная тонкая фракция имеет размер частиц менее 300 мкм и содержит более 65 мас.% крахмала, мало жира, белка, полифенола и β-глюкана. Полученное таким образом сырье для пивоварения может быть использовано в производстве пива. Изобретение позволяет снизить затраты благодаря гибкой технологии, совместимой с различными видами обработки ячменя. 3 с. и 9 з.п.ф-лы, 5 табл., 3 ил.

1. Способ получения сырья для пивоварения из ячменя, включающий в себя измельчение ячменя в сухом состоянии для последующего использования его вместе с солодом, отличающийся тем, что из измельченного ячменя с помощью просеивания отделяют тонкую фракцию, причем указанная тонкая фракция имеет размер частиц не менее 30 мкм и содержит более 65 мас.% крахмала, мало жира, белка, полифенола и β-глюкана. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют указанную тонкую фракцию, размер частиц которой составляет менее 250 мкм. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ячмень измельчают в один прием, по мере измельчения удаляют грубую фракцию и отруби и собирают указанную тонкую фракцию. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что ячмень измельчают в два приема, на первом этапе осуществляют грубое измельчение, после чего удаляют грубую фракцию и отруби, а оставшуюся часть, представляющую собой более тонко измельченный продукт, вторично измельчают и собирают указанную тонкую фракцию, получаемую на выходе из мельницы, используемой на втором этапе измельчения. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что на втором этапе указанный более тонко измельченный продукт измельчают в молоточковой мельнице. 6. Способ по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что указанная тонкая фракция составляет 10 - 25 мас.%, в предпочтительном случае 10 - 20 мас.% от всего количества ячменя. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что указанная тонкая фракция содержит более 75 мас.%, в предпочтительном случае более 80 мас.% крахмала. 8. Сырье для пивоварения из сухого измельченного ячменя, отличающееся тем, что оно получено посредством способа по любому из пп.1 - 7. 9. Способ пивоварения, включающий приготовление сусла с использованием сырья из сухого измельченного ячменя, отличающийся тем, что в качестве сырья используют сырье по п.8. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что сырье для пивоварения используют в количестве более 10 мас.% от суммарного количества солода и сырья для пивоварения. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что сырье для пивоварения используют в количестве 10 - 40 мас.% от суммарного количества солода и сырья для пивоварения. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что сырье для пивоварения используют в количестве 10 - 50 мас.% от суммарного количества солода и сырья для пивоварения.