СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА Российский патент 2001 года по МПК C12C7/00 C12C12/00 

Изобретение относится к пивоваренной промышленности, а именно к способу производства высококачественного стойкого пастеризованного пива со специфическими, облагораживающими вкусоароматическими свойствами и обладающего защитным действием на организм человека от присутствующего в пиве алкоголя.

Известен способ производства светлого высококачественного пастеризованного пива, включающий затирание зерноприпасов, осахаривание затора, его фильтрацию, получение сусла, внесение хмеля и кипячение с ним сусла, охлаждение сусла, внесение в него ферментного препарата и дрожжей, сбраживание сусла, введение протеолитического ферментного препарата, выдержку пива, фильтрацию в две стадии через кизельгур с использованием на второй стадии адсорбента и добавлением в пиво аскорбиновой кислоты (см. МКИ⁵ C 12 C 9/00, патент РФ N 2076145, 1993, C 12 C 7/00, патент РФ N 2122014, 1998).

Недостатки способа состоят в том, что образование летучих веществ при брожении (высших спиртов, альдегидов, сложных эфиров, диацетила и др.), влияющих на вкус и аромат пива, связанных с метаболизмом дрожжевой клетки, трудно управляемый и часто непредсказуемый процесс, зависящий от множества причин (от состава сусла, температуры брожения, количества задаваемых в сусло дрожжей, аэрации, расы дрожжей и др.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства пива, включающий затирание солода, выдержку при повышенных температурах для осахаривания затора, получение сусла, внесение в полученное сусло хмеля и кипячение его, охлаждение и аэрацию сусла стерильным воздухом, внесение дрожжей, сбраживание сусла до заданной плотности, дображивание, внесение в готовый продукт спиртовых экстрактов лечебных трав, фильтрацию пива через кизельгур, розлив готового пива с последующей пастеризацией и розливом.

Внесение в готовое пиво спиртового экстракта трав лечебно-профилактического действия придает ему дополнительные вкусовые оттенки и полезные свойства. Так пиво "Алеутское" отличается ароматом элеутерококка. Его компонент способствует восстановлению и повышению работоспособности. Спиртовой экстракт тысячелистника добавляется в сорта пива "Петровское", "Попьем", "Боцман", "Сибирское оригинальное". В результате повышаются бактерицидные и седативные свойства пива. Добавление спиртового экстракта корня аира в готовое пиво сорта "Енисей" обостряет слух и зрение, а добавление еще и экстракта корня бадана придает пиву "Купеческое" и "Воевода" свойства снижения кровяного давления (журнал "О напитках", 1998 г. N 2, 24-25).

Существующими недостатками прототипа является, во-первых, то, что коллоидная система готового пива (полифенолы и белковые вещества) очень нестабильная и внесение в него спиртового и другого экстракта влечет за собой появление опалесценции и, возможно, снижение стойкости. Следовательно, количество внесения экстрактов очень ограничено, а значит, ограничены их полезные свойства. Во-вторых, добавление различных экстрактов уже в готовое пиво не дает им возможность участвовать в технологическом процессе приготовления пива и улучшать его физико-химические показатели: степень сбраживания, количество алкоголя, прозрачность, пенистые свойства и содержание летучих компонентов, накапливаемых при брожении.

Сущность изобретения состоит в перенесении биологически активных добавок растительного сырья, например, солянки холмовой (Colsola collina), обладающей фармакопейным действием и ароматическими свойствами, на более раннюю стадию приготовления пива, а именно на стадию приготовления сусла. Экстракция растительного сырья проводится путем внесения его в кипящее сусло за 5-10 минут до конца кипячения его с хмелем, время экстрагирования 30-40 минут (при перекачке сусла через хмелеотделитель). Отделенное от хмеля и травы сусло охлаждается, аэрируется и подается на брожение. Из растительного сырья в сусло экстрагируются: водорастворимые витамины и белки, в том числе обладающие ферментативной активностью, а также органические кислоты, аминокислоты, фосфоросодержащие вещества, микроэлементы и т.д. Таким образом, сусло обогащается не только питательными веществами, легкоусвояемыми дрожжами, но и биологически активными веществами. Совокупное действие экстрагентов на дрожжевые клетки способствует повышению их физиолого-биологической активности, что влечет за собой не только интенсификацию процессов брожения, но усиливает биохимические превращения летучих метаболитов (высшие спирты, альдегиды, диацетил, ацетоны, этилацетат и др.), определяющих вкус и аромат пива. Естественно, что с повышением физиолого-биохимической активности дрожжей улучшаются физико-химические показатели пива, пенообразование, стойкость.

Кроме того, в пиво переходят биологически-активные вещества и ароматические составные трав, придавая ему приятную вкусовую гамму и полезные свойства, в частности, солянка холмовая защищает печень от алкоголя, находящегося в пиве.

Следует отметить важную роль сахаров сусла в увеличении извлечения из растительного материала ароматических веществ, придающих пиву более приятный облагораживающий вкус и аромат, чем просто добавление водно-спиртового экстракта того же растения в готовое пиво.

Действующими веществами солянки холмовой являются: глицин-бетаин, алколоиды, фенолдикарбоновые кислоты, стериновые гликозиды, флавоноиды, холин, фосфоросодержащие органические соединения и жизненеобходимые кремний-органические соединения.

Экстракт солянки холмовой содержит 22 аминокислоты, включая все незаменимые и 18 микро- и макроэлементов (особенно богата трава калием), а также витамины A, K, D, E, F.

Таким образом, экстракт растительного сырья повышает бродильную активность дрожжей, что влечет за собой улучшение физико-химических и органолептических показателей пива, а также повышает его биологическую ценность, т.е. увеличивает полезные свойства.

Пример 1 (контроль)
Брожение охмеленного 12,0%-ного сусла осуществляли в лабораторных условиях дрожжами Saccharomyces carlsbergensis (раса S-Львовская). Количество засевных дрожжей - 13,4 млн. кл/мл. Длительность главного брожения составляла 9 суток, с максимальной температурой брожения 10^oC. Дображивание пива проводили при температуре 2^oC в течение 30 суток. Результаты исследований приведены в табл. 1.

Пример 2
Приготовление пива проводили по аналогии с примером 1. Отличие состоит в том, что в горячее охмеленное сусло при температуре 95^oC вносили измельченную траву солянки холмовой в количестве 1,0, 3,0 и 5,0 г/л и выдерживали при температуре 95-90^oC в течение 30 минут. Затем сусло отделяли от хмеля и травы, отстаивали, охлаждали, аэрировали и засевали дрожжами в количестве 12,8 млн. клеток/мл. Определяли длительность главного брожения, максимальную температуру брожения, максимальное накопление дрожжей в процессе брожения и другие параметры. Дображивание проводилось в течение 30 суток при температуре 2^oC. Готовое пиво оценивали по органолептическим показателям. Результаты этого эксперимента приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, наилучшие результаты по степени сбраживания, осветлению лагерного пива и органолептической оценке получены при внесением в горячее сусло травы солянки холмовой в количестве 3,0 г/л.

Морфологическое исследование показало, что клетки дрожжей после брожения сусла, обогащенного экстрактом из травы, имели правильную яйцеобразную форму среднего размера с большим количеством в них гликогена (до 60%), что свидетельствует об их высокой жизнедеятельности.

Пример 3
Приготовление пива осуществляли в производственных условиях. В конце кипячения сусла с хмелем (за 5 мин до закрытия пара) в сусловарочный котел вносили измельченную траву солянки холмовой из расчета 300 г/гл, сусло с травой выдерживали 15 минут, затем отделяли сусло от хмеля и травы (процесс отделения проходит в течение 30 минут), отстаивали его, охлаждали, аэрировали и засевали дрожжами в количестве 12,3 млн. клеток/мл. Длительность главного брожения составляла 8 суток с максимальной температурой брожения 9^oC. Дображивание проводилось в течение 30 суток при температуре 2^oC. Лабораторные опыты показали, что максимальная температура брожения в опытных образцах повышалась до 11-12^oC, поэтому в производственных опытах была снижена исходная температура сусла перед началом брожения с 7^oC до 6^oC, что, однако, не увеличило длительности главного брожения, которая составляла 8 суток.

Качество пива определяли на дегустации и по результатам физико-химического анализа (табл. 2). Кроме того, у опытного и контрольного пива отбирались пробы для хроматографического анализа ароматических веществ (табл. 3).

Результаты физико-химических показателей пива представлены в табл. 2.

Анализ полученных данных (табл. 2) показал, что опытное пиво с внесением в горячее сусло 3,0 г/л травы солянки холмовой по всем физико-химическим показателям было лучше контрольного образца, в частности, по степени сбраживания, содержанию алкоголя и двуокиси углерода, прозрачности, пенистым свойствам. На дегустации пиво получило отличную оценку (24,3 балла), оно отличалось оригинальным вкусом, имело мягкую слаженную горечь с приятно выраженным свежим тоном травы.

Полученные данные свидетельствуют о том, что обогащение сусла перед началом брожения биологически активной добавкой в виде травы солянки холмовой способствует повышению физиолого-биохимической активности дрожжей и, в конечном счете, приводит не только к увеличению их бродильной активности, но и снижению содержания летучих метаболитов, отрицательно влияющих на вкус и аромат пива.

Данные снижения содержания в пиве летучих компонентов приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, у опытного пива общая сумма летучих веществ на 14% ниже, чем у контрольного. В частности, снизились концентрации изоамилового и амилового спиртов, что способствовало облагораживанию аромата пива, также произошло существенное снижение (на 23,8%) концентрации диацетила, что повышало качество напитка.

Кроме того, в опытных образцах пива были обнаружены галловая кислота, протекатехиновая кислота, протекатехиновый альдегид и сирениновый альдегид, являющиеся биологически активными веществами. В контрольном образце эти вещества отсутствовали.

Итак, на основе лабораторных и производственных испытаний можно сделать следующее обобщение. Обогащение сусла экстрактивными веществами растительного сырья, например травы солянки холмовой, усиливает уровень каталитического действий ферментов, в том числе зимазного комплекса (оксидоредуктазы, трансферазы, лиазы, изомеразы), катализирующих реакции спиртового брожения. Повышение уровня каталитического действия ферментов обусловливает усиление биохимической функции клеток, в данном случае имеет место активация метаболизма дрожжей, а также усиление роста и размножения, а отсюда - интенсификация процессов брожения и глубина выброда сусла. С повышением физиолого-биохимической активности дрожжей возрастает ассимиляция дрожжами летучих метаболитов, ответственных за органолептику пива.

Экстрактивные вещества солянки холмовой, не ассимилированные дрожжами, остаются в пиве и при его употреблении благотворно влияют на человеческий организм. Например, метеонин, холин являются липотропными веществами, обладающими защитным действием печени от алкоголя. В данном случае присутствие этих веществ в пиве позволяет защищать печень от того алкоголя, который находится в напитке. Рекомендуемые технологические дозы внесения травы в сусло соразмерны с лечебными дозами.

При клинических испытаниях в институте Питания РАМН установлено, что при заболевании печени используемая ежесуточная доза сухого экстракта солянки холмовой составляет 0,3-0,45 г, на приготовление которого затрачивается 4-6 г травы (способ экстракции - горячая вода). Технологические дозы внесения травы солянки холмовой в горячее сусло находятся в соответствии с приведенными данными.

При изучении действия травы солянки холмовой на пиво было выявлено еще одно очень важное свойство - это предупреждение нежелательных окислительных процессов, которые происходят при приготовлении и розливе пива. Антиоксидантные свойства травы связаны с содержанием в ней каратинов (в частности, витамин A), токоферолов (витамин E), флавоноидов, глютатиона и лейцина, полиненасыщенных жирных кислот (витамин F).

Окислительные процессы, отрицательно влияющие на органолептику пива, начинаются уже на стадии приготовления сусла, где активные формы кислорода окисляют аминокислоты (метеонин, фенилаланин и др.) в сенсорно-активные соединения в виде альдегидов с неприятным запахом и вкусом, переходящих в неизменной форме в готовый продукт. Антиоксиданты солянки холмовой, экстрагируемые в горячее сусло, ограничивают вероятность окисления.

В готовом пиве после его розлива в процессе хранения также происходят процессы окисления из-за образующих активных форм кислорода, приводящих к "старению" пива.

Дополнительное внесение водно-спиртового экстракта травы солянки холмовой в готовое пиво перед розливом снижает окислительные процессы аминокислот, верхового алкоголя и этанола (Журнал Пива, 1998, N 3 и т. 4, с. I-XII, публикация из журнала Kvasny prumysl - Чейка Павел, док-р наук института ВУПС в Праге, Институт пивоварения, д-р Ян Щавел и др. Будейовицкий Будвар).

Кроме того, при внесении растительного сырья и горячее сусло, содержащее редуцирующие сахара, происходит увеличение экстракции ароматических веществ травы, улучшающих вкус и аромат пива. В результате внесения травы солянки холмовой в горячее сусло происходит экстракция биологически активных веществ, включая витамины, аминокислоты, макро- и микроэлементы в форме металлоорганических соединений, в количестве до 5 г/л соразмерно с суточной терапевтической дозой травы 4-6 г, используемой в медицине при детоксикации организма человека, в том числе при защите печени от алкоголя.

Все это в совокупности позволяет сохранить качественные показатели пива в течение длительного времени.

Изложенные материалы подтверждаются результатами измерения окислительно-восстановительного потенциала пива (rH₂), значение которого в опытных образцах (с травой) было значительно ниже, чем в контроле (8,2 против 9,7). Дегустационная оценка опытного пива после 6-месячного хранения была выше, чем контрольного (23,5 против 21,2).

Экспериментально установлено, что при совместном использовании травы солянки холмовой и ее водно-спиртового экстракта общее количество израсходованной травы укладывается в указанные выше концентрации, т.е. до 5 г/л на литр, из них 1,8-2 г сухой травы задают в горячее сусло и 0,17-0,19 мл/л ее водно-спиртового экстракта - в готовое пиво.

Изобретение относится к пивоваренной промышленности. Способ предусматривает введение в сусловарочный котел за 5-10 мин до конца кипячения сусла измельченной сухой травы солянки холмовой. Экстрагируемые из травы вещества, обладая биологически активным действием, позволяют регулировать интенсивность метаболизма дрожжевой клетки и оказывать положительное действие на организм человека. Кроме того, многие составляющие травы солянки холмовой, обладая антиоксидантными свойствами, предохраняют сусло и пиво от нежелательных естественных процессов окисления, что улучшает и сохраняет вкусоароматическую стабильность пива в процессе его хранения. Это позволяет получить высококачественное пиво со специфическими органолептическими и полезными свойствами путем внесения в кипящее сусло растительного сырья в виде травы солянки холмовой в количестве от 1,0 до 5,0 г/л. 2 з.п.ф-лы, 3 табл.

1. Способ производства пива, включающий затирание зернопродуктов, выдержку при повышенных температурах, осахаривание затора, получение сусла, кипячение сусла с хмелем, его охлаждение, аэрацию стерильным воздухом, внесение дрожжей, сбраживание сусла до заданной плотности, дображивание, фильтрацию готового пива и розлив, отличающийся тем, что в сусловарочный котел за 5-10 мин до конца кипячения сусла с хмелем вносят растительное сырье - измельченную сухую траву солянки холмовой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в горячее сусло вносят растительное сырье в виде сухой травы солянки холмовой в количестве 1,0 - 5,0 г/л сусла. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для увеличения восстановительных свойств сусла и пива сначала в горячее охмеленное сусло вносят траву солянки холмовой в интервале концентраций 1 - 2 г/л сусла, а затем в готовое пиво ее водно-спиртовой экстракт в количестве 0,17 - 0,20 мл/л.