Способ получения карамельного солода Российский патент 2021 года по МПК C12C1/18 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к пивоваренной отрасли, и касается способов получения карамельного солода для пивоварения.

Карамельный солод наравне со светлым солодом является основным сырьем для пивоваренной отрасли, обеспечивая разнообразие видов продукции. Используется, чаще всего, для придания особенных органолептических характеристик пива, таких как: цвет, вкус и аромат. Однако, традиционная технология его получения – процесс достаточно сложный, трудоемкий и энергозатратный [Технологическая инструкция по производству солода и пива: ТИ 18-6-47-85, срок введ. с 01.07.86 г. по н.в., М.: Минпищепром СССР, НПО ПБП, 1985. с.50-51].

Известен способ приготовления пивного сусла с предварительным воздействием на солод и несоложенное сырье некогерентным лазерным излучением [Тезисы докладов V Всесоюзной конференции «Электрофизические методы обработки пищевых продуктов», - М., 1985, с. 132]. Недостатком этого способа является большой расход зернового сырья, длительность производственного процесса и недостаточно высокое качество пивного сусла.

Известен способ производства карамельного солода, заключающийся в увлажнении ячменя, его проращивания при 50-90 ⁰С в течение 2 ч и обжаривания при 130 – 140 ⁰С до достижения желаемого цвета солода [А.с. СССР № 353952]. Недостатками известного способа следует считать длительность процесса, многостадийность термообработки, низкое качество солода.

Известен способ получения сусла из зернопродуктов с применением энергии электромагнитного излучения (при длине волны в диапазоне 0,6-1,6 мкм в течение 10-15 секунд при плотности потока 10-15 кВт/см²), воздействующего на ячменный солод и несоложенное сырье перед его затиранием [патент РФ № 2146699. Опубл. 20.03.2000. Бюл. № 8].

При использовании известного способа в сусле увеличивается содержание редуцирующих сахаров на 5,3-18,3 %, а аминного азота на 0,45-7,5 % и массовой доли сухих веществ на 6,54-11,0 % по сравнению с контролем. Однако способ не предотвращает закупорки пор фильтрующих элементов.

Известен способ приготовления затора, предусматривающий затирание зерна и солода и их термообработку паром в поле акустических колебаний, при этом зерно и солод перед затиранием пропитывают сжиженным газом; при последующем сбросе давления до атмосферного впитанный сырьем сжиженный газ вскипает с резким увеличением объема, что приводит к вспучиванию сырья и его клеточных мембран [патент РФ № 2122572. Опубл. 27.11.1998. Бюл. № 33].

Применение способа позволяет ускорить осахаривание затора (на 10-25 %) и увеличить выход экстрактивных веществ на 1,5-2,0 %. Способ не предусматривает непосредственного воздействия на процесс фильтрации затора или автоматизированного контроля над качеством промежуточного продукта.

Известен способ получения гидролизата из крахмалосодержащего сырья, предусматривающий подачу сырья в варочный экструдер, включающий варочную камеру, прикрепленную к ней герметично гидролитическую камеру и приемную емкость для завершения гидролиза в ней, и гидролиз крахмалсодержащей массы водой или раствором разжижающего фермента, причем воду или раствор фермента используют в смеси с послеспиртовой бардой, при этом гидролитическая камера экструдера снабжена на выходе задвижкой для ее полного заполнения гидролизуемой массой, причем подачу экструдата в гидролитическую камеру осуществляют непосредственно в гидролизуемую массу [патент РФ № 2383082. Опубл. 20.02.2010. Бюл. № 5].

Недостатки известного способа: сложность, длительность и высокая энергоемкость.

Известен способ получения пивного сусла, включающий дробление солода и зернопродуктов, приготовление затора путем смешивания дробленого солода с водой, который подвергают белковой, мальтозной паузам и осахариванию, с последующим фильтрованием, выщелачиванием сусла, его кипячением с хмелем и выпариванием излишней влаги, причем в процессе приготовления затора осуществляют его гидродинамическую обработку, которую проводят в течение всего процесса приготовления заторной массы, между белковой, мальтозной паузами и осахариванием, при этом время мальтозной и белковой пауз находится в пределах 15-20 минут, а осахаривание осуществляется в течение 5-10 минут [патент РФ № 2144065. Опубл. 10.01.2000. Бюл. № 1].

Недостатком указанного способа получения пивного сусла является длительность и недостаточная эффективность процесса фильтрации затора, при этом способ не предусматривает автоматизации процесса контроля над качеством конечного продукта и над полнотой извлечения растворимых компонентов первичного сырья. К недостаткам способа также следует отнести неизбежное захватывание порций воздуха струями промывной жидкости, что приводит в заторе к искажению обычных биохимических процессов и снижает эффективность выщелачивания растворимых элементов из дробины.

Известен способ получения пивного сусла, включающий дробление солода и зернопродуктов, приготовление затора путем смешивания дробленого солода с водой, который подвергают белковой, мальтозной паузам и осахариванию, с последующим фильтрованием, выщелачиванием сусла, его кипячением с хмелем и выпариванием излишней влаги, причем в процессе приготовления затора осуществляют его гидродинамическую обработку, причем процесс фильтрования затора проводят через слой взвешенной дробины в диапазоне температур от 50 до 80°С, который поддерживают чередованием струй пара и азота, подаваемых снизу на фильтрационные сита [патент РФ № 2391388. Опубл. 10.06.2010. Бюл. № 16].

Недостатки известного способа: длительность и высокая энергоемкость.

Известен способ производства солода путем замачивания зернового сырья, проращивания его в течение 5 суток, увлажнения свежепроросшего солода водой из расчета 1,5 - 2 дал на солода, нагревания горячим воздухом до 90 – 100 ⁰С, выдержки при этой температуре в течение 1,5 - 2 ч, дальнейшего высушивания до конечной температуры 130 – 135 ⁰С при скорости воздуха 1,0 - 1,51 м/с в течение 1 - 1,5 ч для солода средней цветности и выдержки в течение 2 - 2,5 ч для темного карамельного солода, причем в качестве зернового сырья используют тритикале [патент РФ № 2005775. Опубл. 15.01.1994. Бюл. № 2].

Недостатки известного способа: длительность и высокая энергоемкость технологического процесса.

Все указанные способы приготовления пивного сусла способствуют повышению извлечения полезных компонентов из сырья, однако незначительно влияют на процессы фильтрации затора и не устраняют периодической забивки пор фильтров составными компонентами затора. Основными недостатками перечисленных способов являются так называемые «проблемы фильтрации», приводящие к закупорке пор фильтрующих элементов и требующие периодической промывки затора над фильтрационными ситами опресненной водой; установки постоянно функционирующих механических мешалок над фильтроэлементами; подачи снизу к фильтроэлементам подогретых промывных вод для предотвращения преждевременной температурной коагуляции растворимых элементов фильтрующегося затора и даже изменения конфигурации емкости чана фильтрации (применение двойного дна, с приданием ему конической формы, применение ножей-рыхлителей слоя пивной дробины и др.).

Известен способ приготовления солода с карамельной сладостью и ароматом включает следующие этапы: отбор ячменя в качестве сырья, проведение предварительной обработки ячменного сырья, замачивание ячменного материала после предварительной обработки, проведение ферментации с получением зеленого солода, осахаривание зеленого солода, а затем проведение сушки и выгрузки [патент КНР № 109609305. Опубл. 12.04.2019].

Недостатки известного способа: длительность и высокая энергоемкость технологического процесса.

Известен способ приготовления вспомогательного материала для пива и способ осахаривания сырья посредством экструзии вспомогательного материала пивоварения, который характеризуется тем, что вспомогательный материал пива получают путем измельчения зерна через сетчатые сита с последующим использованием экструзионного прессующего аппарата для осуществления экструзионной обработки (прототип) [патент КНР № 1102033. Опубл. 26.02.2003].

Недостатки известного способа: длительность и высокая энергоемкость технологического процесса.

Разработанный нами способ устраняет недостатки известных аналогов: кратковременная обработка сырья перегретым паром в условиях взрывного автогидролиза при повышенных температурах и давлении позволяет осуществить технологический процесс в одну стадию, интенсифицировать процесс, и получить солод со сравнимым составом и удовлетворительными характеристиками.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что пивоваренный ячмень обрабатывают перегретым водяным паром под давлением его в реакторе аппарата взрывного автогидролиза от 1,2 до 1,6 МПа и при продолжительности обработки от 1 до 10 мин.

Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.

В реактор аппарата взрывного автогидролиза помещают пивоваренный ячмень сорта Аннабель и обрабатывают перегретым водяным паром под давлением его в реакторе аппарата взрывного автогидролиза от 1,2 до 1,6 МПа и при продолжительности обработки от 1 до 10 мин. Затем после обработки производят декомпрессию реактора взрывным способом (за время не более 1 сек), в результате которой обработанный продукт вместе с паром перемещается в приемный циклон. Продукт из полученной массы подвергают анализу. Определяют органолептические показатели полученного карамельного солода, влажность, цветность и содержание белка.

В таблице 1 приведены свойства полученных образцов карамельного солода в зависимости от условий обработки пивоваренного ячменя перегретым водяным паром в реакторе аппарата взрывного автогидролиза.

Таблица 1. Свойства полученных образцов карамельного солода

Образец/Показатели Château Special B
(контроль) Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4 Образец 5 Давление в реакторе, МПа - 1,2 1,4 1,6 1,6 1,6 Время выдержки, мин - 10 10 10 2 1 Цветность, ЕВС 300 200 240 460 160 110 Влажность до обработки, % 6 14 14 14 14 14 Влажность сразу после обработки, % - 26 24 29 24 22 Влажность после сушки, % - 12 11 12 12 11 Содержание белка, % 11,2 10,8 10,5 10,3 10,6 10,7

Для проведения испытаний были выбраны следующие условия: давление пара в реакторе, 1,2 – 1,6 МПа при времени выдержки 1-10 мин. В качестве контрольного образца выбран солод карамельный Castle Malting Château Special B.

Результаты оценки органолептических характеристик полученных аналогов карамельного солода в сравнении с контролем (солод карамельный Castle Malting Château Special B) приведены в таблице 2.

Табл. 2. Органолептические характеристики полученных аналогов карамельного солода и контрольного образца

Образец Характеристики Château Special B
(контроль) Солод золотисто-коричневого цвета с уникальным привкусом изюма, карамели, орехов и слив. Аромат меланоидиновый, сладкий. В разломе плотная, спекшаяся зерновка. Образец 1 Зерно янтарного цвета, с незначительной деформацией. Частично карамелизованное. Аромат насыщенный, ореховый с нотами зернового. В разломе плотное, кремового оттенка. Образец 2 Зерно коричневого цвета, деформированное. Карамелизация выше средней, аромат насыщенный кофейный. В разломе спекшееся, плотное, стекловидное тело. Образец 3 Зерно черно-коричневого цвета, сильно деформированное. Карамелизация высокая. Аромат жженый, горький, насыщенный. Образец 4 Зерно золотого цвета, с минимальной деформацией. Частично карамелизованное. Аромат насыщенный, шоколадный с нотами фруктов. В разломе стекловидное, светло-кремового оттенка. Образец 5 Зерно соломенного цвета, увеличенное в размере, без структурной деформации, оболочки сохранены. Незначительно карамелизованное. Аромат зерновой, легкий. В разломе губчатой структуры, молочного цвета.

Результаты проведенных экспериментов свидетельствуют о возможности применения взрывного автогидролиза для получения аналогов карамельного солода. Изменение показателей при изменении условий воздействия связано с процессами деструкции углеводной и белковой частей зерновки с образованием меланоидинов.

Таким образом, обработка ячменя пивоваренного сорта Аннабель, методом взрывного автогидролиза позволяет получать аналоги солода от карамельного до жженого в зависимости от условий в реакторе аппарата взрывного автогидролиза

Технические результаты: осуществление одностадийной технологии, сокращение продолжительности обработки, интенсификация технологического процесса.

Изобретение относится к пивоваренной отрасли промышленности. Описано применение метода взрывного автогидролиза для получения карамельного солода из пивоваренного ячменя путем его обработки перегретым водяным паром под давлением от 1,2 до 1,6 МПа в реакторе аппарата взрывного автогидролиза и при продолжительности обработки от 1 до 10 мин. Изобретение позволяет осуществить технологический процесс в одну стадию, интенсифицировать процесс, сократить продолжительность обработки и получить солод со сравнимым составом и удовлетворительными характеристиками. 2 табл.

Применение метода взрывного автогидролиза для получения карамельного солода из пивоваренного ячменя путем его обработки перегретым водяным паром под давлением от 1,2 до 1,6 МПа в реакторе аппарата взрывного автогидролиза и при продолжительности обработки от 1 до 10 мин.