1. Składniki chemiczne chmielu istotne dla piwowarstwa. Skład.

Chmiel (Humulus lupus L.) jest rozdzielnopłciową pnąca byliną należącą do rodziny Cannabis rząd Urticales. Do tego samego rzędu należą konopie indyjskie i pokrzywy. W browarnictwie stosuje się tylko kwiatostany żeńskie, bowiem zawierają one gorzkie żywice (nadają goryczkę piwu) i olejki chmielowe (substancje eteryczne) dostarczające aromatycznych składników piwa.

W browarnictwie coraz rzadziej stosuje się suszone szyszki chmielowe (chmiel naturalny, siarkowany, prasowany w balotach). Obecnie powszechnie stosowane są preparaty chmielowe, skoncentrowane lub nieskoncentrowane proszki i granulaty chmielowe, ekstrakty chmielowe otrzymane przy użyciu alkoholu etylowego lub CO₂ a także izomeryzowane ekstrakty chmielowe.

Rozróżnia się  dwa rodzaje chmielu: chmiel goryczkowy oraz chmiel aromatyczny. Klasyfikacja opiera się na zawartości i proporcjach między zawartością żywic nadających piwu goryczkę (α i β-kwasy) oraz olejków eterycznych nadających piwu aromat. Głównymi obszarami produkcji chmielu goryczkowego są Stany Zjednoczone, Niemcy, Australia, Chiny, a chmielu aromatycznego Niemcy, Czechy, USA, Ukraina i Polska.

Szyszki chmielowe są bardzo wrażliwe na warunki otoczenia, a szczególnie tlen, wilgoć i temperaturę. Dlatego też zaraz po zbiorze muszą być ostrożnie suszone w temperaturze ok. 60°C do zawartości wilgoci od 8 do 12%, a następnie poddawane są prasowaniu w tzw. w baloty. Jednak nawet w optymalnych warunkach baloty nie mogą być przechowywane zbyt długo bez obniżenia jakości chmielu

Przeciętny skład suszonych szyszek chmielowych przedstawia się następująco:

12,5 % woda

18,5 % substancje goryczkowe

2.0 ÷ 12% α - kwasy

1.0÷ 10% β - kwasy

3,5 % substancje garbnikowe

0,5-1,6 % olejki chmielowe

do 20 % białko

ok. 8% skł. mineralne

ok. 13% celuloza

ok. 27% substancje bezazotowe

Najważniejsza dla piwowarstwa jest zawartość żywic miękkich w chmielu. Związki goryczkowe, a zwłaszcza kwasy chmielowe, które pozostają w brzeczce i w piwie, mają właściwości antyseptyczne, wpływają one więc na podniesienie trwałości piwa.

W celu zwiększenia stabilności chmielu poddaje się go dalszej obróbce w wyniku czego otrzymuje się, w kolejności od najniższej do najwyższej trwałości, chmiel sprasowany w balotach, proszki i granulaty chmielowe (typ 90 i 45) oraz ekstrakty chmielowe.

Suszenie chmielu

Po zbiorze dojrzałego chmielu

A. szyszka zamknięta, sprężysta

B. typowe żółto - zielone zabarwienie

C. charakterystyczny, wyraźny zapach

D. do dwóch godzin po zerwaniu

E. nie wolno dopuścić do zaparzenia

Suszenie trwa

~ 5 - 8 godzin w temp. 55 - 60⁰ C; z 76 - 82% wilgotności do 5 -7% kondycjon.

Jednostki U.B - stopnie goryczki

12,5^o Blg = 27 U.B (24 + 3 ≈ 27!!!)

2. Kształtowanie pH piwa i brzeczki

pH zacieru

W słodzie 95% KH₂PO₄ sól I rzędowa kwaśna

4% K₂HPO₄ sól II rzędowa zasadowa

0,5% K₃PO₄ sól II rzędowa zasadowa

W wodzie występują kationy; Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, NH₄⁺ oraz aniony: HCO₃^-, SO₄^2-, Cl^-, NO₃^-.

Reakcje wody z solami słodu:

* Ca(HCO₃)₂ + 2KH₂PO₄ → CaHPO₄↓ + K₂HPO₄ + 2CO₂ + 2H₂O

kwaśny alkoholowy

Ta reakcja jest niekorzystna.

* Mg(HCO₃) + 2KH₂PO₄ → MgHPO₄ + K₂HPO₄ + 2CO₂ + H₂O

kwaśny alkoholowy alkoholowy

* Na₂CO₃ + 2KH₂PO₄ → Na₂HPO₄ + K₂HPO₄ + CO₂ + H₂O

kwaśny alkoholowy alkoholowy

Ta reakcja jest niekorzystna.

* 4MgHPO₄ ↔ Mg(PO₄) + Mg(H₂PO₄)₂

alkoholowy kwaśny

* 4K₂HPO₄ + 3CaSO₄ → 2KH₂PO₄ + Ca₃(PO₄)₂ + 3 K₂SO₄

Woda ma wpływ na:

- szybkość pochłaniania wody przez ziarna

-stopień wyługowania składników łuski

- skuteczność mycia i dezynfekcji

- przemiany biochemiczne podczas słodowania zacieru

- barwę słodu, brzeczki i piwa

- kształtowanie pH oraz stabilności brzeczki i piwa

- skład mineralny piwa i jego cechy degustacyjne(szczególnie w technologii brzeczki stężonej)

- aktywność i metabolizm drożdży

Warunki intensyfikacji fermentacji:

~ oddzielenie osadów zimnych z brzeczki

~ zawartość α- aminokwasów brzeczce powyżej 250 mg / l

~ skorelowanie natlenienia brzeczki ze stopniem rozmnażaniem drożdży

~ dobór odpowiedniej rasy drożdży

~ pH brzeczki nie wyższe niż 5,4

~ zamknięte naczynia fermentacyjne

3. Cel procesów w kotle warzelnym

→ wprowadzenie brzeczki do ekstraktu charakterystycznego dla danego gatunku piwa( brzeczka podstawowa - zapis na etykiecie)

→ wytrącenie termolabilnych ( niestabilnych) białek

→ chmielenie brzeczki (ekstraktami i proszkami chmielowymi)

→ uzyskanie wstępnej stabilności brzeczki (biologicznej - bo staje się sterylna)

→ pogłębienie barwy brzeczki podczas gotownia

→ wprowadzenie charakterystycznych cech do brzeczki z produktów chmielowych

→stabilizacja mikrobiologiczna brzeczki

→stabilizacja fizykochemiczna

4. Maceracja wina

• rozluźnienie lepiszcza międzykomórkowego w celu wydobycia soku zwanego moszczem

• hydroliza zw. wysokocząsteczkowych w celu wydobycia barwników i garbników,

• zwiększenie wydajności tłoczenia

• maceracja przez podfermentowanie z użyciem preparatów enzymatycznych najczęściej z aktywnością enzymów:

• poligalakturonazy PG

• liazy pektynianowej LP

• pektynoesterazy PE

Preparaty: Pektapol, Klaropol, Panzym

• maceracja pektynolityczna (liaza pektyn. - PEKTOLIZA)

• maceracja przez podgrzewanie (TERMOLIZA - liza pektyn przy podwyższonej temp.)

5. Czas generacji

Czas od oderwania się komórki potomnej od macierzystej do jej pełnej dojrzałości

G = (t∙ln2)\(logb-loga)

gdzie: t - czas hodowli, b - ilość drożdży po czasie t, a - ilość drożdży na początku hodowli

Czas teoretyczny: 2-3 h

praktycznie: brzeczka rozcieńczona 5-6 h

brzeczka stężona 6-8 h

6. Optymalne warunki wzrostu drożdży piekarskich

-źródło węgla

-obecność biostymulatorów

-właściwa zawartość związków N i P

-azot 2,6%, azot przyswajalny 1,6%

-temperatura ok. 30⁰C

-pH : 5,2-6,2

-stężenie etanolu w granicach 0

-czas co najmniej 13-18h

-gęstość brzeczki: na początku- 4-7⁰Blg, pod koniec ok. 9 ⁰Blg

-napowietrzenie - maksymalne (ok. 100-150m³/h)

7. Preparaty enzymatyczne w gorzelnictwie

• TERMAMYL - preparat z aktywnością α-amylazą

• SUN SUPER - preparat z aktywnością glukoamylazy

• VISCOZYME - preparat z aktywnością enzymów cellulolitycznych

• FUNGAMYL - preparat z aktywnością α-amylazy

• BAN - preparat z aktywnością α-amylazy

8. Skład chemiczny jęczmienia

Woda:13 -18% (16% - ziarno dobre do przechowywania)

Skrobia: 54 - 64%

Glukoza i fruktoza do 0,5 %

Sacharoza: 1 - 2 %

Celuloza: 3 - 7 %

Hemiceluloza: 8 - 12%

Lipidy: 2 - 3 %

Związki białkowe: 9 - 13 %

Związki mineralne:

Jęczmień → czyszczenie i sortowanie → magazynowanie → moczenie do zawartości powyżej 40% → kiełkowanie ( tutaj powstaje już słód) → suszenie → oddzielanie korzonków → magazynowanie

9. Biologiczne odkwaszanie

Mocniejszy kwas przechodzi w słaby kwas. Jest to proces korzystny i za razem niekorzystny. Korzystny jeśli chcemy odkwasić wino, a nie korzystny, że może się rozwinąć zakażenie mikrobiologiczne. (+wzory na kartkach!!)

10. Przyczyny zmętnień win

• nadmiar kwasu winowego

• obecność niestabilnych związków azotowych

• nadmiar metali ciężkich

• nadmiar barwników oraz pierwiastków

• obecność drożdży i bakterii

11. Skład chemiczny drożdży

sucha masa 25%

białko 40-50%

glikogen 10-30

kw. nukleinowe 4-10

tłuszcze 1-6

celuloza do 5

mannan do 4

zw. min. 6-8

P₂O₅ 44-60

K₂0 20-40

MgO 4-6

CaO 1-7

witaminy mg/g s.m.

B1 do 90

B2 do 80

B6 do 100

B3 do 350

B12 d0 0,3

PP do 600

H do 3

12. Cytoryza

Częściowe odwodnienie komórek dzięki dodaniu do gęstego mleczka drożdżowego (15-16°Blg) 20% roztworu soli kuchennej. Wówczas roztwór, w którym znajdują się komórki jest znacznie gęstszy od plazmy w skutek czego woda z komórek przechodzi do roztworu na zasadzie osmozy.

Celem cytoryzy są: - poprawienie barwy drożdży

- uzyskanie wyższej zawartości suchej masy

Cytoryza odbywa się na filtrze próżniowym. Natrysk roztworem solanki - komórka kurczy się - zmiana ciśnienia osmotycznego - woda, która została odessana z komórki jest z procesu technologicznego - natrysk wody czystej - komórka zaciąga wodę czystą

13. Stopień odfermentowania piwa - końcowy

V = ( ekstrakt przefermentowany / moc brzeczki podstawowej) * 100%

Stopień odfermentowania pozorny

V_p = (p - E_p) /( p ) * 100 E_n > E_p

p - ekstrakt brzeczki podstawowej

E_p - ekstrakt brzeczki podstawowej

V_u = ( p - E_k) / (p ) * 100 V_p > V_n

Stopień odfermentowania końcowy, pozorny ( ostateczny)

V_pk = ( p - E_pk) / (p) * 100

max 80-82 % bo piwo całkowicie nie odfermentowuje

14. Który sposób i dlaczego kadź czy prasa wymaga więcej łuski i dlaczego?

Kadź: Im więcej łuski tym łatwiejsza filtracja, czym bardziej zmielone tym gorsza filtracja

Prasa: Szybkość filtracji zależy od ciśnienia i grubości filtra

15. Alkaliczność resztkowa

R = Z_og - W_w

Gdzie: Z_og - zasadowość ogólna H₂O

W_w - zasadowość spowodowana przez Ca i ½ Mg (wartość wapniowa)

R = Z_og - (Ca - ½ Mg) / 3,5

W wodzie dobrej dla piwowarstwa: 0<R < 5

Reakcja korzystna: 4HPO₄^2- + 3Ca²⁺ → 2H₂PO₄^- + Ca₃(PO₄)₂

Woda zużywana w procesie technologicznym jest zużywana głównie do zacierania słodu. Woda taka powinna się charakteryzować odpowiednimi parametrami z których najważniejszym jest tzw. alkaliczność resztkowa czyli różnica między właściwościami alkalizującymi anionów (głównie HCO₃^G), a właściwościami zakwaszającymi kationów (głównie Ca²⁺ i Mg²⁺). Im wyższa alkaliczność resztkowa tym większy wpływ twardości węglanowej na proces produkcyjny i wyższe pH brzeczki przy zacieraniu. Alkaliczność resztkowa wody do zacierania przy produkcji piw pilzneńskich powinna być niższa niż 5°n (stopni niemieckich). Wynika to z faktu, że prawie wszystkie procesy w produkcji piwa prowadzone są w środowisku kwaśnym, a wysoka alkaliczność resztkowa podwyższa pH zacieru i brzeczki wpływając niekorzystnie na przebieg procesów enzymatycznych w czasie zacierania.

Alkaliczność resztkową można obniżyć przez:

• obniżenie twardości węglanowej wody (dekarbonizacja),

• podwyższenie twardości niewęglanowej

• neutralizację (dodatek kwasów powodujących przejście twardości węglanowej w niewęglanową).

Ponadto na przebieg procesu produkcji i jakość wody wpływa zawartość niektórych jonów, a w szczególności tych, które w wysokich stężeniach wpływają ujemnie na proces produkcyjny lub na jakość gotowego produktu: Fe²⁺ lub Fe³⁺, NO₃^G, SiO₃^2-, SO₄^2-, Mn²⁺, jak również tlenu i chloru.

Obecnie stosowane systemy uzdatniania wody pozwalają otrzymać wodę o dokładnie pożądanych cechach dzięki temu  istnieje możliwość dokładnej kontroli składu tego ważnego surowca.

16. Szybkość filtracji w kadzi zaciernej

V = (π ∙ p ∙ r⁴ ∙ t ∙ z ∙ f²) / ( 8 ∙ μ ∙ L)

Gdzie: p - ciśnienie; t - czas filtracji; z - ilość kanalików, µ - lepkość, L - długość kanalika, f - powierzchnia filtracji

17. Wymagania dla jęczmienia

- Wyrównanie ziarna jęczmienia - ważne - określamy na sitach Vogla. Decyduje grubość ziarna. Różnicujemy na 2,8 ; 2,5 ; 2,2 mm. Im więcej ziaren grubych (celnych) tym lepiej, ponieważ jak później moczymy do kiełkowania to mniej chłoną wodę i chłoną wszystkie równomiernie. Jak są nierówne to są ziarna niedomoczone, albo przemoczone, wtedy jedne będą suche a inne spleśnieją. Muszą być wyrównane.

- Waga hektolitra (gęstość stanie zsypnym) - 68 - 72 kg/hl

- Masa 1000 ziaren - powyżej 35 g

- Energia i zdolność kiełkowania - energia (mierzymy po 3 dobach) 96%, zdolność kiełkowania (po 5 dobach) 98%

- Ekstraktywność - ile ekstraktu uzyska się za słodu wyprodukowanego danego jęczmienia. Np.: ze 100g słodu 68g ekstraktu, przy określonej wilgotności, w przeliczeniu na s.s. ok. 80%

- Jednorodność jęczmienia i słodu:

- Jednorodny słód o wyrównanych parametrach jakościowych jest istotnym czynnikiem gwarantującym opłacalność produkcji piwa.

- Metody analityczne określające jednorodność jęczmienia i słodu są z reguły skomplikowane i drogie.

- Obecnie proponuje się badanie stopnia jednorodności za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni (900 - 1700nm)

- Jednorodność słodu i jęczmienia bada się głownie metodami spektralnymi.

18. Przemiany podczas zacierania

1. amylolityczne ( α i β - amylaza)

90% maltoza i 20% dekstryny

skrobia → amylodekstryny → erytrodekstryny → achrodekstryny → maltodekstryny → maltoza

2. proteolityczne (endo i egzopeptydazy)

białka → albumazy (protezy)→ peptony → peptydy → aminokwasy

3. fosfolityczne (fitazy)

4. cylolityczne (cylazy)

19. Metody stabilizacji win

• fizyczne

• mieszanie

• wirowanie i klarowanie

• oziębianie i ogrzewanie

• chemiczne

• klarowanie środkami klarującymi

• dozowanie wymiany jonowej

• biologiczne

• rozlew na gorąco

• pasteryzacja w butelkach

• stosowanie antyseptyków

• filtracja membranowas

20. Metody i parametry utrwalania piwa

Cel leżakowania piwa:

- dofermentowanie piwa

- wstępna stabilizacja faz ( wytracanie się osadów, związków niestabilnych)

- utworzenie równowagi pomiędzy niektórymi grupami związków

- powstają związki smakowo -zapachowe np. acetyle

Piwo dojrzewa 30 - 35 dni, porter 3 miesiące

Obecnie w tankofermentatorze (dojrzewanie 10 -12 dni lub 5-6 i tydzień leżakowania w klasycznych tankach) łączone są procesy fermentacyjne i leżakowania - oszczędność czasu.

Manometr = szpuntometr

Po pierwszym etapie fermentacji tanki były zaszpuntowane w celu wysycenia piwa. W piwowarstwie obowiązuje system rozlewu izobarycznego, to znaczy to ciśnienie, które wytworzyliśmy podczas dojrzewania musi być już utrzymane aż do rozlewu do opakowań jednostkowych. Zawartość CO₂ 0, 30 - 0,55 % wag.

5,5 g / dm³ - mocno wysycane

Dla przyspieszenia redukcji diacetylu podnosi się na 2 - 1,5 dnia temperaturę leżakowania, dodaje enzymów lub przemywa CO₂ ( od dołu). Przemywanie CO₂ w celu przyspieszenia dojrzewania to kondycjonowanie piwa.

Stabilność faz- jej uzyskanie polega głównie na filtracji np. na krzemowych filtrach przekładkowych ( dawniej były stosowane azbestowe). Obecnie stosujemy filtry; bawełniane, celulozowe, z różnymi dodatkami pogłębiającymi skuteczność i trwałość; przede wszystkim glinokrzemiany. Ziemia okrzemkowa naprowadzona na filtry nie podlega regeneracji. Oprócz tego jako materiały filtrujące stosuje się perlit - szkliwo wulkaniczne, ziemie okrzemkowe, diatanit.

Najczęściej stosowane filtry w kraju

NAZWA MATERIAŁ FILTRACYJNY

Płytowy kartony wyjaławiające

Komora płytowa ziemia okrzemkowa na kartonie nośnym

Świecowy ziemia okrzemkowa lub membrany

Horyzontalno - sitowy ziemia okrzemkowa

Do przyspieszenia stabilizacji piwa stosujemy różne preparaty enzymatyczne.

Preparaty stabilizujące:

1. Preparaty redukujące:

-bardzo szybko wiążą O₂

-kwas askorbinowy

-SO₂

2. Preparaty enzymatyczne ( hydrolizujące)

-Cristalase

-Proksal

-Stabilision

3. Preparaty koagulujące związki białkowo - garbnikowe

-kazeina

-tiamina

-formaldehyd, sole cynku

4. Preparaty adsorpcyjne

-bentoniny

-żele krzemionkowe

-syntetyczne poliamidy

Zalety środków stabilizujących:

~ selektywna eliminacja substancji powodujących zmętnienia ( głównie substancje białkowo - garbnikowe)

~ opóźnienia ich powstawania wskutek tworzenia się koloidów

~ obojętność stosunku do smaku, zapachu, barwy i cienistości

~ wysoka czystość i neutralność chemiczna zarówno stosunku do związków polarnych jak i szerokiej gamy związków niepolarnych

~ nieistotny wpływ na ilościowe zaniki produkcyjne

Stabilność biologiczna

- oddziaływanie temperatury, głównie pasteryzacja (usuniecie form wegetatywnych): w przepływie ( płytowe wymienniki ciepła) lub w opakowaniu ( mniejsza wydajność)

- mikrofiltracja

Rozlew z podwójną ewaluacją powietrza z butelki

21. Pasteryzacja piwa

62 - 82⁰C, korzystniejszy dłuższy czas a niższą temperatura po piwo będzie mieć cechy piwa zagotowanego. 65 - 70⁰ C - 20 minut, w pasteryzatorach przepływowych 90 -93⁰ C.

Najnowsza metoda: wstrzykiwanie pary.

Jednostka Beniamina - oddziaływanie temperatury 60⁰ C w ciągu 1 minuty.

Tlen zabójczy dla piwa gotowego - zwłaszcza dla smaku, zapachu, składników.

Rozlew piwa do opakowań jednostkowych:

-rozlew butelkowy

-rozlew beczkowy

Im więcej alkoholu tym słabsza rozpuszczalność CO₂

Czynniki wpływające dodatnio na pienistość piwa:

- CO₂

- β-glukan ( ale zmniejsza stabilność)

- substancje azotowe wysokocząsteczkowe

- melanoidy

- substancje goryczkowe

Podstawowe wyznaczniki trwałości piwa:

- stabilność bukietu

- stabilność piany

- stabilność biologiczna

- stabilność fizykochemiczna

22. Warunki powstawania zw. barwnych podczas suszenia slodu

• duża ilość węglowodanów

• duża ilość aminokwasów i związków azotu

• wysoka temp. >85⁰C

• duża zawartość wilgoci

Melanoidy - cukry + aminokwasy

23. Wskaźniki charakteryzujące jakość słodu

- przemiany cytolityczne - rozluźnienie słodu - różnice pomiędzy zawartością ekstraktu za słodu zmielonego na mąkę a wydajnością słodu zmielonego na śrut.

Dla słodów jasnych:

do 1,4 b. dobre

1,5 - 1,9 dobre

2,0 - 2,4 dostateczne

2,5 - 3,0 niezadowalające

powyżej 3,0 b. złe

powinno się badać w każdej partii słodu.

Im rozluźnienie większe tym mniejsza wydajność

- ekstraktywność słodu 77 - 83%

- liczba Hartonga - świadczy o rozluźnieniu i ekstraktywności,.

Przygotowuje się brzeczki o różnej temperaturze ( 20, 45, 65, 80°C), ilość ekstraktu jaką uzyskamy dzielimy przez 4

Dla słodu jasnego 4- 6 dla słodu dobrego

- charakterystyka przemian amylolitycznych - ilość skrobi, jaką można rozłożyć do maltozy przez enzymy macierzyste ze 100g słodu

- siła diastatyczna w jednostkach Windisch - Kolbacha [WK] - jest to tzw. siła cukrująca (od 200

- 200 WK powinna być)

- przemiany proteolityczne - charakt. przemiany białkowe. Zawartość białka od 9 - 11,5% w jęczmieniu

- liczba Kolbach (L_k) =- stosunek azotu rozpuszczonego do azotu ogółem wyrażony w procentach.

Dla słodu jasnego 35 - 48% ( 41% dla b. dobrego)

Dla słodu ciemnego 27 - 31%

- frakcje Lundina - kolejność degradacji białek

- białka

- albuminy - frakcja A (powinno być ok. 25%)

- peptony - frakcja B (powinno być ok. 15%)

- polipeptydy - frakcja B

- dipeptydy - frakcja C

- aminokwasy - frakcja C(powinno być ok. 60%)

24. Metody otrzymywania piwa bezalkoholowego

1. Szczepy drożdży, które nie fermentują maltozy (drożdże z metod genetycznych)

2. Metody oddestylowania etanolu

3. Wytwarzanie piwa bezalkoholowego na zasadzie desorpcji

piwo → filtracja → dekarbonizacja→ desorpcja ( mniej niż 0,01% alkoholu)

4. Wykorzystanie dializy do produkcji piwa bezalkoholowego proces dyfuzji przebiega na zasadzie różnicy stężeń alkoholu w piwie i dializacie, następuje dyfuzja z piwa do dializatu przez specjalne błony półprzepuszczalne. Proces dyfuzji na zasadzie różnicy stężeń alkoholu w piwie i w dializie

- wydajność dializatorów do 7,5 hl piwa/h

- urządzenia zautomatyzowane

- mycie po 100 - 200 h działania

- dializatory z kolumną rektyfikacyjną do odzyskania lotnych substancji aromatycznych, które są zawracane do piwa

- koszt produkcji 1 hl piwa bezalkoholowego 7,5 - 8,5 DM (obecnie wyżej)

25. Cel śrutowania

• doprowadzenie do wyekstrahowania max ilości

• zwiększenie kontaktu enzymów z substratami

Cel rozdrobnienia słodu:

Umożliwia enzymom oddziaływania na zawarte w słodzie substancje:

• białkowe - proteazy - enzymy proteolityczne

• cukrowe - amylazy - enzymy amylolityczne

• tłuszczowe - lipazy

• β-glukany - β-glukanazy

Mielenie słodu jest procesem skomplikowanym, przygotowującym słód do procesu zacierania. Zarówno parametry słodu, jak i procesu mielenia zależą w dużym stopniu od rodzaju produkowanego piwa, stosowanej technologii i posiadanego wyposażenia technicznego. Ze względu na stosowaną technologię możemy proces mielenia słodu podzielić na mielenie na sucho i na mokro, a ze względu na stosowane urządzenia na mielenia na śrutownikach dwu-, cztero-, pięcio- i sześciowalcowych oraz młynach młotkowych.

Celem mielenia jest z jednej strony ułatwienie rozpuszczenia składników ekstraktywnych słodu w wodzie i pobudzenie działania enzymów oraz stworzenie „materiału” do budowy warstwy filtracyjnej brzeczki w kadzi filtracyjnej. Dlatego też niezbędnym jest takie prowadzenie procesu, które zapewniałoby jak najmniejsze rozdrobnienie łuski, a jednocześnie jak największe rozdrobnienie bielma. Te wymogi w większym stopniu spełnia mielenie na mokro, które dzięki kondycjonowaniu słodu pozwala na zachowanie łuski w stanie prawie nienaruszonym, ułatwia rozdrobnienie bielma i aktywuje enzymy słodu. Mielenie na mokro powoduje 10-20% wzrost objętości łuski, łatwiejsze oddzielenie bielma od łuski, wzrost szybkości filtracji brzeczki a także polepszenie stopnia odfermentowania brzeczki.

Młyny młotkowe maja zastosowanie do rozdrabniania słodu w browarach, które stosują nowoczesne filtry zacierne.

26. Cel zacierania

• wyekstrachowanie składników ze zmielonego słodu i przejście ich do rozpuszczalnika (wody)

• uaktywnienie enzymów

• skleikowanie skrobi

• rozłożenie skrobi do cukrów fermentacyjnych, rozkładają je enzymy zawarte w słodzie

ZACIERANIE jest to wytwarzanie brzeczki:

- najważniejszy proces przy produkcji piwa

- śruta zostaje wymieszana z H₂O a substancje zawarte w słodzie przechodzą do roztworu jako składniki roztworu

- wszystkie substancje przechodzące do roztworu nazywamy ekstraktem

- nie przechodzą: skrobia, celuloza, wysokocząsteczkowe białko i substancje towarzyszące, wysłodziny

Zacieranie jest to ekstrakcja substancji rozpuszczalnych przy użyciu wody jako rozpuszczalnika w odpowiednich warunkach technicznych za sprawą enzymów endogennych.

Zacieranie jest jednym z najważniejszych procesów przy produkcji piwa. W czasie tego procesu składniki słodu przechodzą do brzeczki podlegając jednoczesnej konwersji do form przyswajalnych przez drożdże oraz przydatnych do tworzenia cech fizykochemicznych piwa. Ponieważ główne składniki słodu, skrobia oraz białka są bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie, a ponadto ich masy cząsteczkowe i forma uniemożliwia ich wykorzystanie przez drożdże, celem procesu zacierania jest wykorzystanie enzymów rodzimych słodu do hydrolizy i doprowadzenie do form przydatnych w dalszych etapach technologicznych.

Przy zacieraniu proces degradacji dotyczy:

- skrobi,

- glukanu,

- białek,

- innych składników.

Parametrami fizycznym, przy pomocy których sterujemy procesem zacierania (enzymami) są temperatura i kwasowość. Wpływ pH na enzymy słodu nie jest tak wielki jak wpływ temperatury.

Ponieważ temperaturowe i kwasowe optima oraz zakresy działania enzymów często na siebie zachodzą proces musi być tak prowadzony, aby uwzględniał te zależności, zachowana musi być również aktywność enzymów słodu.

Zacieranie polega na podnoszeniu temperatury zacieru do optymalnego poziomu dla działania danego enzymu:

• 45 - 50 ⁰C przerwa białkowa

• 62 - 65⁰ C przerwa do wytworzenia maltozy

• 70 -75⁰ C przerwa scukrzania

• 78⁰ C temperatura zakończenia zacierania

Zacieranie dzielimy na:

1. infuzyjne - podnoszenie temperatury do optymalnych dla danych enzymów bez gotowania zacieru - są tańsze i bardziej ekonomiczne

2. dekokcyjne - polega na podnoszeniu temperatury do optymalnych dla enzymów z gotowaniem zacieru 100°C (brzeczka lepiej fermentuje) zacieranie takie może być jedno- , dwu- , lub trójwarowe

Preparaty z aktywnością:

- α-amylazy

- glukoamylazy (pomaga scukrzyć)

- nie ma preparatów aktywnością β-amylazy!!!

27. Technologia zimnego - bezciśnieniowego zacierania i scukrzania

Polega na przeprowadzeniu scukrzania skrobi bez etapu parowania (upłynnienia) a wprowadzenie etapu mocnego rozdrobnienia. Enzymy mogą działać na skrobię niskokleikowaną, gdy jest bardzo rozdrobniony surowiec:

• maksymalne rozdrobnienie

• podgrzewanie

• dodanie preparatu z max aktywnością różnych enzymów (z czego najważniejsze to amyllolityczne)

Preparat TERMAMYL z Bacillus Subtilis z aktywnością gł. α-amylazy.

Dodajemy preparatów enzymatycznych z aktywnością celulityczną, np. VISCOZYNA. Rozdrabnia się surowiec. Jeżeli rozdrobnienie surowca jest mniejsze niż średnicy 1mm, to preparaty rozłożą surowiec . Przez to następuje mniejsze zużycie energii cieplnej, ale większe zużycie energii elektrycznej w celu rozdrobnienia surowca. Czysty zysk z 1tony przerobionego surowca to 18 - 40 euro.

Zalety zacierania bezciśnieniowego:

• 3 - 5x mniejsze zużycie energii (z 2,2 - 2,5 tys. MJ do 0,5 tys. MJ/tona sur.);

• zwiększenie wydajności etanolu o 3 - 4 litrów na tonę surowca, jeśli zastosuje się homogenizację;

• skrócony czas procesu;

• większa wartość żywieniowa wywaru.

Wady zacierania bezciśnieniowego - większe zużycie energii elektrycznej niż w klas. techn.

-Rozdrobnienie wstępne za pomocą śrutowników walcowych

-Rozdrabnianie zasadnicze młynkami młotkowymi lub tarczowymi

-mieszanie z wodą i podgrzewanie oraz ewentualna homogenizacja

-Zacieranie przy użyciu kompleksów enzymów 45 - 60°C przez 40 min

-odfermentowanie - w miarę wzrostu zawartości alkoholu, areometr pokazuje bardziej pozorny ekstrakt.

28. Wydajność warzenia

W_w = (ilość uzyskanego ekstraktu w brzeczce kg) / (ilość uzyskanego słodu kg) W_w = 73 - 78 %

29. Cel namaczania ziarna

• dostarczenie do ziarna określonej ilości wody, wilgoci

• obmycie ziarna z zanieczyszczeń

• wyługowanie z łuski substancji goryczkowych

30. Cel suszenia słodu

Cele suszenia:

- Pozbycie się wilgoci, wyraźne zmniejszenie zawartości wody do 1-4 % ( słód ciemny 1,5-3%, słód jasny 3,5-4%)

- utrwalenie słodu (słód jest sterylny po wysuszeniu)

- ukształtowanie cech smakowo - aromatycznych charakterystycznych dla słodu i piwa

- pogłębienie barwy, głownie poprzez zwiększenie ilości związków barwnych (melanoidów)

- zahamowanie procesów fizjologicznych

Trzeba to tak zrobić, aby nie zniszczyć siły enzymatycznej.

Słód jasny po suszeniu ma wyjątkową zdolność do kiełkowania.

Zachodzące przemiany:

- spadek wilgoci do 3,5 - 4% ( słód jasny); 1,5 - 2% ( słód ciemny

- zmniejszenie objętości słodu

- wzrost ciężaru hektolitrowego

- częściowa koagulacja ciał białkowych

- reakcje enzymatyczne i chemiczne, m. In. Reakcja aminokwasów aminokwasów cukrami

- wzmożenie reakcji enzymatycznych enzymatycznych początkowych procesach suszenia, powyżej temp. 70°C już ich brak.

Etapy przemian podczas suszenia

1. Faza przemian biochemicznych - trwa kilka godzin, zarodek żywy, ziarno oddycha, wilgotność spada do ok. 30% (gdy wilg. Spadnie poniżej 20% ziarno przestaje oddychać).

2. Faza enzymatyczna - temp. 40 - 70°C, największa aktywność enzymów, spadek wilgoci do ok. 8%, ziarno nie oddycha.

W słodzie ciemnym im większa temp. tym musi być większa wilgotność, więc tutaj ok. 18% - tworzenie melanoidów. Amylazy wyraźnie osłabione, siła drastyczna w słodzie suszonym niższa niż w zielonym. Enzymy proteolityczne - aktywność ich w małym stopniu zostaje. Enzymy są w większym kontakcie z substratem przez rozluźnienie bielma, dlatego pozostają aktywne.

3. Faza przemian chemicznych - reakcja cukry + aminokwasy = melanoidy (więcej w słodzie ciemnym) tworzy się barwa i aromat słodu. Melanoidy maja charakter kwaśny, są mniej lub bardziej rozpuszczalne, są antyutleniaczami, koloidami, maja pozytywny wpływ na pienistość piwa.

31. Efekt Pasteura

Procesy fermentacji wywołane przez drożdże są hamowane przy zwiększonym stężeniu tlenu. Mechanizm polega na represji i hamowaniu enzymów szlaku EMP (Embdena-Meyerohofa-Parnasa) w obecności tlenu. W warunkach beztlenowych indukcja m.in. fosfofruktokinazy, aldolazy i kinazy pirogronianowej.

tlen -> biomasa

brak tlenu -> fermentacja etanolowa

32. Efekt Carbtree

Nawet w warunkach tlenowych dochodzi do tworzenia etanolu jeśli nie są zbilansowane składniki w procesie hodowli drożdży. W tlenowych hodowlach drobnoustrojów obserwuje się częściowe hamowanie oddychania komórek, w warunkach wzrastającego stężenia glikolizy ponad 1-2 g/l

dużo C -> etanol

mało C -> biomasa

33. Teoria Finka

Hodowla drożdży

2/3 przyswajalnego węgla z węglanów zużyta do budowy masy komórkowej. 1/3 zużyta na procesy energetyczne (ulega spaleniu w czasie biologicznego oddychania do CO₂ i H₂O + energia)

34. Najważniejsze cechy jakościowe drożdży piekarskich:

• wysoka właściwa szybkość wzrostu

• wysoka aktywność w procesie glikolizy

• zdolność adaptacji do szybko zmieniających się substratów w pożywce handlowej

• wysoka zdolność wykorzystania zw. organicznych, w tym cukrów, aminokwasów, alkoholi

• wysoka aktywność inwertazy, α-glukozydazy i β-fruktofuranozydazy (szybkość fermentacji ciasta)

• zdolność do wzrostu i syntezy enzymów i koenzymów w warunkach tlenowych i beztlenowych

• chcielibyśmy żeby:

• były odporne na wyższe temperatury

• by miały wysoką zdolność fermentacyjną

35. Szczepy i rasy drożdży winiarskich

Winogrona gatunku : Vitis vinifera

Vitis labrusca

Vitis rotundifolia

W obrębie gatunku występują szczepy (odmiany). Znanych jest kilka tysięcy szczepów:

• Spätburgunder (cz)

• Chinin (Steer) Blanc (b)

• Pinotage (krzyżówka Pinot Nor i Cinsault (cz))

• Agliancio (cz)

• Kadarka (cz)

• Lecrima (cz)

• Vinho Verde (b)

KLASYFIKACJA SCZEPÓW SZLACHETNYCH

• Czerwone

1. Cabernet Sauvignot

2. Point Noir

3. Merlot

4. Cabernet France

5. Syrah

• Białe

1. Riesling

2. Chardonnay

3. Gewürztaminer

4. Sauvignon Blanc

5. Muscat




1

---