Значение дрожжей в пивоварении

МИНИСТЕСТВО СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫЧШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

« ИЖЕВСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО

Биотехнологии

 

Тема: Значение дрожжей  в пивоварении

 

 

 

 

 

 

 

 

ФИО Карманова Алеся  Анатольевна

                                                                      Шифр 09007

                                                                      Специальность ТППСХП 4курс ФЗО

                         Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2013

 

Содержание

     Введение

1. Состав пивных дрожжей
2. Пивоварение
3. Этапы процесса пивоварения
1. Соложение
2. Варка
3. Брожение
4. Дображивание
5. Осветление
6. Созревание
7. Фильтрация
8. Пастеризация
9. Разлив
4. Классификация сортов и типов пива
5. Общая характеристика пивных рас и штаммов

Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Дрожжи — сборная  группа одноклеточных грибов из различных  классов (сумчатые, базидиальные, несовершенные). Широко распространены в природе, особенно там, где имеются сахаристые вещества (ягоды, фрукты, нектар цветов, молочные продукты и т.д.). В связи со способностью дрожжей производить спиртовое брожение сахаров их используют в хлебопечении, виноделии, пивоварении, спиртовом и глицериновом производстве, в молочной, медицинской и микробиологической промышленности, в производстве витаминов, для получения эргостерина (провитамин D2), нуклеиновых кислот, в сельском хозяйстве и т.п .Дрожжи содержат высококачественный белок, углеводы, богаты витаминами группы В. Жидкие пивные дрожжи улучшают секрецию желудка и поджелудочной железы, усиливают всасывание пищевых веществ в кишечнике, повышают сопротивляемость организма к инфекциям. Их назначают при анемиях, сахарном диабете, фурункулёзе, язвенной болезни, невралгиях и т.п., а также при необходимости повысить содержание белков в пищевом рационе. Употребляют также сухие медицинские дрожжи в таблетках. Основные химические продукты, производимые на основе дрожжей, витамины группы В: холин, тиамин (В1), пиридоксин (В6), пантотеновая кислота (В3), фолиевая кислота.

В свежем виде пивные дрожжи представляют собой нестойкий продукт, и разложение их при комнатной  температуре начинается через несколько  часов, а при температуре 30° С - через 20-30 минут.

Наилучший метод консервирования  дрожжей - это сушка. В сухом виде (при содержании влаги около 10%) дрожжи сохраняются в течение длительного времени.

При получении кормовых дрожжей, сушке подвергаются необезгореченные дрожжи, но для получения пищевых  и лечебных продуктов, дрожжи предварительно должны быть обезгоречены.

Необходимость переработки  пивных дрожжей обусловлена огромной пищевой ценностью данного продукта.

Дрожжи являются более  богатым источником белков, чем мясо. 1 кг сухих дрожжей дает 4520 ккал, в  то время как 1 кг мяса средней жирности – 1720 ккал. Дрожжи содержат в достаточном количестве 5 из 6 основных аминокислот, из которых организм создает свой белок.

В дрожжах содержится глютатион, регулирующий процессы окисления  и восстановления, и ряд других веществ, полезных для нормального  обмена веществ в живом организме. Причем пивные дрожжи значительно богаче витаминами, чем пекарские.

Химический состав дрожжей  и содержание в них витаминов  и других биокатализаторов дают возможность  использовать их в качестве материала  для получения лечебных и питательных препаратов, а так же как хороший белковый корм для птиц и свиней.

Бродильная активность дрожжей характеризуется степенью сбраживания сусла (%) С= (Е-е)100/Е,

Пивные дрожжи в природе  встречаются редко и при этом весьма отличаются от тех облагороженных дрожжей, что применяются для производства пива. Столетия селекционного отбора понадобились людям для выведения пригодных для этой цели штаммов. Всего известно не менее 500 типов дрожжей применяемых в пивоварении.

В производстве пива используют два разных вида дрожжей в зависимости от того, какую технику брожения и какой сорт пива предпочитают. Эти два вида: дрожжи верхового брожения, дрожжи низового брожения.

Дрожжи верхового брожения применяются при производстве, к  примеру, портера, эля, стаута и большинства сортов пшеничного пива. Дрожжи низового брожения - при изготовлении лагерного пива и пива среднеевропейских сортов. Названия этих двух типов дрожжей произошли от способности дрожжей верхового брожения собираться в завершающей стадии брожения на поверхности пива, в то время как дрожжи низового брожения по окончании процесса опускаются на дно бродильной ёмкости. Разные типы дрожжей придают пиву различный вкус. Дрожжи верхового брожения формируют "шапку" на поверхности сусла, предпочитают температуры 14—25°C (поэтому верховое брожение также называются тёплым) и выдерживают более высокие концентрации спирта. Дрожжи низового (холодного) брожения имеют оптимум развития при 6—10°C и оседают на дно ферментёра.

Таблица №1. Химический состав и усвояемость пивных дрожжей

Показатели	Содержание, %	Усвояемость, %
Влажность	8 -12	-
Белковые вещества	43 - 55	90
Жир	2 - 3	81
Безазотистые экстрактивные  вещества	25 - 35	75
Клетчатка	0,4 0,7	95
Зола	6 - 8	-

Таблица № 2. Содержание витаминов в пивных дрожжах

Витамины	Содержание в дрожжах  из бродильни, мг/100г
В1	0,8
В2	5,0
РР	29,4
Е	2,0
В6	3,6

 

 

 

 

 

 

 

1. Состав пивных дрожжей

 

Белки, аминоксилоты (лизин, гистидин, аргинин, аспарагиновая кислота, треонин, серин, глутаминовая кислота, пролин, глицин, аланин, цистин, валин, изолейцин, лейцин, тирозин, фенилаланин), углеводы, витамины (В1 - тиамин, В2 - рибофлавин, В3 - пантотеновая кислота, В5 - никотиновая кислота, В6 - пиридоксин, Н - биотин, Вс - фолиевая кислота), минеральные вещества (железо, цинк, марганец, медь, калий, фосфор, сера).

Помимо уже умеющихся  компонентов в пивные дрожжи по специальной  технологии можно добавлять и  другие компоненты, не свойственные изначальному составу пивных дрожжей. Таким образом  получаются пивные дрожжи с цинком, пивные дрожжи с селеном и т.д.

 

2. Пивоварение

 

Получение напитков путем  спиртового брожения — одно из древнейших бродильных производств. Первыми из таких напитков были, видимо, вино и  пиво. До появления работ Пастера  в конце XIX в. о сути протекающих  при брожении процессов и их механизмах было известно очень мало. Пастер показал, что брожение без доступа воздуха осуществляется живыми клетками дрожжей, при этом сахар превращается в спирт и углекислый газ. Тогда же было показано, что брожение осуществляется под действием каких-то веществ, находящихся внутри дрожжевых клеток.

Одно из главных нововведений в области микробиологии брожения было предложено Хансеном, работавшим в исследовательском центре Карлсберг  в Копенгагене с дрожжами дикого типа. При производстве пива эти  дрожжи доставляли массу неудобств. Хансен выделил чистые культуры дрожжей и использовал их в пивоварении; тем самым он стал пионером применения таких культур при производстве пива.

Алкогольные напитки  получают путем сбраживания сахар-содержащего  сырья, в результате которого образуются спирт и углекислый газ. Сбраживание осуществляется дрожжами рода Saccharomyces. В одних случаях используется природный сахар (например, содержащийся в винограде, из которого делают вино), в других сахара получают из крахмала (например, при переработке зерновых культур в пивоварении). Наличие свободных сахаров обязательно для спиртового брожения при участии Saccharomyces, так как эти виды дрожжей не могут гидролизовать полисахариды. В производстве спиртных напитков применяют штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae или S. carlsbergensis. Различие между ними заключается в том, что S. carlsbergensis могут полностью сбраживать раффинозу, a S. cerevisiae к этому не способны

Для осуществления спиртового брожения при пивоварении прежде всего необходимо, чтобы в пивоваренном сырье образовался сахар. Традиционным источником нужных для этого полисахаридов всегда был ячмень, но в качестве дополнительных используются и другие виды углевод-содержащего сырья. И сегодня ячменный солод составляет основу пива.

Ячменный солод и  другие компоненты измельчают и смешивают  с водой при температуре до 67 °С. В ходе перемешивания природные  ферменты ячменного солода разрушают  углеводы зерна. На заключительной стадии раствор, называемый суслом, отделяют от нерастворимых остатков. Добавив хмель, его кипятят в медных котлах. Для производства пива с определенным содержанием алкоголя сусло после кипячения доводят до нужной плотности. Удельная плотность сусла определяется содержанием экстрагированных сахаров, подлежащих сбраживанию. По истечении определенного времени брожение заканчивается, дрожжи отделяют от пива и выдерживают его некоторое время для созревания. После фильтрации и других необходимых процедур пиво готово.

Начатое по инициативе Хансена  использование индивидуальных штаммов дрожжей в пивоварении сегодня стало нормой: это культуры S. cerevisiae и S. carlsbergensis. Первые представляют собой дрожжи поверхностного и глубинного брожения: они применяются в производстве эля. Вторые — дрожжи глубинного брожения, их используют в производстве легкого пива. Хотя генетика дрожжей развивается уже в течение многих лет, мы лишь недавно научились осуществлять селекцию дрожжей, используемых в производстве пива. По мере углубления наших знаний о свойствах дрожжей и тех качествах, которые они придают конечному продукту, все успешнее идет работа по выведению новых штаммов пивных дрожжей. В конечном счете мы сможем создать штамм, позволяющий получить идеальный пивной продукт. Требования к таким идеальным дрожжам будут, естественно, зависеть от способа сбраживания и желаемых качеств пива.

К числу наиболее важных свойств дрожжей относятся продуктивность, способность формировать осадок, сбраживать мальтотриозу и т. д. Принимаются  во внимание и вкусовые качества получающегося  пива, т. е. образование веществ, ответственных за их формирование. Ранее основным способом получения штаммов, дающих продукт нужного качества, был их отбор из существующих пивных дрожжей. Вести отбор было выгоднее, чем заниматься гибридизацией, отчасти из-за малой способности пивных дрожжей к спорообразованию и низкой жизнеспособности аскоспор. В каждом аске образуется от одной до четырех спор, но не все они освобождаются при созревании. Дрожжи из рода Sacharomyces размножаются в основном вегетативно. При этом за счет множественного латерального почкования формируются сферические, эллипсоидные или реже цилиндрические дочерние клетки.

Поскольку для развития технологии пивоварения могут понадобиться штаммы дрожжей, отличающиеся по свойствам  от обычно используемых, придется прибегнуть к гибридизации. Основным вкладом биотехнологии в пивоваренную промышленность будет создание штаммов дрожжей, способных давать пиво с желаемыми свойствами.

 

     3. Этапы процесса пивоварения

 

3.1 Соложение

 

Солод является основным сырьем для производства пива. Солод, как правило, готовят из ячменя. Для определенных сортов пива в качестве сырья для соложения используют рожь или пшеницу.

Соложение проходит в 4 этапа:

Замачивание

Ячмень для производства солода хранится на элеваторе при  определенных влажности и температуре. По галерее он поступает на солодовню. Из галереи зерно попадается в чаны замачивания. Здесь ячмень смешивается с водой, промывается и впитывает влагу. Проводится так называемое барбатирование, т.е. пробулькивание воздухом через слой зерна и воды. Замачивание длится двое суток - сутки в чане первого дня и сутки в чане второго дня. Когда зерно наберет определенную влажность (около 45%), оно поступает в отделение проращивания.

Проращивание

Зерно рассыпается по конвейеру ровным тонким слоем. Чтобы процесс протекал одинаково для всех зерен, их перемешивают специальным ворошителем. Проращивание длится 5 суток, и за это время из зерна пробивается корешок, внутри зерна формируется листок. В процессе регулируется влажность, температура и объем продуваемого воздуха, чтобы придать зерну свойства, требуемые для производства пива.

Сушка

Когда зерно достигнет  пивоваренных кондиций, проращивание останавливается путем пропускания  сквозь слой ячменя горячего (около 80°С) воздуха. При этом испаряется содержащаяся в зернах вода, и влажность снижается до 5%. Продолжительность процесса - сутки.