Результат интеллектуальной деятельности: Способ охмеления пивного сусла

Настоящее изобретение относится к области пивоваренной промышленности и применяется для охмеления пивного сусла. Способ предусматривает предварительное приготовление хмелевого экстракта, заключающееся в обработке пивного сусла с гранулированным хмелем в роторно-пульсационном аппарате (РПА), где на суспензию воздействуют ударные, акустические, истирающие нагрузки при технических параметрах: частота вращения ротора - 2500 об/мин (261,8 с^-1), зазор между ротором и статором - 0,3 мм, длительность обработки суспензии - 3 мин, температура - 85°С. Параметры обработки выбраны таким образом, чтобы полученный хмелевой экстракт имел максимальное содержание изогумулона. Затем данный хмелевой экстракт вносят в пивное сусло для его охмеления в процессе кипячения в две стадии: 50% в момент закипания сусла и 50% за 30 минут до конца кипячения.

Изобретение позволяет уменьшить нормы внесения гранулированного хмеля в пивное сусло при кипячении и повысить коллоидную стойкость пива, сократить процесс кипячения пивного сусла.

Известен способ охмеления пивного сусла, который использовался на предприятиях пивной отрасли в СССР, а также в настоящее время в РФ, который заключается в длительном кипячении пивного сусла с хмелем в виде гранулированного хмеля или шишек хмеля [1]. При этом получается охмеленное сусло, обладающее высоким качеством при минимальном расходе хмеля. Главным достоинством является максимально полное извлечение и использование горьких веществ хмеля с целью снижения расхода сырья при охмелении. Для лучшего извлечения горьких веществ из хмеля проводят предварительно его мокрый помол перед внесением в сусло, чтобы разрушить стенки хмеля. Данный способ не экономичен, так как существуют способы, дающие больший выход горьких веществ, а также энергозатратен.

По техническому решению и достигаемому эффекту наиболее близким к предлагаемому является способ охмеления пивного сусла, предусматривающий внесение хмелевого экстракта в виде эмульсии, предварительно приготовленной путем механического диспергирования экстракта в части сусла, отобранного в конце его кипячения и освобожденного от коагулирующих белковых веществ, например, фильтрацией [2]. Недостатком данного способа является то, что хмелевой экстракт не содержит полифенольных соединений хмеля, влияющих на комплексообразование и коагуляцию белковых веществ пивного сусла, и не обеспечивает коллоидную стойкость и полноту вкуса готового пива. Кроме того, затруднены отдельные технологические операции приготовления пивного сусла, так как данный способ предусматривает отбор из сусловарочного котла в конце кипячения части пивного сусла, отделение от него, например, фильтрацией скоагулированых белковых веществ и только после этого приготовление эмульсии и хмелевого экстракта.

Задачей изобретения является снижение расхода хмеля и повышение коллоидной стойкости пива.

Данная задача достигается за счет того, что приготовление хмелевого экстракта проходит в роторно-пульсационном аппарате при частоте вращения ротора 2500 об/мин (261,8 с^-1), зазоре между ротором и статором 0,3 мм в течение 3 минут при температуре 85°С. Затем хмелевой экстракт вносят в пивное сусло в процессе кипячения в две стадии: 50% в момент закипания сусла и 50% за 30 минут до конца кипячения. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является более полная экстракция и изомеризация горьких веществ, а также извлечение полифенольных соединений хмеля. Экономическими аспектами изобретения является снижение расхода хмеля на 20-30%, а также уменьшение энергозатрат вследствие сокращения длительности кипячения пивного сусла с хмелевым экстрактом на 30 минут.

Предлагаемый способ охмеления пивного сусла осуществляют следующим образом. Проводят приготовление хмелевого экстракта. Для этого в РПА [3] с рабочим объемом 1 л загружается смесь пивного сусла в количестве 0,8 л с гранулированным хмелем массой 0,024 кг. Проводят обработку смеси в течение 3 минут при температуре 85°С, частоте вращения ротора 2500 об/мин (261,8 с^-1) и зазоре между ротором и статором 0,3 мм. Под действием центробежных сил материальный поток движется через зубья ротора и статора. Затем во внешней рабочей области аппарата поток направляется в его нижнюю часть, где за счет насосного эффекта проходит через отверстия в ступице ротора и снова попадает в межцилиндровый зазор. Благодаря механическим воздействиям РПА на твердую фазу гранулированного хмеля за счет срезывающих и истирающих нагрузок, а также развитой турбулентности, пульсациям давления и скорости потока жидкости улучшается ее растворимость. Этот процесс происходит как снаружи гранул хмеля, так и внутри, что приводит к их интенсивному взаимодействию с пивным суслом. В результате перекрытия пазов ротора и статора появляются чередующиеся зоны сжимания и расширения. За счет этого в жидкой фазе появляются области разрыва - кавитационные зоны, образующие пузырьки, которые схлопываются с силой в несколько сот атмосфер, вследствие чего возникают ударные волны. Данное воздействие приводит к интенсивному диспергированию частиц хмеля и увеличивает поверхность взаимодействия контактных фаз. Многократное колебание частиц твердой фазы в местах трения приводит к повышению температуры сусла и, как следствие, влияет на увеличение коэффициента внутренней диффузии. Для поддержания необходимой температуры обрабатываемой среды (85°С) в РПА используется тепловая рубашка. Параллельно этому процессу начинают кипятить пивное сусло объемом 2,2 л. В момент закипания в него добавляют 0,4 л хмелевого экстракта, полученного в РПА, и кипятят в течение часа. Оставшиеся 0,4 л хмелевого экстракта вносят за 30 минут до конца кипячения. Все это предотвращает окисление горьких веществ хмеля и позволяет сохранить его вкус и аромат. Общее время кипячения пивного сусла 90 мин. После чего его отправляют на гидроциклонный аппарат для фильтрации, затем охлаждают.

Достижение положительного эффекта предложенного способа охмеления пивного сусла подтверждено его реализацией в лабораторных условиях. Увеличение экстракции полифенольных соединений позволяет усилить эффекты комлексообразования и осаждения белковых веществ пивного сусла, приводящие к лучшему его осветлению и повышению коллоидной стойкости готового пива.

Таким образом, увеличение способности в хмелевом экстракте к комплексообразованию азотистых соединений пивного сусла с экстрагированными полифенольными соединениями и высокая степень изомеризации горьких веществ хмеля приводят к достижению поставленной задачи.

Метод определения изогумулона в пивном сусле основан на его экстракции из сусла изооктаном и определении оптической плотности изооктанового экстракта на спектрофотометре при длине волны 275 нм. В качестве контрольного образца использовалось охмеленное сусло, приготовленное традиционным способом. Содержание изогумулона и полифенолов в хмелевом экстракте, приготовленном в РПА, составляет 56 мг/дм³ и 260 мг/дм³ соответственно. Их содержание в охмеленном сусле - 90 мг/дм³ и 225 мг/дм³. В контрольном образце, полученном традиционным способом [1], содержание изогумулона в охмеленном сусле - 65 мг/дм³, полифенолов - 242 мг/дм³. Таким образом, осуществление процесса охмеления пивного сусла с использованием хмелевого экстракта, приготовленного в РПА, позволяет повысить выход горьких веществ на 28,4% по сравнению с известным традиционным способом [1].

Литература

1. Ермолаева Г.А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. / Учеб. для нач. проф. образования. - М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2000. - 416 с.

2. Пат. №208625 СССР, МПК С12С. Способ охмеления пивного сусла. / Пехов А.В., Пономаренко И.Я., Прокопчук А.Ф., Разинков П.Ф., Мизуренкова Р.С., Волкович Н.М., Юрист Л.И. Опубл. 17.01.1968, Бюл. №4.

3. Пат. 2190462 РФ, МКИ 7 B01F 7/28. Роторно-пульсационный аппарат. / Иванец В.Н., Иванец Г.Е., Афанасьева М.М., Сафонова Е.А., Артемасов В.В. Опубл. 10.10.2002, Бюл. №28.