Физико-химические свойства пива

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Калининградский  Государственный  Технический Университет»

ФГБОУ ВПО «КГТУ»

 

 

Кафедра химии

 

Курсовая работа по дисциплине

«Поверхностные явления и дисперсные системы»

 

 

«Физико-химические свойства пива»

 

 

                                                                                Руководитель:

 

                                                                                К.х.н., доцент Слежкин В.А.

 

                                                                                _____________________

 

                                                                                 _____________________

 

                                                                                 Исполнитель:

                                                                                 

                                                                                 студентка группы 09-ПБ

                                                                            

_____________Радкевич О.А.                                                             

                             

 

Калининград

2012

Содержание:

Введение ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

1.Теоретическая часть  ------------------------------------------------------------------------------------------- 4

1.1. История пивоварения  ----------------------------------------------------------------------------------- 4

1.2. Производство пива -------------------------------------------------------------------------------------- 8

1.2.1. Сырье ------------------------------------------------------------------------------------------------- 8

1.2.2. Производство солода ------------------------------------------------------------------------------ 8

1.2.3. Производство сусла  -------------------------------------------------------------------------------- 9

1.2.4. Производство пива -------------------------------------------------------------------------------- 10

1.2.4.1. Дрожжи как важнейший партнер пивовара -------------------------------------------- 11

1.2.4.2. Метаболизм дрожжей ---------------------------------------------------------------------- 13

1.2.4.3. Образование и расщепление побочных продуктов брожения --------------------- 19

1.2.4.4. Другие процессы и превращения -------------------------------------------------------- 19

1.2.4.5. Фильтрование пива ------------------------------------------------------------------------- 20

1.2.4.6. Стабилизация пива -------------------------------------------------------------------------- 21

1.2.4.7. Карбонизация пива -------------------------------------------------------------------------- 25

1.3. Химический состав пива ------------------------------------------------------------------------------- 26

1.3.1. Компоненты пива ---------------------------------------------------------------------------------- 27

1.4. Пиво и здоровье ------------------------------------------------------------------------------------------ 29

1.5. Органолептические показатели  пива ---------------------------------------------------------------- 31

1.5.1. Аромат пива ----------------------------------------------------------------------------------------  31

1.5.2. Полнота вкуса -------------------------------------------------------------------------------------- 34

1.5.3. Игристость ------------------------------------------------------------------------------------------ 34

1.5.4. Горечь пива ----------------------------------------------------------------------------------------- 35

1.5.5. Пенистость и пеностойкость пива -------------------------------------------------------------- 36

1.5.5.1.Распад пены ------------------------------------------------------------------------------------ 36

1.5.5.2.Факторы, влияющие на пеностойкость --------------------------------------------------- 36

1.6. Типы пива -------------------------------------------------------------------------------------------------- 37

1.6.1. Пиво верхового брожения ------------------------------------------------------------------------ 37

1.6.2. Пиво низового брожения ------------------------------------------------------------------------- 40

1.7. Физические свойства пива ----------------------------------------------------------------------------- 41

2. Экспериментальная часть ------------------------------------------------------------------------------------ 42

2.1. Материал исследования -------------------------------------------------------------------------------- 42

2.2. Методика исследования -------------------------------------------------------------------------------- 42

2.3. Результаты исследования ------------------------------------------------------------------------------ 44

Заключение -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 49

Список литературы ----------------------------------------------------------------------------------------------- 50

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ.

Пиво — слабоалкогольный напиток, получаемый спиртовым брожением  солодового сусла (чаще всего, на основе ячменя) с помощью пивных дрожжей, обычно с добавлением хмеля. Содержание этилового спирта в большинстве сортов пива 3-6 % об. (иногда и выше, крепкое содержит, как правило, 8 % об., максимально — 14 % об), сухих веществ (в основном углеводов) — 7-10 %, углекислого газа — 0,48-1,0 %.

Пиво распространено во множестве  стран мира и пользуется популярностью  благодаря своим вкусовым качествам  и аромату. Существуют около тысячи сортов пива. Вкусовые характеристики разных видов могут кардинально отличаться. В становлении стабильного разнообразия пива сильное влияние оказывают страны с наибольшим потреблением этого напитка на душу населения (Чехия, Германия, Ирландия, Австрия, Финляндия, Россия, Польша) и страны со специфической культурой производства (Ирландия, Бельгия, Бразилия, Япония).

Пиво — третий по популярности напиток в мире (после воды и  чая) и самый популярный алкогольный  напиток в мире.

Цель курсовой работы –  изучить физико-химические свойства пива.

Для достижения цели курсовой работы были поставлены следующие задачи:

1. Определить плотность  пива.

2. Определить поверхностное  натяжение пива сталогмометрическим методом.

3. Изучить, как изменяется  со временем электропроводность  и рН пива.

4. Определить показатель преломления пива.

5. Определить устойчивость  пены пива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1.1. ИСТОРИЯ ПИВОВАРЕНИЯ

 

Пиво — напиток очень древний, и его историю благодаря раскопкам  и археологическим находкам можно проследить на протяжении почти 5000 лет. Самое древнее упоминание пива встречается в шумерской (Месопотамия) клинописи, датируемой 2800 г. до н. э., где говорится о ежедневном рационе работников, состоявшем из пива и хлеба. Приготовление и продажа пива в розлив были регламентированы в законодательном акте вавилонского царя Хаммурапи (1728-1686 гг. до н. э.). Там приводились и возможные нарушения в этой области.

Дальнейший расцвет пивоварение  получило в древнем Египте, что засвидетельствовано в многочисленных рисунках и других археологических находках. Здесь нужно заметить, что уже тогда пиво не содержало опасных для человека микроорганизмов, и что даже вода, зачастую небезупречная, могла обеззараживаться благодаря брожению и образованию в пиве натуральных кислот. Поэтому пиво в течение многих столетий являлось ежедневным средством утоления жажды, как для господ, так и для простых людей.

В Европе пиво было любимым напитком уже у древних германцев, а также у скифов и кельтов. Как и повседневная пища, пиво варилось в домашнем хозяйстве женщинами — ведь варка пива и выпечка хлеба считались женской работой у всех первобытных народов.

В монастырских пивоварнях уже в средние века произошел переход к товарному пивоварению, то есть пиво готовилось уже не только для собственных потребностей, но и на продажу. Одновременно пивоварение превратилось в мужскую профессию  и оставалось таковой во все последующие времена вплоть до наших дней. В XIV веке в качестве единственной пряности для изготовления пива начали применять хмель (прежде применяли смесь различных пряностей, которую называли «грут» — «Grut»).

В Германии в средние века условия для приготовления пива на севере существенно отличались от условий на юге. На севере право на пивоварение являлось «городским». Осуществлялось оно в крупных городах, таких как Бремен, Гамбург или Эйнбек.  На юге Германии в ХIV веке происходит постепенный переход от домашней варки пива к «профессиональной». При этом в городах на пивоваров оказывали существенное административное воздействие, выражавшееся в том, что право на пивоварение стало монаршей привилегией. Это имело особое значение в связи с тем, что в южногерманских землях в раннем средневековье пивоварение становится наиболее распространенным ремеслом.

В XV веке положение пивовара как  ремесленника укрепляется, но ограничивается большим числом законоположений, особенно в южной Германии. Организация ремесленного производства, качество конечного продукта и его сбыт должны были соответствовать жестким административным требованиям, которые включали в себя даже положение о ценах на дрожжи и надзор за их качеством. Эти требования учитывали, прежде всего, интересы пекарей, получавших эти дрожжи от пивоваров, так как в то время и в дальнейшем монополией на приготовление дрожжей обладало пивоваренное производство.

Неурожай и другие обстоятельства иногда из-за недостатка привычного сырья  вынуждали применять другие сырьевые продукты. Так, хмель иногда заменяли горькими травами, при приготовлении пива примешивали хлебное зерно или перерабатывали более дешевый овес. В связи с применением некоторых трав-заменителей могла возникать опасность для здоровья людей, поэтому во избежание этого административно было установлено, что для приготовления пива может применяться только вода, хмель и солод. Первое документальное упоминание об этом содержится в статье 12 принятого в 1434 г. закона «Statuta thabema» г. Вайсензее в Тюрингии. Аналогичные требования к приготовлению пива были приняты в 1447 г. в г Мюнхене. Баварский «Указ о чистоте» был подписан 23 апреля 1516 г. на ландстаге в Инголыштадте правителями Вильгельмом IV и Людвигом X и тем самым приобрел силу закона.

С 1906 г. этот «Указ о чистоте» имеет в Германии силу закона для приготовления пива низового брожения. В соответствии с ним пиво должно изготовляться из ячменного солода, хмеля и воды.

Целью законодательного регулирования  было обеспечение граждан продукцией в возрастающем объеме по доступной цене.  На этой основе советы городов регламентировали изготовление продукции в интересах защиты потребителей и устанавливали цены в соответствии с качеством продукции. Поэтому «Указ о чистоте» можно считать первым в мире законом о защите прав потребителей.

Тридцатилетняя война отбросила  развитие пивоварения назад. Одновременно с введением в обиход новых напитков, таких как чай и кофе, выпуск пива существенно сократился. Позднее во всей Германии и в Богемии (Чехии) начинает получать признание темное лагерное (от нш. «lagem» — хранить, выдерживать) пиво низового брожения под названием «баварское пиво». Чтобы противостоять проникновению этого пива, за пределами Баварии были построены пивоварни, производившие его на местах.

Изобретение Джеймсом Уаттом в 1765 г. первой паровой машины послужило своего рода «краеугольным камнем» для  введения в пивоваренное производство новей техники. В Англии первые паровые  машины были применены в 1784 г., и к 1800 г. они получили там широкое распространение. Однако до их появления в Германии прошло значительное время, и лишь в 1846 г. Габриэль Седлмайр после поездки в Англию смонтировал в своей новей пивоварне в Мюнхене паровую машину мощностью 1 л. с. Изобретение в 1871 г. и применение в 1876 г. Карлом фон Линде холодильной машины, а также развитие сети железных дорог в последующие десятилетия привели во всех развитых странах к созданию новых и реконструкции старых крупных пивоварен. Не случайно первый груз, доставленный по первой немецкой железной дороге в 1836г., состоял из двух бочек пива. Однако зависимость производства от времени года и необходимость запасать зимой естественный лед исчезли прежде всего благодаря появлению холодильных машин.

Француз Луи Пастер, фактически отец современной микробиологии, показал, что процессы брожения — это результат деятельности микроорганизмов. Он сформулировал тезис «La fermentatim est la vie sans l’oxygene» («Брожение — жизнь без кислорода»), и именно ему мы обязаны не устаревающими знаниями о брожении и предпосылках для получения стойкого пива (1860 г.).

Благодаря работам Эмиля Христиана Хансена, который в 1883 г. в Карлсбергской лаборатории (г. Копенгаген) разработал метод получения чистой культуры дрожжей, усовершенствованный позднее в 1893 г. Паулем Линднером в его «капельном методе», были заложены основы для биологически безупречных методик и дана возможность получать чистые расы дрожжей.

Тем самым появились предпосылки  для победоносного шествия светлого пива, которое все больше вытесняло преобладавшее повсеместно темное баварское. Так, в 1842 г. в Пльзене, в бюргерской пивоварне «Бюргерлихе Браухаус» (позднее Pilsner Ur quell) был разработан исходный тип пильзенского пива, которое широко распространилось по Европе. До сих пор в Германии пиво пильзенского типа «Pilsner» — наиболее потребляемое. В 1875 г. Адольф Буш предложил на американский рынок выпускавшееся по аналогичной технологии на его заводе (Anheuser-Busch) пиво Budweiser (Будвайзер), известную сегодня во всем мире и знаменитую торговую марку пива. Наряду с этим в разных странах создавались и развивались светлые сорта «лагерного» пива, с которыми сегодня идентифицируется большинство сортов пива.

С середины XIX века в Европе и Америке  было основано много промышленных пивоваренных предприятий, а старые пивоварни были модернизированы. Вместе с тем, очевидно, что в тот период ручной труд применялся еще очень широко. Многие из возникших тогда пивоваренных предприятий являются сегодня промышленными гигантами с четко выраженным производственным профилем.

Во второй половине XIX века в промышленном пивоварении произошел прорыв и в других странах. В результате бурного развития отрасли возникла и начала преподаваться наука о пивоварении. В некоторых странах, производящих пиво, появились сначала исследовательские лаборатории и институты, которые впоследствии расширились до учебных заведений по пивоварению.

Естественно, что повсеместно основным законодательным актом оставался  упоминавшийся выше «Указ о чистоте», но уже в 60- 70-е гг. XIX в. пивовары, особенно американские, признали экономические выгоды добавления кукурузной муки или рисовой сечки.

В США в 1919 г. в связи с введением  сухого закона (Prohibition Act) по пивоварению был нанесен тяжелый удар. В этот период пивоваренные заводы смогли «удержаться наплаву» только благодаря так называемому «Питательному пиву» (Nahrbier).

Что касается развития пивоварения  в Германии во второй половине XIX века, то в 1873 г. работала 13561 пивоварня, из которых 10171 варили пиво верхового брожения. К ним следует добавить 36297 домашних хозяйств, где готовили домашние напитки, не облагавшиеся налогам. К 1891 г. число действующих пивоварен сократилось до 7785 (из-за появления крупных акционерных пивоваренных предприятий).