Физико-химические свойства пива

Пшеничное пиво типа Вайцен.  Пшеничное пиво типа Вайцен — это большая группа типов и сортов пива верхового брожения. Его приготовляют с использованием как минимум 50% пшеничного солода при массовой доле сухих веществ в начальном сусле — как минимум 11 %.

Благодаря характерным ароматическим  компонентам, которые образуются дрожжами, пшеничное пиво обладает типичным ароматом, существенно отличающимся от аромата других типов пива верхового брожения. На аромат пшеничного пива влияет, в первую очередь, 4-винил гваяколь (0,2-3,2 мг/л, в среднем 1,5-2 мг/л), который по его влиянию на аромат и вкус следует поставить в один ряд с высшими спиртами и сложными эфирами. Образованию 4-винилгваяколя благоприятствуют:

- низкие температуры начала затирания;

- значения pH затора порядка 5,7-5,8;

- содержание ячменного солода в засыпи минимум 40%;

- правильный подбор расы дрожжей;

- температуры брожения порядка 20-24 °С;

- использование одной-двух генераций дрожжей;

- ранний съем дрожжей.

Различают два основных типа пшеничного пива:

1. Пшеничное пиво с дрожжами (Хефевай цеп и Хефетрюбе Вайцеи); у этого пива степень дображивания в бутылке устанавливается путем точного установления остаточной экстрактивности и концентрации дрожжевых клеток непосредственно перед розливом, что требует большой точности;

2. Пшеничное пиво без дрожжей (Кристал- вайцеи); это фильтрованное до блеска прозрачное пшеничное пиво, совершенно не содержащее дрожжей.

«Белое» пиво типа Вайсе (Weipe). Белое пиво — это светлое, естественно мутное пиво, приготовленное с использованием 35- 50% пшеничного солода, с экстрактивностью начального сусла 7,5%, содержащем спирта — около 2,7-2,8% об. и СО2 - 0,7%. Сбраживание ведут смешанной культурой из верховых дрожжей и живущих в симбиозе молочнокислых бактерий. Поэтому пиво в конце брожения приобретает кислый вкус при величине pH 3,2-3,4. На некоторых предприятиях, приготовляющих белое пиво, в него повторно вводят дрожжи и сусло и проводят дображивание в бутылках. Образующаяся молочная кислота делает пиво стойким, так что оно может сохраняться в бутылках годами, причем вкус пива продолжает совершенствоваться благодаря медленному расщеплению кислоты с образованием целого букета веществ. При производстве белого пива сусло не кипятят, а выдерживают 25-30 минут при температуре 95° С; небольшую дозу хмеля (20-30 г/л) вводят в затор.

«Старое» пиво типа Альт (Аlt). Альт или «старое» пиво — это пиво верхового брожения, приготовленное «по старинным рецептам» с использованием ячменного и пшеничного солода. Оно имеет цвет темного янтаря, вкус — горький, крепкий, в «деревенском» стиле.

«Старое» пиво характеризуется  экстрактивностью начального сусла 11,5-12% и содержанием спирта — 4,8-5,0% об. Цветность - 30-38 ед. ЕВС, горечь - 30-40 ед. горечи (BE).

Засыпь состоит из смеси различных видов солода:

• 99% светлого солода и 1 % жженого солода;
• 90% темного солода и 10% светлого солода;
• 70% венского солода, 20% мюнхенского солода и 10% пшеничного солода.

Способы затирания не отличаются от общепринятых; норма внесения хмеля разделяется на 3-5 порций; к качеству хмеля всегда предъявляются повышенные требования. Обычно вносят дрожжи следующими способами:

- 0,5 л дрожжей/гл вносят при 12 °С (максимальная температура внесения 16 °С);

- обычную порцию дрожжей вносят при 18 ° С (максимальная температура внесения— 20° С).

После охлаждения до 14-16° С часть дрожжей снимают и проводят выдержку для расщепления диацетила; затем пиво охлаждают до 0° С и в течение 1-2 недель осуществляют холодную выдержку.

Пиво Кёльш (Kolsch). Кёльш — это терпкое светлое пиво, которое может производиться только в Кельне. Кёльш варят с экстрактивностью начального сусла 11,2-11,5%, цветность 7-10 ед. ЕВС, горечь 16-35 ед. горечи (BE), и содержание спирта 4,6-5,1% об.

Для его приготовления применяют большей частью венский солод с добавлением пшеничного солода в количестве до 20% в целях достижения полноты и округленности вкуса. Затирание производят инфузионным или одноотварочным способом. Главное брожение ведут 3-4 суток при температуре 14-18 °С, затем молодое пиво охлаждают до 8-10⁰С и перекачивают с определённым содержанием остаточного экстракта. Холодная выдержка длится:

• при температурах 4-5 °С — в течение 40- 60 суток;
• при 0-1 °С — в течение 14-40 суток с соблюдением предварительной стадии созревания.

Эль. Эль — это собирательный термин для многих английских типов и сортов пива (большей частью темных сортов, но в любом случае это всегда пиво верхового брожения). Для производства эля используют хорошо растворенный солод. Сусло готовят инфузионным способом, иногда — способами со скачкообразным нагреванием отварок или с доливом горячей воды при затирании. Обычно для производства эля используют несоложеное сырье, но для некоторых типов пива применяют только сырье, соответствующее немецкому Закону о чистоте пивоварения.

Содержание спирта в эле может  варьироваться от 3 до 10%; в зависимости от этого его обозначают как «легкий», «тяжелый», «экспортный» или «крепкий». Многие специальные сорта эля производятся в определенные моменты времени (например, в течение 1 -2 месяцев) с добавлением меда, имбиря или апельсиновых корок.

Стаут (Stout). Стаут (Stout) имеет цветность до 200 ЕВС и является черным пивом верхового брожения, производимым из смеси очень хорошо растворенного светлого солода и 10-20% сильно красящего солода — такого, как жженый или карамельный солод. Пивоваренная компания Гиннес (Guinness), еще остающаяся крупнейшим производителем пива стаут, применяет для его приготовления 10% обжаренного ячменя. Норма внесения дрожжей — очень высокая, 600-700 г/гл (40-50 BE). Кроме того, в котел добавляют карамелизованный сахар.

Из-за этих добавок пиво типа «стаут» обладает сильным «жженым» вкусом и высокой горечью. Экстрактивность начального сусла составляет 11%, содержание спирта — 4,5-5,0% об.

Портер (Porter). Портер — очень темное пиво. Портер, производимый в настоящее время, представляет собой темное (около 300 ЕВС) и горькое (около 40 BE) пиво с экстрактивностью начального сусла 13-14% и содержанием спирта 4,5-5,0% об.

 

1.6.2. Пиво низового брожения.

Существующие светлые типы пива низового брожения получили свое развитие лишь в XIX веке. До конца XIX века в Центральной Европе пили в основном пиво низового брожения, почти полностью сваренное «на баварский манер»; эти виды пива, называвшиеся также «мюнхенскими», были темными, слабо охмеленными, очень приятными на вкус; пили их, как правило, из глиняных кружек. Поворот произошел с появлением светлого пива, сваренного «по-богемски» (по-чешски). Ведущая роль в этом принадлежала Пльзенской пивоварне. В Пльзене в 1842 году был получен старейший тип пива Пилзнер, который благодаря своему вкусу, игристости и легкой усвояемости вызвал поворот в истории производства пива от верхового к низовому способу брожения.

Пиво типа Пилзнер (Pilsner). Пиво типа Пилзнер в Германии является, бесспорно, наиболее потребляемым пивом, занимая 67,9% рынка сбыта (1997).

Пиво типа Пилзнер в Германии характеризуется средней экстрактивностью начального сусла 11,6%, которая изменяется обычно в пределах - от 11,3% до 12,2%.

Разные сорта пива типа Пилзнер имеют существенные различия по цветности. На многих предприятиях делают ставку на очень светлое пиво Пилзнер с цветностью 4,5-7 ЕВС, тогда как на других — на более темное с цветностью 8-10 ЕВС. Основное направление развития связано с очень светлым, утонченным характером пива типа Пилзнер.

Особо ценится хмелевая горечь пива Пилзнер, которая должна придавать пиву приятный тонко-терпкий вкус. В связи с этим приобретает совершенно особое значение выбор вносимого сорта хмеля, а также момент его внесения. Для пива Пильзнер, характеризующегося сильным, чистым, свежим и терпким хмелевым вкусом и ароматом, прослеживается четкая тенденция к снижению вкусовой горечи при движении с севера на юг Германии.

Пиво типа «Шварц» (Schwarzbiere, Черное пиво).  Черное пиво при экстрактивности начального сусла 11,5-11,8% отличается особенно темным цветом (цветность 100-150 ед. ЕВС) и относительно высоким содержанием спирта 4,8-5% об. Солод, применяемый для его приготовления, придает пиву вкус поджаренной хлебной корочки (но не подгорелой), что делает пиво Шварц с учетом содержания спирта действительно приятным.

Пиво типа Мерцен (Marzen). Название «Мерцен» происходит от того, что прежде в некоторых пивоварнях весной, а именно в марте (Marz), варили более крепкое пиво, и оно пользовалось большой популярностью.

Пиво «Мерцен» при экстрактивности начального сусла 13-14% относится к плотным типам пива, а по цветности занимает промежуточное положение между темным и светлым пивом.

В настоящее время обычно варят два варианта пива типа «Мерцен»:

- светлый тип (цветность в среднем 11-12 ед. ЕВС, разброс значений — 9-19 ед.);

- темный тип (цветность 40-60 ед. ЕВС).

Из-за повышенной экстрактивности начального сусла и высокой степени сбраживания (80% и выше) содержание спирта сравнительно высокое, 5,7% об. (4,7-5,9).

1.7. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИВА.

Пиво обладает следующими физическими  свойствами:

1. Вязкостью, она составляет приблизительно 1,40-1,60 мПа•с. Более высокая вязкость затрудняет фильтрование пива.

2. рН, его значение составляет 4,3-4,7; у пшеничного пива оно несколько ниже — 4,3-4,5.

3. Поверхностным натяжением.

Поверхностное натяжение - термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.

4. Электропроводностью. 

Электропроводность - это способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.

5. Показателем преломления.

Показатель преломления - величина, равная отношению фазовых скоростей света (электромагнитных волн) в вакууме и в данной среде.

6. Устойчивость пены – время, за которое объем пены уменьшится в 2 раза.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

2.1. МАТЕРИАЛ ИССЛЕДОВАНИЯ.

 

Пиво «Tuborg» трех сортов:

1. Светлое («Green»)

Состав: вода питьевая очищенная, солод ячменный светлый, ячмень пивоваренный, патока мальтозная, хмелепродукты. Содержание спирта 4,6 % об., экстрактивность начального сусла   11,0 %. Срок годности 9 месяцев.

2. Темное («Black»)

Состав: вода питьевая очищенная, солод ячменный светлый, патока мальтозная, ячмень пивоваренный, солод карамельный, экстракты солодовые, хмелепродукты. Содержание спирта 4,8 % об., экстрактивность начального сусла 11,0 %. Срок годности 10 месяцев.

3. Светлое («X fresh»)

Состав: вода питьевая очищенная, солод ячменный светлый, сахар, кислота лимонная, хмелепродукты. Содержание спирта 4,6 % об., экстрактивность начального сусла   11,0 %. Срок годности 9 месяцев.

 

2.2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

Опыт №1. Определение плотности раствора.

Приборы и реактивы: пикнометр; воронка для заполнения пикнометра; пиво трех сортов; весы.

Ход исследования:

1. Взвешивают на аналитических весах сухой пикнометр;
2. Заполняют пикнометр дистиллированной водой до метки и взвешивают на тех же весах;
3. Выливают из пикнометра дистиллированную воду, оставшиеся капли удаляют с помощью фильтровальной бумаги, заполняют пикнометром приготовленной порцией пива и взвешивают на тех же весах.

Полученные результаты занести  в таблицу. Плотность рассчитывается по формуле:

 

где g₀ – масса пустого пикнометра, g₁ – масса пикнометра с водой, g₂ – масса пикнометра с порцией пива, - плотность воды при температуре опыта.

 

 

Опыт №2. Определение поверхностного натяжения сталогмометрическим методом.

Приборы и реактивы: сталагмометр, пипетка с оттянутым концом для заполнения пикнометра, химический стакан на 200-250мл, штатив, пиво трех сортов.

Ход исследования:

1) В сталагмометр набирают воду до метки и дают ей свободно вытекать, считая капли, повторяют измерение 3 раза.

2) Тщательно ополоснуть сталагмометр исследуемой жидкостью, набрать жидкость до метки и подсчитать количество капель жидкости вытекающей из сталогмометра. Измерение повторяют 3 раза.

Полученные результаты занести  в таблицу. Поверхностное натяжение  определяется по формуле:

 

где σ₀ = 72,75 •10^-3 Дж/м², d – плотность исследуемого сорта пива, - плотность воды при температуре опыта, n – число капель исследуемого сорта пива, - число капель воды.

 

Опыт №3. Определение электропроводности и рН.

Приборы и реактивы: прибор для измерения электропроводности и рН; пиво трех сортов; химических стакан на 50 см³; дистиллированная вода.

Ход исследования:

1) Наливают около 40 мл приготовленной порции пива в мерный стакан;

2) Измеряют электропроводность и рН с помощью прибора.

Полученные результаты занести  в таблицу. Построить график зависимости  электропроводности от времени.

 

Опыт №4. Определение показателя преломления.

Приборы и реактивы: рефрактометр; жидкость для промывки призм; пиво трех сортов; фильтровальная бумага.

Ход исследования:

1) Откидывают призму, промывают поверхности обеих призм фильтровальной бумагой, не нажимая, чтобы не повредить полированную поверхность измерительной призмы;

2) На нижнюю призму помещают 1-2 капли исследуемого сорта пива и верхнюю призму ставят на место. Плоскости призм прижимают друг к другу, и жидкость растекается между ними тонким слоем;

3) Систему призм поворачивают так, чтобы в поле зрения окуляра появилась граница свет-тень. Если пользоваться «белым» светом, то резкой границы света и тени в поле зрения не будет, т. к. вследствие дисперсии появится ряд границ различных цветов;

4) Вращением компенсатора устраняют дисперсию и добиваются более резкой границы свет-тень в окуляре;

5) Границу свет-тень совмещают с перекрестием в окуляре и отсчитывают на шкале показатель преломления с точностью до 4-го знака;

6) Измерение повторяют 3 раза, поворачивая призму;

7) По окончании отсчета поверхности призм протирают, как описано выше, промывают, вновь вытирают и оставляют призмы открытыми на 2-3 минуты.