Мікробіологія пивоварного виробництва - Студопедія
Методичні вказівки до проведення лекційного заняття
Тема №2.8 Мікробіологія смакових товарів.
План:
1. Мікробіологія пивоварного виробництва
2. Мікробіологія виноробства
3. Попередження захворювання вин та боротьба з інфекцією
Пиво є ослабоалкогольним напоєм, що готується із зернової сировини, хмелю та води шляхом зброджування сусла спеціальними расами пивних дріжджів. Виробництво пива - складний та тривалий біохімічний процес, який складається з наступних стадій: - Виготовлення солоду з ячменю;
одержання пивного сусла із солоду, нескладених матеріалів та хмелю;
зброджування пивного сусла спеціальними пивними дріжджами;
витримка (дозрівання) пива;
фільтрація та розлив пива.
Як основна сировина для виготовлення пива використовується ячмінний солод, але можна додавати і нескладені зернові матеріали. Сухий солод, що застосовується у пивоварінні, готують у солодовнях або на спеціальних заводах шляхом пророщування зерна ячменю, жита, вівса чи проса. Під час пророщування зерно обсіюється у великій кількості і найрізноманітнішою мікрофлорою, що включає дріжджі цукро- та нецукромицети, плісняві гриби, молочнокислі, оцтовокислі бактерії, сарцини, педіококи, бацили типу Вас. subtilis та багато інших.
Ячмінний солод змішують з теплою водою і оцукрюють при температурах, сприятливих для дії амілолітичних та протеолітичних ферментів. Після закінчення оцукрювання в затор вводять певну кількість хмелю і всю масу кип'ятять. При цьому білки коагулюють, інактивуються ферменти, а хмелеві речовини розчиняються та надають суслу характерної хмелевої гіркоти та аромату. Прокип'ячений затор фільтрують,отримують сусло, яке після охолодження та внесення дріжджів надходить у бродильне відділення на бродіння. Зброжене сусло, так зване незріле (зелене) пиво, передається на дображивание (дозрівання) в закриті апарати - танки, а потім готове пиво фільтрується і надходить на розлив.
Характеристика дріжджових культур. У пивоварінні головна роль належить дріжджам. Вони повинні мати такі властивості: швидко і глибоко зброджувати пивне сусло, при низькій температурі давати високу повноту освітлення (швидко осідати на дно за рахунок пластів'я), повідомляти пиву яскраво виражений аромат і м'який смак. Виходячи з цих вимог, у пивоварінні найбільш широко застосовуються дріжджі низового бродіння. Низові дріжджі пивоварного виробництва належать до виду Saccharomyces carlsbergensis. Характерною особливістю їх є здатність зброджувати глюкозу, фруктозу, мальтозу, сахарозу солодового сусла за відносно низьких температур (6-10 ° С) і при температурі дображивания - 0,5-1 ° С. Низові пивні дріжджі не зброджують крохмаль, декстрини. За морфологічними ознаками вони не відрізняються від інших видів Сакхаромічес. Вони розмножуються брунькуванням, суперечки утворюються який завжди. При 60-65 ° С клітини повністю відмирають.
У процесі бродіння пивного сусла розрізняють два періоди бродіння: головне та доброжування. У період головного бродіння дріжджі активно розмножуються і більшість Сахаров перетворюється на спирт, а при доброживанні дріжджі майже не розмножуються, вони повільно зброджують цукру, що залишилися. При зброджуванні цукрів відбувається асиміляція дріжджами азоту амінокислот, амонійних солей з утворенням при цьому летких і нелетких кислот та деяких азотовмісних речовин. У період дображивания йде дозрівання пива, що є складним процесомперетворення різних речовин за участю та без участі дріжджів. В результаті дозрівання пиво набуває свого гармонійного смаку і аромату.
Головне бродіння триває 7-10 діб при 5-9 ° С, дображивание ведеться в закритих танках в приміщенні табору при дотриманні низької температури. При 8-10єС у пиві можуть розвиватися кислотоутворюючі бактерії, внаслідок чого пиво каламутніє, ослизняється і прокисає. Після закінчення дображивания пиво піддають хімічному та мікробіологічному дослідженню та передають на фільтрацію та розлив. Опади дріжджів знімають та танки дезінфікують.
Мікроорганізми – шкідники пивоварного виробництва. Солодове сусло та пиво є сприятливим середовищем для багатьох мікроорганізмів, які потрапляють у виробництво з сировиною, водою, повітрям, від погано промитих та недостатньо продезінфікованих виробничих ємностей через комунікації та від інвентарю. Серед мікроорганізмів, що найчастіше розвиваються в суслі і "пиві", зустрічаються дріжджоподібні організми - дикі та плівчасті дріжджі та різні бактерії. З диких і плівчастих дріжджів розвивається вид Saccharomyces pasteurianis Клітини цього виду бувають круглої, овальної, але частіше подовженої форми, вони легко утворюють суперечки протягом 24-28 годин, потрапляють у виробництво з повітря, надають пиву стороннього запаху, гіркоти. каламутним і важко освітлюється.Накопичуються вони в засівних дріжджах, що вказує на необхідність постійного контролю за чистотою дріжджів.У виробництві може з'явитися інший вид дріжджових грибів Saccharomyces turbidans.Клітини його мають овальну форму.20-22 годин. Найчастіше потрапляють у пиво із повітрям. Розвиваючись у пиві” змінюють його смак та викликають сильне помутніння. З інших видів роду Saccharomyces псування пива викликають Sacch. willianus, а також Hanseniaspora apiculata (Sacch. apiculata) - лимонні дріжджі, що зустрічаються на плодах і ягодах. Вони у пиві утворюють осад і надають неприємного запаху.
З недосконалих дріжджів пиву завдають шкоди представники пологів Torulopsis та Candida. Представники роду Torulopsis відмирають: і піддаються автолізу в пиві раніше культурних дріжджів, ніж створюють умови для розвитку педіококів. Candida розвивається на поверхні готового пива (після розливу) у вигляді білої або сірої плівки. Викликає помутніння пива, а також надає йому неприємного смаку.
Псування сусла та пива викликають також різноманітні бактерії. Найбільшу небезпеку для пивоварного виробництва становлять педіококи (пивні сарцини – Pediococcus cerevisiae). Клітини вони зазвичай з'єднані по чотири, але бувають з'єднані попарно і одиночні. Педіококи пристосувалися до температурних режимів та рН середовища пивоварного виробництва. Вони можуть розвиватися навіть за 0°С. Оптимальний інтервал рН для їхнього зростання лежить у межах-5,7-5,9, мінімальні-3,7-4,9, максимальний -6,9-7,1. Їхньому розвитку сприяють також анаеробні умови бродіння пива (мікроаерофіли). У пивоварне виробництво вони потрапляють із сировиною та повітрям, зустрічаються на всіх його стадіях, а отже, потрапляють і в засівні дріжджі. У суслі та пиві вони утворюють каламут і дрібнозернистий осад, іноді ослизняють пиво, надають йому неприємного смаку і запаху.
Найбільш активно розмножуються педіококи в присутності дріжджів, тому що отримують від останніх потрібні їм вітаміни - тіамін і рибофлавін. Своїми продуктами життєдіяльності педіококизагальмовують розмноження дріжджів
Дріжджі у пивоварному виробництві: 1-пивоварні дріжджі (низові); 2-і інші види цукроміцетів; 3 та 4-види Torulopis; 5-мікодерма
Осад пива: 1-культурні дріжджі; 2-інші види дріжджів; 3-педіококи; 4-молочно-кислі бактерії.
Бактерії-шкідники пива: 1-пеліококи; 2-молочнокислі та оцтовокислі бактерії.
Рис.1. Мікрофлора пивоварного виробництва