Пиво производство: основные этапы производства пива, процесс пивоварения

Содержание

Процесс производства пива

Знаете ли Вы, что в схеме пивоварения существует ряд основных этапов?

Богиня любви и красоты Афродита, как известно, родилась из морской пены по воле богов. А какая магия превращает воду, зерно, хмель и дрожжи в любимый нами янтарный напиток? Здесь три ключевых этапа: приготовление сусла, брожение и стабилизация. Каждый из этих этапов важен для приготовления качественного пива. Итак, начнем поэтапно.

Факты о пиве

  • Приготовление сусла длится около восьми часов.
  • Брожение сусла длится от одной до трёх недель. Зависит это от плотности сусла и от температуры, при которой проходит брожение. Для каждого сорта она своя: от + 8 до + 20 .С.

Соложение

Знаете ли Вы, что для приготовления солода применяют разные температурные режимы?

Максимальная температура сушки для светлого солода — 85 .С. Карамельный нагревают до 150 .С, а жженый — до 225 .С. При таких температурах солод приобретает более тёмный цвет и другие вкусовые характеристики.

Виды солода:

  • Светлый – используется для всех сортов пива «Балтика».
  • Карамельный – используется для сортов «Балтика 4 Оригинальное», Old Bobby Ale.
  • Жжёный – используется для «Балтика 6 Портер» и Žatecky Gus Černy.

Факт о пиве
До 40-х годов XIX века в Европе не существовало светлых сортов пива, так как для высушивания солода применяли дрова, уголь, торф, что способствовало сильному потемнению солода, а впоследствии и пива.

Схема соложения

Приготовление сусла

Для того чтобы сварить пиво, сначала нужно приготовить сусло. В пивоварении сусло делают из смеси дроблёного солода (как правило, с добавками несоложёного зерна) и очищенной воды. Эту смесь специалисты называют затором. Далее затор нагревают, увеличивая температуру в несколько стадий. Процесс многоступенчатого нагревания называется

затиранием.

Существует четыре основных стадии затирания:

1. Белковая пауза. Температура +50 °C
Белок, который содержится в зёрнах, расщепляется на аминокислоты. Эти аминокислоты нужны дрожжам для роста. Кроме того, во время белковой паузы формируются вещества, необходимые в будущем для пивной пены.

2. Мальтозная пауза. Температура +62 …64 °C
Теперь начинает расщепляться крахмал, образуя разные типы сахаров (мальтозу, глюкозу и др.). Этот сахар в дальнейшем превратится в алкоголь и углекислый газ под воздействием дрожжей.

3. Пауза для осахаривания. Температура +70 …72 °C
Эта фаза нужна, чтобы весь крахмал, растворённый в воде, окончательно расщепился. Иначе пиво может стать мутным, как клейстер.

4. Окончание затирания. Температура до +80 °C


Смесь нагревается ещё сильнее, от высокой температуры ферменты солода перестают работать. Это нужно для того, чтобы не происходило лишнего расщепления веществ.

Сусло

Затем затор отделяют от твёрдых остатков — зерновых оболочек и нерастворённых белков. Твёрдые остатки, так называемая «пивная дробина», отправляют на корм домашним животным. Оставшаяся жидкая часть затора — собственно, это и есть сусло — смешивается с хмелепродуктами (гранулированным хмелем или хмелевым экстрактом) и кипятится час-полтора. За это время сусло приобретает насыщенный аромат благодаря хмелевым маслам. Горькие альфа-кислоты придают пиву приятную горчинку, а также выступают естественным консервантом. При этом во время кипячения в сусле погибают ненужные микроорганизмы. После кипячения сусло охлаждают, очищают от остатков белка и хмеля, насыщают стерильным воздухом и отправляют в бродильный цех.


Брожение

В ходе процесса брожения дрожжи превращают сахара в алкоголь, углекислый газ и ценные органические соединения. На этом этапе формируется характерный для каждого сорта аромат и вкус. Исторически брожение проходило в две стадии — главное брожение в открытых чанах и дображивание — в закрытых бочках.

Если дрожжи в конце брожения оседали на дно чана, то брожение называли низовым (проходит при температуре от +8 до +14 °С). Так получался лагер. А если дрожжи поднимались наверх чана — то верховым (проходит при температуре от +15 до +20 °С). Так получался эль. Дрожжи также назывались «верховые» и «низовые», хотя сейчас чаще используются названия «элевые» и «лагерные» — по названиям двух основных стилей пива, получаемых с их помощью.

На современных предприятиях все стадии производственного процесса с участием дрожжей проводят в одной ёмкости — цилиндро-коническом бродильном танке (ЦКТ). В ЦКТ сначала проходит стадия брожения (около восьми суток), а затем холодная стабилизация, когда ЦКТ с пивом постепенно охлаждают и выдерживают при низких температурах — около –1 °С.

Дрожжи и частички белков оседают на дно и затем удаляются. Так пиво становится стойким и не мутнеет при хранении. В конце брожения эксперты-пивовары собирают дрожжи из бродильного танка и исследуют их на соответствие нормам пивоваренного производства. Если микроорганизмы «ведут себя достойно», их готовят для производства следующих партий пенного напитка.

Фильтрация и пастеризация

Чтобы в пивном бокале оказался кристально прозрачный, с «блеском», напиток, необходимо его отфильтровать. При фильтрации удаляются последние оставшиеся в сбродившем пиве дрожжи и мельчайшие частички. Нефильтрованное пиво, как можно догадаться, не проходит эту стадию и содержит небольшое количество дрожжей, придающих характерные особенности вкусу напитка.

Современные технологии производства и соблюдение жёстких санитарных норм позволяют без пастеризации гарантировать срок годности пива несколько месяцев.

Чтобы сохранить пиво на более долгий срок, его пастеризуют, то есть кратковременно нагревают. О важности этого процесса мы рассказывали в первой главе.

Ну и под занавес пиво отправляется в цех розлива, где обретает свою форму: стеклянная или ПЭТ-бутылка, алюминиевая банка или кег.
 

Производство безалкогольного пива

Знаете ли Вы, что производство безалкогольного пива сложнее обычного, но само пиво такое же вкусное?

Вы когда-нибудь задумывались, откуда берётся безалкогольное пиво? Существуют три основных технологии его производства: подавление брожения, выпаривание и удаление алкоголя (диализ). В первом случае применяются специальные дрожжи, которые не до конца сбраживают солодовый сахар в алкоголь. Такое пиво слаще обычного, да и его вкус сильно отличается от классического. Второй метод позволяет убрать алкоголь из пива с помощью его выпаривания. Но такое пиво также по вкусу значительно уступает настоящему. Удаление алкоголя из уже готового пива (диализ) — более совершенный метод, который проходит без ущерба для вкуса напитка. Таким образом, например, производят пиво «Балтика 0».

Безалкогольное пиво имеет крепость в 0,5%. Это меньше, чем в обычном квасе и в большинстве сортов кефира. Тем не менее мы не рекомендуем употреблять безалкогольное пиво перед тем, как сесть за руль.

Этапы приготовления пива | Школа пивоваров от производителя ООО «Грейнрус»

Основные стадии варки пива

Приготовление зернового пива на домашнем оборудовании практически ничем не отличается от варки на большой пивоварне, а значит, не отличаются и основные технологические стадии-затирание солодовой засыпи, фильтрация затора, кипячение сусла, охлаждение и брожение пива.

При затирании солод смешивается с водой и настаивается в течении определённого времени при определённых температурах. Основная цель данного процесса -активировать ферменты, содержащиеся в солоде, для расщепления крахмала на простые сахара, большая часть которых будет в последствии сброжена.

При фильтрации затора происходит отделение жидкой части затора от сухой. Это позволяет получить чистое пивное сусло, которое будет использоваться на следующих этапах.

Кипячение сусла -очень важный процесс, который позволяет решить сразу несколько важнейших задач. Во-первых, это стерилизация сусла. Во-вторых, охмеление сусла: при кипячении сусла с хмелем происходит изомеризация альфа-кислот, находящихся в хмеле, что обеспечивает наличие вкусо-ароматических хмелевых составляющих в готовом пиве. Также во время кипячения происходит коагуляция белков, что позволяет осветлить пиво. По окончании кипячения сусло нужно максимально быстро охладить до температуры работы дрожжей и аэрировать его.

Во время брожения дрожжи перерабатывают имеющиеся в сусле сахара в алкоголь и углекислый газ. Также при этом выделяются побочные продукты брожения, которые чрезвычайно важны для определенных сортов пива.

Розлив пива. Чаще всего домашние пивовары разливают пиво из бродильной ёмкости сразу в бутылки, в которых происходит карбонизация и созревание пива.

Необходимое оборудование

Проверьте, пожалуйста, наличие у вас необходимого оборудования для варки пива:

  • Заторный бак. Это может быть термоконтейнер, кастрюля со встроенной системой фильтрации (фальшдно, медные трубки, и т. д.), просто кастрюля с мешком для затирания солода. Объём заторного бака должен быть менее 35л;
  • Лопатка для перемешивания затора;
  • Термометр;
  • Йод;
  • Ёмкость для сбора сусла. Необходима при фильтрации. Ею может быть, например, бродильная ёмкость-при условии, что материал, их которого она изготовлена, выдерживает температуру 80°C; если для затирания солода и варки сусла вы планируете изпользовать разные ёмкости, проще отфильтровать сусло напрямую в варочный бак;
  • Варочный бак. Любая эмалированная кастрюля либо бак из нержавеющей стали объемом не менее 35 л. Можно использовать заторный бак;
  • Чиллер для охлаждения сусла. В случае его отсутствия варочный бак можно поместить в ёмкость (ванну) с холодной водой и/или льдом;
  • Сифон для перелива сусла. Необходим в случае, если в варочном баке отсутствует кран для слива;
  • Ёмкость для брожения. Должна быть выполнена из материала пригодного для хранения пищевых продуктов, иметь крышку, гидрозатор и вмещать объём не менее 30 л;
  • Средство для дезинсекции бродильной ёмкости, оборудования и бутылок;
  • Бутылки или иная тара для разлива;
  • Весы с ценой деления 0,1г или ложка-дозатор для взвешивания хмеля и декстрозы.

Основные термины пивоварения


  • Альфа-кислоты-химические соединения с горьким вкусом, содержатся в смолах хмеля;
  • Аэрация сусла-насыщение сусла кислородом;
  • Брожение (ферментация)-биохимический процесс, результат работы микроорганизмов, приводит к распаду органических веществ;
  • Затор -смесь дробленого солода и воды;
  • Изомеризация альфа-кислот-превращениеальфа-кислот, содержащихся в хмеле, в их растворимый изомер;
  • Ирландский мох (Chondruscispus)-желто-коричневая морская водоросль, в пивоварении используется для ускорения коагуляции белка;
  • Коагуляция (лат. Coagulation-свертывание, сгущение, укрупнение)-объединение мелких диспергированных частиц в большие по размеру агрегаты;
  • Пивоваренный дрожжи -микроорганизмы, которые используются для ферментации сахара при производстве пива;
  • Солод-продукт, получаемый при проращивании семян злаков, главным образом, ячменя;
  • Солодовая смесь-набор солодов, используемый для приготовления конкретного пива;
  • Стерилизация-полное освобождение различных веществ, предметов, пищевых продуктов от живых микроорганизмов;
  • Сусло-водный раствор экстрактивных веществ растительного сырья или солода предназначенный к сбраживанию;
  • Ферменты-обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах;
  • Хмель-род цветковых растений семейства Коноплёвые, используется для придания пиву горечи, вкуса и аромата, присущего данному растению.

Также рекомендуем вам приобрести оборудование, которое позволит упростить процесс приготовления пива

  • Сусловарочный котел и термочехол к нему;
  • Измерительное оборудование: ареометр с мерным цилиндром (или рефрактометр), весы, Ph-метр и проч;
  • Чиллер для максимального быстрого охлаждения сусла;
  • Аэратор сусла;
  • Мойка-насадка на кран;
  • Стойка для сушки бутылок;
  • Трубка для разлива пива по бутылкам;
  • Укупорка кроненпробок и кроненпробки, если Вы планируете разливать пиво по стеклянным бутылкам.

Рецепт зернового «Светлый эль»

Состав набора «Светлый эль»:
Солод: Pilse, Munich Light, Cara Pils, Cara Ruby
Хмель: Northern Brewer, W.G.V
Осветлитель: Whirlfloc — 1 таб.
Дрожжи-Элевые-10 г.
Декстроза-250г.

Шаг за шагом:

Затирание

Мы рекомендуем подготовить 14 литров воды температурой 72,5°С если Вы планируете осуществлять подъем температуры затора с помощью плитки или 12 литров воды температурой 73,5°С в случае, если планируете поднимать температуру доливом кипятка.

Добавьте в воду солод, температура затора должна установиться на уровне 66°С. При необходимости скорректируйте температуру доливом горячей или холодной воды.
Выдержите паузу на указанной температуре в течении часа.

Сделайте йодную пробу -смешайте каплю йода с каплей сусла, если йод не синеет (йодная проба отрицательная)-то осахаривание завершено. Положительный результат йодной пробы означает что паузу нужно продлить до того момента, пока йодная проба не даст отрицательный результат. Увеличьте температуру затора до 78°С и ведержите эту паузу в течении 15 минут.

Фильтрация

Отфильтруйте сусло. Если используете кран в заторном баке-то обязательно спускайте сусло по силиконовому шлангу, минимизируя контакт с воздухом. До того момента, пока сусло не станет прозрачным, возвращайте его в заторный бак. Добавляя заранее подготовленную промывочную воду температурой 80 °С, соберите 25 литров сусла.

Кипячение

Доведите сусло до кипения, общее время кипячения -60 минут.

Сразу же после начала кипения добавьте хмель Northern Brewer.

За 15 минут до конца кипячения добавьте хмель W.G.V и Whirlfloc- 1таб.

Брожение

Охладите сусло до 19°С перелейте в бродильный бак и задайте дрожжи. Старайтесь поддерживать температуру 19°С на протяжении всего периода брожения, если это невозможно-придерживайтесь диапазона температур работы дрожжей 12–25°С.

Розлив

По окончанию добавления разлейте молодое пиво по бутылкам, добавив декстрозы в расчете 6 грамм по литр.

Через четыре недели приступайте к дегустации!

Заметки пивовара

Светлый Эль

Название сорта:

Параметр

Расчетная величина

Фактическая величина

Единица измерения

Объем сусла

25

 

литров

Начальная плотность

12

 

Plato

Конечная плотность

3

 

Plato

Эффективность затирания

75

 

%

Алкоголь(ABV)

5

 

%

Расчетная горечь

22,6

———

IBU

Расчетная цветность

10,5

———-

EBC

Объём пива

22

 

литров


Производство

Пивоварение – это искусство пищевой промышленности. «Кропоткинский пивоваренный завод»  производит 13 сортов натурального живого пива на самый взыскательный вкус. В зависимости от сорта, пиво готовят одноотварочным, двухотварочным или настойным способом.

Для того, чтобы «Кроп-пиво» было вкусным, натуральным и безопасным, мы используем:

  • артезианскую воду;
  • высококачественные сорта ячменного солода;
  • хмель гранулированный, горьких и ароматных сортов;
  • дрожжи пивные.

Применение несоложенных материалов и ферментных препаратов в процессе производства нашего пива не допускается. Алкоголь появляется только за счёт естественного процесса брожения. В отличие от большинства компаний мы НЕ ИСПОЛЬЗУЕМ пастеризацию.

Технологический процесс пивоварения состоит из следующих стадий:
  • Подготовка солода — мех.очистка от примесей.
  • Дробление солода — размельчение солодовых зерен.
  • Приготовление затора — смесь зернопродуктов с водой и выдержка температурных пауз.
  • Фильтрация затора — разделение затора на жидкую фазу (сусло) и густую часть (дробину).
  • Кипячение сусла — сусло с добавлением хмеля варится 1-2 часа.
  • Осветление сусла — осаждение солодовых и хмелевых взвесей.
  • Охлаждение сусла — под действием хладагента сусло охлаждается и задаются пивные дрожжи.
  • Брожение — происходит в цкт и длится до формирования оптимального состава молодого пива.
  • Дображивание — происходит естественное насыщение диоксидом углерода, образование алкоголя, формирование вкуса и аромата.
  • Фильтрация — пиво фильтруется от остатков дрожжей.
  • Розлив.

Подготовка и дробление солода

В основу солода ложится крахмал, углеводы и белки. Для того, чтобы добыть эти вещества, исходное сырье тщательно измельчают. Из-за неоднородности тела зерна сырье разделяется на муку, мелкую и крупную крупку. Мука и мелкая крупка легко преобразуются под действием ферментов в экстракт, который полностью переходит в затор.

Скорость фильтрации определяется качеством помола, объемом измельченного солода и высотой дробины. Качество исходного солода и дробление полностью определяют то, каким в итоге выйдет сусло и само пиво.

Солод перед дроблением очищается от пыли, органических и неорганических вкраплений с помощью воздушно-ситовых сепараторов с магнитными установками, пылеотделителями и динамическими ситами. Затем его увлажняют для смягчения оболочки зерна. Благодаря этому оболочка лучше отходит от ядра, создается подходящий фильтрационный слой в аппарате при разделении затора.


Приготовление затора

В заторный аппарат помещают воду и солод. Всю массу нагревают и кипятят. Весь процесс необходим для того, чтобы перевести заторную массу в растворимое состояние максимально возможное количество веществ под действием активных солодовых ферментов. Для активизации работы ферментов необходимы определенные температурные условия. Затор выдерживается при оптимальной температуре в течение времени для того, чтобы произошла реакция осахаривания крахмала, вступили в работу пептидазы и цитолитические ферменты, накопились мальтоза и декстрины.

Температура затора, который отправляется в фильтрующую установку, колеблется от 77 до 80 С.

Фильтрация затора

Затор фильтруется в два этапа. Во время первого этапа очищается первое (основное) сусло, во время второго – из дробины извлекается вымывной экстракт. Для осуществления второго этапа дробину промывают водой температурой 77-80 С.

И первое сусло, и воды, которые используются для промывки, должны быть прозрачными, так как содержащиеся в них мелкие нерастворимые частицы заторной массы придают напитку грубый вкус и препятствуют его качественному осветлению.


Кипячение, осветление и охлаждение сусла

Сусло из фильтрационной установки кипятят с хмелем в сусловарочном аппарате. Это делают для того, чтобы стабилизировать состав и отдать ему аромат хмеля.

Сусло осветляют и охлаждают для того, чтобы в осадок выпали солодовые и хмелевые частицы, температура состава снизилась, сам состав обогатился кислородом. Для этого используют гидроциклонные аппараты. Горячее сусло в них подается в виде струи, зависшие частицы оседают на дне. Осветленное все еще горячее сусло переходит в теплообменник, где насыщается кислородом и доходит до температуры брожения.

Брожение и дображивание пива

Охлажденное осветленное сусло поступает в цилиндро-конические танки. В первую варку добавляют дрожжи, а емкость заполняют не более чем на 80-85% от объема для образования пены при брожении.

Сусло бродит до оптимального состава молодого пива, затем удаляются дрожжи. Весь цикл брожения и дображивания происходит в цкт (где формируется вкус и аромат), он составляет от 14 до 40 суток. Затем пиво отправляется на фильтрацию.


Фильтрация и розлив пива

В напитке содержатся различные включения – дрожжевые клетки, белково-дубильные составы, хмелевые смолы, коагулированные белковые частицы. Именно от количества этих включений зависит мутность пива. Для того, чтобы устранить этот показатель, необходима фильтрация.

Отфильтрованное пиво разливается в стеклянные, ПЭТ-бутылки и кеги, а также в металлические кеги.


Благодаря неукоснительному соблюдению всех этих правил, высококлассному сырью и традиционным рецептам  получается натуральное, живое пиво с ярким и незабываемым вкусом. 

Производство

ПИВО — один из древнейших и самых сложных в приготовлении напитков. 

Пиво умели делать ещё древние египтяне, считавшие, что напиток этот подарил людям не кто иной, как бог Оcирис. Британским археологам даже удалось раскопать остатки древнеегипетской пивоварни. На одной из сохранившихся стен удалось обнаружить изображение самой царицы Нефертити, разливающей… пиво. Древним вавилонянам согласно клинописным глиняным табличкам было известно не менее пятнадцати сортов пива. Весь цивилизованный Древний мир, включая страны Востока, употреблял этот хмельной напиток, а греческий врач Гиппократ даже написал о пиве целую книгу! Сейчас пивовары используют самые современные технологии и дорогостоящее оборудование, но, как и прежде, неотъемлемыми составляющими для приготовления пива являются 4 компонента — вода, солод, хмель и дрожжи.

ВОДА

В производства пива наибольшей по своей массе составной частью сырья является вода. Подготовка воды в пивоварении имеет особое значение, так как качество воды существенно влияет на качество производимого пива. Сыктывкарские пивовары воду готовят в несколько этапов. Сначала из воды удаляются соли железа и марганца, хлор, после чего вода обеззараживается ультрафиолетовыми лучами. Далее с помощью современных технологий воду подготавливают к производству пива, регулируя концентрацию различных солей в воде. Именно концентрация в воде ионов кальция и карбонатов, придает воде определенные свойства (делают ее «мягкой» или «жесткой»), и в конечном итоге влияет на качество пива.

СОЛОД

Пивоваренный солод — это специально обработанное зерно, пророщенное и высушенное. Для чего проращивать зерно, а затем его сушить?
Дело в том, что для получения алкоголя нужно чтобы в сбраживаемом сусле, основой которого является солод, содержался сахар. В зернах злаков содержится в основном крахмал и растительный белок нерастворимые в воде. Чтобы извлечь из зерен растворимый в воде сахар была изобретена переработка зерна в солод. Именно поэтому, в отличие от большинства пивоваренных терминов, слово солод произошло от русского слова «сладость». Солод можно получить практических из любых злаковых культур (пшеница, рожь, сорго и др.), но в силу ряда исторических причин для изготовления пива наиболее целесообразным является использование солода из ячменя. 

Изготовление начинается с того, что ячмень замачивается в помещениях, где поддерживается постоянная температура и высокая влажность, обеспечивается доступ свежего воздуха и тщательно соблюдается чистота. Через несколько дней зерно начинает прорастать и появляются ростки и корешки длиной около 1-1,5 длины зерна. В процессе проращивания энзимы и ферменты начинают превращать крахмал и белки в растворимый в воде сахар и другие растворимые вещества. Чтобы остановить дальнейшее прорастание готового солода, его полностью высушивают. 

Для темных сортов сыктывкарского пива, например для Мартовского,  применяется карамелизованный солод, который делают из светлого солода, прожаривая его при 170-200°C во вращающихся барабанных печах.Сильно прожаренный солод может быть шоколадного, темно-коричневого или почти черного цвета. Крахмал в таком солоде превратился в карамелизованный сахар, который придает темному пиву насыщенный цвет.

ХМЕЛЬ

Хмель — многолетнее  двуполое (двудомное) вьющееся растение, относящееся к семейству коноплевых, побеги которого могут достигать в высоту 6-8 метров.  В пивоварении используются только неопыленные женские цветки — мягкие пушистые шишечки, в которых сконцентрированы необходимые пиву вещества.

Хмелевые шишки выделяют горькое смолистое вещество — лупулин, содержащий большое количество ароматических смол и эфирных масел, в частности альфа-кислоту (хумулон) и бета-кислоту (лупулон), а также танины (дубильные вещества), алкалоид хопеин и некоторые гормоны. Самой важной для пивоварения является альфа-кислота. Хмель придает пиву приятную горечь и характерный аромат, увеличивает прозрачность, улучшает пенообразование. Кроме того, хмель — естественный антисептик и консервант, он подавляет деятельность бактерий и тем самым предотвращает скисание сусла и готового пива.

Дрожжи

Дрожжи, используемые в пивоварении, принадлежат к семейству грибов Saccharomycetaceae. 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.
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 (Saccharomycetaceae cerevisiae)
  • дрожжи низового брожения (Saccharomycetaceae carlsbergensis)

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.

Процесс пивоварения

1. Подготовка солода
Солод является основным сырьем для производства пива. Его получают из ячменя с помощью процесса соложения. Чтобы облегчить доступ к веществам солода, его соответствующим образом измельчают, дробят. Получается так называемый солодовый помол.

2. Затирание
Солодовый помол смешивают с водой (затирают) в специальном заторном котле или заторном чане — происходит расщепление компонентов солода с образованием максимально возможного количества растворимых экстрактивных веществ. Также в процессе затирания происходит расщепление высокомолекулярных белков с образованием аминокислот, которые необходимы для питания дрожжей. Полученную смесь называют затором.
Затор постепенно, за определённые отрезки времени нагревается до установленных температур — в зависимости от того, какой сорт пива варится. В ходе этого процесса крахмал, содержащийся в солоде, превращается в растворимые вещества — сбраживаемые и несбраживаемые сахара. Преобразование происходит с помощью различных ферментов (энзимов), присутствующих в солоде.

3. Фильтрация
После затирания сусло отделяется от дробины. Суслом называется жидкая часть затора, а дробина состоит в основном из оболочек зерен и не растворенных протеинов. Такое разделение происходит в фильтр-чане, куда затор перекачивают из заторного котла.

4. Кипячение  
После фильтрации затора сусло собирается в специальный котёл. В этом сусловарочном котле оно затем кипятится. Во время кипячения в сусло добавляется хмель. Он содержит горькие вещества, придающие пиву характерные для него аромат и горечь. Кроме того, хмель улучшает пенообразование и стойкость пива. 

5. Отстаивание и охлаждение
После кипячения в гидроциклоне (вирпуле) происходит отделение белка, остатков хмеля и прочих нерастворимых частиц. Далее сусло охлаждается в пластинчатом охладителе до заданной температуры в процессе перекачивания его в бродильный танк.

6. Брожение

Для процесса брожения используются так называемые горизонтальные танки. Процесс брожения представляет собой превращение дрожжами сахаров, содержащихся в сусле, в этиловый спирт и углекислый газ. Важно, чтобы брожение началось как можно быстрее. В противном случае пивным дрожжам составят конкуренцию бактерии и «дикие» дрожжи, готовые бурно размножаться в богатом питательными веществами сусле. Когда брожение уже началось, образующиеся алкоголь и двуокись углерода воспрепятствуют жизнедеятельности большинства микроорганизмов.
По истечении 12 часов можно заметить первые признаки начавшегося брожения. Так как сусло при этом бывает насыщено углекислым газом, на его поверхности видны мелкие пузырьки, и образуется похожая на сливки пена. Температура начинает повышаться.
В процессе брожения, кроме прочего, выделяется тепло. Чтобы температура не слишком повышалась, бродящее сусло охлаждают. Таким образом поддерживают постоянную температуру сусла, что очень важно для вкуса будущего пива данного сорта.
В ходе всего процесса брожения образуется углекислота. Часть её растворяется в пиве. Но через некоторое время пиво углекислотой насыщается. Продолжающую выделяться двуокись углерода отводят из танка по специальному трубопроводу.
Протеиновые соединения, выпадающие в осадок во время брожения, называются холодным трубом. Большая часть протеинов образует хлопья и опускается на дно танка. Эту часть удаляют одновременно с отбором отработанных дрожжей.
Когда почти все сбраживаемые сахара, содержащиеся в сусле, переработаны, брожение останавливается.


Важная деталь: спирт сыктывкарские пивовары не используют вообще. Алкоголь в напитке образуется после добавления специальных дрожжей в сусло. Вся эта смесь бродит от 5 до 14 дней. На этой стадии получается так называемое «зеленое», то есть «молодое» пиво. Однако для того, чтобы мы получили желаемый результат, хмельной напиток должен созреть, то есть добродить.

7. Дображивание

После окончания главного брожения молодое пиво еще не осветлено, у него невыровненный вкус.Это пиво содержит определенное количество несброженных сахаров. Чтобы достичь полноты вкуса и в достаточной степени растворить углекислый газ, его следует дображивать в закрытых аппаратах при низкой температуре. Этот этап самый длительный: от 30 до 60 суток в зависимости от сорта пива. К примеру, процесс приготовления пива «Усть-Сысольское» занимает почти три месяца.


8. Фильтрация

Фильтрация является наиболее эффективным способом осветления пива, при котором из него удаляются вещества, вызывающие помутнение янтарного напитка. Цель фильтрования — сделать пиво настолько стойким, чтобы в нем на протяжении длительного времени не возникло бы никаких видимых изменений, и пиво сохраняло бы свой внешний вид. Сначала пиво проходит через сепаратор, где отделяются крупные частицы. Затем — через кизельгуровый фильтр, используемый в качестве вспомогательного фильтрующего средства.

Кизельгур — это ископаемые одноклеточные инфузорные водоросли, состоящие из диоксида кремния (SiO2). Таких водорослей насчитывается более 15 000 видов. Миллионы лет назад они покрывали дно морей и океанов в таком количестве, что с течением времени образовался их толстый слой. Кизельгур добывают в Калифорнии, Мексике, Исландии, Франции, Испании, Чили. Кизельгур выкапывают мощными экскаваторами, сортируют по качеству и вывозят на гигантских грузовиках в хранилища под открытым небом. Кизельгур размельчается и высушивается при температуре 400 градусов в трубчатых печах. Такая обработка позволяет изготовить кизельгур для самого тонкого фильтрования.

Кизельгур, используемый при производстве сыктывкарского пива, хорошо адсорбирует дрожжевые клетки, которые намываются на фильтрационную перегородку. При производстве сыктывкарского пива используется холодно-стерильное фильтрование. После кизельгуровой фильтрации и прохождения фильтра тонкой очистки, пиво совершенно прозрачно и готово к розливу. Готовое пиво хранится до розлива в форфасах (сборниках осветлённого пива) при низкой температуре.


9. Розлив

Розлив пива производится в тару различных типов: стеклобутылку, пэт-бутылку, металлические кеги. Будучи скоропортящимся продуктом, пиво очень чувствительно к внешним воздействиям. Поэтому в процессе розлива необходимо защищать его от воздуха и загрязнений. Упаковка должна быть тщательно вымыта, и после наполнения следует удалить попавший внутрь ее воздух. Если не соблюдать эти требования, то значительно снижается стойкость пива.
При розливе пиво может быть пастеризовано. Это делают для того, чтобы сдержать рост микроорганизмов, которые могут быть в пиве, или, по возможности, уничтожить их. Процесс пастеризации длится около двух минут и не оказывает на качество пива негативного влияния.

→ Наше пиво производится из высококачественного европейского солода и хмеля.
→ Вода проходит специальную систему водоподготовки, при этом исчезают посторонние примеси, вода приобретает родниковый вкус.
→ Отсутствие тепловой обработки готового пива, его холодная стерилизация дает возможность сохранить биологически активные вещества, оставить пиво «живым».


Чего мы НЕ делаем с пивом:

При производстве нашего пива мы НЕ ПРИМЕНЯЕМ ферменты для ускорения процесса брожения.
При производстве нашего пива мы НЕ ИСПОЛЬЗУЕМ СТАБИЛИЗАТОРЫ.

Высокое качество, неповторимый вкус с приятным ароматом хмеля и легкой горчинкой, густая нежная пена и выразительно-насыщенный желто-золотистый цвет отличают все сорта нашего пива.

АО «Сыктывкарпиво» гарантирует высокое качество своей продукции!

полное описание процесса и стадий

Пиво – игристый освежающий напиток, продукт законченного спиртового брожения, изготовленный из пивоваренного ячменного солода с применением хмеля.

Основным сырьем для пивоваренного производства служат ячмень, хмель, вода, дрожжи. В качестве несоложеных материалов (без проращивания) применяют кукурузу, рис и реже – пшеницу, тритикале, кукурузную или ячменную муку и крупку и др.

Пиво лучших сортов вырабатывают из солода без применения несоложеных материалов. Солод получают путем проращивания злаков (в основном ячменя) в искусственных условиях при определенной температуре и влажности. По способу приготовления различают следующие типы солода: светлый, темный, карамельный и жженый.

Производство пива состоит из ряда стадий:

 

Схема производства пива

Подготовка солода заключается в очистке от примесей и пыли, ростков и корешков на солодополировочной машине. Очищенный солод и несоложеные материалы поступают на вальцовую дробилку для измельчения. При этом важно минимально измельчить оболочки. Измельченный солод взвешивают на весах и ссыпают в бункер для отлежки.

Отлежавшийся солод после очистки на магнитном сепараторе поступает в первый заторный чан, в котором смешивается с водой в количестве 3-4 л воды на 1 кг солода.

Одновременно в заторный чан подают ферментные препараты для гидролизации белков и крахмала и, если необходимо, несоложеные материалы. Процесс смешивания дробленых зернопродуктов с водой называется затиранием, а полученная смесь – затором. Основная цель затирания заключается в экстрагировании растворимых веществ (углеводов, продуктов гидролиза белков, пектиновых, дубильных и др.) из солода и несоложеного сырья.

Процесс затирания сырья может быть проведен настойным или отварочным способом. Настойный способ затирания – способ затирания с регулированием температурного режима путем подогрева всего затора. Его используют при переработке высококачественного растворенного солода.

Отварочный способ затирания – способ затирания с регулированием температурного режима путем добавления в затор отдельно прокипяченных частей затора – отварок.

В зависимости от количества отварок различают одно-, двух- и трехотварочные способы затирания.
Продолжительность процесса затирания зависит от числа отварок (3,5 ч при одной отварке, 4–5 ч — при двух, 6-6,5 ч – при трех отварках).

Отварочные способы затирания применяют при работе с солодом пониженного качества и с использованием несоложеных материалов с целью клейстеризации крахмала, облегчения воздействия на него ферментов и увеличения выхода экстрактивных веществ.

Гидролиз составных частей солода осуществляется медленным нагреванием (с +40 °С до 72 °С) с промежуточными выдержками при +40 °С около 15 мин; +52 °С — 20–30 мин; +63 °С — 20- 30 мин; +70 °С — 40 мин.

Часть затора (около 40% отстоявшейся жидкой части) сливают по стяжной трубе во второй заторный чан, а в гущу добавляют воду и экстрагируют ценные вещества при кипячении в течение 30 мин. Кипяченую массу перекачивают в жидкость первого чана и при температуре +70 °С осахаривают в течение 15–20 мин. Затем часть затора вновь перекачивают во второй чан и нагревают до кипячения.

Весь осахаренный затор фильтруют через свою же дробину при температуре +76…78 °С и отделяют первое сусло. Горячей водой из дробины вымывают оставшийся в ней экстракт, который добавляют к суслу. Дробину удаляют паровым эжектором или насосом с водой.

Затем сусло солода подвергают фильтрованию на фильтр-прессе. Параллельно готовят сусло из хмеля, для чего сгущенный хмель подвергают дроблению, а затем кипячению. Сусло хмеля смешивают с суслом солода. Вываренный хмель отделяют фильтрованием в хмелеотделителе.
Охмеленное сусло фильтруют в центробежном сепараторе.

Цель осветления пива – удаление свернувшихся белков, загрязняющих бродильные чаны и способствующих появлению горечи пива. После осветления пиво охлаждают в оросительном теплообменнике типа «труба в трубе» и пластинчатых теплообменниках до температуры +5…6 °С. Охлажденное сусло сливают в бродильный чан и добавляют дрожжи.

Брожение пивного сусла – распад углеводов пивного сусла с образованием этилового спирта, двуокиси углерода и побочных продуктов, протекающий в результате жизнедеятельности пивных дрожжей. Процесс брожения состоит из двух этапов:

  1. главное брожение – сбраживание основной массы углеводов пивного сусла по определенному температурному режиму;
  2. дображивание пива – сбраживание остаточного экстракта молодого пива при определенных условиях (ведется под давлением 0,05 МПа).

При главном брожении в бродильные чаны дозируют дрожжи и процесс ведется при температуре +6…9 °С, процесс дображивания протекает при температуре +1…2 °С. Каждый из этапов брожения проводят в отдельных помещениях. Главное брожение длится от 7 до 9 суток, дображивание – до 20 суток. В результате главного брожения получают зеленое пиво, которое фильтруют и направляют на дображивание в чан. Дрожжи используют 10–15 раз, после чего они поступают на генерацию.

Для насыщения пива до стандартной концентрации СO2 (0,3–0,35%) в молодом пиве оставляют 1% экстрактивных веществ и повышают его растворимость понижением температуры до 0…+2 °С и подъемом давления до 0,03–0,07 МПа.

Осветление и потеря грубой горечи при дображивании наступает после окончания брожения, когда дрожжи, оседая, увлекают в осадок частицы белков и хмелевые смолы. При созревании пива уменьшается содержание альдегидов, увеличивается количество эфиров, высших спиртов и кислот. Этим обогащается вкус и аромат пива. Продолжение дображивания и выдержки зависит от сорта пива (от 20 до 90 суток).

После окончания дображивания пиво под давлением поступает в сепаратор и барабанный фильтр, в котором отфильтровываются дрожжи и мелкодисперсные частицы. Пиво охлаждается рассолом в пластинчатом теплообменнике, насыщается диоксидом углерода в карбонизаторе и поступает в емкость, а затем в цех розлива.

В производстве пива используют барабанные вакуум-фильтры. Они бывают с внешней и внутренней поверхностью, обтянутой фильтровальной тканью. Вращающийся горизонтальный перфорицированный барабан разделен перегородками на несколько секций одинаковой формы, которые за оборот барабана проходят несколько рабочих зон: фильтрования, обезвоживания, промывки, удаления осадка и регенерации фильтровальной ткани.

Работой фильтра управляет распределительная головка, через которую секции барабана в определенной плоскости присоединяются к магистралям вакуума, сжатого воздуха и промывной жидкости.

В стадии фильтрования зона фильтра под фильтровальной тканью соединяется с вакуумом и фильтрат, находящийся в корыте, проходит через фильтровальную ткань. Осадок откладывается на ее поверхности. Промытый и подсушенный осадок непрерывно срезается ножом. Чтобы взвешенные частицы не отстаивались, корыто снабжено качающейся мешалкой.

Для извлечения пива и дрожжей из дрожжевой суспензии, образующейся при седиментации в бродильных емкостях, применяют барабанный вакуум-фильтр. Фильтровальный элемент представляет собой крупноячеистую сетку, при которой наложена мелкоячеистая сетка. Для улучшения условий фильтрования на мелкоячеистую сетку намывают слой вспомогательного материала – кизельгура или картофельного крахмала.

Пивная или дрожжевая суспензия, подаваемая из бака, при вращении барабана равномерно распределяется по фильтровальной поверхности, а дрожжевой осадок (лепешка) срезается ножом, установленным над баком. Содержание сухих веществ в дрожжевой лепешке достигает 25–28%. Обрызгивание подсыхающей лепешки водой способствует увеличению выхода пива примерно на 20%.

С целью продления срока хранения пиво подвергают тепловой обработке — пастеризации. Некоторые сорта пива разливают без пастеризации. В реализацию поступает также пиво нефильтрованное.

Пиво. Производство и дистрибуция | 74.ru

«Я лично встречался с ним вечером накануне убийства и убедил его продать нам свой пакет акций», – рассказывает г-н Мительман.

Утром следующего дня Валерий Рылов был застрелен. А вскоре группа «Мизар» решила отказаться от борьбы за предприятие.

«Мы посчитали, что собственная жизнь, здоровье наших друзей дороже, и приняли решение продать Менжулину все акции пивзавода, которые сумели на тот момент аккумулировать в своих руках», – вспоминает Семен Мительман.

Любопытно, что сразу после сделки по продаже акций компаньонов «Мизара» выпустили на свободу. Разумеется, что слухи о том, что челябинский пивзавод на тот момент «крышевал» один из тогдашних руководителей УВД города, чей сын занимался пивным бизнесом, официального подтверждения не получили.

Через несколько дней после убийства Рылова и Зудилкина собрание акционеров передало в доверительное управление гендиректору пакет акций трудового коллектива. Утверждают, что это решение было принято под сильным давлением со стороны генерального директора.

Но становиться полновластным хозяином предприятия г-н Менжулин не спешил. Гендиректор искал подходящего покупателя для контролируемого им бизнеса и достаточно быстро сделал выбор. Сначала инвестором, а затем собственником пивзавода стала одна из крупнейших европейских пивных компаний – шведский концерн Baltic Beverages Holding Ab (ВВН).

По словам заместителя директора по корпоративным связям и информации ОАО «Пивоваренная компания «Балтика» Алексея Кедрина, первые инвестиции BBH в челябинский пивзавод приходятся на 1998 год. 

Параллельно шел процесс превращения шведов из инвесторов в собственников. На состоявшемся 29 января 1999 года  собрании акционеров ОАО «Челябинскпиво» было принято решение об увеличении уставного капитала челябинской пивоваренной компании и дополнительном выпуске акций. В результате ВВН превратился в крупнейшего акционера предприятия, приобретя 75% акций.

Можно сказать, что контрольный пакет челябинского пивзавода достался шведам без особых проблем, поскольку они на тот момент были крупнейшими и единственными инвесторами. Нужно было лишь договориться с одним человеком – Александром Менжулиным, который представлял интересы трудового коллектива. Вскоре концерн ВВH предложил Александру Менжулину руководящую должность среднего звена в структуре своего бизнеса в Санкт-Петербурге, и он уехал из Челябинска. Спустя несколько лет Менжулин ушел из ВВH, на этом его следы теряются.

Между тем челябинский актив BBH продолжал бурно развиваться. Собственники пивзавода не раз пытались купить расположенный по соседству челябинский винкомбинат, на площадях которого ВВH планировал разместить новое оборудование.

По сведениям Chel.ru, несколько месяцев назад акционерам «Винчела» было сделано «очень щедрое» предложение от компании «Балтика-Челябинск». Председатель совета директоров «Винчела» Дмитрий Платонов неослабевающий интерес к предприятию со стороны пивзавода подтверждает, но уверяет, что переговоры о продаже комбината не начинались.

По слухам, оставшееся не у дел оборудование концерну пришлось перебрасывать в Самару и развивать там новый филиал. Между тем, в BBH информацию о самарском «следе» несостоявшейся челябинской сделки полностью опровергают.

Варим сами

Немного о производстве пива / Хабр

Этот пост посвящен пиву во всех его проявлениях: его истории, технологии производства, разновидностям. На протяжении всей истории человечества этот напиток сопровождал нас — так что поста он заслуживает с полным правом. Я бы даже утверждал, что пиво появилось раньше хлеба как такового, ибо технология изготовления была проще. И по времени появления оно стоит третьим, после молока и воды, утолителем жажды человека разумного.



Первое пиво появилось еще в эпоху неолита. На то, что мы сегодня покупаем в магазинах, оно похоже не было. Изготовлялся такой напиток из дробленых зерен пшеницы, ячменя, овса или любого другого злака (так, в Китае и Африке люди научились делать пиво из сорго, а в Мезоамерике для этих целей использовали зерна кукурузы). Технология изготовления была самая примитивная: в глиняном сосуде или просто в земляной ямке сбраживали смесь дробленых зерен и воды. Первые следы такого пива обнаружены на территории пещеры Ракефет (современный Израиль) — этому пиву более 13 тысяч лет!


Самое раннее археологическое свидетельство брожения. Там осталось на донышке.

Крупным центром пивоварения в 6 тысячелетии до нашей эры стала Месопотамия. Местные жители уже освоили технологию хлебопечения, интуитивного культивирования дрожжей (тогда они уже умели делать дрожжевую закваску и возобновлять ее), а также поняли, что лучше всего для пивоварения годятся пророщенные злаки, то есть обыкновенный солод. В пророщенных зернах активизируются ферменты класса амилазы, которые расщепляют длинные цепочки полисахаридов (плохо поддающиеся брожению) на олиго- и моносахариды, из которых со свистом получается живительный «це-два-аш-пять-о-аш». По мере развития цивилизации пиво распространилось далеко за пределы плодородного полумесяца по всей Европе (об иноземном пиве скажем чуть позже).

Из-за того, что в конкурентной борьбе за питательный раствор в пиве побеждали дрожжи, а не опасные бактерии, оно быстро набрало популярность в жарких странах, где пить простую воду просто небезопасно. Шумер, Аккад, Древний Египет потребляли огромное количество пива — около литра на человека в день. Уже шумеры выделяли более 20 сортов пива из разных злаков и с разным временем брожения. Также пиво делали из выпеченного ржаного хлеба. Сорта пива даже входили в социальную стратификацию: когда рабам давали грубое, нефильтрованное ячменное пиво, а придворные и богачи пили фильтрованный пшеничный напиток.

Однако это пиво было еще крайне непохоже на современное. Во-первых, оно было гораздо менее крепким: ведь штаммы дрожжей, выдерживающие достаточное содержание алкоголя в растворе, еще не были выведены. Во-вторых, оно было непастеризованным— то есть могло скиснуть в любой момент. И, самое важное, оно готовилось, как говорят химики, one-pot— в одной реакционной емкости. Процессы затирания (расщепления амилазами полисахаридов) и брожения (превращения сахаров в этанол) не были разделены.


Современные ёмкости для затирания выглядят так

Следующий виток развития пива дали, как это ни странно, варварские германские племена. Древняя Греция и Древний Рим пиво презирали, отдавая предпочтение вину, однако из-за сложностей с выращиванием пшеницы в северных широтах они стали добавлять в пиво различные ягоды, фрукты, а также травы. По российскому законодательству их пиво окрестили бы не самой льстивой формулировкой «пивной напиток», однако в итоге именно этот рецепт стал основой того, что мы сейчас с удовольствием пьем с друзьями в барах. Все дело именно в травах: когда фракцию, состоящую из солода и воды, догадались кипятить с ними, белковая часть начала выпадать в осадок, а травы — отдавать пиву богатую палитру вкусов. Такой состав трав назывался грюйтом: в него могли входить полынь, вереск, тысячелистник, багульник и прочие ароматные травы. По одной из версий, ведьмовские галлюцинации и массовые психозы, трактуемые как наваждения дьявола, могли быть результатом употребления пива, сваренного на основе токсичных в больших дозах багульника и полыни.

Из всего многообразия грюйтов до нашего времени добрался один основной — хмель. Его применение для пивоварения началось в баварских землях и к 12 веку распространилось по всей Европе. В Англии, впрочем, еще долгое время существовало разделение на эль (пиво без добавления хмеля и грюйта вообще) и собственно пиво, а повсеместное внедрение хмеля и разделение пива и эля по типу брожения произошло только к 16 веку.


Например, следующие травы для средневекового грюйта: Будра плющевидная (Glechoma hederaceae), Буквица лекарственная (Betonica officinalis), Восковница обыкновенная, или болотная (Myrica gale), Горечавка желтая (Gentiana lutea), Одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale), Пижма бальзамическая (Tanacetum balsamita), Репейничек обыкновенный (Agrimonia eupatoria), Шалфей лекарственный и ш. мускатный (Salvia officinalis и S. sclarea)

Вообще на все разнообразие сортов пива (например, в «Легенде о Тиле Уленшпигеле» упоминается около 20-30 сортов только нидерландского пива) в Европе повлияли две вещи: а) повсеместное распространение домашнего пивоварения и б) пивоварение в монастырях. О втором следует сказать отдельно. Монахи всегда имели достаточно ресурсов и всегда были достаточно любопытны, чтобы экспериментировать над разнообразием своего постного стола. Так, монахи подбирали грюйты, экспериментировали с длительностью брожения, затирания, выводили новые линии дрожжей. Именно им мы обязаны появлению траппистского эля, доббелей, триппелей, ламбиков и прочего замысловатого ассортимента баров и брассерий.

Однако монастырские монополии были неугодны светским правителям. Первая (и, надо сказать, удачная) попытка разрушить монополию монастырей на пиво была предпринята в 1516 году герцогом Баварии Вильгельмом IV фон Виттельсбахом. Принятый им закон «Reinheitsgebot» (требование к чистоте) ограничивал весь творческий простор пивоварения тремя ингредиентами: водой, ячменным солодом и хмелем. Это была натурально пивная катастрофа, очень многие пивовары на этом обанкротились или утратили свои фамильные пивные рецепты. Новый закон высвобождал пшеничное зерно под производство хлеба, но пивная отрасль пережила относительный упадок. Тем не менее, это сформировало облик типичного баварского светлого пива, узнаваемого везде как стандарт качества. Позже «Reinheitsgebot» распространяется все больше и больше, с 1918 по 1952 год он действует на всей (!) территории Германии.

В отличие от германских земель, в Англии, Нидерландах, Чехии, Бельгии, Франции, Швеции и России пивные традиции обросли множеством различных сортов пива. Здесь и портеры, и доббелькейтели, и ламбики, и пэйл-эли, гозе, стауты, пилзнеры и еще огромное количество сортов. Однако какова же основа технологии всех этих сортов? Иными словами, как сделать пиво?

Первое, что нужно для изготовления пива — это зерно. Зерно помещают в воду и проращивают на протяжении нескольких дней. Это необходимо для активации амилаз — упомянутых уже ферментов, расщепляющих сахара на более короткие и лучше бродящие. В клетке амилазы помогают усвоить зерну кондовые полисахариды и вырасти в золотой стебель, но пивовары искусно используют этот процесс себе на пользу. Пророщенный солод можно обжарить, но тогда ферменты будут деактивироваться, так что сделать пиво полностью из дочерна обжаренного, карамельного солода (на запах он и впрямь напоминает карамель) нельзя. Солод дробят, смешивают с водой, и тут начинается самое интересное. При нагревании амилазы работают более активно, и готовая масса (она называется затором) готова уже через несколько циклов нагревания.

Маленькое отступление: от степени прожарки солода зависит очень многое. Он может быть вообще не обжарен (из такого солода делают лагеры и пилзнеры), но термическая обработка позволяет раскрыть карамельные, ореховые и кофейные ноты. По типу обжарки различают золотой солод (для светлых элей), янтарный (используемый в производстве красного и траппистского эля), медный (альтбир, красный эль) и коричневый солод (стауты, портеры).

Далее затор тщательно фильтруется через специальный фильтр, состоящий из множества пористых пластин. Гидравлический пресс продавливает затор через фильтр, разделяя его на жидкую фракцию (сусло) и твердую (дробину). Дробина обычно используется в качестве БАДов или добавок к комбикорму для скота, а вот сусло идет дальше по технологической цепочке. К нему добавляется хмель, который выполняет сразу три функции: вкусовую, сепарирующую (при вываривании с хмелем выпадает в осадок белковая компонента раствора) и антибактериальную (хмелевое пиво хранится лучше прочих и не прокисает дольше). Знаменитый IPA (IndianPaleAle) содержит вдвое больше хмеля именно из-за его бактерицидных качеств: — этот сорт предназначался для экспорта в колонии. После вываривания с хмелем и сепарации от осадка сусло поступает в чаны для брожения.


Восстание дрожжей, или Протечка в цехе брожения

Методов брожения, по большому счету, всего два — верховое и низовое. Они названы так из-за того, что в ходе первого дрожжи собираются вверху бродильной емкости, а во втором случае — внизу. Этот этап — один из самых важных, именно в ходе брожения пиво приобретает такой знакомый нам аромат. Верховое брожение делает пиво более ароматным: низкомолекулярные соединения и сивушные масла, образующиеся в ходе брожения этанола, придают элю, ламбику, стауту тот самый неповторимый вкус. Низовое же брожение применяется для производства всевозможных лагеров. Самое важное в брожении — тщательно выдержать температурный режим. Верховые дрожжи чувствуют себя комфортно при более высокой температуре — от 16 до 20 градусов Цельсия, тогда как низовые активнее всего при 8-12 градусах.

Далее иногда следует фильтрация пива от дрожжей и пастеризация (впрочем, часто этого не делают, чтобы не ухудшать вкус) при температуре около 70 градусов Цельсия. Полученное молодое, или «зеленое», пиво выдерживают в танках порядка нескольких недель, чтобы все ноты вкуса раскрылись должным образом. После этого остается только разлить его по бутылкам и доставить в магазины, чтобы мы все могли порадовать себя вечером кружечкой пивка. А может, и не вечером. А может, и не одной!

Автор: Павел Ильчук

Пивоварение; процесс производства пива — Online Biology Notes

24 октября 2018 г. Гаураб Карки Биотехнология, микробиология 0

  • Пивоварение – это процесс производства солодовых напитков. Пиво, эль и лагеры являются основными солодовыми напитками, производимыми методом, называемым пивоварением. Пивоварение представляет собой сложный процесс брожения. Он отличается от других видов промышленной ферментации тем, что вкус, аромат, прозрачность, цвет, образование пены, стабильность пены и процентное содержание алкоголя являются факторами, связанными с готовым продуктом.

Этапы производства пива:

1. Соложение:

  • Пиво производится из зерен ячменя.
  • Зерна ячменя сначала очищают, а затем замачивают в воде примерно на 2 дня. Затем сливают лишнюю воду и выдерживают ячмень в течение 4-5 дней для прорастания
  • Этапы проращивания позволяют образовывать высокоактивные ферменты α-амилазы, β-амилазы и протеазы, а также различные вкусовые и красящие компоненты.
    • Солодовые добавки:
      • Ячмень содержит значительное количество белка.Таким образом, если для производства пива используется только ячмень, готовое пиво будет темным и нестойким. Следовательно, белок, присутствующий в солоде, следует разбавлять добавлением дополнительного количества крахмала или сахаристых материалов.
      • Такие сахаристые или крахмалистые материалы называются солодовыми добавками и включают сахарный сироп декстрозы.

2. Сушка:

  • Затем проросшие семена убивают медленным нагреванием до 80°. Этот процесс называется обжигом.
  • Температура обжига не должна вредить ферменту амилазе.Кроме того, чем выше температура обжига, тем темнее будет производимое пиво.

3. Рассылка:

  • Высушенные зерна ячменя затем измельчают между валками для получения крупнозернистого порошка, называемого крупой

4. Затирание:

  • Крупу смешивают с теплой водой, и полученные материалы выдерживают при температуре 65°C в течение примерно 1 часа.
  • При этом крахмал гидролизуется ферментом амилазой с образованием одного сахара, мальтозы, декстрозы и т. д. Точно так же белок гидролизуется протеолитическими ферментами на небольшие фрагменты и аминокислоты.
  • Степень ферментативного гидролиза сильно зависит от рН и температуры. β-амилаза имеет оптимальную активность при температуре 57-65°C, тогда как α-амилаза имеет оптимальную активность при температуре 70-75°
  • Жидкость, полученная при затирании, называется суслом. Шелуху и другие остатки зерна, а также выпавшие в осадок белки удаляют фильтрованием.

5. Кипячение сусла:

  • Затем фильтрат кипятят при перемешивании в течение 2-3 часов и добавляют цветки хмеля через различные промежутки времени во время кипячения.
  • Причины кипячения сусла:
    • Для извлечения аромата хмеля из цветов хмеля
    • Кипячение коагулирует оставшийся белок и частично гидролизует белок, помогает удалить белок
    • Кипячение инактивирует ферменты, которые были активны во время затирания, в противном случае вызывает карамелизацию сахара
    • Кипячение также позволяет стерилизовать и концентрировать сусло

6. Хмель:

  • Хмель сушеный женский цветок растения хмеля Humulus lupulus.Приблизительно одна четверть фунта цветка хмеля добавляется на баррель пива и до 2 фунтов на баррель эля.
  • Преимущества добавления хмеля в пиво:
    • Придает пиву острый и ароматный характер
    • Содержит танин, помогающий коагуляции оставшегося белка
    • Содержит α-смола и β-смола, придающие горький вкус, а также консервирующее действие против грамположительных бактерий
    • Содержит пектин, придающий пиву характерную пену

7.Ферментация:

  • В производстве пива используются штаммы Saccharomyces carlsbergens и S. varum, которые являются нижними дрожжами, и S. cerevisiae, которые являются верхними дрожжами.
  • Дрожжевые клетки для инокуляции обычно извлекают из предыдущего ферментационного резервуара путем обработки фосфорной кислотой, винной кислотой или персульфатом аммония для снижения pH и удаления значительного бактериального загрязнения.
  • Ферментация обычно проводится при 3-4 °C, но может варьироваться от 3 до 14°. Ферментация обычно завершается за 14 дней.
  • Во время ферментации дрожжи превращают сахар в основном в этанол и CO2, а также некоторое количество глицерина и уксусной кислоты.
  • Для ферментации можно использовать ферментер с открытым резервуаром, однако предпочтительнее закрытый резервуар для ферментации, чтобы CO2, выделяющийся во время ферментации, можно было собрать для последующей стадии карбонизации.
  • Выделение СО2 максимально к пятому дню брожения, к 7-9 суткам выделение СО2 отсутствует, так как дрожжевые клетки становятся неактивными и флокулируют.
  • В большинстве сортов пива содержится 3.5-5% спирта.

8. Отделка, старение, созревание и карбонизация:

  • Молодое и зеленое пиво хранится в чанах при температуре 0°C от нескольких недель до нескольких месяцев. В этот период происходит осаждение белка, дрожжей, смолы и других нежелательных веществ, и пиво становится прозрачным.
  • Сложные эфиры и другие соединения также образуются при выдержке, что придает вкус и аромат.
  • После выдержки пиво карбонизируется углекислым газом 0,45-0,52%.
  • Затем пиво охлаждают, осветляют, фильтруют и упаковывают в бутылки, бочки и банки.

Пивоварение; процесс производства пива

Производство пива

Главная » Пищевая микробиология » Производство пива

Производство пива
  • Процесс производства пива известен как пивоварение.
  • Слово «пивоварение» происходит от слова «бибер», что означает «пить».
  • В основном пиво производится из всех видов зерна, но на промышленном уровне производится только из ячменя.

Виды пива ячменя
  • Верхнее ферментированное пиво (дрожжи на вершине)
  • Нижний Ферментированное пиво (дрожжи на дне)

9 Нижний Берментированное пиво

  • , также известный как лагер (значит Leger хранить), в ходе этого процесса происходит осветление и созревание.
  • Происхождение Европа/США.
  • Используемые дрожжи: Saccharomyces uvarum.
  • Виды пива низового брожения
  • Пилснер
  1. Старое имя Чико Саквалия.
  2. Бледная по цвету
  1. Содержание спирта 3-8%
  2. Срок Леже 2-3 месяца (в связи с выработкой сокращен до 2-3 недель)
  3. Мягкая вода (ионы кальция, магния)
    Темная по цвету
  1. Слабое содержание хмеля
  1. Содержание алкоголя 2-5%
  2. Вода (с высоким содержанием карбонатов, но с низким содержанием других ионов) придают пиву горький, кисловатый привкус)

    Пиво верхового брожения
    1. Бледное по цвету
    2. Высокое хмель
    3. Содержание алкоголя 4-5%
    1. 0
    2. 0 Темно-розовый цвет
    3. Меньше хмеля, чем эль
    4. Свитер на вкус
    5. Содержание спирта 5%
    1. Много надежд
    2. Горький вкус
    3. Содержание алкоголя 5-6.5%

Сырье для производства пива

  1. Adjuvants Barley Malt
  2. Hops
  3. Tannin (помощь в осадках белка)
  4. Вода
  5. Дрожжи

Источник изображения: Jing.fm

Процесс производства пива
  • солодание
  • Чистка и измельчение
  • Очистка
  • Работа для замыкания
  • 9
  • Mash
  • Бортовое кипячение
  • ферментация
  • Обрабатывая
  • Упаковка

1.Соложение
  • Целью соложения является выработка амилаз и протеаз в зерне
  • Эти ферменты производятся при прорастании ячменя, чтобы позволить ему расщеплять углеводы и белки, присутствующие в зерне
  • Для питания прорастающих семян перед началом процесса фотосинтеза для производства энергии
  • Как только образуются ферменты, проростки/молодые семена могут использовать энергию, присутствующую в семенах, и развитие останавливается с помощью процесса сушки, но ферменты не инактивируются
  • Потом их еле добавляли в воду температурой 10-15 градусов.
  • Зерна поглощают воду и увеличиваются в размерах примерно на 4%.
  • Начало дыхания эмбриона и прорастание
  • Это прорастание останавливается теплым воздухом, и на этом этапе вырабатываются α-амилаза и β-амилаза.

2. Очистка и измельчение
  • Проросший ячмень переносится в варочную башню.
  • Наверху этого солода добавляется там, где производится его очистка.
  • Брожение будет происходить на дне
  • Пыль, металл или примеси будут отделены

3.Затирание
  • Центральная часть производства пива
  • Определяет тип присутствующего сусла также определяет тип пива
  • 2 части зерен (крахмал 55%, белки 10-12%) разбиваются в процессе затирания
  • Расщепление крахмала до α и β-амилазы
  • Расщепление белков с помощью фермента протеазы, пептоны и полипептиды превращаются в аминокислоты

и кипячение браги называется процессом отваривания
  • Настой: в этом процессе брага никогда не кипятится, а не постепенно поднимается температура ниже температуры ее кипения.
  • Метод двойного затирания: в этом методе крахмал варят и добавляют в затор.
  • Отделение затора
  • В конце затора шелуха или другой нерастворимый материал удаляются из сусла в два этапа
  • Сусло отделяется от твердого вещества
  • Сухое вещество отделяется от только экстрагируемого материала с помощью горячей воды.
  • 5. Кипячение сусла
    • Сусло кипятят от 1,5 часа в котле в основном
    • Концентрировать, сусло 5-8% растворимый материал способствует осаждению белка и придает характерный цвет, вкус и цвет
    • Инактивирует любой тип ферментоподобной амилазы
    • Осаждает белок и удаляет этот осадок.
    • Придание цвета пиву
    • Удаление любых присутствующих летучих соединений

    6. Ферментация
    • Сусло охлаждают и добавляют микроорганизмы (дрожжи) в количестве 7,15×1009/мл 6 6 9 процесс брожения происходит в течение 3-4 дней

    7. Процесс выдержки
    • В конце брожения пиво известно как зеленое пиво, жесткое, горькое и содержит спирт, а также альдегиды.

    8. Упаковка
    • Фасовка производится в бутылки, банки и бочки

    Ссылки
    • https://en.wikiBrewing1.org/0 https://en.wikiBrewing1.org/ www.braeuamberg.at/en/brewing-process/
    • https://firstwefeast.com/drink/learn-how-to-brew-beer-with-these-fun-animated-gifs
    • https://www .slideshare.net/AvishekSanyal/beer-production-76626027
    • http://www.madehow.com/Volume-2/Beer.html
    • https://www.alfalaval.com/industries/food-dairy-beverage/beverage-processing/beer-production/
    • https://www.northernbrewer.com/blogs/new-to-brewing-start -here/how-to-brew-beer-homebrewing-101
    • https://www.gwkent.com/brewery.html
    • https://vinepair.com/beer-101/what-is-brewing/
    • https://www.krones.com/en/products/machines/beer-process-technology.php?page=1&searchtext=&filter%5B1%5D%5B1_1%5D=1_1&filter%5B4%5D%5B4_1%5D=4_1&filter %5B2%5D%5B%5D=all&searchtext=&searchtextold=
    • https://www.slideshare.net/hanhhien77/beer-tran-thihanhhien1001
    • https://www.slideshare.net/SunilKumar148/beer-ppt

    Производство пива

    Один день из жизни пивоварни: 7 шагов

    Вы когда-нибудь заглядывали в окно пивоварни, ожидая увидеть парней, пробующих и наслаждающихся свежесваренным пивом? Многие, украдкой взглянув, видят множество блестящих резервуаров, шлангов и штуковин, которые заставляют их задуматься о том, что происходит на пивоварне. Итак, как проходит обычный день на пивоварне?

    Обычный день на пивоварне зависит от типа варящегося алкогольного напитка, мощности пивоварни и торговых уловок.Тем не менее, процесс пивоварения аналогичен для большинства пивоварен. Вот семь шагов, из которых состоит процесс пивоварения:

    1. Измельчение
    Приготовление пива начинается с помола зерна для пивоварения. Различные типы ячменного солода измеряются в зависимости от рецепта. Их смешивают и измельчают в крупную крупу, не слишком крупную и не слишком мелкую.

    2. Затирание
    Затирание похоже на приготовление каши. Он заключается в смешивании размолотого зерна с водой и методичном нагревании этой смеси.Затирание позволяет расщепить крахмал в зернах и, в конечном итоге, превратить их в сахара. Эти солодовые сахара питают дрожжи во время брожения.

    3. Промывание
    Промывание – это процесс разделения затора (густой каши) на прозрачную сахаристую жидкость, называемую суслом и дробиной. Разделение осуществляется либо с помощью фильтроприемника, либо с помощью фильтра для затирания. Обычно сначала сливают сладкое сусло. Оставшееся вещество рециркулируют перед барботажем. При барботировании экстракт, который остается с остаточными зернами, смывают горячей водой.

    4. Кипячение
    Сусло сладкое варится равномерно и интенсивно для обеспечения его стерильности. Кипение может длиться от 50 до 120 минут. Во время кипячения пивовары добавляют горький и ароматный хмель, придающий пиву горечь, вкус и аромат.
    В конце варки пивовары помещают сусло в водоворот. Вихревая обработка помогает собрать скопившиеся плотные твердые вещества, в основном хмелевые вещества и коагулированные белки. Вскоре после фильтрации сусло охлаждают, чтобы предотвратить окисление.

    5.Ферментация
    Охлажденное сусло перекачивается в резервуары для ферментации. Пивные дрожжи превращают сусло в спирт и углекислый газ. Тип используемых дрожжей и температура брожения определяют, будет ли конечный продукт элем или лагером.

    6. Фильтрация и кондиционирование
    Теперь у нас есть пиво! После брожения пиво охлаждают и дают отстояться. Фильтрация и период отстаивания зависят от стиля пива. Фильтрация предназначена для стабилизации вкуса пива, но не все сорта пива проходят фильтрацию.

    7. Упаковка

    Из резервуаров для кондиционирования готовое пиво разливается в бутылки, банки и кеги. Теперь пиво готово покинуть пивоварню. Вторичная ферментация может продолжать обеспечивать естественную карбонизацию. Теперь вы можете насладиться пинтой пива в ближайшем к вам пабе!

    Чтобы узнать больше о том, как варится ваше любимое пиво, посетите международный фестиваль пива в Эдмонтоне. В мероприятии примут участие пивовары и любители пива. Вы узнаете о новых пивных технологиях и попробуете новые вкусы пива.Edmonton’s International Beerfest — пиво и всеобщее развлечение.

     

    Фото: FreeImages.com/fliku

    (PDF) Обзор: Beer Production

    холецистокинин и ферменты поджелудочной железы.

    10. Камни в почках и остеопороз

    Калий, натрий и магний, содержащиеся в пиве, важны для снижения риска образования камней в почках. Кремний

    , также присутствующий в пиве, легко усваивается организмом, что дополнительно объясняет защитный эффект пива от остеопороза

    .

    11. Снятие стресса

    Пиво снижает стресс и улучшает сон, как и другие алкогольные напитки.

    12. Мочегонное

    Пиво действует как мочегонное и значительно увеличивает мочеиспускание. Это способствует усиленному удалению токсинов и

    отходов из организма.

    ССЫЛКИ

    [1] Бокулич, Н. А., Бамфорт, К. В., и Миллс, Д. А., 2012. Обзор молекулярных

    методов для микробного

    профилирования сообщества пива и вина.Журнал Американского общества

    Пивоваренные химики, 70: 150–162.

    [2] Бокуличн, Н. А., и Бамфорт, К. В., 2013. Микробиология соложения и пивоварения. Microbiology

    и Molecular Biology Reviews, 2 (77): 157–172.

    [3] Campbell, S.L., 2017. Непрерывная варка пива. VI-Food-A-Beer:1-8

    [4] Chlup, P.H., Bernard, D., and Stewart, G.G., 2008. Рабочие параметры дисковой центрифуги и их влияние на физиологию дрожжей.Journal of Institute of Brewing, 114:45–61.

    [5]

    Daenen, L., Saison, D., Sterckx, F., Delvaux, F.R., Verachtert, H., and

    Derdelinckx, G. , 2008.

    Скрининг и оценка активности глюкозидгидролазы в пивоваренных дрожжах Saccharomyces и Brettanomyces

    . Journal of Applied

    Microbiology, 104:478 – 488.

    [6] Восемь степеней пивоварения, 2018. Процесс пивоварения. Доступно на https://www.eightdegrees.т.е./пивоварение-

    процесс-2/. Дата обращения 18.09.2018.

    [7] Феррейра, И., Пиньо, О., Виейра, Э., и Таварела, Дж. Г., 2010. Биомасса пивных дрожжей Saccharomyces:

    характеристики и потенциальные области применения. Trends in Food Science and Technology, 21:77–84.

    [8] Джордж Вонг, 2003 г. Роль дрожжей в производстве алкогольных напитков. Ботаника135, 1: 30-45.

    [9] Keukeleire, D., 2000. Основы химии пива и хмеля. КИМИКА НОВА, 23(1):108-112.

    [10] Оре Г., Миронов М. и Шутов А., 2018. Разработка и производство кукурузного пива. MOJ Food

    Processing and Technology, 6(1):78‒87.

    [11] Procopio, S., Qian, F., and Becker, T., 2011. Функция и регуляция генов дрожжей, участвующих в метаболизме высших спиртов и эфиров во время ферментации напитков. Европейские исследования и технологии пищевых продуктов,

    233:721–729.

    [12] Санчес, Х.К., 2017. Математика пивоварения.Доступно на http://chalkdustmagazine.com/blog/the-

    математика-пивоварения/. По состоянию на 18 сентября 2018 г.

    [13] Stewart, GG, 2016. Виды Saccharomyces в производстве пива. Напитки, (2) 34: 1-18.

    [14] Verbelen, P.J., Dekoninck, T.M., Saerens, S.M., Van Mulders, S.E., Thev-elein, J.M., and Delvaux, F.

    R., 2009. Влияние скорости засева на производительность дрожжевого брожения и пивоварения. вкус. Applied

    Микробиология и биотехнология, 82:155–167.

    [15] Winning-Homebrew, 2018. Контроль брожения и ферментируемости пива. Доступно по адресу

    https://www.winning-homebrew.com/beer-fermentation.html. Дата обращения 17.09.2018.

    Промышленные пивоваренные дрожжи, сконструированные для производства первичных детерминант вкуса в охмеленном пиве

    Клонирование

    Все штаммы, экспрессионные плазмиды и дополнительные плазмиды, используемые для конструирования штаммов, перечислены и описаны в дополнительных таблицах 6–13. Файлы последовательностей, соответствующие каждой плазмиде, можно найти в публичном реестре JBEI (https://public-registry.jbei.org/) 31 . Плазмиды размножали в штамме Escherichia coli Dh20B и очищали с помощью Miniprep (Qiagen, Germantown, MD, USA). Плазмиды «пути», использованные для конструирования сконструированных пивоваренных штаммов, собирали по стандартному методу «Золотые ворота» с использованием ферментов рестрикции типа II и ДНК-лигазы Т7 (New England Biolabs, Ипсвич, Массачусетс, США) 24,32 (дополнительные подробности см. см. схематизированную стратегию сборки на дополнительном рисунке 3). Все другие плазмиды, полученные в этом исследовании, были сконструированы с помощью сборки Gibson 33 с использованием мастер-микса сборки Gibson (New England Biolabs, Ипсвич, Массачусетс, США).Конструкции были разработаны с использованием программного обеспечения DeviceEditor bioCAD 34 , а праймеры сборок были созданы с помощью программного обеспечения для автоматизации проектирования сборок j5 DNA 35 с использованием настроек по умолчанию. ПЦР-амплификацию проводили с использованием ДНК-полимеразы PrimeSTAR GXL в соответствии с инструкциями производителя (Takara Bio, Mountain View, CA, USA). Гены, кодирующие полноразмерные линалоол- и гераниол-синтазы, были заказаны либо в IDT (Сан-Диего, Калифорния, США) в виде G-блоков, либо в Life Technologies (Карлсбад, Калифорния, США) в виде цепочек ДНК.Кодирующие последовательности гетерологичных генов во всех плазмидах были подтверждены секвенированием по Сэнгеру (Genewiz, South Plainfield, NJ, USA и Quintara, South San Francisco, CA, USA).

    Конструкция штамма

    Лабораторные штаммы дрожжей трансформировали высокоэффективным методом с ацетатом лития 36 . Штаммы культивировали в среде с дрожжевым экстрактом + пептоном +декстрозой (YPD), если не указано иное. Для отбора трансформантов, содержащих кассеты ауксотрофной комплементации, трансформированные клетки высевали на стандартную среду для отсева (Sunrise Science Products, Сан-Диего, Калифорния, США).Для отбора трансформантов, содержащих кассеты лекарственной устойчивости, клетки восстанавливали в среде YPD в течение 4 часов после трансформации, а затем высевали на среду YPD с добавлением 200 мкг/л генетицина (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США) или гигромицина B. (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США). В условия культивирования трансформаций пивных дрожжей были внесены незначительные изменения: предтрансформационные культуры выращивали в среде YPD с добавлением 200 мг/л аденинсульфата при 20 °C в стеклянных пробирках при встряхивании со скоростью 200 об/мин.Одну колонию использовали для инокуляции исходной 5 мл культуры, которую выращивали в течение ночи до помутнения. Эту культуру использовали для инокуляции второй 5-мл культуры с OD 600 (оптическая плотность при 600 нм) 0,01, которую выращивали в течение 18 часов. Затем вторую культуру использовали для инокуляции 50-мл культур в 250-мл колбах Эрленмейера до OD 600 0,05. Через ~8 часов роста штаммы трансформировали методом ацетата лития 36 , клетки восстанавливали в среде YPD в течение 4 часов, высевали на среду YPD с добавлением 200 мкг/л генетицина, а затем выращивали в течение 5–7 дней при 20 °С.

    ДНК, используемая для геномной интеграции, была получена либо с помощью ПЦР-амплификации плазмидной ДНК, либо путем расщепления плазмиды рестрикционными ферментами. Для конструирования штамма, гиперпродуцирующего GPP, фрагменты интеграции были амплифицированы из соответствующих плазмид с помощью ПЦР (дополнительная таблица 7). Для конструирования пивоваренных штаммов с интегрированным путем плазмидную ДНК линеаризовали путем рестрикционного расщепления с помощью Not I-HF и Pst I-HF (New England Biolabs, Ипсвич, Массачусетс, США) (дополнительные таблицы 10 и 11).

    Все события интеграции были подтверждены диагностической ПЦР с использованием GoTaq Green Master Mix (Promega, Мэдисон, Висконсин, США). Для штаммов пивных дрожжей гомозиготность по локусу интеграции тестировали с использованием праймеров, нацеленных на 5′- и 3′-соединения желаемого аллеля и родительского аллеля. Идентичность мультигенной интеграции была подтверждена с помощью праймеров, нацеленных на каждое из четырех соединений промотор/ген. Идентификаторы промоторов, соответствующие каждому штамму, можно найти в дополнительных таблицах 12 и 13.

    Скрининг синтаз

    Для скрининга линалоол- и гераниолсинтазы отдельные колонии собирали с планшета для трансформации и использовали для инокуляции культур в 5  мл CSM-Leu (Sunrise) + 2% рафинозы (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури). , США) средний. Через 24 часа прекультуры разводили в свежей среде CSM-Leu + 2% галактозы (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США) до оптической плотности 0,05 и выращивали в течение 72 часов при встряхивании при 200 об/мин. Через 24 часа после инокуляции добавляли органическое покрытие для захвата гидрофобных монотерпенов.Декан использовали в качестве покрытия для культур, экспрессирующих LIS, а додекан использовали для культур, экспрессирующих GES. Наложение было выбрано таким образом, чтобы свести к минимуму перекрытие времен удерживания между растворителем и продуктом для последующего анализа газовой хроматографией-масс-спектрометрией (ГХ/МС).

    Микроаэробная ферментация

    Штаммы высевали штрихами на среду YPD и выращивали в течение 2 дней при 25 °C. Отдельные колонии использовали для инокуляции исходных 2-мл прекультур в 24-луночные планшеты (Agilent Technologies, Санта-Клара, Калифорния, США), которые выращивали в течение 3 дней при 20°C при встряхивании со скоростью 200 об/мин.Штаммы выращивали в базовой среде, состоящей из 100 г/л солодового экстракта (МЭ) (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США). Каждая лунка содержала 5-миллиметровые стеклянные шарики (Chemglass Life Sciences, Вайнленд, Нью-Джерси, США). Полученные культуры использовали для инокуляции вторых 6-мл прекультур в свежие 24-луночные планшеты до оптической плотности 0,1, которые затем выращивали в течение 3 дней при 20°С при встряхивании со скоростью 120 об/мин. Полученные культуры затем использовали для инокуляции 25 мл культур в стеклянные пробирки до ОП 1,0. Эти культуры были оборудованы односторонним шлюзом для микроаэробной ферментации и выращивались в течение 5 дней при 20 °C (дополнительный рис.5). Пробирки встряхивали в течение 30 с каждые 24 ч.

    Высокоэффективная жидкостная хроматография

    Мальтотриозу, мальтозу, глюкозу и этанол разделяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и определяли с помощью детектора показателя преломления (ПП). На 5-й день образцы ферментации центрифугировали при 18 000 × мкг в течение 5 мин, фильтровали с использованием центрифужных трубчатых фильтров Costar ® Spin-X ® , поры 0,22 мкм, переносили в пробирки для ВЭЖХ и загружали в Agilent 1100. ВЭЖХ с автоматическим пробоотборником Agilent серии 1200, ионообменной колонкой Aminex HPX-87H (Bio-Rad, Hercules, CA USA) и рефрактометрическим детектором Agilent серии 1200.Метаболиты разделяли с использованием 4 мМ водного раствора H 2 SO 4 со скоростью потока 0,6 мл/мин при 50 °C. Абсолютные концентрации образцов были рассчитаны с использованием линейной модели, полученной из стандартной кривой, состоящей из аутентичных стандартов мальтотриозы, мальтозы, глюкозы и этанола (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США), разведенных в воде в диапазоне 0,2–20   г. /л. Все данные представлены в дополнительной таблице 15.

    Количественное определение монотерпенов

    Количественное определение монотерпенов проводилось с помощью анализа ГХ/МС с использованием системы ГХ Agilent 6890 серии ГХ/МС с масс-селективным детектором Agilent 5973.Во всех экспериментах 1 мкл образца вводили (без разделения) с использованием гелия в качестве газа-носителя на колонку CycloSil-B (Agilent, длина 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина пленки 0,25 мкм, каталожный номер 112-6632). Скорость потока газа-носителя поддерживалась постоянной 1,0 мл/мин, а режим EMV был установлен на коэффициент усиления 1. в ситах с терпенсинтазой образцы центрифугировали и собирали органическую фазу (наложение растворителя), разбавленную 1:10 в этилацетате (Sigma-Aldrich, St.Louis, Миссури, США), переносят в стеклянную пробирку для ГХ и вводят в колонку для ГХ. Для образцов, соответствующих ситу LIS, температуру в печи поддерживали на уровне 50°C в течение 12 мин с последующим линейным изменением со скоростью 10°C/мин до температуры 190°C и линейным изменением со скоростью 50°C/мин до конечной температуры. температуре 250 °С, а затем выдерживали при 250°С в течение 1 мин. Задержка растворителя была установлена ​​на 20  мин, а МС была установлена ​​в режим SIM для сбора данных, контролируя 90 594 m 90 595 / 90 594 z 90 595 ионов 80, 93 и 121. Для образцов, соответствующих скринингу гераниолсинтазы, температура печи поддерживалась. при 50°С в течение 5 мин, затем со скоростью 30°С/мин до температуры 135°С, затем со скоростью 5°С/мин до температуры 145°С, затем со скоростью 30°С/мин до температуры 145°С. температура 250 °С и выдержка при 250°С в течение 1 мин.Задержка растворителя была установлена ​​на 10,8 мин, а МС была настроена на мониторинг м / z ионов 69, 93, 111 и 123. Для количественного определения линалоола и гераниола в микроаэробных ферментациях, проводимых с пивными дрожжами, 5 с использованием этилацетата. Образцы ферментации собирали и центрифугировали, 1600 мкл супернатанта смешивали с этилацетатом в соотношении 4:1 в 96-луночном планшете, планшет закрывали и встряхивали в течение 2 мин, затем центрифугировали при 3000×  g в течение 5 мин и 30 мкл этилацетата переносили в стеклянную пробирку для ГХ.Полученный препарат вводили в колонку ГХ. Для количественного определения линалоола и гераниола в различном коммерческом пиве 2 мл этилацетата добавляли к 8 мл пива в стеклянных пробирках (Kimble Chase, Rockwood, TN, USA). Это перемешивали вручную в течение 2 минут и центрифугировали при 1000 ×  г в течение 10 минут. Тридцать микролитров этилацетатного слоя переносили в стеклянные флаконы для ГХ и вводили полученный препарат в колонку ГХ. Как для экспериментов по микроаэробной ферментации, так и для отбора проб коммерческого пива температуру в печи поддерживали на уровне 50 °C в течение 5 минут с последующим линейным повышением на 5 °C/мин до температуры 200 °C и линейным изменением на 50 °C/мин. мин до конечной температуры 250°С, а затем выдерживали при 250°С в течение 1 мин.Задержка растворителя была установлена ​​на 5 мин, а МС была настроена на мониторинг м / z ионов 55, 69, 71, 80, 81, 93, 95, 107, 121, 123 и 136.

    Площади пиков количество линалоола и гераниола определяли с использованием программного обеспечения MSD Productivity ChemStation (Agilent Technologies, Санта-Клара, Калифорния, США). Абсолютные концентрации образцов рассчитывали с использованием линейной модели, построенной на основе стандартной кривой, состоящей из аутентичных стандартов линалоола и гераниола (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США).Для экспериментов по скринингу монотерпенсинтазы стандарты разводили в этилацетате в диапазоне концентраций 0,2–50 мг/л. Для экспериментов по микроаэробной ферментации и отбора проб коммерческого пива стандарты добавляли в препарат, извлеченный из образца ферментации исходного штамма (т.е. контрольный препарат, используемый для обеспечения точного исходного сигнала) в диапазоне 0,2–10 мг/л. При расчете фактических концентраций кажущиеся концентрации масштабировались на основе разбавления или концентрации в препарате для инъекций GC.

    Протеомика

    Данные о содержании белка представлены в дополнительной таблице 16. Образец культуры (5 мл) отбирали через 2 дня, перемешивали и вращали при 3000 ×  г в течение 5 мин. Супернатант отбрасывали, а осадок подвергали мгновенной заморозке. Осадок клеток на основе планшетов лизировали путем осаждения хлороформом-метанолом, как описано ниже, в то время как образцы в пробирках лизировали путем ресуспендирования осадка в 600 мкл буфера для лизиса дрожжей (6 М мочевины в 500 мМ бикарбоната аммония) с последующим взбиванием шариками. с 500 мкл гранул циркония/кремнезема (0.диаметр 5 мм; BioSpec Products, Бартлсвилль, Оклахома, США). Образцы в пробирках подвергали бисерному взбиванию в течение пяти циклов по 1 минуте с 30-секундным пребыванием на льду между каждым циклом. Затем их центрифугировали в настольной центрифуге на максимальной скорости в течение 2 мин для осаждения клеточного дебриса, а прозрачный лизат переносили в свежие пробирки. Лизис клеток на планшетах и ​​осаждение белков осуществляли с использованием экстракции хлороформ-метанол 37 . Осадки повторно суспендировали в 60 мкл метанола и 100 мкл хлороформа, а затем в 50 мкл гранул циркония/диоксида кремния (0.диаметр 5 мм; BioSpec Products, Bartlesville, OK, USA) добавляли в каждую лунку. Планшет подвергали бисерному биению в течение пяти циклов по 1 минуте с 30-секундным пребыванием на льду между каждым циклом. Супернатанты переносили в новый планшет и в каждую лунку добавляли по 30 мкл воды. Планшет центрифугировали в течение 10 мин при максимальной скорости, чтобы вызвать фазовое разделение. Метанольный и водный слои удаляли, а затем в каждую лунку добавляли по 60 мкл метанола. Планшет центрифугировали еще 10 мин при максимальной скорости, затем удаляли слои хлороформа и метанола, белковые осадки высушивали при комнатной температуре в течение 30 мин перед ресуспендированием в 100 мМ бикарбоната аммония с 20% метанола.

    Концентрацию белка в образцах измеряли с помощью набора DC Protein Assay Kit (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) с бычьим сывороточным альбумином в качестве стандарта. В общей сложности 50 мкг белка из каждого образца расщепляли трипсином для целевого протеомного анализа. Образцы белка восстанавливали путем добавления трис-2-(карбоксиэтил)фосфина до конечной концентрации 5 мМ с последующей инкубацией при комнатной температуре в течение 30 минут. Добавляли йодацетамид до конечной концентрации 10 мМ для алкилирования образцов белка, а затем инкубировали в течение 30 минут в темноте при комнатной температуре.Добавляли трипсин в соотношении 1:50 трипсин:общий белок и образцы инкубировали в течение ночи при 37 °C.

    Пептиды анализировали с использованием системы жидкостной хроматографии Agilent 1290, соединенной с масс-спектрометром Agilent 6460 QQQ (Agilent Technologies, Санта-Клара, Калифорния, США). Образцы пептидов (10–20 мкг [LC2]) разделяли на колонке Ascentis Express Peptide ES-C18 (размер частиц 2,7 мкм, размер пор 160 Å, длина 5 см, внутренний диаметр 2,1 мм, соединенная с колонкой 5 мм х 2,1 мм). i.d. предохраняющая колонка с аналогичным размером частиц и пор; Sigma-Aldrich, St.Сент-Луис, штат Миссури, США), с системой, работающей при скорости потока 0,400 мл/мин и отделении колонки при 60 °C. Пептиды элюировали в масс-спектрометр градиентом с начальными исходными условиями: 95% буфера А (0,1% муравьиной кислоты) и 5% буфера В (99,9% ацетонитрила, 0,1% муравьиной кислоты). Буфер B поддерживали на уровне 5% в течение 1,5 мин, а затем увеличивали до 35% буфера B в течение 3,5 мин. Буфер B был дополнительно увеличен до 80% в течение 0,5 мин, где он удерживался в течение 1 мин, а затем снова снижен до 5% буфера B в течение 0.3 мин, где выдерживали в течение 0,2 мин для повторного уравновешивания колонки до начального исходного состояния. Пептиды ионизировали с помощью источника ESI Agilent Jet Stream, работающего в режиме положительных ионов, со следующими параметрами источника: температура газа = 250 °C, расход газа = 13 л/мин, давление распылителя = 35 psi, температура газа в оболочке = 250 °C. C, поток защитного газа = 11 л/мин, VCap = 3500 В. Данные были получены с помощью Agilent MassHunter, версия B.08.00. Полученные файлы данных были обработаны с использованием Skyline 38 версии 3.6 (MacCoss Lab, Вашингтонский университет, Сиэтл, Вашингтон, США), а количественный анализ пиков уточняли с помощью mProphet 39 в программе Skyline.

    Анализ данных

    Анализ данных выполнен с использованием языка статистического программирования R 40 . Дополнительные библиотеки использовались для функций визуализации данных 41,42,43,44,45 . Для тепловых карт анализа белков и метаболитов (рис. 2e и дополнительная рис. 9) относительные уровни сообщались следующим образом: сила промотора была представлена ​​​​в виде доли их ранее указанного рангового порядка 24 в диапазоне от P RNR2 (0 ) к П ТДх4 (1).\prime = \frac{{s_i — {\mathrm{min}}(S)}}{{{\mathrm{max}}(S) — {\mathrm{min}}(S)}}$$

    (1)

    При анализе сахара неферментированный МЭ был включен в расчет макс./мин. Для сбраживаемых сахаров (т.е. мальтотриоза, мальтоза, глюкоза) масштабированные значения вычитали из 1, чтобы представить близость к желаемому профилю потребления сахара.

    Метрика расстояния сконструированного штамма по отношению к данному коммерческому пиву была рассчитана с использованием манхэттенской длины как расстояния производства монотерпена от концентрации монотерпена в пиве и расстояния потребления сахара от исходного штамма.Во-первых, рассчитывали разницу между log 10 -преобразованными значениями концентрации монотерпена сконструированного штамма и целевой концентрацией монотерпена в пиве для каждого вида, линалоола и гераниола. Во-вторых, были рассчитаны абсолютные значения этих различий. Наконец, полученные значения вместе с долей общего сахара, оставшейся после ферментации, усредняли.

    Математическое моделирование

    В Python были созданы три разные модели для прогнозирования производства монотерпенов по уровням белка (подробное описание и реализация см. в дополнительном файле данных 1).Файлы, содержащие данные, используемые для создания прогностических моделей, включены в качестве дополнительных файлов данных 2 и 3. И регрессор Гаусса, и линейные модели были реализованы с использованием Scikit-learn 46 . Дополнительные уравнения, необходимые для описания линейной модели, приведены в дополнительной таблице 3. Уравнения, описывающие кинетическую модель Михаэлиса-Ментен, приведены в дополнительной таблице 4, а схема структуры модели представлена ​​на дополнительном рисунке 13. Кинетические параметры были взяты из литературе (дополнительная таблица 5), а концентрации белка приведены в дополнительном файле данных 2.Свободные параметры были включены для преобразования относительного количества белка в абсолютные значения белка. Кроме того, параметр β определял относительное соотношение между эндогенным FPPS и FPPS*.

    Как линейная модель, так и модель регрессора Гаусса были подобраны с использованием стандартных методов из библиотеки Scikit Learn. Кинетическая модель была построена вручную без использования внешних библиотек. Чтобы соответствовать кинетической модели, алгоритм дифференциальной эволюции использовался для оптимизации параметров нелинейной функции стоимости.В частности, сумма квадрата остаточной ошибки прогнозов модели по деформациям первой итерации была минимизирована по отношению к ранее описанным параметрам. Кинетические коэффициенты должны были отличаться на порядок от значений, описанных в литературе. Для перекрестной проверки моделей и сведения к минимуму переобучения к каждой модели применялась методология исключения. Остатки ошибок от этого метода перекрестной проверки приведены в дополнительной таблице 2.

    Анализ, проведенный для прогнозирования степени улучшения характеристик штаммов второй итерации (рис. 4 и дополнительный рисунок 10) по сравнению со случайно сконструированными штаммами, описан в дополнительном примечании 3.

    Анализ токсичности в 48-луночных прозрачных планшетах с плоским дном (Corning Inc., Корнинг, штат Нью-Йорк, США) с использованием ридера Tecan Infinite F200 PRO, сбор данных каждые 15 мин. Анализ проводился с использованием пользовательских скриптов Python.Кривые роста рассчитывали путем усреднения шести биологических повторностей; заштрихованные области представляют собой одно стандартное отклонение от среднего значения. Скорость роста рассчитывали со скользящим окном в 5 часов, определяя максимальную скорость роста. Темпы роста представлены как среднее значение шести биологических повторностей; планки погрешностей представляют собой 95% доверительные интервалы (дополнительный рисунок 12).

    Пилотные ферментации

    Штаммы высевали штрихами на среду YPD и выращивали в течение 2 дней при 25 °C. Единичные колонии использовали для инокуляции исходных 5 мл культур в стеклянных пробирках, которые выращивали в течение 2 дней при 20 °C при встряхивании со скоростью 200 об/мин.Полученные культуры использовали для инокуляции 1 л культур в 2 л стеклянные колбы Эрленмейера, которые затем выращивали в течение 3 дней при 20°С при встряхивании со скоростью 200 об/мин. Штаммы выращивали в базовой среде, состоящей из 100 г/л МЭ (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США). Полученные культуры затем использовали для инокуляции промышленной ферментации сусла, произведенного на экспериментальной пивоварне объемом 1,76 гл.

    Для первой серии ферментаций 35 кг двухрядного солода измельчили и добавили к 105 л деионизированной воды, обработанной 79.15  г солей для пивоварения. Затирание проводили в течение 30 мин при 65°С, 10 мин при 67°С и 10 мин при 76°С. Суслу давали рециркулировать в течение 10 минут и отделяли фильтрованием. Промывка происходила в течение 58 мин, в результате чего конечный объем варочного котла перед кипячением составил 215 л. Сусло кипятили до конечного объема 197 л и плотности 11,65 °Плато. Добавление котелка включало 125 г гранулированного хмеля Magnum, 15,1 г питательных веществ для дрожжей Yeastex и 15 г Protofloc (Murphy and Son, Ноттингем, Великобритания).Ингредиенты были получены от Brewers Supply Group (Шакопи, Миннесота, США), если не указано иное. После того, как сусло было отделено от горячего бочка, оно было перенесено в четыре изготовленных на заказ ферментера объемом 56 литров (JVNW, Canby, OR, USA), каждый заполнен до 40 литров. в течение дополнительных 24 ч для удаления вицинального дикетона (ВДК), а затем выдерживали при температуре 0°С. Продолжительность ферментации и, в свою очередь, продолжительность холодного кондиционирования зависела от штамма.Образцы брали каждые 24 часа для измерения °Plato и pH (см. Дополнительный рисунок 11). Полученное пиво фильтровали под давлением и газировали перед хранением в 7,75-галлонных кегах. Образцы были собраны в процессе розлива в кеги для анализа Alcolyzer (Anton Paar, Ashland, VA) (см. Дополнительную таблицу 17).

    Для второй серии ферментаций 35 кг солода 2-Row измельчили и добавили к 105 л деионизированной воды, обработанной 79 г пивоваренных солей. Затирание проводили в течение 30 мин при 65°С, 10 мин при 67°С и 10 мин при 76°С.Суслу давали рециркулировать в течение 10 минут и отделяли фильтрованием. Барботирование происходило в течение 52 мин, в результате чего конечный объем варочного котла перед кипячением составил 214 л. Сусло кипятили до конечного объема 194 л и плотности 11,25 °Плато. Добавление в котел включало 97,01 г гранулированного хмеля Galena, 15,1 г питательных веществ для дрожжей Yeastex и 15 г Protofloc (Murphy and Son, Ноттингем, Великобритания). Ингредиенты были получены от Brewers Supply Group (Shakopee, MN), если не указано иное.После того, как сусло было отделено от горячего бочка, оно было перенесено в четыре изготовленных на заказ ферментера объемом 56 л (JVNW, Canby, OR), каждый из которых был заполнен до 40 л. Пиво ферментировалось при 19°C до достижения предельной плотности, выдерживалось дополнительные 24 часа для удаления ВДК, а затем кондиционирование холодом при 0 °С. Продолжительность ферментации и, в свою очередь, продолжительность холодного кондиционирования зависела от штамма. Образцы брали каждые 24 часа для измерения °Plato и pH (см. Дополнительный рисунок 11). Через 48 часов при 0°C 88,5 г сухого хмеля Cascade (из Вашингтона или из Айдахо) добавляли в два ферментера, содержащие исходный штамм WLP001 .Сухой хмель оставляли в пиве при температуре 1,67 °C на 1 неделю перед фильтрацией. Полученное пиво фильтровали под давлением и газировали перед хранением в 7,75-галлонных кегах. Образцы были собраны в процессе розлива в кеги для анализа Alcolyzer (Anton Paar, Ashland, VA, USA) (см. Дополнительную таблицу 18).

    Органолептический анализ

    Утверждение Институционального наблюдательного совета для исследований на людях получено от Управления по защите людей Калифорнийского университета в Беркли (номер протокола CPHS 2017-05-9941).Комитет по защите прав человека рассмотрел и одобрил заявку в соответствии с 7-й категорией федеральных правил.

    Эксперты: Органолептический анализ сваренного пива был проведен в Lagunitas Brewing Company (Петалума, Калифорния, США). Первая группа состояла из 27 сотрудников (17 мужчин и 10 женщин), вторая — из 13 сотрудников (11 мужчин и 2 женщин), с опытом от 2 до 154 дегустаций, посещенных в 2017 календарном году. Возраст варьировался от среднего до 20-х до 50-х годов.Все участники прошли базовую сенсорную подготовку в соответствии со стандартами Lagunitas.

    Органолептический анализ: Образцы по 2 унции были представлены в прозрачных стаканах для коньяка на 6 унций (Либби, Толедо, Огайо, США). Каждый участник получил пять очков, один контрольный и четыре образца (один слепой контроль и три переменных), расположенных случайным образом по схеме сбалансированных блоков. Дизайн блока и сбор данных были выполнены с использованием программного обеспечения EyeQuestion ® (Logic8 BV, Нидерланды). За один раз участников дегустации попросили оценить интенсивность хмелевого аромата по сравнению с контролем по 9-балльной порядковой шкале, на одном конце которой указано «Нет различий», а на другом конце — «Чрезвычайная разница».

    Анализ данных: данные были проанализированы с использованием критерия Даннетта в сочетании с однофакторным дисперсионным анализом с использованием EyeOpenR ® (Logic8 BV, Нидерланды). Анализ проводился с доверительной вероятностью 95%. Слепой контроль используется в качестве эталонной выборки для учета любой возможной систематической ошибки.

    Сухое охмеление для оценки различий между препаратами хмеля

    Родительский штамм WLP001 высевали штрихами на среду YPD и выращивали в течение 2 дней при 25 °C.Одну колонию использовали для инокуляции исходной прекультуры объемом 50 мл в стеклянную колбу Эрленмейера объемом 250 мл, которую выращивали в течение 1 дня при 20°С при встряхивании со скоростью 200 об/мин. Штамм выращивали в базовой среде, состоящей из 100 г/л МЭ (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США) с добавлением YPD. Полученную культуру использовали для инокуляции 1 л прекультуры в 2-литровую стеклянную колбу Эрленмейера, которую затем выращивали в течение 2 дней при 20°С при встряхивании со скоростью 200 об/мин. Полученную культуру затем использовали для инокуляции четырех 2-литровых культур в 4-литровых стеклянных колбах Эрленмейера, которые затем выращивали в течение 1 дня при 20°С при встряхивании со скоростью 200 об/мин.Полученные культуры затем использовали для инокуляции 8-литровых культур в 3-галлонные стеклянные бутыли (Midwest Supplies, Roseville, MN, USA). Эти культуры были снабжены шлюзом одностороннего действия для микроаэробной ферментации и выращивались в течение 6 дней при температуре 20 °C. Тем временем пять разных образцов хмеля Cascade, выращенных на фермах северо-западной части Тихого океана, были получены от YCH Hops (Якима, Вашингтон, США). Образцы хмеля измельчали ​​с помощью ступки, пестика и жидкого азота. На 6-й день были отобраны образцы ферментации (в качестве контроля без охмеления) и в каждую ферментацию было добавлено 25 г хмеля.Хмель оставляли настаиваться на 3 дня, после чего образцы отбирали для анализа ГХ/МС.

    Изменение от партии к партии

    Штаммы высевали штрихами на среду YPD и выращивали в течение 2 дней при 25 °C. Одиночные колонии использовали для инокуляции исходных 5 мл прекультур в стеклянных пробирках, которые выращивали в течение 2 дней при 20 °C при встряхивании со скоростью 200 об/мин. Штаммы выращивали в базовой среде, состоящей из 100 г/л МЭ (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США). Полученные культуры использовали для инокуляции прекультур объемом 500 мл в 2-литровые стеклянные колбы Эрленмейера, которые затем выращивали в течение 1 дня при 20°С при встряхивании со скоростью 200 об/мин.Полученные культуры затем использовали для инокуляции 8-литровых культур в 3-галлонные стеклянные бутыли (Midwest Supplies, Roseville, MN, USA). Эти культуры были снабжены шлюзом одностороннего действия для микроаэробной ферментации и выращивались в течение 12 дней при температуре 20 °C. Образцы отбирали на 12-й день для анализа ГХ/МС.

    Доступность данных

    Авторы заявляют, что все данные, подтверждающие результаты этого исследования, доступны в статье и ее дополнительных информационных файлах. Данные последовательности и штаммы, полученные в этом исследовании, были депонированы в общедоступном реестре JBEI.См. Дополнительные таблицы 6–13 для последовательностей конструкций и информации о штаммах. Компьютерный код, использованный в этом исследовании, можно найти в дополнительных данных 1.

    Alfa Laval — Руководство по производству пива

    Что бы вы ни хотели варить, наши проверенные решения для коммерческих и крафтовых пивоварен, а также наш опыт и ноу-хау помогут вам улучшить и увеличить производство. Решения Альфа Лаваль для пивоварения гарантируют, что вы сможете поставлять своим клиентам высококачественную продукцию, в то же время увеличивая свой выход и диверсифицируя свой продуктовый портфель.Мы можем предоставить вам все необходимое оборудование для вашего пивоваренного процесса.

     

    Содержание

    1. Процесс приготовления пива шаг за шагом

    1.1 Варочный цех (подготовка сусла, вирпулинг, охлаждение сусла)

    1.2 Конструкция холодного блока (управление дрожжами, ферментация и сухое охмеление)

    1.3 Фильтрация и обработка пива (фильтрация пива, смешивание газов, корректировка спирта и добавки, смешивание в резервуарах для светлого пива, пастеризация, стерильная фильтрация)

    1.4   Безразборная очистка

     

    2. Оптимизируйте производство пива

    2.1 Проектирование бродильного погреба мирового класса для вашего пивоваренного завода

    2.2 Сокращение времени производства пива и увеличение выхода

    2.3 Сокращение отходов пива

    2.4 Разнообразьте свою продуктовую линейку безалкогольным пивом

     

    3. Достигните целей устойчивого развития

    3.1 Сокращение потребления воды и энергии с помощью очистки на месте 

    3.2 Уменьшите углеродный след вашей сети распространения пива

                                   

    1. Процесс пивоварения шаг за шагом

    Процесс пивоварения состоит из проращивания ячменя путем замачивания его в воде, затем сушки и измельчения. Добавляют воду и нагревают для высвобождения сахаров. Этот раствор, называемый «суслом», затем отделяют от дробины и перемещают в бродильные чаны, где дрожжи превращают сахара в сусле в спирт. После брожения пиво кондиционируется и фильтруется.

    1.1 Варочный цех

    Приготовление сусла

    Сусло получают из зерна и используют для брожения пива. Он создается путем затирания, а затем отделения шелухи зерна в процессе фильтрования. Затем сусло собирают и кипятят с хмелем. Когда дрожжи добавляются в охлажденное сусло, ферментация превращает охмеленное сусло в пиво.

    Некоторые из наиболее распространенных проблем при приготовлении сусла и ферментации включают медленное производство сусла, высокое потребление энергии и воды, потерю ингредиентов и порчу.

    Вирпулинг

    Есть три основных преимущества гидромассажа:

    Более быстрое охлаждение сусла : Поскольку сусло циркулирует, это способствует более быстрому охлаждению

    Более чистое сусло: Вирпулирование делает сусло более прозрачным за счет сбора твердых частиц в центре; таким образом, охлажденное сусло можно слить сифоном, чтобы избежать переливания

    Улучшенный вкус и аромат: При кипячении сусла может появиться неприятный вкус вареной кукурузы.Вирпулинг быстро охлаждает сусло, что обеспечивает лучший вкус и аромат без излишней горечи.

    Охлаждение сусла

    После кипячения сусла важно как можно быстрее охладить его, чтобы начать процесс брожения и избежать потенциальных бактерий. Однако слишком быстрое охлаждение сусла может остановить процесс разложения. Подробнее

    Оборудование для пивоварни

     

    1.2 Конструкция холодного блока

    Борьба с дрожжами и ферментация

    Управление дрожжами и ферментация являются неотъемлемой частью холодильного блока.Крайне важно иметь подходящее оборудование для предотвращения загрязнения, обеспечения высокой пригодности дрожжей и обеспечения эффективного процесса ферментации.

    Сухое охмеление

    Сухое охмеление — это процесс добавления хмеля в процессе брожения для придания пиву большего аромата. Традиционно сухое охмеление используется для таких стилей пива, как пейл-эль и IPA, но также используется при варке других стилей пива.

    Норвежский производитель крафтового пива Lervig решил масштабировать процессы сухого охмеления на своей пивоварне и сократить время хранения хмеля с дней до часов, а также снизить потери пива на 40%.Они рассчитывают окупить свои вложения после 30-кратного использования каждого резервуара. Подробнее

    Холодильное оборудование

     

    1.3 Фильтрация и обработка пива

    Фильтрация пива

    Кизельгур или фильтрация с поперечным потоком — это распространенные процессы фильтрации, позволяющие удалить почти все дрожжи и другие нежелательные вещества, которые могут испортить пиво.

    Смешивание газов, корректировка спирта, добавки

    Углекислый газ является естественным элементом процесса пивоварения, поэтому важно обеспечить его концентрацию на оптимальном уровне для идеальной текстуры и вкуса пива.

    Смешивание в резервуарах для светлого пива

    Смешивание в резервуарах для светлого пива (BBT) требуется для периодического дозирования и гомогенизации или когда вы хотите создавать такие продукты, как Shandy или Radler.

    Пастеризация

    Пастеризация (т.е. при высокой температуре) является классическим методом уничтожения микроорганизмов на последнем этапе перед упаковкой пива.

    Стерильная фильтрация

    Многие пивоварни теперь выбирают стерильную фильтрацию в качестве альтернативы пастеризации, потому что это позволяет удалить нежелательные микроорганизмы до того, как пиво будет розлито в бутылки или кеги. Подробнее

    Оборудование для фильтрации и обработки пива

     

    1.4 Безразборная очистка

    После сухого охмеления резервуары и последующие процессы могут быть заполнены или забиты отработанным хмелем. Отложения неизбежно попадают в резервуары, трубопроводы и почти везде. Его очистка занимает значительное время, а это означает, что для приготовления каждой партии пива требуется больше времени, что еще больше снижает общий коэффициент использования пивоваренного оборудования.Однако, интегрировав оборудование для очистки на месте в свой технологический процесс, вы можете сэкономить много времени.

    Что такое безразборная очистка и почему она используется на пивоваренном заводе?

    Очистка на месте (CIP) — это процесс очистки оборудования на его первоначальном месте без его разборки. Этот процесс стал стандартным методом очистки в отрасли из-за его чрезвычайной эффективности. Подробнее

    Преимущества очистки на месте

    • Более эффективно:  Оборудование Альфа Лаваль для безразборной очистки оптимизирует интенсивность смачивания, ширину сетки и скорость очищающей струи — три важнейших параметра очистки резервуара.Он также имеет минимальные требования к сливу воды на этапе предварительного ополаскивания. Благодаря этой технологии оборудование Альфа Лаваль обеспечивает минимальное загрязнение бака для моющего средства благодаря удалению всех дрожжей и остатков во время предварительного ополаскивания.
    • Экономит время и деньги: Использование системы CIP экономит время, химикаты (поскольку вы можете повторно использовать партию химикатов несколько раз) и воду. Все эти вещи экономят ваши деньги в долгосрочной перспективе.
    • Снижение воздействия вредных химических веществ:   Современные системы безразборной мойки являются автономными и автоматизированными, что ограничивает воздействие на человека вредных чистящих химикатов.Подробнее

    Чистящее оборудование

     

    2. Оптимизируйте производство пива

    2.1 Проектирование бродильного погреба мирового класса для вашего пивоваренного завода

    Выдержка пива — неотъемлемая часть процесса пивоварения. Количество времени в погребе, необходимое для свежего пива, зависит от стиля пива. Например, большинству элей требуется очень мало времени (если оно вообще требуется) для созревания в подвале, в то время как для светлого пива требуется более длительное время для выдержки.

    Пиво

    Лагер выдерживается в подвале холодным способом от двух до пяти недель (или дольше), в зависимости от штамма дрожжей и крепости готового продукта, среди прочих факторов.Холодная выдержка лагеров создает свежее чистое послевкусие, которое ассоциируется со стилем.

    Наши эксперты делятся девятью советами о том, как снизить затраты на электроэнергию и воду, а также как увеличить их при увеличении мощности.

    1. Оптимизируйте использование пространства вашего бродильного погреба
    2. Группа бродильных чанов
    3. Внесите гибкость процесса в схему вашего ферментационного резервуара
    4. Планируйте беспрепятственные маршруты трубопроводов, чтобы добраться почти до каждого пункта назначения
    5. Вместо резервуаров на опорах выберите резервуары, установленные на плите 
    6. Современные клапанные блоки
    7. Приварите пробоотборный клапан непосредственно к линии отбора проб
    8. Автоматизируйте контроль плотности в бродильных чанах
    9. Используйте конструкторы для бродильных погребов Подробнее

    Решения для пивоварения

     

    2.2 Сократите время производства пива и увеличьте выход

    Создание отличного пива зависит от хороших ингредиентов. К сожалению, многие альтернативы фильтрации и осветления лишают пиво летучих ароматов и вкусов, которые вам нужны. Пивные фильтры относительно доступны по цене, но они работают медленно и подвержены значительным потерям продукта, поскольку они не могут фильтровать то, что находится на дне резервуаров ферментера, не забиваясь.

    Сепараторы

    — это самый разумный способ удалить твердые частицы из пива, сохраняя при этом ценность ваших уникальных ингредиентов.Кроме того, центрифуги считаются лучшим оборудованием для увеличения выхода. При том же количестве резервуаров вы можете увеличить свою производственную мощность на 15-20%. Каждая проданная пинта помогает окупить инвестиции в машину.

    Кроме того, центрифуга позволяет добиться желаемой консистенции продукта всего за несколько часов, тогда как на отстаивание и фильтрацию для того же процесса потребуется несколько дней.

    Как это работает? Свежеброженное пиво поступает в центрифугу, где встречается с рядом быстро вращающихся пластин.Твердые вещества (дрожжи, хмель и пивоваренные белки) раскручиваются к краям и выбрасываются; в то время как осветленное пиво остается и выходит через верх, что означает, что оборот танка происходит намного быстрее. Подробнее

    Центрифуги для пивоваренного завода

     

    2.3 Сокращение отходов пива

    На каждом этапе этого процесса образуются отходы. На каждую 1000 тонн произведенного пива может быть создано от 137 до 173 тонн твердых отходов в виде дробины, «трубы» (ненужного материала, образующегося при производстве сусла), отходов дрожжей и «кизельгура», вещества, используемого для фильтрации. пиво.

    Однако пивоварни могут уменьшить проблему отходов, превращая некоторые побочные продукты процесса пивоварения (дрожжи и зерна) в ценные продукты. Например, значительное количество пива может быть восстановлено в основных линиях сусла и пива, что сократит огромные объемы отходов.

    Ассортимент центробежных сепараторов BREW и сепараторов для извлечения пива BRUX Альфа Лаваль, используемых с модулями фильтрации для извлечения пива с мембраной M39, может извлекать пиво, которое в противном случае было бы потеряно. Излишки дрожжей можно собрать в резервуаре и далее обработать в мембранной системе, где пиво отделяется от дрожжей путем фильтрации.Отфильтрованное пиво хорошего качества восстанавливают, а отработанные дрожжи концентрируют. С помощью этого метода уменьшается от 30 до 50 процентов объема дрожжей, и можно восстановить такое же количество пива. Подробнее

     

    2.4 Разнообразьте свою продуктовую линейку безалкогольным пивом

    Потребители все чаще выбирают 0,0% безалкогольные напитки; эта тенденция особенно актуальна среди миллениалов, заботящихся о своем здоровье. Мировой рынок безалкогольного пива будет расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) в 8 раз.1%, достигнув 35,6 млрд долларов США к 2030 году, согласно прогнозам.

    Удаление спирта из пива

    Для приготовления безалкогольного пива требуется затирание и кипячение сусла для смешивания хмеля и ферментации, в результате которой образуется этанол. Лучший способ удалить спирт, полученный в результате этого процесса, — это использовать соответствующую технологию отпарки или фильтрации. В результате получается спиртовой концентрат, хотя его крепость будет разной.

    1. Разбавление и слив

    Вы можете повторно использовать уплотняющую воду из уплотнений вакуумного насоса для разбавления конденсата примерно 18-35% спирта по объему, в зависимости от исходного содержания алкоголя в пиве.Такое разбавление этанола гарантирует, что температура воспламенения жидкости всегда будет ниже, и, как следствие, не потребуется никакой зоны ATEX. Затем разбавленный этанол можно слить или собрать.

    2. Увеличение процентного содержания алкоголя в существующих продуктах

    Производите новое высококачественное пиво, добавляя чистый пищевой конденсат нейтрального спирта (крепость 18–35 %) в качестве ингредиента к существующему пиву. Повышая крепость вашего существующего ассортимента продукции, вы повышаете ценность и открываете новые источники дохода, одновременно улучшая вкус пива.

    3. Диверсификация портфеля продуктов

    Используйте нейтральный пищевой спиртовой конденсат в качестве ингредиента для новых продуктов, таких как готовые к употреблению коктейли, ароматизированные напитки на основе пива или даже новые гибридные продукты, такие как пивные коктейли с использованием алкогольных продуктов на основе ячменя. Добавленный спирт усиливает вкус, что ценят любители пива. Подробнее

    Оборудование для деалкоголизации

     

    3. Достигните целей устойчивого развития

    3.1 Сократите потребление воды и энергии с помощью Cleaning-in-Place

    Типичная система производства напитков предлагает множество возможностей для повышения устойчивости. Альфа Лаваль стремится повысить эффективность за счет оптимизации насосов и мешалок, а также за счет сокращения количества воды и сточных вод в процессе CIP.

    Исследования показывают, что 90% всех установленных насосов имеют неправильный размер. Многие из них могут быть оптимизированы для экономии до 30% их энергопотребления. Поскольку покупная цена насоса является незначительной по сравнению с эксплуатационными расходами, срок окупаемости необходимых модификаций часто составляет менее года.

    Оптимизация энергопотребления вашего насоса начинается с установки рабочего колеса правильного размера или установки привода с регулируемой скоростью (VSD). Выберите насос, который работает как можно ближе к точке наилучшего КПД, и используйте насосы с ЧРП для регулирования потока, а не регулирующие клапаны.

    Очистка бака может привести к высокому потреблению воды, особенно в системе обработки напитков, где природа продукта требует частой и тщательной очистки бака. К счастью, использование ротационных струйных головок Альфа Лаваль приводит к экономии средств на 70 % за счет сокращения использования воды и чистящих средств и до 60 % экономии времени, что приводит к увеличению производственного времени.Подробнее

    Оборудование для уборки на месте

     

    3.2 Сокращение углеродного следа вашей сети распространения пива


    Хотели бы вы производить пиво с прекрасным вкусом, уменьшая выбросы углекислого газа и сокращая расходы? Это возможно с системой концентрации пива. Но что именно? Это система обратного осмоса высокого давления и низкой температуры, которая удаляет воду из пива и напитков, сохраняя при этом первоначальный вкусовой профиль после регидратации.Фактически, органолептические панельные тесты показывают минимальные различия между свежим пивом и регидратированным пивом.

    Кроме того, эта технология обеспечивает существенную экономию средств при транспортировке сыпучих материалов и при разливе разливных напитков. Например, при транспортировке сыпучих материалов перевозка пивного концентрата вместо стандартного пива с высокой плотностью сокращает количество рейсов танкеров примерно на 65%. Это также снижает связанные с этим выбросы углерода, а также затраты на оплату труда и топливо.

    Что касается разливки, бары могут сэкономить более 20 долларов США за гл на транспортировке кег.Пиво, разливаемое в виде концентрата в кегах и смешиваемое с фильтрованной газированной водой в баре, приносит пользу всем. Подробнее

    Системы концентрирования пива

    Использование хмеля в пивоварении

    Выращивание хмеля требует жажды работы

    Для приготовления пива требуется всего несколько ингредиентов. Фактически, немецкий закон о чистоте пива требует, чтобы пиво было приготовлено только из воды, хмеля, ячменя (солода) и дрожжей. Большинство рецептов пива следуют этой базовой схеме, но другие ингредиенты нашли свое место в смеси, поскольку пивоварни постоянно экспериментируют с ингредиентами — пиво из тыквы или огурца, кто-нибудь? Дополнительное пивоварение также является обычной практикой, когда солод заменяют такими ингредиентами, как кукуруза или рис, которые обеспечивают крахмал для брожения.

    Ценность хмеля для пивоварения заключается в уникальных вкусах и ароматах, которые исходят от смол и масел внутри лупулиновых желез шишек хмеля. Точно так же, как пивоваренные дрожжи можно по существу разделить на категорию эля или лагера, хмель можно разделить на три категории:

    .
    • Горький – высокий уровень альфа-кислоты
    • Отделка – высокий уровень аромата
    • Dual – комбинация обоих

    В течение долгого времени более легкие сорта пива Pilsner и Lager были наиболее заметным стилем.В них в основном использовался хмель с высоким содержанием альфа-кислот для придания горечи, чтобы сбалансировать уровень сладости. В конце процесса пивоварения для аромата было добавлено немного хмеля.

    С ростом популярности хмелевых ароматизаторов, как, например, в IPA, все больше пивоварен используют большее количество ароматического хмеля и добавляют его на большем количестве этапов в течение цикла пивоварения.

    Такие методы, как сухое охмеление — брожение пива с добавлением хмеля — добавляют аромат без дополнительной горечи.Популярность мокрого охмеления также растет, но не так часто из-за сложной логистики. Этот метод (варка свежего, невысушенного хмеля в течение 24 часов после сбора урожая с лозы) также приводит к приданию яркого аромата и вкуса с уменьшенной горечью.

    1. Чтобы начать процесс пивоварения, ячменный солод измельчают, кипятят и при желании смешивают с другими зернами и источниками сахара. Это называется пюре. Измельчение зерна обнажает крахмал, и при кипячении крахмал превращается в сбраживаемый сахар, который поглощают дрожжи и превращают в спирт.
    2. Теперь месиво отделяется, а оставшееся зерно (известное как отработанное зерно) перенаправляется и часто используется в качестве корма для скота. Оставшаяся прозрачная жидкость называется суслом и содержит сахара, которые будут ферментироваться.
    3. Сусло и хмель кипятят в варочном котле для извлечения хмелевых смол и масел. Горький хмель или хмель двойного назначения добавляют в начале процесса для придания горечи, так как они выделяют больше альфа-кислот, чем дольше кипятят. Затем хмель добавляется на разных этапах кипячения, сохраняя ароматический (финишный) хмель для использования ближе к концу.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.