Глава 1. Сырье для производства пива

Ячмень

Характеристика ячменя. Основным сырьем для приготовления пива служит ячменный солод, который получают из пивоваренных сортов ячменя. Посевы ячменя широко распространены в нашей стране и занимают большие площади.

Ячмень относится к семейству злаковых, роду Гордеум (Hordeum saüvum), в котором есть два вида: двухрядный и многорядный (шестирядный). На рис. 1 показаны колосья двухрядного а и шестирядного б ячменя, а также форма и расположение зерен на стержнях. Двухрядные ячмени бывают в основном яровыми, а шестирядные - озимыми и яровыми.

Двухрядные ячмени имеют на колосовом стержне по обе стороны от него по одному нормально развитому зерну 1 и несколько неразвившихся 2 (на рис. 1 пунктиром показаны неразвившиеся зерна). При таком расположении зерна двухрядного ячменя хорошо развиваются, вырастают крупными и одинакового размера. Боковые зерна 3 шестирядного ячменя имеют неправильную изогнутую форму и более мелкие.

Шестирядные ячмени используются на корм скоту, их называют фуражными, а двухрядные - для производства солода, поэтому их называют пивоваренными. У пивоваренных сортов ячменя оболочка зерна более тонкая, содержание экстрактивных веществ (в основном крахмала) больше, а белка - меньше, чем у кормовых ячменей.

 

Строение ячменного зерна. Ячменное зерно (рис. 2) состоит из зародыша 2, эндосперма (мучнистого тела) 6 и оболочек 8, 9.

Зародыш находится у нижнего конца зерна. Состоит из зародышевого листа - почечки 3 и зародышевого корешка 1. Зародыш является основной частью зерна, ответственной за его проращивание.

От эндосперма зародыш отделен щитком 5, через клетки которого при прорастании подводятся питательные вещества.

Эндосперм - мучнистая часть зерна. Основная масса эндосперма - крупные клетки, заполненные крахмальными зернами и белком (рис. 3). Тонкие стенки клеток состоят из гемицеллюлозы. Наружная часть эндосперма представляет собой алейроновый слой 7, который состоит из трех слоев толстостенных клеток, содержащих белок и жир. По мере приближения к зародышу толщина слоя уменьшается, а вблизи зародыша алейроновый слой исчезает. Клетки эндосперма 4, расположенные рядом с зародышем, не содержат крахмала, так как он был израсходован зародышем при созревании и хранении зерна. В этом слое во время прорастания зерна образуется большая часть ферментов. Клетки алейронового слоя живые (также как у зародыша), а остальные клетки эндосперма являются резервными для развития зародыша.

Оболочки. Зерно окружено оболочками, которые располагаются в следующем порядке: наружная - цветочные пленки 9, под ними находится плодовая, затем семенная 8 оболочка. Если цветочные пленки срослись с зерновкой (эндосперм), такой ячмень называется пленчатым, если не срослись, то голозерным. У голозерных ячменей оболочка отделяется при обмолоте. В пивоварении используют пленчатые ячмени.

Оболочки защищают зерно от повреждения, пропускают внутрь воду, но задерживают соли. В большом количестве в них содержится целлюлоза, не имеющая значения в пивоварении. Некоторые вещества оболочек (полифенольные, азотистые, жир, кремниевая кислота, горькие вещества) влияют на качество пива.

Химический состав зерна. Сухое вещество ячменя представляет собой сумму органических и неорганических веществ. Органические -это в основном белки и углеводы, а также жиры, полифенолы, органические кислоты, витамины и др. Неорганические - это фосфор, сера, кремний, калий, натрий, магний, кальций, железо, хлор. Некоторая часть этих элементов связана с органическими соединениями.

Средний химический состав ячменного зерна, % на сухое вещество:

Крахмал	45-70
Белок	7-26
Пентозаны	7-11
Сахароза	1,7-2,0
Целлюлоза	3,5-7,0
Жир	2-3
Зольные элементы	2-3

В массе зерна компоненты распределяются неравномерно. Наибольшее количество углеводов находится в эндосперме, жиры, азотистые и минеральные вещества - в зародыше, целлюлоза - в оболочке.

Углеводы, находящиеся в зерне, представлены моносахаридами, дисахаридами, трисахаридами, полисахаридами.

Моносахариды - это глюкоза и фруктоза, у которых химическая формула одинаковая (С₆Н₁₂О₆), но структура молекул разная, и ксилоза (С₅Н₁₀О₅). Дисахариды в зерне в основном находятся в виде сахарозы и мальтозы с общей формулой С₁₂Н₁₂О₁₁. Трисахариды - представлены рафинозой (C₁₈H₃₂О₁₆). Моно-, ди- и трисахариды находятся в зародыше и эндосперме, хорошо растворяются в воде. Они, являясь питанием для зародыша, благотворно влияют на прорастание зерна.

Полисахариды зерна - это крахмал, гемицеллюлозы, целлюлоза, гумми и пектиновые вещества. Но основную часть полисахаридов ячменя составляет крахмал. Крахмальные зерна величиной 5-30 мкм, входят в состав эндосперма. В крахмале содержится около 3% примесей (белки, жиры, минеральные вещества). Молекула крахмала (C₆H_l0O₅)_х состоит из остатков молекул глюкозы, повторяющихся в молекуле крахмала х раз. У ячменей с хорошими пивоваренными свойствами крахмальные зерна крупные.

Крахмал - это смесь двух полисахаридов: амилозы и амилопектина. В ячменном крахмале приблизительно 20% амилозы и 80% амилопектина. Под действием кислот оба полисахарида расщепляются и образуют глюкозу

(С₆Н₁₀О₅)_х + хН₂О = хС₆Н₁₂О₆

В амилозе значение х равно 60-2000, для амилопектина - от 6000 до 40000. Амилоза находится преимущественно внутри крахмальных зерен, а амилопектин - в поверхностном слое.

В холодной воде крахмал не растворяется, но набухает, а при 65- 80°С он клейстеризуется (у ячменей, выросших в жарком климате, клейстеризуется при 50°С). С йодом крахмал образует адсорбционный комплекс и дает синее окрашивание

Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)_х входит в состав оболочки зерна, значение х равно 2000-11000. В воде не растворяется. Под действием кислот целлюлоза распадается до глюкозы. В технологическом процессе остается неизменной.

Гемицеллюлозы располагаются в оболочке зерна и стенках клеток эндосперма. От крахмала и целлюлозы они отличаются продуктами распада, так как кроме глюкозы под действием кислот образуются пентозы (арабиноза и ксилоза) и уроновые кислоты. Гемицеллюлозы на 80-90% состоят из нерастворимых ß-глюканов и на 10-20% из пентозанов, частично расщепляющихся при солодоращении. ß-глюканы растворимы в воде, обусловливают вязкость сусла и пива, пентозаны в значительно меньшей мере влияют на технологический процесс. В воде гемицеллюлозы нерастворимы.

Гемицеллюлозы оболочек зерна и эндосперма содержат 6 и 77% глюкана соответственно, ксилана 76 и 17%, арабана 15 и 6%.

Такое же строение, как гемицеллюлозы, имеют гумми-вещества, но у них меньшая молекулярная масса и они растворяются в воде. Однако растворы имеют большую вязкость, что в ходе технологических процессов замедляет фильтрование заторов.

Азотистые вещества ячменя - это белки, свободные аминокислоты, продукты распада белков. Белок, кроме углерода, водорода и кислорода всегда содержит азот. Азот, содержащийся в ячмене во всех формах, называют общим азотом, который состоит из белкового и небелкового. Небелковый включает в себя аминный (азот аминокислот), аммиачный (содержащий соли органических кислот), минеральный (содержащий соли азотной кислоты), амидный (когда в органической кислоте гидроксил заменяется на аминогруппу, и образуется соединение, имеющее группу -CONH₂). Для технологической оценки ячменя важны растворимый азот - азот водорастворимых белков и продуктов их распада, азот аминокислот, амидов, и коагулируемый азот - часть азота, входящего в белковые вещества, коагулирующие при нагревании.

Молекулы белка построены из остатков аминокислот, содержащих одну или две аминогруппы (-NH₃) и одну или две карбоксильные группы (-СООН). Всего в природе известно около 150 аминокислот, но в построении молекул белка ячменя участвуют только 20 аминокислот: глицин, аланин, валин, лейцин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты, лизин и др.

Белки находятся в алейроновом слое зерна и в эндосперме. Они разделяются на четыре группы: растворимые в воде и в разбавленных солевых растворах - альбумины (лейкозин), растворимые в разбавленных солевых растворах, но нерастворимые в чистой воде - глобулины (эдестин), растворимые в спирте - проламины (горлеин), растворимые в слабощелочных растворах - глютелины. Молекулярная масса белков колеблется от 26000 до 166000.

Кроме простых белков (протеинов), которых в ячмене около 92%, в зерне содержатся сложные белки (протеиды) - соединение белков с веществами небелковой природы, например фосфорной или нуклеиновой кислотой и др.

При прорастании белки подвергаются расщеплению до аминокислот и пептидов, которые используются прорастающим зерном в обмене веществ и построении новых тканей. Содержание белков в зерне связано с содержанием крахмала: чем больше крахмала, тем меньше белков, и наоборот.

Жиры ячменя составляют 2-3%. Находятся в основном в зародыше и в алейроновом слое. Часть жира расходуется при проращивании зерна. Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот (олеиновой, линолевой, пальмитиновой, стеариновой и др.). Жиры имеют большую поверхностную активность, но низкую поверхностную прочность, поэтому являются пеногасителями, отрицательно влияя на пеностойкость. Большая часть жиров при приготовлении сусла остается в дробине и удаляется из технологического процесса.

Полифенольные (дубильные) вещества содержатся, в основном, в оболочке зерна и являются нежелательным компонентом экстракта солода, так как имеют неприятный терпкий вкус и могут отрицательно влиять на стойкость пива.

Минеральные вещества. В зерне ячменя имеются следующие минеральные вещества (% к массе сухих веществ):

P2O5	SO2	SiO2	Cl	К2О	Na2O	CaO	MgO	Fe2О3
35,10	1,80	25,91	1,02	20,92	2,89	2,64	8,83	1,19

В ячмене много фосфатов, входящих в состав фитина, фосфатидов, нуклеиновых кислот, участвующих в создании буферности пива.

Ферменты - это биологически активные вещества белковой природы. Все процессы при развитии зерна, его хранении и проращивании происходят под действием ферментов. Действуют ферменты как катализаторы, т. е. ускоряют биохимические реакции, а сами остаются неизменными. Все ферменты являются активными белками, при нагревании они денатурируют (свертываются) и теряют активность.

Ферменты были открыты в 1814 г. Кирхгофом (Петербург). Он обнаружил превращение крахмала в сахар в ячменном солоде под влиянием амилолитических ферментов.

В ячмене содержится комплекс основных ферментов: амилолитические (α-амилаза, ß-амилаза), под действием которых крахмал превращается в сахар и декстрины, протеолитические ферменты, расщепляющие белки, цитолитические, разрушающие стенки клеток эндосперма. При хранении зерна активность ферментов невысокая, но при проращивании зерна она значительно повышается. Однако в плодовой оболочке ячменя содержится полифенолоксидаза, относящаяся к классу оксидоредуктаз, которая имеет более высокую активность, чем в солоде. Она окисляет антоцианогены.

Витамины - это органические вещества, необходимые для развития зародыша при проращивании зерна. В ячмене найдены витамины Е (токоферол), В, (тиамин), В₃ (рибофлавин), В₆(пиридоксин), РР (никотиновая кислота), С (аскорбиновая кислота), провитамин А (каротиноид), витамин Н (биотин), фолиевая и пантотеновая кислоты и др. Содержатся они в зародыше и в алейроновом слое, а витамин В - в периферийных частях зерна. В ходе технологического процесса витамины частично разрушаются.

Сорта пивоваренного ячменя и его технологическая оценка. Качество зерна зависит как от сорта, так и от условий, в которых возделывалась культура. Лучшие пивоваренные ячмени получают в условиях мягкого климата, умеренного количества света, тепла и осадков на высоте 200-350 м над уровнем моря.

Все пивоваренные ячмени относятся к яровым, так как озимые имеют слабую зимостойкость.

Сочетание необходимых условий для возделывания пивоваренного ячменя имеется в Центрально-Черноземном и, частично, Центральном районах России.

Ведущими в производстве пивоваренного ячменя являются европейские страны: Австрия, Англия, Бельгия, Дания, Нидерланды, ФРГ, Франция, Швеция, Польша, Чехия, Россия, Украина, Белоруссия, страны Балтии.

У одного и того же сорта, в зависимости от условий произрастания, бывают различный химический состав и величина зерна. Более крупные зерна у ячменей, выросших в зонах с умеренным климатом. В зонах с сухим и жарким климатом получают зерна мелкие, с высоким содержанием белка.

Под сортом понимают определенную разновидность культурного растения, выведенную путем селекции и характеризующуюся определенными биологическими признаками и свойствами. С течением времени все сорта ухудшают свои признаки и свойства. У одних это наступает довольно быстро, другие сорта в течение нескольких лет остаются в числе ведущих. Сорта самоопыляющихся растений, к которым принадлежит и ячмень, вырождаются быстрее, чем перекрестноопыляющихся. Поэтому обновление сортов ячменя, т.е. замена чистосортными семенами с семеноводческих станций, должно производиться, как правило, через 4-5 лет. Но есть и долговысеваемые сорта.

Сорта пивоваренного ячменя, в настоящее время рекомендуемые к возделыванию в России: Абава, Ауксиняй 3, БИОС-1, Визит, Волгарь, Гонар, Дворан, Джин, Зазерский 85, ЗерноградсхиЙ 584, Имула, Криничный, Карина, Мареси, Московский 2, Московский 3, Носовский 9, Нутанс 642, Одесский 100, Одесский 115, Приморский 89, Рахат, Раушан, Роланд, Скарлетт, Сигнал, Суб-медикум 33, Харьковский 74, Харьковский 99, Эльф. Все сорта ячменя районированы.

Многие сорта не обладают хорошими качествами во всех районах возделывания. Поэтому согласно Государственному реестру селекционных достижений, допущенных к использованию Минсельхозпродом РФ, сорта пивоваренного ячменя рекомендуется высевать в некоторых областях и республиках определенных регионов: Северном, Северо-Западном, Центральном, Волго-Вятском, Центрально-Черноземном, Северо-Кавказском, Средневолжском, Нижневолжском, Уральском, Западно-Сибирском, Восточно-Сибирском, Дальневосточном. Но в настоящее время разрешена заготовка ячменя пивоваренных сортов в других районах страны при условии получения в таком регионе ячменя, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 5060.

Допускается высевать пивоваренные ячмени тех сортов, которые были рекомендованы к возделыванию ранее при условии, если они показали хорошее качество в данном районе. Например, в Московской области при большом разнообразии почвенно-климатических условий в отдельных районах высеваемые сорта Зазерский 85 и Одесский 100 показали хорошие характеристики.

С технологической точки зрения лучшими являются ячмени, легко прорастающие и теряющие при этом наименьшее количество питательных веществ. Равномерно замачиваться и прорастать будет ячмень с зернами примерно одинаковой величины. Ячмень принято разделять на фракции по толщине зерна: более 2,8, 2,5 и 2,2 мм.

Цвет зерна должен быть светло-желтым, желтым или серовато-желтым, недоспелые зерна обычно имеют зеленоватый оттенок. Темные кончики свидетельствуют о том, что зерно было подмочено во время уборки или хранения. Такой ячмень хуже проращивается. У зерна должен быть свежий запах. Наличие плесневелого, солодового или затхлого запаха свидетельствует о непригодности ячменя к солодоращению.

В ячмене не должно быть много зерновой и сорной примеси. Сорная примесь подразделяется на минеральную - это земля, песок, камешки, частицы шлака, органическую - части стеблей и стержней колоса, ости пленки, семена сорняков, семена культурных растений, не отнесенных к зерновой примеси, испорченные зерна ячменя, пшеницы, полбы, ржи и овса (загнившие, заплесневевшие, поджаренные, обуглившиеся - с испорченным эндоспермом от коричневого до черного цвета и светлого цвета, но рыхлого и рассыпающегося эндосперма, а также с полностью выеденным эндоспермом). К сорной относится и вредная примесь: спорынья, головня, зерна, пораженные нематодой, плевел опьяняющий, горчак ползучий, софора лисохвостная, термопсис ланцетный, вязель разноцветный, гелиотроп опушенноплодный, триходесма седая. К зерновой примеси относят зерна битые, щуплые, недоспелые, проросшие, поврежденные самосогреванием или сушкой с измененным цветом оболочки и эндоспермом от кремового до светло-коричневого цвета.

Ячмень, поступающий на приготовление солода, должен быть одного сорта, так как зерна различных сортов замачиваются по-разному и проращиваются с различной скоростью.

Для производства солода используют ячмень, разделяемый на два класса и удовлетворяющий требованиям действующего ГОСТа 5060. Свойства ячменя первого и второго классов по данному ГОСТу приведены в табл. 1.

Таблица 1

Показатель	Класс ячменя
первый	второй
Цвет	Светло-желтый или желтый	Светло-желтый, желтый или серовато-желтый
Запах	Свойственный нормальному зерну ячменя (без затхлого, солодового, плесневого запахов)
Состояние	Здоровый, не греющийся
Влажность, %, не более	15,0	15,5
Белок, %, не более	12,0	12,0
Сорная примесь, %, не более в том числе: вредная примесь в числе вредной примеси гелиотроп опушенноплодный и триходесма седая	1,0	2,0
0,2	0,2
Не допускаются
Зерновая примесь, %, не более	2,0	5,0
Мелкие зерна, %, не более	5,0	7,0
Крупность, %, не менее	85,0	60,0
Способность прорастания, %, не менее (для зерна, поставляемого не ранее, чем за 45 дней после его уборки)	95,0	90,0
Жизнеспособность, %, не менее (для зерна, поставляемого ранее, чем за 45 дней после его уборки)	95,0	95,0
Зараженность вредителями хлебных запасов	Не допускается, кроме зараженности клещом не выше 1 степени

Крупность - отношение массы зерен ячменя - схода на сите с отверстиями размером 2,5x20 мм, к массе основного зерна анализируемой навески, выраженное в процентах.

Крупность зерна ячменя сильно зависит от формы, характерной для каждого сорта и условий произрастания. Различают три параметра зерна: длина (7,0-14,6 мм), ширина (2,0-2,5 мм), толщина (1,2- 4,5 мм). Крупное зерно обычно содержит больше крахмала и имеет большую экстрактивность.

Для солодоращения большое значение имеют крупность и однородность зерна по размеру, а также спелость, влажность, содержание белковых веществ, продолжительность хранения и др. Однородное по размеру, составу и свойствам зерно равномерно поглощает воду при замачивании и прорастает, образуя свежепроросший солод с одинаковым биохимическим составом.

В качестве характеристики ячменя принята его толщина: зерна толщиной 2,8 мм и выше относят к I сорту, 2,8-2,5 мм - ко II сорту, 2,5-2,2 - к III сорту.

При приготовлении светлых сортов пива оболочка зерна не должна быть толстой, так как дубильные вещества, содержащиеся в ней, придают пиву грубый вкус. Содержание оболочки должно быть 7-9%. Для приготовления темных сортов пива допускается наличие оболочки до 13%, так как содержащиеся в ней вещества улучшают специфические цвет и вкус темного пива.

Для оценки технологических качеств ячменя применяют показатели: натура зерна (масса 1 дм³ зерна, выраженная в граммах), масса 1000 зерен воздушно-сухого ячменя в г или абсолютная масса зерна, то есть масса сухого вещества в 1000 зерен, способность прорастания, водочувствительность, мучнистость, содержание белка, пленчатость.

Натура пивоваренных ячменей колеблется от 600 до 750 г/дм³. Масса 1000 зерен хорошего двухрядного ячменя равна примерно 40 г. Ячмени, имеющие массу 1000 зерен до 40 г, считаются легкими, до 44 г - средними, более 45 г - тяжелыми. Тяжелые ячмени более экстрактивные из-за высокой удельной массы основного компонента - крахмала.

Способность прорастания (процент проросших зерен) определяют на 5 сутки проращивания в лаборатории. Этот показатель свидетельствует о степени пригодности ячменя к солодоращению.

Жизнеспособность - потенциальная возможность зерна к прорастанию. Ее определяют у ячменя, не прошедшего послеуборочное дозревание.

Водочувствительность характеризует снижение способности к прорастанию даже при небольшом избытке воды. Водочувствительность чаще проявляется для ячменя, выращенного в неблагоприятных, более влажных климатических условиях. Водочувствительность выражается разницей между количеством проросших зерен при оптимальных и избыточных количествах воды. Если разница менее 25%, то ячмень маловодочувствительный, при 26-45% - водочувствительный, при разнице более 45% - у зерна значительная водочувствительность и требуется строгое соблюдение специальной технологии замачивания.

Мучнистость характеризует состояние эндосперма. Зерна могут быть мучнистыми, стекловидными и полустекловидными. Стекловидный ячмень получается в том случае, если на стадии созревания зерна в период от молочной до полной спелости была сухая, жаркая погода. Различают постоянную (остающуюся) и временную (проходящую) стекловидность. Ячмень с постоянной стекловидностью, как правило, содержит повышенное количество белка, трудно перерабатывается и дает солод пониженного качества.

Другим важным технологическим показателем является содержание белка. Чем больше его в зерне, тем труднее проращивается зерно. Пиво, приготовленное из таких ячменей, нестойкое. При солодоращении зерно с высоким содержанием белка самосогревается, эндосперм плохо разрыхляется, увеличиваются потери экстрактивных веществ. Содержание белка в зерне должно быть 9-11,5%. Для приготовления темного пива могут быть использованы ячмени с содержанием белка до 12,5%, так как в этом случае продукты распада белка участвуют в образовании цвета и аромата пива. Следует принимать во внимание, что увеличение содержания белка на 1% приводит к снижению экстрактивности на 0,8%. Содержание белка ниже 7,5% может привести к недостаточному сбраживанию сусла, плохой пеностойкости, пустому вкусу пива. Содержание белковых веществ связано с содержанием крахмала. При увеличении содержания крахмала на 1% экстрактивность ячменя возрастает на 0,5%.

Большое значение в технологическом процессе имеет пленчатостъ зерна, т. е. содержание цветочных пленок, состоящих из веществ, нерастворимых в воде и не поддающихся ферментативному гидролизу. Чем выше пленчатость, тем ниже экстрактивность. Пленчатость у различных сортов ячменя 8-17%. В пивоварении используют ячмени с пленчатостью не более 9% (на абсолютно сухое вещество).

Важнейшим технологическим показателем ячменя является экстрактивность, т. е. количество веществ, которые могут раствориться и при затирании перейти в сусло. В основном экстрактивность зерна обусловлена содержанием крахмала, некрахмальных полисахаридов и белковых веществ. В пивоваренном двухрядном ячмене (в отличие от шестирядного) содержание крахмала составляет 56-70%, а экстрактивность 73-82%, у хороших ячменей экстрактивность - 76-82% (на сухое вещество). Чем выше экстрактивность, тем меньше расход зерна на производство пива.

У ячменей, пригодных для солодоращения, должно быть определенное соотношение между экстрактивностью и содержанием белка.

Отношение экстрактивности к содержанию белка	Способность к солодоращению
свыше 8,2:1	очень хорошая
(7,8-8,1):1	хорошая
(7,2-7,7):1	удовлетворительная
ниже 7,2:1	плохая

Встречаются трудноразрыхляемые ячмени, которые в обычных условиях солодоращения не достигают разрыхления эндосперма, поэтому свежепроросший солод, полученный из него, имеет «резино-подобный» эндосперм и обладает слабой ферментативной активностью. Такие ячмени по анатомо-морфологическим характеристикам: массе зародыша, толщине алейронового слоя и цветочных пленок - не отличаются от ячменей с хорошими пивоваренными свойствами. Содержание белка в зерне не всегда большое, но в эндосперме его содержание в 2 раза выше, а на стенках крахмальных зерен в 1,5 раза больше прочно прикрепленного белка, чем у хорошего ячменя. Активность протеолитических ферментов не отличается, цитолитических на 25% ниже, дыхательного фермента каталазы в 2 раза ниже, чем у хороших пивоваренных ячменей.

Применение шестирядных ячменей в пивоварении. Шестирядный озимый ячмень - широко распространенная и высокоурожайная культура, используемая в качестве фуражной (кормовой). В некоторых странах (США, Канаде и некоторых европейских странах) применяют такой ячмень в производстве солода и пива. Яровые сорта шестирядного ячменя имеют невысокую урожайность, а озимые дают урожай с 1 га на 8 ц больше, чем яровой двухрядный. Созревает озимый ячмень на 10-20 дней раньше ярового, что позволяет убирать его в более ранние сроки ираньше начинать выпуск солода. Для пивоварения неудовлетворительным является то, что вяровом ячмене более высокое содержание целлюлозы, гемицеллюлозы, белка и зольных веществ, а крахмальные зерна более мелкие, низкое содержание крахмала и экстрактивность.

Солод из шестирядного ячменя имеет более высокую ферментативную активность, дробина более ценная как кормовой продукт из-за высокого содержания белка.

Считается, что использование шестирядных ячменей экономически целесообразно. Учитывая, что озимый шестирядный ячмень более высокоурожайный даже при меньшей его экстрактивности, выход экстракта в пересчете на посевную площадь выше. Но для его переработки на солод необходимо соблюдать специальные технологические режимы: его необходимо замачивать до большей влажности и проращивать более продолжительное время.

Хранение ячменя. Свежеубраннный ячмень нельзя использовать для приготовления солода, так как в нем еще не закончились биохимические процессы дозревания. Такой ячмень обладает пониженной всхожестью или вовсе не прорастает. Поэтому после приемки ячменя на заводе и отделения грубых примесей его направляют на послеуборочное дозревание. В среднем зерно перед переработкой на солод должно отлежаться и дозреть в течение двух месяцев.

За это время происходит послеуборочное дозревание, зерно достигает полной физиологической зрелости. При дозревании уменьшается влажность, продолжается синтез крахмала из сахаров и образование белков из аминокислот, снижается содержание аминного азота, других водорастворимых веществ. Ингибиторы прорастания окисляются и распадаются.

Существует два основных способа хранения зерна: напольный и силосный. Зернохранилища напольного типа имеются только на небольших предприятиях. Они представляют собой одно-, двух- и трехэтажные склады, в которых зерно хранится на полу. Высота слоя зерна составляет 4-5 м, а при недлительном хранении - выше. Этот способ хранения имеет недостатки: затруднена механизация погрузочно-разгрузочных работ, в нижних слоях повышается влажность зерна, малопроизводительно используется площадь склада.

На большинстве заводов ячмень хранят в элеваторах силосного типа. Такой элеватор (рис. 4) состоит из приемного отделения 1, рабочей башни 7 и блока силосов 9.

Емкости для зерна делают круглого, квадратного или прямоугольного сечения из железобетона высотой 10-30 м, устанавливают их в несколько рядов. Зерном заполняют как круглые силосы, так и емкости, образовавшиеся в промежутках между ними. Поступающее зерно разгружают в бункеры, транспортером 2 и элеватором 3 подают в верхнюю точку рабочей башни в бункер 6, взвешивают на весах 5 и через трубопровод 4 направляют на надсилосный ленточный транспортер 8. При помощи разгрузочного скребка зерно с транспортера разгружается в силосы 9.

При необходимости переброски зерна из одного силоса в другой или при подаче в производство зерно из силоса самотеком поступает на ленточный подсилосный транспортер 10, элеватором 3 поднимается вверх и далее по назначению.

Во время хранения регулярно (не реже двух раз в месяц при напольном хранении и трех раз при силосном) контролируют температуру и влажность зерна (не реже одного раза в месяц). При хранении насыпью влажность зерна должна быть не выше 14%, в силосах - не более 13%. Если зерно согревается, то его проветривают, перекачивая из одного силоса в другой по описанной выше схеме. При хранении в силосах высотой более 25-30 м его вентилируют, продувая 80 м³ воздуха в час на 1 т зерна при давлении 4,5-5 кПа.

Ячмень обладает определенной гигроскопичностью, т. е. способностью поглощать влагу из воздуха, поэтому при хранении в зерне устанавливается равновесная влажность (процентное содержание влаги в зерне при данной влажности и температуре воздуха), которая зависит от относительной влажности окружающей среды. Чем выше относительная влажность воздуха в зернохранилище, тем выше и равновесная влажность зерна.

Относительная влажность воздуха при 20°С, %
Равновесная влажность ячменя, %	10,9	12,0	13,4	15,2	17,5	20,9

С увеличением равновесной влажности зерна усиливается его дыхание: оно быстрее согревается и увлажняется, так как при дыхании в результате частичного превращения сложных компонентов происходит выделение тепла, воды и диоксида углерода.

Показателем процесса дыхания является его интенсивность, характеризуемая количеством диоксида углерода, выделяемого в единицу времени из единицы объема зерна.

Подготовка зернохранилищ. Зернохранилища как силосного, так и напольного типа, после освобождения зачищают от остатков ячменя, собирая остатки зерна в отдельную емкость или помещение. Затем очищают от остатков пыли и мусора и дезинфицируют. В зернохранилище с деревянными перекрытиями вскрывают полы для удаления попавшего туда зерна и посыпают подполье негашеной известью там, где необходимо. Потолки помещений, стены, лестницы, оборудование, систему аспирации и вентиляции очищают от пыли. В элеваторах очищают стены, днища, выпускные воронки, башмаки норий, шнеки, транспортеры, коммуникации, самотечные трубы, бункеры.

После уборки зернохранилища ремонтируют: заделывают щели и выбоины, помещения белят свежегашеной известью, проветривают, просушивают.

Ремонтируют оборудование, аспирационную и вентиляционную сети.

Вредители пивоваренного ячменя и методы борьбы с ними. Амбарные вредители - грызуны, клещи, долгоносики и др. - причиняют большой вред производству, уничтожая, повреждая и загрязняя зерно на складе.

Клещи (рис. 5, а) - это наиболее распространенные вредители размером не более 1 мм. Они любят тепло и влагу. Благоприятная температура для их размножения 18-30°С. При влажности зерна до 12% деятельность клещей прекращается, а при низкой минусовой температуре клещи погибают.

Клещи повреждают главным образом зародыш, как наиболее мягкую часть зерна. Различают три степени зараженности: первая - в 1 кг зерна насчитывают от 1 до 20 клещей, вторая - в 1 кг более 20 клещей, третья - в зерне образуется сплошная войлочная масса. Допускается переработка на солод ячменя с первой степенью зараженности.

Амбарный долгоносик (рис. 5, б) - наиболее опасный вредитель. Он и его личинки выедают внутренность зерна. Размер долгоносика без хоботка - 2,2-4,1 мм, а длина хоботка равна 1/4 длины тела. Самка долгоносика выедает ямку в зерне и откладывает в нее яйцо. Личинка долгоносика развивается внутри зерна. Оптимальная температура размножения 22-25°С.

Бороться с долгоносиком очень трудно, поэтому ячмень любой степени зараженности долгоносиком для пивоварения непригоден.

Меры борьбы с амбарными вредителями состоят в следующем:

· перед приемкой ячменя нового урожая склады тщательно очищают и дезинфицируют: проводят обеззараживание газовой дезинсекцией фумигантами или опрыскиванием водным раствором ядохимикатов,

· ячмень влажностью более 15,5%, зараженный амбарными вредителями, заводы принимать не должны,

· во время хранения нельзя допускать повышения температуры и влажности зерна,

· при обнаружении вредителей зерно необходимо проветрить и очистить на зерноочистительных машинах,

· партии зерна, зараженные клещом, складируют в отдельном помещении и перерабатывают в первую очередь,

· для уничтожения грызунов применяют газовую обработку и приманки с ядом.

Другие виды зернового сырья

В пивоварении в качестве несоложеных материалов, т. е. без проращивания, применяют также кукурузу, рис и, реже, пшеницу.

Кукуруза (Zea mays). Применяется как добавка к солоду в виде кукурузной муки или кукурузной сечки. Кукуруза содержит много жира, снижающего стойкость пены. Жир содержится в основном в зародыше, поэтому снизить его количество в муке можно только предварительно отделив зародыш. Содержание жира для кукурузной муки или сечки не должно превышать 2%. Жир кукурузы легко прогоркает, поэтому сечку или муку должны хранить не более 3 мес в темном и прохладном месте. Экстрактивность кукурузы выше, чем у ячменя, и составляет 82-90%. Мука кукурузы содержит в среднем 12-13% воды, 63% крахмала и 9% белков.

Средний процентный химический состав зерна кукурузы (в пересчете на сухое вещество СВ): углеводов - 78,5, белковых веществ - 12,15, целлюлозы - 2,5, жира - 5,1, золы - 1,75. Крахмал кукурузы содержит 21-23% амилозы и 77-79% амилопектина. Крахмальные зерна мелкие и трудно гидролизуются ферментами. За рубежом в пивоварении применяют кукурузные хлопья. Для этого увлажненный помол кукурузы пропускают через вальцы, обогреваемые паром, и получают спрессованные пластинки с небольшой влажностью. При такой обработке крахмал в значительной степени подвергается клейстеризэции и не требует дополнительной подготовки в пивоварении.

Рис (Oryza sativa). Его добавляют к солоду в виде муки или сечки, являющейся отходом рисоочистительного производства. До обработки рис представляет собой зерно, покрытое цветочными оболочками. Количество пленки в зерне составляет 17-23%. Содержание крахмала в сечке около 80% (амилозы 21-31%, амилопектина 69-79%), белка 6-8%, экстрактивность 95-97% к массе сухих веществ.

Средний процентный химический состав зерна риса без пленок (в % к массе сухих веществ): крахмал - 75-81, сахар - 2-5, целлюлоза - 0,6-0,8, белковые вещества - 7-9, жиры - 1,6-2,5, зола - 1,0-1,2.

Как и у кукурузы, крахмальные зерна риса мелкие, они трудно гидролизуются амилазами.

Рисовая сечка содержит мало жира и много крахмала, что положительно влияет на качество готового пива. В нем отсутствуют фракция белка ß-глобулина и антоцианогены, участвующие в помутнении пива, что позволяет повышать стойкость пива, приготовленного с использованием риса. Абсолютная масса составляет 15-43 г.

Все зерновые несоложеные материалы следует хранить в виде зерна и размалывать непосредственно перед подачей в производство, поскольку в муке активно протекают окислительные процессы, и качество ее ухудшается.

Пшеница (Triticum). Иногда в качестве несоложеного сырья или как сырья для приготовления солода используют пшеницу.

Это - однолетнее яровое или озимое растение, относится к семейству злаковых. Соцветие представляет собой колос, в котором зерновка не срастается с цветочными пленками, поэтому пшеница относится к го