Оценка качества пивного сусла

Качество помола солода. Степень измельчения сухого солода на дробильной машине характеризуется количественным соотношением отдельных фракций в помоле, шелухи, крупной хрупки, мелкой крупки и муки. Это соотношение зависит от влажности солода, состояния его эндосперма, пленчатости и др. Поэтому при изменении качественной характеристики солода регулируют дробильные машины, контролируя их работу по составу помола. Для этого из-под вальцов дробилки отбирают 100 г дробленого продукта и помещают его на верхнее сито лабораторного рассева (сита с размером отверстий 1,25, 1,0, 0,56 мм установлены в наборе одно над другим). При встряхивании сит в течение 5 мин с частотой 300 колебаний в мин образец разделяется на фракции. Остаток на верхнем (первом) сите представляет собой шелуху, на втором -крупную крупку, на третьем - мелкую крупку. Остаток на поддоне составляет муку.

Фракции взвешивают и вычисляют массовую долю каждой фракции (А), в %, рассчитывают по формуле

Где

В - масса измельченного зерна данной фракции (на сите или на поддоне), г,

С - общая масса измельченного зерна, взятая на анализ, г.

Для оценки качества дробления увлажненного солода отбирают его образец в цилиндрический ситчатый пробоотборник, который подставляют в центр струи смеси воды и измельченного солода, поступающий в заторный аппарат. Образец равномерно рассыпают на металлическом листе размером 500*400 мм и визуально определяют качество дробления. Определяют цельность оболочки, крупность дробления эндосперма, наличие целых зерен. Целые зерна отделяют и определяют их количество в процентах.

Концентрация сухих веществ. Для определения концентрации (сухих) экстрактивных веществ применяют ареометры-сахаромеры со шкалой 0-8, 8-16, 16-24% сухих веществ или с интервалом делений 0-15, 5- 15, 10-20, 15-25%. Эти приборы (рис. 104) представляют собой плавающий стеклянный цилиндрический сосуд, запаянный с обоих концов. Нижняя часть прибора заполнена дробью, чтобы ареометр плавал строго вертикально. В верхней части ареометра-сахаромера имеется шкала с делениями, градуированная по растворам чистой сахарозы при температуре 20°С. Цена деления 0,1% масс. В чистых растворах сахарозы саха-ромеры показывают процент растворенного сахара по массе (г в 100 г). В нечистых растворах (например, в пивном сусле) они показывают видимое содержание сухих веществ в % масс.

Ареометры общего назначения предназначены для определения плотности жидкости при 20°С в пределах 0,7-2 г/см³. Такие ареометры называют денсиметрами.

При отклонении температуры анализируемого раствора от 20°С в показания сахаромера вносят поправку (табл. 40).

Таблица 40

Температура, °С	Показания сахаромера, %
Из показаний сахаромера вычитают
	0,17	0,21	0,23	0,26	0,27	0,28
	0,13	0,16	0,18	0,20	0,20	0,22
	0,09	0,11	0,12	0,14	0,14	0,15
	0,05	0,06	0,07	0,08	0,08	0,08
К показаниям сахаромера прибавляют
	0,05	0,06	0,07	0,07	0,07	0,07
	0,10	0,12	0,12	0,14	0,14	0,14
	0,16	0,18	0,20	0,20	0,21	0,21
	0,21	0,24	0,26	0,26	0,27	0,28

При анализе пробу сусла отбирают из сусловарочного аппарата перед перекачкой его на охлаждение, освобождают от дробины фильтрованием через сетку, охлаждают до 20°С и наливают в стеклянный цилиндр, диаметр которого в 2-3 раза больше диаметра сахаромера. Цилиндр ставят на горизонтальный поддон и плавно погружают в сусло чистый и сухой сахаромер. При погружении сахаромера избыток сусла вытекает в поддон. Отсчет концентрации экстрактивных веществ по шкале сахаромера производят через 2-3 мин (необходимые для выравнивания температуры сусла и сахаромера) по верхнему мениску при положении глаза на уровне сусла в цилиндре (рис. 105).

Полнота осахаривания сусла. Полноту осахаривания определяют по йодной пробе. В сомнительных случаях крахмал и высокомолекулярные декстрины осаждают из сусла этиловым спиртом, осадок растворяют в воде и по цветной реакции с йодом судят о полноте осахаривания. Для определения используют пробирку с делениями 5, 10 и 30 см³. Вначале сусло наливают до деления 5, а затем до деления 30-этиловый спирт, пробирку закрывают пробкой и встряхивают. После отстаивания прозрачную жидкость сливают, а к оставшемуся осадку добавляют воду до деления 10. После растворения осадка в пробирку вносят пипеткой 2-3 капли 0,1 н раствора йода. Синяя или сине-фиолетовая окраска свидетельствует о присутствии в сусле крахмала, красная окраска - эритродекстринов, а желтая об их отсутствии, т. е. о полном осахаривании крахмала.

Цвет сусла. Цвет заводского пивного сусла определяют также, как и лабораторного сусла.

Титруемая и активная кислотность. Активную кислотность в сусле определяют с помощью pH-метра, а титруемую кислотность - титрованием лабораторного сусла 0,1 н раствором гидроксида натрия.

При определении титруемой кислотности 10 см³ лабораторного сусла вносят в коническую колбу вместимостью 100 см³, добавляют 40 см³ воды и 3-4 капли раствора фенолфталеина. Титруют полученный раствор в конической колбе раствором гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм³ до появления слабо-розовой окраски, которая сохраняется в течение 30 с. Если окраска исчезает, то проводят дополнительное титрование.

Темное сусло с цветом выше 3 ед. предварительно разбавляют водой в соотношении 1:3.

Кислотность сусла (х, см³) раствора гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм⁵ на 100 см³ сусла рассчитывают по формуле

где

V- объем раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/ дм³, израсходованный на титрование,

К₁ - коэффициент поправки рабочего раствора гидроксида натрия,

К₂ - коэффициент разбавления темного сусла (К₂=4).

Активную кислотность измеряют на pH-метре по методике, изложенной в паспорте, прилагаемом к прибору.

Содержание редуцирующих сахаров. Вначале сусло разбавляют в 25 раз, для чего в мерную колбу на 250 см³ вносят 10 см³ сусла и содержимое доливают дистиллированной водой до метки. Метод Бертрана, по которому определяют содержание редуцирующих сахаров, базируется на свойстве веществ, имеющих карбонильную группу (>С=0), окисляться раствором Фелинга, состоящим из двух компонентов (I и II).

При проведении анализа для окисления редуцирующих сахаров в коническую колбу на 200-250 см³ отмеряют цилиндрами по 20 см³ I и II растворов Фелинга и пипеткой вносят в нее 20 см³ разбавленного в 25 раз пивного сусла. Содержимое колбы перемешивают, нагревают до кипения и кипятят точно 3 мин. Затем колбу снимают с огня, дают в течение 1-2 мин осесть осадку, и надосадочную жидкость отфильтровывают в колбу Бунзена на стеклянном фильтре со слоем асбеста 1 см. Фильтруемую жидкость сливают на фильтр медленно по стеклянной палочке. Оставшийся в колбе осадок промывают 30-60 см³ горячей воды, которую тоже сливают в фильтр. Фильтр с осадком переносят в другую чистую колбу Бунзена.

Далее осадок растворяют сульфатом железа или железоаммонийными квасцами. Для этого отмеривают 20 см³ этого реактива и приливают его в коническую колбу с осадком, в результате чего образуется раствор синевато-зеленого цвета. Полученный раствор переносят на фильтр для растворения оставшегося там осадка. Когда весь осадок на фильтре растворится, колбу Бунзена подключают к вакуум-насосу и раствор переводят с фильтра в колбу. Коническую колбу промывают 25-30 см³ холодной воды, которую добавляют к раствору в колбе Бунзена. Промывание повторяют 5-6 раз. Затем жидкость в колбе титруют раствором перманганата калия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с.

Параллельно с основным анализом проводят определение поправки на реактивы, для чего вместо 20 см³ сусла используют 20 см³ дистиллированной воды. Поправку выражают в см³ раствора перманганата калия и вычитают из количества перманганата калия, пошедшего на титрование сусла в основном опыте. Полученную разность между этими числами умножают на титр перманганата калия по меди, который равен 10 (то есть 1 см³ раствора перманганата калия, израсходованного на титрование, соответствует 10 мг меди), и получают количество меди (в мг), восстановленной сахаром.

По таблице 41 находят число, соответствующее найденному количеству меди.

Таблица 41

Количество меди (Сu, мг) и соответствующее ему количество мальтозы (СХ, мг)
Сu	СХ	Сu	СХ	Сu	СХ	Сu	СХ
65,7		75,4		85,1		94,8
66,8		76,5		86,1		95,8
67,9		77,6		87,2		96,9
68,9		78,6		88,3		98,0
70,0		79,7		89,4		99,0
71,1		80,8		90,4		100,1
72,2		81,8		91,5		100,1
73,3		82,9		92,6		102,3
74,3		84,0		93,7		103,2

Кроме мальтозы в сусле имеются другие редуцирующие вещества (сахара и несахара), которые также восстанавливаются реактивом Фелинга. Поэтому результаты прямого определения редуцирующей способности сусла обозначают термином «сырая» мальтоза.

При принятом разбавлении содержание «сырой» мальтозы (х) в неразбавленном сусле (в г на 100 см³) вычисляют по уравнению:

где а - количество мальтозы в 20 см³ разбавленного сусла.

Пример. Для анализа взято 20 см³ разбавленного в 25 раз пивного сусла. На титрование его израсходовано 8,85 см³ раствора перманганата калия, титр которого по меди равен 10 мг. Поправка на реактивы 0,1 см³. Количество меди, восстановленной сахарами, (8,85-0,1)•10=87,5 мг. По табл. 41 интерполяцией находим, что 87,5 мг меди соответствует 80,3 мг мальтозы. Отсюда содержание «сырой» мальтозы (г в 100 см³ исходного сусла) будет

Конечная степень сбраживания сусла. Этот метод дает возможность определить массу сбраживаемых углеводов в пивном сусле. Анализируемый образец сусла разбавляют дистиллированной водой до концентрации экстрактивных веществ 5-6% масс, которую определяют сахаромером или пикнометрически. Дрожжи для анализа предварительно обезвоживают, отпрессовывая их в мешочке из плотной ткани в ручном прессе до получения плотной, легко разламывающейся массы. Можно также удалить воду из дрожжей фильтрованием под вакуумом на воронке Бюхнера через фильтровальную бумагу. Для устранения разбавления сусла водой, которая остается на поверхности дрожжевых клеток, дрожжи на воронке Бюхнера ополаскивают небольшим количеством разбавленного сусла.

Разбавленное сусло сбраживают двумя способами: брожением без размешивания или брожением с размешиванием.

При анализе первым методом в мерный цилиндр наливают 300 или 200 см³ разбавленного сусла, а в фарфоровой ступке пестиком тщательно растирают 40 или 50 г прессованных дрожжей (10% от массы сусла) с небольшим количеством сусла, приливаемого из цилиндра. Затем в толстостенную колбу вместимостью 400 или 500 см³ смывают суслом из цилиндра дрожжи с пестика и из ступки. Сосуд закрывают ватной пробкой и проводят брожение в течение 48 ч при 20-25°С, периодически слегка взбалтывая сбраживаемое.

Сброженное сусло осторожно сливают с осадка в другой сосуд, энергично встряхивают для удаления диоксида углерода и отфильтровывают на воронке Бюхнера через бумажный фильтр, возвращая в воронку первые 20-30 см³ фильтрата. В фильтрате определяют видимый экстракт с помощью сахаромера или пикнометрически.

При анализе вторым (ускоренным) способом в стакан вместимостью 500-600 см³, снабженный мешалкой и крышкой, вносят 200 см³ сусла и 16 г отпрессованных дрожжей, закрывают крышкой, помещают в водяную баню, включают мешалку и сбраживают сусло 5 ч при 20-25°С. Сброженное сусло отфильтровывают и определяют в нем видимый экстракт.

Конечную степень сбраживания X, показывающую количество сброженных веществ в сусле, определяют в процентах к массе экстрактивных вещества в исходном сусле по формуле

Где

m_CB - массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %,

m_СВ1 - видимая массовая доля сухих веществ сброженного сусла, %.

Для вычисления конечной степени сбраживания, например пикно-метрически, определяют относительную плотность р₂₀²⁰, г/см³, исходного и сброженного сусла. Затем, пользуясь данными табл. 37, по относительной плотности находят значение массовой доли сухих веществ в начальном сусле (m_CB г/100 г или в %) и видимый экстракт сброженного сусла (m_CB1, г/100 г или в %). Подставляя полученные данные в формулу, находят конечную степень сбраживания сусла.