Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет
низкотемпературных и пищевых технологий
Кафедра пищевой биотехнологии
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ
ПРОИЗВОДСТВА ПИВА
И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
Методические указания, программа
и вопросы к самостоятельной работе
для магистров, обучающихся
по направлению 552400,
и студентов специальности 270500
Санкт-Петербург 2005
УДК 663.4
Меледина Т.В., Дедегкаев А.Т. Научные основы производства пива и безалкогольных напитков: Метод. указания, программа и вопросы к самостоятельной работе для магистров, обучающихся по направлению 552400, и студентов спец. 270500. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2005. – 14 с.
В методических указаниях изложены программа курса, темы для самостоя-тельного изучения, вопросы для самопроверки при подготовке к коллоквиумам и защите лабораторных работ. Приведен список литературы и указаны источники информации, которые следует использовать при самостоятельном изучении программы курса.
Учебное пособие предназначено для магистров, обучающихся по направлению 552400 «Технология продуктов питания», и для студентов специальности 270500 «Технология бродильных производств и виноделие».
Рецензент
Канд. техн. наук, доц. Т.П. Арсеньева
Рекомендованы к изданию советом факультета пищевых технологий
Санкт-Петербургский государственный
университет низкотемпературных
и пищевых технологий, 2005
ПРЕДИСЛОВИЕ
Дисциплина «Научные основы производства пива и безалкогольных напитков» изучается магистрами на кафедре пищевой биотехнологии факультета пищевых технологий на 5 курсе (9 семестр) в рамках программы 552407 «Биотехнология алкогольных, слабоалкогольных и безалкогольных продуктов».
Согласно учебному плану, курс включает 27 лекций, 6 лабораторных работ, самостоятельную работу студентов. После изучения дисциплины сдается экзамен. Студент держит экзамен после сдачи коллоквиумов и защиты лабораторных работ.
2. Методические указания
Отдельные разделы курса «Научные основы производства пива и безалкогольных напитков»студенты-магистры изучают самостоятельно. Темы для самостоятельного изучения входят в часть 4, раздел 3. Это связано с тем, что на лекциях освещаются наиболее сложные вопросы, как правило, теоретического характера.
При выполнении работы рекомендуется список литературы, приведенный в конце методических указаний; можно также использовать материалы на электронном носителе, которые находятся в библиотеке СПбГУНиПТ.
Изучать материал следует в последовательности, представленной в программе, с учетом лишь тех изменений или дополнений, на которые повлиял технический прогресс.
Изучая каждый технологический процесс, вначале необходимо усвоить сведения о сырье, обратив особое внимание на изменения, которые происходят во время его хранения.
Изучение отдельных стадий технологии производства солода, пива и безалкогольных напитков начинается с четкого усвоения цели и задачи каждой технологической стадии, сущности протекающих физико-химических и биологических процессов, вызывающих те или иные превращения составных веществ сырья. Далее следует детально разобрать технологические режимы проведения процессов и дать сравнительную оценку их с точки зрения влияния на качество готового продукта и экономической целесообразности. Студент должен иметь собственное мнение о путях повышения выхода и качества продукта.
После изучения процессов, происходящих на каждой отдельной технологической стадии, рекомендуется обращаться к вопросам самопроверки (часть 5).
При подготовке к коллоквиуму следует руководствоваться вопросами, приведенными в части 4. Для защиты лабораторных работ необходимы протоколы с результатами исследований и критическими замечаниями и предложениями по регулированию технологического процесса. Кроме того, при подготовке к защите лабораторных работ помогут вопросы, помещенные в части 4.
Для более глубокого изучения предмета в конце издания приведен список рекомендуемой литературы. Кроме того, дается перечень дополнительных периодических изданий, помогающий расширить кругозор студента в освоении дисциплины. Вот их список:
Журналы:
– Пищевая промышленность;
– АПК: Достижения науки и техники;
– Пищевая технология: Известия вузов;
– Пиво и напитки;
– Биотехнология;
– Информационный бюллетень;
– Индустрия напитков;
– Мир пива;
– Спутник пивовара;
– Продукты питания.
Реферативные журналы:
– Химия и технология пищевых продуктов;
– Оборудование пищевой промышленности;
– Экономика отраслей пищевой промышленности.
Сайты
www.propivo
3. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Раздел 1. Научные основы производства солода.
Селекция ячменей. Современные сорта ячменей, используемых в пивоварении. Качественная оценка ячменя для пивоварения. Режимы солодоращения в зависимости от качественных показателей ячменя. Стимуляторы и активаторы солодоращения.
Показатели, характеризующие качество светлого солода. Пути регулирования качества солода.
Характеристика специальных солодов. Характеристика материалов, предназначенных для корректировки вкуса и цвета пива.
Коллоквиум 1.
Защита лабораторных работ 1и 2.
Лабораторное занятие 1. Новые методы в оценке качества светлого солода.
Лабораторное занятие 2. Оценка качества специальных солодов и разработка рецептур с использованием специальных солодов.
Раздел 2. Научные основы применения несоложеных материалов в пивоварении.
Сравнительная характеристика несоложеных материалов твердой консистенции (злаки, сахар-песок, крахмал). Научный подход к разработке режимов приготовления заторов с несоложеными материалами. Регулирование состава экстракта.
Лабораторное занятие 3. Приготовление заторов с различными несоложеными материалами и специальными солодами.
Защита лабораторной работы 3.
Раздел 3. Охмеление сусла.
Характеристика хмеля и хмелевых препаратов. Научный подход к выбору препаратов хмеля и режима охмеления.
Раздел 4. Дрожжи в пивоварении.
Тема 4.1. Характеристика штаммов дрожжей
Производственно-важные признаки дрожжей. Классификация дрожжей по флокуляционной способности, по скорости и степени сбраживания сусла. Характеристика отечественных и зарубежных коллекций дрожжей. Научный подход к выбору штамма дрожжей, отвечающему требованиям, предъявляемым к конкретным сортам пива (по вкусу, аромату, концентрации этанола и т. п.). Питание дрожжей. Регулирование метаболизма углеводов и азотсодержащих компонентов и жиров.
Тема 4.2. Технология ведения чистой культуры и семенных дрожжей
Научные основы выбора технологии чистой культуры. Метаболизм дрожжей во время хранения. Ведение семенных дрожжей. Обработка семенных дрожжей. Активация семенных дрожжей.
Тема 4.3. Научные основы брожения и дображивания пива
Современный подход к процессам брожения пива. Биохимические и физико-химические процессы. Способы ускорения брожения и дображивания пива. Высокоплотное пивоварение. Дображивание пива с использованием иммобилизированных дрожжей.
Лабораторное занятие 4. Сравнительная характеристика различных штаммов дрожжей
Защита лабораторной работы 4.
Коллоквиум 2.
Тема 4.4. Научные основы сенсорного анализа пива
Сенсорные свойства пива. Факторы, определяющие вкусовую стабильность пива. Факторы, определяющие пенообразование и пеностойкость пива. Вспомогательные материалы для стабилизации пены. Методы сенсорного анализа. Общие правила проведения дегустаций. Системы дегустации.
Раздел 5. Вспомогательные материалы в производстве пива
Тема 5.1. Ферменты в пивоварении
Классификация и номенклатура ферментов, используемых в пивоварении. Применение ферментных препаратов при затирании, кипячении сусла с хмелем, при брожении и дображивании пива.
Тема 5.2. Вспомогательные материалы для фильтрования пива и воздуха
Характеристика кизельгуров, перлитов, целлюлозы, активированного угля. Научный подход к выбору и технологии применения фильтровальных материалов. Контроль процесса фильтрования пива.
Фильтрование воздуха и диоксида углерода. Материалы и технологические схемы.
Тема 5.3. Научные основы применения вспомогательных материалов для повышения коллоидной стойкости пива
Причины возникновения небиологического помутнения пива. Методы определения коллоидной стойкости пива. Вспомогательные материалы для повышения белковой стабильнотси пива. Вспомогательные материалы для повышения полифенольной стабильности пива. Оклеивающие препараты. Технологические аспекты применения стабилизаторов белковой и фенольной стойкости пива. Антиоксиданты в пивоварении.
Лабораторное занятие 5. Сравнительная характеристика различ-ных фильтровальных материалов.
Защита лабораторной работы 5.
Коллоквиум 3.
Раздел 6. Основные направления научно-технического прогресса в производстве безалкогольных напитков
Тема 6.1. Новые виды сырья для производства безалкогольных напитков
Баланс воды в организме человека. Функциональные напитки.
Применение подсластителей: натуральные подсластители, фруктовые сиропы, синтетические сладкие вещества. Получение напитков с повышенной биологической ценностью (с применением фруктовых соков, молочной сыворотки и т. д.).
Тема 6.2. Совершенствование технологии и улучшение качества безалкогольных напитков
Технологии получения соков, сокосодержащих напитков и безалкогольных напитков для разных групп населения. Повышение биологической и коллоидной стойкости напитков.
Лабораторное занятие 6. Приготовление сокосодержащих напитков, их анализ по физико-химическим и сенсорным показателям.
Защита лабораторной работы 6.
4. Вопросы для самоподготовки
Раздел 1. Научные основы производства солода
Режимы солодоращения в зависимости от качественных показателей ячменя. Стимуляторы и активаторы солодоращения.
Характеристика специальных солодов. Характеристика материалов, предназначенных для корректировки вкуса и цвета пива.
Литература: [3; 7].
Раздел 2. Научные основы применения несоложеных материалов в пивоварении.
Научный подход к разработке режимов приготовления заторов с несоложеными материалами. Регулирование состава экстракта.
Раздел 3. Охмеление сусла.
Характеристика хмеля и хмелевых препаратов. Научный подход к выбору препаратов хмеля и режима охмеления.
Раздел 4. Дрожжи в пивоварении.
Характеристика отечественных и зарубежных коллекций дрожжей. Научный подход к выбору штамма дрожжей, отвечающему требованиям, предъявляемым к конкретным сортам пива (по вкусу, аромату, концентрации этанола и т. п.).
Способы ускорения брожения и дображивания пива. Высокоплотное пивоварение. Дображивание пива с использованием иммобилизированных дрожжей.
Вспомогательные материалы для стабилизации пены. Методы сенсорного анализа. Общие правила проведения дегустаций. Системы дегустации.
Литература: [1; 2; 3; 5; 7].
Раздел 5. Вспомогательные материалы в производстве пива
Классификация и номенклатура ферментов, используемых в пивоварении.
Контроль процесса фильтрования пива.
Фильтрование воздуха и диоксида углерода. Материалы и технологические схемы.
Методы определения коллоидной стойкости пива. Оклеивающие препараты. Технологические аспекты применения стабилизаторов белковой и фенольной стойкости пива. Антиоксиданты в пивоварении.
Литература: [3; 6].
Раздел 6. Основные направления научно-технического прогресса в производстве безалкогольных напитков
Баланс воды в организме человека. Применение подсластителей: натуральные подсластители, фруктовые сиропы, синтетические сладкие вещества.
Повышение биологической и коллоидной стойкости напитков.
Литература: [4].
5. Вопросы для самопроверки
Вопросы к коллоквиуму 1 и лабораторным работам 1 и 2
1. Российские и зарубежные сорта пивоваренных яровых и озимых ячменей.
2. Режимы затирания (не менее двух) заторов с содержанием 90 % ячменя и 10 % риса. Дать научное обоснование.
3. Влияние отдельных компонентов ячменя на формирование органолептических свойств пива, коллоидную и вкусовую стабильность.
4. Режимы затирания (не менее двух) заторов с содержанием 90 % ячменя и 10 % кукурузы. Дать научное обоснование.
5. Ферментативная активность ячменя с точки зрения разработки режимов солодоращения.
6. Качественная оценка ячменя для пивоварения. Переработка высокобелковистых ячменей.
7. Режимы затирания (не менее двух) заторов с содержанием 90 % солода и 10 % ячменя. Дать научное обоснование.
8. Современный подход к оценке качества солода.
9. Взаимосвязь между показателями качества солода и качеством пива.
10. Перерабатываемость солода, имеющего различные показатели качества: недорастворенные солода, их характеристика. Научно обоснованные режимы затирания.
11. Перерабатываемость солода, имеющего различные показатели качества. Перерастворенные солода, их характеристика. Научно обоснованные режимы затирания.
12. Перерабатываемость солода, имеющего различные показатели качества. Солода высокого качества, их характеристика. Научно обоснованные режимы затирания.
13. Сравнительная характеристика с точки зрения использования в пивоварении кукурузы, ячменя и риса (влияние на состав сусла, коллоидную стойкость пива, его сенсорный профиль и вкусовую стабильность).
14. Характеристика материалов, предназначенных для корректировки вкуса и цвета пива.
15. Красящие солода. Рецептуры, в состав которых входят красящие солода, и технология их затирания.
Вопросы к коллоквиуму 2 и лабораторным работам 3 и 4
1. Роль дрожжей в процессе главного брожения и дображивания пива. Изменение физико-химических параметров в процессе главного брожения.
2. Подход к выбору температурного режима брожения сусла.
3. Углеводный метаболизм дрожжей. Углеводный состав сусла, последовательность потребления сахаров сусла.
4. Стадии брожения сусла, их визуальный и микробиологический контроль.
5. Гликолиз и аэробный метаболизм глюкозы. Влияние соотношения между различными сахарами сусла (глюкоза: мальтоза: мальтотриоза) на процесс брожения.
6. Эффекты Пастера и Кребтри и их роль при получении пива.
7. Иммобилизованные дрожжи в пивоварении.
8. Роль кислорода в метаболизме пивных дрожжей. Потребность различных штаммов дрожжей в кислороде.
9. Режимы брожения и созревания пива в ЦКТ, их характеристика и научное обоснование.
10. Влияние условий хранения дрожжей на их бродильную активность. Способы определения бродильной активности.
11. Подход к расчету отделения семенных дрожжей. Техно-химический и микробиологический контроль.
12. Азотный метаболизм дрожжей. Азотный состав пивного сусла. Влияние азотсодержащих соединений на процесс брожения и качество пива.
13. Физиологическое состояние дрожжей, способы его оценки. Влияние на технологию сбраживания сусла.
14. Классификация пивных дрожжей по технологическим и биохимическим признакам.
15. Технохимический и микробиологический контроль процесса в бродильном цехе.
16. Дрожжи верхового и низового брожения. Современные представления о них.
17. Способы интенсификации сбраживания сусла.
18. Принцип классификации дрожжей по их способности к флокуляции. Механизмы флокуляции. Факторы, влияющие на флокуляцию дрожжей: состав среды, количество и качество семенных дрожжей, температура и рН среды, генетические особенности дрожжей.
19. Штаммовые характеристики дрожжей, определяющие сенсорный профиль пива.
20. Дображивание пива. Формы связи диоксида углерода в пиве. Отклонения при дображивании пива и способы их устранения.
21. Факторы, определяющие бродильную активность дрожжей. Способы ускорения процесса сбраживания сусла.
22. Созревание пива. Технологические режимы брожения с различными способами созревания.
23. Ведение чистой культуры и семенных дрожжей. Технологические схемы получения чистой культуры дрожжей.
24. Образование вкусо-ароматических веществ в процессе главного брожения. Образование высших спиртов, кислот и эфиров. Образование диацетила, ацетоина и бутандиола.
25. Роль физиологического состояния дрожжей и режимов сбраживания сусла.
Вопросы к коллоквиуму 3 и лабораторной работе 5
1. Классификация и номенклатура ферментов, используемых в пивоварении.
2. Применение ферментных препаратов при затирании, кипячении сусла с хмелем.
3. Применение ферментных препаратов при брожении и дображивании пива.
4. Применение современных ферментных препаратов для корректировки состава сусла (соотношения между отдельными его компонентами).
5. Ферменты, применяемые с целью повышения коллоидной стойкости и вкусовой стабильности пива.
6. Характеристика кизельгуров, перлитов, целлюлозы, активированного угля.
7. Научный подход к выбору и технологии применения фильтровальных материалов. Контроль процесса фильтрования пива.
8. Фильтрование воздуха и диоксида углерода. Материалы и технологические схемы.
9. Причины возникновения небиологического помутнения пива.
10. Методы определения коллоидной стойкости пива.
11. Вспомогательные материалы для повышения белковой стабильности пива. Вспомогательные материалы для повышения полифенольной стабильности пива.
12. Оклеивающие препараты.
13. Технологические аспекты применения стабилизаторов белковой и фенольной стойкости пива.
14. Антиоксиданты в пивоварении.
15. Факторы, определяющие пенообразование и пеностойкость пива.
16. Вспомогательные материалы для стабилизации пены.
Вопросы к лабораторной работе 6
1. Баланс воды в организме человека. Функциональные напитки.
2. Применение подсластителей: натуральные подсластители, фруктовые сиропы, синтетические сладкие вещества.
3. Получение напитков с повышенной биологической ценностью (с применением фруктовых соков, молочной сыворотки и т. д.).
4. Технологии получения соков, сокосодержащих напитков и безалкогольных напитков для разных групп населения.
5. Повышение биологической и коллоидной стойкости напитков.
6. Сенсорные показатели.
7. Научный подход к разработке функциональных напитков.
8. Классификация функциональных напитков. Характеристика компонентов, входящих в функциональные напитки.
Список литературы
1. Дуборасова Т.Ю. Сенсорный анализ пищевых продуктов. Дегустация вин. Учеб. пособие. – М.: Изд. книготорговый центр «Маркетинг», 2001. – 184 с. (на электронном носителе).
2. Кунце В., Мит Г. Технология солода и пива: – СПб.: Профессия, 2001. – 912 с.
3. Меледина Т.В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении:– СПб.: Профессия, 2003. – 300 с.
4. Рудольф В.В., Орещенко А.В., Яшнова П.М. Производство безалкогольных напитков: Справ. – СПб.: Профессия, 2000. – 360 с.
5. Меледина Т.В. Теория и практика дегустации пива: Метод. указания. – СПбГАХПТ, 1997. – 25 с.
6. Коллоидная стойкость пива и пути ее повышения: Метод. указания. – СПбГАХПТ, 1997. – 19 с.
7. Ермолаева Г.А. Лабораторный практикум. – СПб.: Профессия, 2003. – 600 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ 5
2. Методические указания 5
3. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА 6
4. Вопросы для самоподготовки 9
5. Вопросы для самопроверки 11
Список литературы 14
Меледина Татьяна Викторовна,
Дедегкаев Александр Тазаретович
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ
ПРОИЗВОДСТВА ПИВА
И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
Методические указания, программа
и вопросы к самостоятельной работе
для магистров, обучающихся
по направлению 552400,
и студентов специальности 270500
Редактор
Р.А. Сафарова
Корректор
Н.И. Михайлова
Компьютерная верстка
Н.В. Гуральник
_________________________________________________________________________
Подписано в печать 31.08.2005. Формат 6084 1/16
Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,88
Тираж 300 экз. Заказ № C 57
________________________________________________________________________
СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
ИПЦ СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
17