>>> Стабилизация пива при окончательном фильтровании
Лист данных о применении
>>> ВВЕДЕНИЕ
Во всем мире вкус и коллоидная стабильность являются важными эталонами качества для пивоваров и потребителей пива. Пиво должно быть приемлемым напитком с приятным вкусом, привлекательным цветом и прозрачностью, содержащим достаточно газа, чтобы поддерживать аромат и пенистость даже после транспортировки на другой край света или после хранения в течение нескольких месяцев в супермаркетах.
BrewtanâF является 100% природным галлотанином, специально предназначенным для обеспечения комбинированного увеличения коллоидной и вкусовой стабильности. При использовании непосредственно перед окончательным фильтрованием этот танин реагирует, прежде всего, с содержащими группы SH кислыми протеинами, участвуя в процессах адсорбции и последующего осаждения. Образовавшиеся в результате такого взаимодействия BrewtanâF – протеиновые комплексы удаляются при фильтровании.
>>> ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
BrewtanâF является природной смесью тесно связанных полигаллоилглюкозных соединений.
Для производства пива технически подходит только высокомолекулярная таниновая кислота со структурой, аналогичной структуре таких соединений. Достаточно чистыми для того, чтобы исключить в дальнейшем неприемлемо высокое содержание примесей являются только продукты Brewtan®, которые производятся компанией Ajinomoto OmniChem.
Для производства своих гидролизуемых танинов компания OmniChem использует непрерывный процесс экстракции в системе твердое тело – жидкость. Полученный таким образом сырой экстракт подвергается дальнейшей очистке, используя экстракцию в системе жидкость – жидкость. При надлежащем подборе экстракционных растворителей можно удалить большое число разнообразных примесей. Если необходимо, то для дальнейшей очистки могут использоваться дополнительные стадии, включая применение ионообменных смол, обработку активированным углем и фильтрование. Очищенный экстракт подвергается сушке распылением и, в конечном итоге, гранулированный продукт получают, используя технологию псевдоожиженного слоя.
>>> СВОЙСТВА BREWTAN® F
>> Физические свойства
● | Гранулированный порошок, гарантирующий оптимальное растворение и отсутствие пыли во время работы. |
● | Отсутствие вкуса при растворении в воде вплоть до концентрации 160 ppm (16 г/гл), что гарантирует отсутствие влияния на вкус даже при наивысшей из рекомендуемых рабочих концентраций (то есть, 10 г/гл) |
>> Химические свойства
● | Галлотанины с большим молекулярным весом, получаемые из древесины галлового дерева (Rhus semialata) экстракцией и последующей очисткой. |
● | Быстро взаимодействуют с белками(1). Очень эффективны для коагуляции и флокуляции пролина и/или тиола белков, содержащих (-SH) группы. |
● | Не взаимодействуют с белками, активно образующими пену. |
● | Действует в качестве металл-хелатной добавки. Благодаря склонности содействовать комплексообразующим свойствам металлов, такая добавка предотвращает реакцию Фентона, которая сопровождается появлением неприятного вкуса в готовом пиве. |
Рис.1. Схема реакции Фентона.
● | Защищает природные антиокислительные свойства, действуя в качестве восстановителя(2) и нейтрализатора радикалов. |
>> Гарантии качества
● | Гарантированный срок хранения, по крайней мере, 5 лет со дня производства при условии хранения в сухом темном месте в оригинальной упаковке. |
● | Не содержат генетически модифицированные и BSE продукты. |
>> Соответствие законодательным актам
● | Соответствует последним изданиям монографий FCC и FAO-WHO. |
● | В соответствии с Законом ЕС о пищевых продуктах Brewtanâ считается технологической добавкой. На большинстве мировых рынков пищевых продуктов (США, Япония, Австралия, Новая Зеландия, Китай, …) Brewtanâ считается рекомендованной пищевой/технологической добавкой. Дополнительная информация содержится в нашей публикации Лист FAQ “Ajinomoto OmniChem tannins in the brewing industry”. |
>>> ПРИМЕНЕНИЕ BREWTAN ПРИ ОКОНЧАТЕЛЬНОМ ФИЛЬТРОВАНИИ
Brewtan® F является наиболее экономичным и рациональным стабилизатором пива, который обеспечивает длительную стабильность при повышенной способности противостоять окислению. Оптимальные рабочие характеристики достигаются при комбинированном использовании с перлитовым фильтром, когда при фильтровании отходов фильтрования не образуется. Brewtan можно легко использовать в сочетании с другими способами стабилизации.
>> Практическая реализация
Необходимое оборудование
Рекомендуется использовать оборудование из нержавеющей стали, поскольку переходящее в растворенное состояние железо из оборудования, изготовленного из обычной стали, образует с галлотанинами комплексные соединения темно-синего цвета.
Для использования BrewtanâF непосредственно перед окончательным фильтрованием требуется специальное оборудование, поскольку BrewtanâF вводится пропорционально в поток пива непосредственно перед буферным чаном. Насос для подачи присадки должен быть приспособлен для работы с грубозернистой вспомогательной фильтрующей присадкой.
Подготовка, дозировка и последовательность введения
Типичная величина рабочей концентрации BrewtanâF перед окончательным фильтрованием составляет 0,5–2 г/гл. Количество использованного BrewtanâF выражается в отношении к 100% количеству конечного солодового пива. Также необходимо принимать во внимание количество введенных зерновых добавок, количество дрожжевых клеток и содержание O2.
Прозрачные растворы получают при медленном добавлении BrewtanâF к мягкой воде при комнатной температуре и перемешивании для предотвращения образования комков. Мы рекомендуем концентрацию 25%, которую впоследствии дополнительно необходимо разбавить до 1–5% при температуре выдержки в пивном погребе. Используемая вода не должна содержать O2, а ее поверхность должна быть защищена атмосферой из CO2 с тем, чтобы предотвратить проникновение O2 в пиво.
Время взаимодействия
Для взаимодействия Brewtan® F с нестабильными кислыми белками при температуре –1,5°C ÷ + 20°C требуется всего несколько секунд, но для образования стабильных хлопьев необходимо несколько минут. Оптимальная температура для немедленной стабилизации составляет –1.5°C ÷ – 0.5°C.
Перлитовый фильтр
Brewtan® F взаимодействует с пивными белками с образованием небольших хлопьев. В процессе соосаждения формируются хлопья большего размера, вследствие чего удаление белков улучшается.
В отличие от фильтрования с перлитовым фильтром фильтрование с кизельгуровым фильтром является процессом смешанного поверхностного и глубинного фильтрования. Вследствие специфики структуры частиц перлита фильтрование с перлитовым фильтром в большей степени является процессом смешанного глубинного и адсорбционного фильтрования. Поскольку площадь фильтрации при использовании перлитового фильтра намного больше, то удалять Brewtanâ F/белковые хлопья с помощью перлитового фильтра легче.
Параметры альтернативных вспомогательных фильтрующих присадок для пива с большим количеством дрожжевых клеток
Набор:
1-й слой: 500 г/м² грубозернистого кизельгура или перлита (например, 1,5Дарси)
2-й слой: 500 г/м² тонкозернистого кизельгура (например, 0,1 Дарси)
3-й слой (необязательный): 300 г/м² перлита (1,5 Дарси).
Дозация: 75–150 г/гл перлита (1,5 Дарси) пропорционально содержанию дрожжей.
Режим работы фильтра, содержащего перлит при дозации, например, 100 г/гл, можно отрегулировать с тем, чтобы иметь определенную величину помутнения или протяженность фильтра, добавляя большее или меньшее количество Brewtan:
▪ | слишком мутное пиво: увеличить количество Brewtan; |
▪ | слишком прозрачное пиво или трудно фильтруемое пиво: увеличить количество перлита или уменьшить количество Brewtan. |
Параметры альтернативных вспомогательных фильтрующих присадок для пива с небольшим количеством дрожжевых клеток:
В альтернативный набор входит присадка, содержащая 50% кизельгура (±1÷1,2 Дарси) и 50% перлита (±1,5 Дарси). Это является простой исходной точкой использования перлита, что чаще всего применяется при получении довольно прозрачного пива с низким содержанием дрожжей (например, пива, которое подвергается центрифугированию перед фильтрованием).
Набор:
1-й слой: 500–1000 г/м² грубозернистого кизельгура или перлита (±1,5 Дарси)
2-й слой: 500–1000 г/м² тонкозернистого кизельгура (±0,1 Дарси)
3-й слой (необязательный): то же самое, что и для присадки.
Дозация: 75–150 г/гл смеси 50/50 г кизельгура и перлита (1–1,5 Дарсии).
Влияние сырьевого материала
Солод
Солод с содержанием белка 9-12% считается хорошим пивоваренным солодом. При содержании белка менее 9% возникают проблемы, связанные с пенообразованием. При содержании белка, превышающем 12%, пиво получается очень нестабильным. Использование солода с высоким содержанием азота снижает производительность варочного цеха, приводит к образованию белков с более высокой растворимостью и, таким образом, к увеличению мутности готового пива. Brewtan FC может помочь скорректировать такие флуктуации качества солода, удаляя избыточное количество белка.
Хмель
Наиболее стабильное пиво получается при использовании неокисленного пива с высоким содержанием α-фракции. Очень легким способом, помогающим улучшить общую стабильность, является использование экстрактов и гранул из хмеля.
>> Влияние использования BrewtanâF
Влияние на коллоидную стабильность
Для изучения влияния BrewtanâF на коллоидную стабильность были проведены перечисленные ниже испытания.
При первом испытании одну порцию пива непосредственно перед фильтрованием разделили на две части. Одна половина считалась контрольной, а в другую половину ввели 2 г/гл Brewtanâ.
В процессе принудительного испытания пиво нагревали до температуры 60°C в течение 12, 24, 36 и 48 часов, охлаждали до 0°C и определяли мутность при 0°C. Мутность контрольного пива была в 6 раз выше мутности обработанного BrewtanâF пива после нагревания в течение 24 часов, а при сравнении с пивом, которое нагревали в течение 48 часов, различие в мутности увеличилось до 9 раз.
Рис.2. Результаты принудительного испытания при 60°C
обработанного и необработанного пива.
Второе определение стабильности проводили по методу Чапона (испытание в холодном спирте) на двух испытуемых порциях пива. Каждую испытуемую порцию непосредственно перед окончательным фильтрованием делили на две части. Одну половину обрабатывали BrewtanâF (2 г/гл), а другая была контрольной.
Концентрация 2 г/гл Brewtan способствует снижению мутности приблизительно на 80%, свидетельствуя о том, что введение BrewtanâF перед окончательным фильтрованием обеспечивает увеличение коллоидной стабильности.
Рис.3.Результаты двух испытаний в холодном спирте.
Влияние на стойкость вкуса
Влияние дневного света на вкус является очень важным фактором. Удаление части содержащих серу соединений без уменьшения количества полифенолов в очень значительной мере стабилизирует вкус пива.
Таблица 1. Влияние на вкус и защита от воздействия света
Коричневые бутылки, выдержка при обычном дневном свете в течение 45 дней при температуре 20°C | Бесцветные бутылки, выдержка при ярком дневном освещении в течение 20 дней при температуре 20°C | |
Без добавки | Картонный привкус | Световой привкус |
2 г/гл BrewtanâF | Нормальный вкус | Нормальный вкус |
Таблица 2. Влияние света на содержание групп SH
Введение добавки г/гл | Начальное содержание SH-групп (0 дней) | Содержание SH-групп после выдержки в течение 20 дней при ярком дневном свете | Общее содержание серы в белках |
Без добавки | 1,30 ppm | 2,55 ppm | 0,53% |
2 г/гл BrewtanâF | 1,05 ppm | 1,15 ppm | 0,30% |
В обработанном пиве, хранившемся в бесцветных бутылках, количество SH-групп увеличилось только на 9%, а в необработанном – на 96%. Общее количество содержащих серу белков в пиве без добавки составило 0,53%, в то время как в пиве, обработанном BrewtanâF, – только 0,30%.
В результате уменьшения в пиве количества соединений, содержащих серу и SH-группы, имеет место значительное улучшение стойкости пива к воздействию света и защиты вкуса от внешних воздействий.
Влияние на цвет пива
Введение добавки BrewtanâF помогает предотвратить изменение окраски пива под воздействием дневного света.
Таблица 3. Влияние света на цвет пива
Коричневые бутылки, выдержка при обычном дневном свете в течение 45 дней при температуре 20°C | Бесцветные бутылки, выдержка при ярком дневном освещении в течение 20 дней при температуре 20°C | |
Без добавки | Нормальный | Коричневый |
2 г/гл BrewtanâF | Нормальный | Нормальный желтый |
Влияние на уменьшение содержания металлов
Ионы металлов, таких как железо, оказывают каталитическое действие на образование радикалов альдегидов, потерю свежести и старение пива. Уменьшение содержания металлов может ослабить процесс старения. Хорошо известно, что BrewtanâF является хелатообразователем для двух - и трехвалентных ионов. Благодаря способности поощрять комплексообразующие свойства металлов, эта добавка помогает предотвратить такие реакции, которые могут привести к появлению неприятного вкуса в готовом пиве.
Рис.4. Влияние BrewtanâF на уменьшение содержания металлов.
Влияние на пенообразование
Каждая из четырех, предназначенных для испытаний и отобранных непосредственно перед окончательным фильтрованием порций пива, была разделена на две части, одна половина считалась контрольной, а в другую половину ввели добавку BrewtanâF.
Таким образом, можно было сравнить период полураспада пены необработанного контрольного образца и образца пива, стабилизированного 2 г/гл BrewtanâF, на стадии окончательного фильтрования.
Использование BrewtanâF на стадии окончательного фильтрования не оказывает отрицательного воздействия на пенообразование. В некоторых случаях при использовании BrewtanâF пенообразование было даже лучше вследствие абсорбции жирных веществ хлопьями BrewtanâF.
Рис.5. Влияние BrewtanâF на пенообразование.
>> Остатки в готовом пиве
Для определения влияния BrewtanâF на количество полифенольных остатков были приготовлены четыре порции пива, используя одни и те же сырьевые материалы и метод пивоварения.
Таблица 4. Количество остатков BrewtanâF в готовом пиве
Введение BrewtanâF, г/гл | Количество полифенольных остатков |
0 г | 0,50 ppm |
2 г | 0,40 ppm |
4 г | 0,40 ppm |
6 г | 0,39 ppm |
Количество полифенольных остатков в необработанном пиве составляет 0,50 ppm. При определении количества полифенольных остатков в пиве, обработанном BrewtanâF (5, 4 и 6 г/гл), было обнаружено, что их количество меньше, чем количество остатков в необработанном пиве. Заключение: остатков BrewtanâF в готовом пиве не имеется, даже в том случае, когда количество введенной добавки в три раза превышает рекомендуемую величину (2 г/гл).
>> Совместимость с другими стабилизаторами
BrewtanâF можно использовать вместе с другими стабилизаторами, такими как PVPP, если только предпринять определенные меры предосторожности.
>>> ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Все пивовары знают, что основное влияние на стойкость вкуса и коллоидную стабильность пива оказывают методы пивоварения, подбор исходных материалов и содержание кислорода в процессе пивоварения. Следовательно, для достижения надежных результатов нужен комплексный подход.
Для производства пива с более стабильным вкусом и длительной коллоидной стабильностью даже более важными являются другие характеристики, такие как количество металлов, белков, полифенолов, серы, SH-групп, альдегидов, устойчивость к потере свежести (RSV) и стабильность.
Уменьшая количество металлов, содержащих серу белков и ограниченно снижая количество антоцианогенов, можно достичь желаемых свойств, таких как более чистый остаточный вкус, и избежать образования “bits”.
Стабилизированное BrewtanâF пиво отвечают всем требованиям, предъявляемым сегодня к хорошо стабилизированному пиву, обладающему значительно лучшей коллоидной стабильностью и, благодаря мощному хелатообразующему воздействию, повышенной стойкостью вкуса, не влияющему на пенообразование и не образующему остатков.
BrewtanâF является эффективным, надежным и автономным решением проблемы стабилизации, не допускающим каких-либо потерь пива и не увеличивающим количество отходов.
Содержание фракции BrewtanâF /белки во вспомогательной фильтрующей присадке составляет 2–3%, как и при обычном фильтровании. BrewtanâF лучше всего использовать вместе с перлитовой вспомогательной фильтрующей присадкой, которая безопасна в использовании и является предпочтительной альтернативой кизельгуру.
