Анализ и оценка влияния параметров технологического процесса производства пива на его качество и стойкость тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.15, кандидат технических наук Семакин, Дмитрий Иванович

• Семакин, Дмитрий Иванович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Семакин, Дмитрий Иванович

ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Стойкость пива

1.1.1 Образование и состав коллоидных помутнений

1.1.2 Химическое помутнение

1.1.3 Вкусовая стойкость пива и процесс старения

1.2 Способы повышения коллоидной стойкости пива

1.2.1 Технологические способы повышения коллоидной стойкости пива

1.2.2 Использование стабилизирующих средств для повышения коллоидной стойкости

1.2.3 Стабилизация пива по технологии CSS

1.2.4 Система BeFiS

1.2.5 Инновационные способы стабилизации

1.3 Факторы, улучшающие вкусовую стойкость 32 Заключение по литобзору

2 МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Организация работы

2.2 Объекты и методы исследования

3 АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ПИВА НА ЕГО КАЧЕСТВО И СТОЙКОСТЬ

3.1 Анализ факторов и технологических параметров производства пива на его качество и стойкость на примере ОАО «Томское пиво»

3.2 Оценка уровня влияния отдельных факторов, определение методов управления параметрами технологических процессов для повышения качества и стойкости пива

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА СЫРЬЯ И ПОЛУПРОДУКТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА И СТОЙКОСТЬ ПИВА

4.1 Исследование изменения основных мутеобразующих веществ в процессе производства пива на всех технологических стадиях

4.2 Изучение способов снижения концентрации высокомолекулярных белковых и полифенольных соединений на стадии затирания, брожения и дображивания

5 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОЛУЧЕНИЮ СТОЙКОГО ПИВА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ В УСЛОВИЯХ ОАО «ТОМСКОЕ ПИВО»

5.1 Влияние различных концентраций силикагеля на качество и стойкость готового пива

5.2 Влияние температуры и продолжительности холодной выдержки на стойкость пива

5.3 Влияние барботирования в форфасе и мутности готового пива

5.4 Разработка рекомендаций по производству стойкого пива и их производственная оценка

5.5 Товароведная оценка качества пива с повышенной стойкостью 113 ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 117 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 119 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ и оценка влияния параметров технологического процесса производства пива на его качество и стойкость»

В условиях жесткой конкуренции на рыке пива производители стремятся всеми возможными способами оптимизировать технологию, чтобы обеспечить будущее своим брендам.

В настоящее время существует несколько вариантов выбора основных технологических процессов, и оптимальный выбор подразумевает анализ возможных последствий и их влияния на качество и стойкость продукта. Особенно повышенные требования предъявляются к высокоэффективным финишным технологическим операциям.

Многие пивоваренные предприятия независимо от объемов их производства работают с крупными дистрибьюторскими сетями, и на протяжении всей цепи сбыта в ходе хранения и реализации могут наблюдаться изменения температуры, ухудшение вкуса под действием под действием внешних факторов при его транспортировке, хранении, реализации. Для производителя пива очень важно обеспечить требуемый срок годности, указанный на этикетке. Никакая приверженность данному бренду или затраты на маркетинг не возместят потребителю разочарование от мутного или безвкусного пива.

В первом полугодии 2010 г. в России было произведено 459,3 млн. дал пива (светлого), что составляет 90,1 % к показателю аналогичного периода 2009 года. За тот же период производство напитков в целом, по данным Росстата, снизилось лишь до показателя 97,8 %, а по некоторым видам напитков (водка, столовые вина) зафиксирован рост на 57 %. Значительный спад на рынке пива стал следствием не только неблагоприятной экономической ситуации, но и дополнительного сужения спроса, вызванного трехкратным ростом акцизной ставки. Динамика роста производства оставалась отрицательной в течение всего полугодия. Наиболее значительное снижение зафиксировано в январе (44,2 % к уровню января предыдущего года). С февраля по апрель проявилась тенденция к некоторому восстановлению объемов производства, и в итоге в январе-апреле 2010 г. отмечено меньшее падение производственного показателя (-4,8%), чем в январе-апреле 2009 года (-6,4%). Однако в мае и июне, несмотря на аномально теплые погодные условия, благоприятствующие потреблению пива, темпы спада производства снова превысили показатели предыдущего года. Ни в один из месяцев первой половины 2010 г. ежемесячный объем производства пива не достиг значений предыдущего года. Если не считать крайне низких показателей января, отрасль вернулась к той динамике сезонного производства, которая была характерна для 2006 года. Повышение цен, вызванное ростом акциза на пиво, неизбежно будет переориентировать часть потребителей на те напитки, которые не испытали такого резкого роста акцизной ставки, а также - стимулировать покупки контрафактного алкоголя. [74]

В связи со всеми вышеперечисленными причинами стойкость пива и её повышение стала ещё более важной проблемой, так как эта характеристика существенно влияет на успешность работы предприятия и сбыт продукта.

Таким образом, всесторонний анализ и оценка влияния параметров технологического процесса производства пива на его качество и стойкость, и разработка рекомендаций по их повышению на основе полученных данных, является актуальной задачей.

Научная новизна

На основании анализа статистических данных по влиянию технологических параметров производства пива, определены основные параметры технологического процесса, оказывающие наибольшее воздействие на стойкость пива в процессе его производства.

Получены математические зависимости, описывающие влияние нормы внесения стабилизатора, температуры холодной выдержки пива, продолжительности холодной выдержки, мутности пива, барботирования в форфасе на стойкость пива.

Получены закономерности изменения основных мутеобразующих компонентов: белков и полифенольных веществ на различных стадиях производства пива.

Проведена оценка влияния отдельных факторов, формирующих стойкость пива на его качество. Определено изменение физико-химических и органолептических показателей пива в процессе его хранения в пределах срока годности.

Практическая значимость

С учетом полученных результатов исследований внесены изменения в технологическую схему производства пива. Разработаны и внедрены рекомендации по получению стойкого пива на ОАО «Томское пиво». Дана товароведная характеристика пива, полученного с учетом разработанных рекомендаций.

Апробация работы

Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на: 3-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания», г. Челябинск, 2009 г., ХП-й международной научно-практической конференции «Аграрная наука сельскому хозяйству Казахстана, Сибири и Монголии, г. Шымкент, Казахстан, 2009), IV Всероссийской конференции с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека», г. Кемерово, 2011 г.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Стойкость пива

Владелец мини-пивзавода при ресторане может подавать свое пиво на стол клиенту нефильтрованным и свежим. Он не должен заботиться о сохранности пива, а это большое преимущество. Но если продавать пиво вдали от производителя, то стойкость пива в течение минимального срока годности играет решающую роль, так как за короткий срок пиво может испортиться и стать непригодным для употребления. Это может произойти по следующим причинам:

• присутствующие в пиве микроорганизмы могут размножаться, из-за выделяемых продуктов метаболизма вызывать помутнение пива и делать его непригодным для употребления;

• содержащиеся в пиве коллоиды под влиянием различным факторов со временем увеличиваются в размере и вызывают помутнение пива;

• со временем пиво теряет вкус.

Главным фактором оценки пива является кристальная прозрачность (наряду со вкусом и пеной). Каждый покупатель может в течение всего срока годности легко проверить прозрачность без применения каких-либо инструментов. Потребитель считает видимое невооруженным взглядом помутнение пива значительным недостатком, который может привести к падению имиджа данной марки и потере покупателей. Поэтому пивовары должны сделать все возможное, чтобы гарантировать стойкость пива в течение всего срока годности. Для этого необходимо провести стабилизацию пива:

• биологическую

• коллоидную

Кроме того, пивовар должен прилагать все усилия для сохранения вкусовой стабильности пива в течение длительного времени[58]

Изначально прозрачное после розлива пиво при длительном хранении (при комнатной температуре) теряет свою первоначальную прозрачность с блеском, причем со временем образуется осадок. Образовавшаяся муть является необратимой и ее называют «стойкой мутью».

Коллоидное помутнение пива вследствие его охлаждения происходит при температуре О °С и вновь исчезает при повышении температуры пива до 20 °С. Многократно повторяющиеся процессы нагрева и охлаждения приводит к постоянному увеличению коллоидного помутнения, которая в конце концов переходит в необратимую стойкую муть. [66]

Заключение диссертации по теме «Товароведение пищевых продуктов и технология общественного питания», Семакин, Дмитрий Иванович

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 .Рассмотрены основные факторы, определяющие качество и стойкость пива на примере ОАО «Томское пиво» Выявлены факторы и параметры технологических процессов, оказывающие наибольшее влияние на стойкость пива.

2.На основе анализа математических зависимостей влияния основных факторов и технологических приемов выявлены наиболее значимые из них: норма внесения стабилизатора, температура холодной выдержки, время холодной выдержки, мутность, барботирование в форфасе. Показано, что норма внесения стабилизатора связана со стойкостью пива прямо пропорциональной зависимостью; температура холодной выдержки, барботирование в форфасе, норма мутности пива связаны со стойкостью пива обратно пропорциональной зависимостью; превышение и понижение нормы продолжительности холодной выдержки ведет к ухудшению стойкости.

3.Изучено изменение основных мутеобразующих компонентов: белков и отдельных фракций полифенолов на основных стадиях технологического процесса. Показано, что содержание белка фракции А к концу брожения уменьшается на 24-29 %, общее содержание полифенолов снижается на 44-52 %; антоцианогенов - на 50-57 %, лейкоантоцианов - на 100 %. На стадии дображивания убыль фенольных веществ составила 13 - 22 %, фракции белка А на 4 %.

4.Исследовано влияние осадителей полифенолов на примере желатина на показатели, характеризующие стойкость пива в процессе кипячения сусла и при обработке охлажденного сусла. Показано, что для снижения концентрации полифенолов на 30-45 % рекомендуется вносить раствор о желатина в охмеленное холодное сусло перед 0,2 - 0,3 г/дм при продолжительности выдержки соответственно 4,5 и 2,5 часа.

5.Исследовано влияние осадителя белков - каррагинана на изменение основных мутеобразующих веществ в процессе кипячения сусла с хмелем. Показано, что при норме внесения каррагинана 4-6 г/гл, концентрация белка фракции А уменьшилась на 34,8 %, полифенолов на 46,8 %, антоцианогенов на 13,0 %, лейкоантоцианов на 48,0 %. При совместной обработке сусла каррагинаном и желатином рекомендуется конце кипячения сусла с хмелем внесение каррагинана в количестве 2-5 г/гл за 30-10 минут до конца кипа, после охлаждения сусла до температуры брожения выдержка его с желатином в течение 3-4 часов из расчета расхода желатина 0,4 г/дм3 сусла.

6. На основе оценки влияния основных факторов, выбранных по результатам анализа, на качество и стойкость пива разработаны рекомендации по производству стойкого пива на ОАО «Томское пиво». Определены оптимальные параметры технологических процессов в условиях производственного эксперимента: температура начала затирания 60°С, при кипячении сусла с хмелем за 30 минут до окончания внесение препарата каррагинана - рикогель в дозировке 2 г/гл; брожение при температуре 12,5 -14,5°С; холодная выдержка при температуре минус 1°С в течении 4 суток; фильтрация с применением силикагеля в количестве 80 г/гл. Дана товароведная характеристика опытных образцов пива. Показано положительное влияние выбранных параметров на качество, стойкость и показатели безопасности пива.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Семакин, Дмитрий Иванович, 2011 год

1. Ангер, Х.-М. Обеспечение небиологической стабильности пива -важный фактор, гарантирующий максимальную стойкость при хранении/ Х.-М. Ангер //ВгашуеН;. 1996.-№ 2.-С.40

2. Андреева, О. В. Осадки в пиве: атлас частиц, которые могут быть обнаружены в разлитом пиве/О. В. Андреева, Е. Т. Шувалова. М.: МИЦ Пиво и напитки XXI век, 2004.-115с.

3. Бери, Д. Биология дрожжей / Д. Бери. М.: Мир, 1985. - 86 с.

4. Булгаков, Н.И. Биохимия солода и пива / Н. И. Булгаков М.: Пищевая промышленность, 1976. - 192 с.

5. Вакербауэр, К. Разведение чистой культуры дрожжей / К. Вакербауэр, X. Хеонг, М. Бекманн // Мир пива. 2004.-№2.-с.16-28

6. Великая, Е. И. Лабораторный практикум по курсу общей технологии бродильных производств (общие методы контроля) / Е. И. Великая, В. Ф. Суходол. М.: Пищевая промышленность, 1983. - 312 с.

7. Вертелов, В. К. Оптимизация технологического процесса затирания с использованием несоложеного сырья и ферментных препаратов / В. К. Вертелов, М. С. Созинова, И. В. Селина // Пиво и напитки, 2008.-№1,-с.24-25

8. Веселов, И. Я. Влияние температурного режима на образование побочных продуктов брожения в пиве / И. Я. Веселов, И. М. Грачёв, Л. Е. Михайлов // Спиртовая промышленность. 1963. - № 5. с. 13-17

9. Вишняков, И. Г. Безопасность пива и пути снижения ДМС / И. Г. Вишняков, О. Б. Иванченко // Пиво и напитки. 2007.-№6.-с.10-12

10. Гарманова Е. JL, Заварзина О. В. Влияние стимулятора роста органического происхождения на генеративную активность и качество дрожжей. В кн.: "Материалы 35-й отчетной научной конференции ВГТА за 1996 г. - Воронеж: ВГТА, 1997. - с.59.

11. Главачек, Ф. Пивоварение / Ф. Главачек, А. Лхотский. М.: Пищевая промышленность. - 1977. - 626 с.

12. Голикова, Н.В. Белки в пивоварении / Н. В. Голикова. М.: Пищевая промышленность. - 1981. - 186 с.

13. ГОСТ 10444.15-94 Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-аэробных микроорганизмов.

14. ГОСТ 12786-80 Пиво. Правила приемки и методы отбора проб.

15. ГОСТ 12787-81 Пиво. Методы определения спирта, действительного экстракта и расчет сухих веществ в начальном сусле.

16. ГОСТ 12788-87 Пиво. Методы определения кислотности.

17. ГОСТ 12789-87 Пиво. Методы определения цвета.

18. ГОСТ 21-94 Сахар-песок. Технические условия

19. ГОСТ 29294-92 Солод пивоваренный ячменный. Технические условия

20. ГОСТ 30060-93 Пиво. Методы определения органолептических показателей и объема продукции.

21. ГОСТ Р 51154-98 Пиво. Методы определения двуокиси углерода и стойкости

22. ГОСТ Р 51174-2009 Пиво. Общие технические условия.

23. ГОСТ Р 51301-99 Продукты пищевые. Инверсионно-вольтамперометрическое определение токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка).

24. ГОСТ Р 51766-2001 Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения мышьяка

25. ГОСТ Р 51823-01. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод инверсионно-вольтамперометрического определения содержания кадмия, свинца, цинка, меди, мышьяка, ртути, железа и общего диоксида серы

26. ГОСТ Р 52814-2007 Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella

27. ГОСТ Р 52816-2007 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)

28. ГОСТ Р 53070 Пиво. Определение pH

29. Грачев, Ю. П. Математические методы планирования экспериментов / Ю. П. Грачев. М.: Пищевая промышленность, 1979. - 315 с.

30. Грачева, И. М. Биохимия образования дрожжами высших спиртов при брожении / И. М. Грачева // Прикладная биохимия и микробиология. 1983.-т. XIX, вып. 1. — с. 33.

31. Грачева, И. М. Влияние величины засева дрожжей и температуры брожения на динамику изменения диацетила / И. М. Грачева, JI. С. Ковалевич // Известия ВУЗов. 1977, -№ 4, с. 29.

32. Грачёва, И. М. Исследование влияния аэрации на образование летучих кислот с использованием математической модели / И. М. Грачева, JI. И. Нисман, В. В. Жирова // Известия вузов. 1982, № 2, с. 58

33. Дегекаев, А. Т. Повышение физико-химической стабильности пива при использовании силикагелей и поливинилполипирролидона / А. Т. Дегекаев, Д. В. Афонин // Пиво и напитки, 2006.- № 2.-е. 22

34. Донхаузер, С. Влияние технологии главного брожения на качество пива / С. Донхаузер, Д. Вагнер // Мир пива, 1996. № 1. - с. 18.

35. Достижения в технологии солода и пива. Интенсификация производства и повышение качества / Под рук. Колпакчи А. П. и Бендовой О. М.: Пищевая промышленность, Прага: CHTJI - Издательство технической литературы, 1980. - С.292-239.

36. Ермолаева, Г. А. Брожение пивного сусла/ Г. А. Ермолаева // Пиво и напитки, 2003.-№2.-с. 14-15

37. Ермолаева, Г. А. Повышение стойкости напитков / Г. А. Ермолаева // Пиво и напитки,- 2002,- №3,- С. 26-27.

38. Ермолаева, Г. А. повышение стойкости пива / Г. А. Ермолаева // Пиво и напитки.-2003 .-№3 .-с. 10-11

39. Ермолаева, Г. А. Справочник работника лаборатории работника пивоваренного предприятия / Г. А. Ермолаева. СПб.: Профессия, 2004. - 536 е.: табл., цв.вкл.

40. Ермолаева, Г. А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков: учеб. для нач. проф. образование / Г. А. Ермолаева, Р. А. Колчева. М.: ИРПО; ИЦ Академия, 2000. - 416с.

41. Жвирблянская, А. Ю. Микробиология в пищевой промышленности / А. Ю. Жвирблянская, О. А. Бакушинская. М.: Пищевая промышленность, 1975. - 501 с.

42. Жвирблянская, А. Ю. Дрожжи в пивоварении / А. Ю. Жвирблянская, В. С. Исаева. -М.: Пищевая промышленностьсть, 1979. 247 с.

43. Илкка, Хюттинен. Образование мути при охлаждении пива / Илкка Хюттинен // Пиво и жизнь.-2008.-№4.-c33-37.47