Адсорбционная стабилизация силикагелем

В последнее время в качестве адсорбционного средства для снижения содержания высокомолекулярных белков используется силикагель.

Средство, производимое в ФРГ под названием стабификс на базе силикагеля в ЧССР, проверила Герликова. Торговые проспекты гарантируют стойкость при использовании дозы 200- 250 г/гл 6 месяцев и больше. Достоинством стабификса является то, что он не снижает пенистость пива.

Стабификс в отличие от бентонита не набухает, его применение проще. Его можно использовать как танин и бентониты или добавлять при фильтрации вместе с диатомитом. Недостатком стабификса является его дороговизна.

Стабификс снижает общее содержание азотистых веществ на 8-12%, главным образом A-и В-фракции Лундина. Добавка аскорбиновой кислоты к пиву после фильтрации стабификсом, рекомендованная Рейблом, пригодна не только потому, что гарантируется достигнутая стабильность пива, но также и потому, что она положительно влияет на органолептические свойства.

Прочие адсорбционные стабилизирующие средства

Гаррис и Рикетс указывали на особое свойство полиамидов адсорбировать антоцианогены важную составляющую коллоидных помутнений. Чаще всего приводятся данные об опытах с препаратом найлон 66 в дозах от 100 до 200 г/гл. Найлон 66 помещается в самостоятельные фильтры, чтобы его можно было регенерировать, так как оно довольно дорогое.

Фарлан и сотрудники предложили для этой же цели поливинилпиролидон (ПВП) или его нерастворимый в пиве полимер под названием АТ, который, по литературным данным, в 6 раз превосходит найлон 66 по своей эффективности.

В условиях ЧССР нет опыта работы с этими средствами.

Эта форма стабилизации широко распространена и проводится дополнительно к адсорбционному и осадительному методам, хотя это и не является обязательным условием. Основой этой формы стабилизации пива является ферментативное расщепление сложных белков и тем самым ограничение образования помутнений. Препараты, которые лучшие растворяются чем чистые ферменты, изготавливают чаще всего из пепсина или папаина, являющихся активными компонентами. Ферментативные препараты, предварительно растворенные в небольшом количестве пива, добавляют после промежуточной фильтрации в лагерном отделении, иногда дозируют под давлением в лагерные танки перед окончанием дображивания или в сборники фильтрованного пива в разливочном отделении. Не рекомендуется добавлять их при перекачке, поскольку они, с одной стороны, уносятся осаждающими дрожжами, а с другой - как уже было указано, отрицательно влияют на осаждение дрожжей.

Действие ферментативных стабилизаторов проявляется как при низких температурах в лагерном отделении, так и при температурах пастеризации. Определенная доля сохраняется и действует в пастеризованном пиве. Последние работы подтвердили по- ложительное влияние этой остаточной ферментативной активности на коллоидную стойкость пива. Наиболее известные препараты это полидиаза, кристалаза, коллупулин, протезал. Дозы, которые надо определять в зависимости от характера и состава пива, колеблются от 2 до 7 г/гл.

Задачей использования антиоксидантов является связать присутствующий в пиве кислород и тем самым помешать его положительному влиянию на образование коллоидных помутнений в разлитом пиве. Необходимо, чтобы окисленные формы антиоксидантов были индифферентными и не отразились на качестве пива. Чаще всего используют двуокись серы, сульфиты, аскорбиновую кислоту и ее натриевую соль, а также редуктоны, полученные из сахаров в щелочной среде.

Понятно, что антиокислители защищают пиво и от окислительных влияний, которые отрицательно сказываются на остальных качественных показателях пива.

Доза антиоксидантов зависит от содержания растворенного в пиве кислорода и от содержания воздуха в газовом пространстве наполненной пивом бутылки. Эти величины при современной технике розлива должны быть как можно ниже, если они слишком высокие, то их нельзя компенсировать за счет только антиоксидантов.

Наиболее распространенным антиоксидантом является аскорбиновая кислота (иногда изоаскорбиновая и натриевые соли обеих кислот). Аскорбиновая кислота не реагирует с кислородом, растворенном в пиве сразу же без остатка, однако снижает окислительно-восстановительный потенциал, и тем самым предохраняет отдельные окисляющие компоненты пива от окисления в присутствии кислорода. Скорость окисления аскорбиновой кислоты зависит от температуры, от присутствия каталитически активных металлов и от количества кислорода. 1 мл воздуха в газовом пространстве наполненной бутылки (соответствует 0,2 мл кислорода) теоретически реагирует с 3,5 мг аскорбиновой кислоты, это соотношение может служить для расчета доз аскорбиновой кислоты с учетом величин количества воздуха в горлышке бутылки над пивом и величин растворенного кислорода в самом пиве. Согласно этому соотношению, например, теоретическая доза аскорбиновой кислоты для розлива пива в бутылки емкостью 0,5 л со средним содержанием 5 мл воздуха в горлышке каждой бутылки была 3,5 г/гл.

В последнее время опыт с использованием аскорбиновой кислоты и ее производных значительно расширился. Из литературных данных можно сделать вывод, что мнения относительно механизма окисления аскорбиновой кислоты и механизма ее защитного действия в пиве едины. Применение аскорбиновой кислоты ограничено стабилизированным пивом, причем состав пива имеет влияние на ее активность. Аскорбиновая кислота повышает у стабилизированного пива стойкость к окислительному помутнению и стойкость к изменению цвета и по отношению к вкусовым изменениям, кроме того, у пива с высоким содержанием углекислого газа снижает склонность пива к вспениванию. Обычно аскорбиновую кислоту добавляют в любой стадии производства после главного брожения, т. е. от перекачки молодого пива вплоть до момента розлива в бутылки. На некоторых зарубежных пивоваренных заводах аскорбиновую кислоту добавляют в два приема - сначала в лагерном отделении, затем после фильтрации пива перед его розливом.

Эффективность антиоксидантов определяют по величинам ITT. Аскорбиновую кислоту следует добавлять так, чтобы в пиве после розлива величина ITT приближалась к 0.

Стабилизирующие средства, главным образом ферментативные и антиокислительные, в одних государствах запрещено применять, в других их дозы установлены соответствующими предписаниями. В ФРГ можно использовать только некоторые адсорбционные средства, разрешенные специальным постановлением (Reinheitsgebof).

Фильтрация является наиболее эффективным способом искусственного осветления пива. На чешских пивоваренных заводах ее начали вводить в начале XX века и у нее было много противников. Утверждали, что при фильтрации из пива вместе с дрожжами удаляются также и другие вещества, важные для его вкуса и пенистости. Далее утверждали, что постоянное применение фильтра дает возможность скрывать технологические недостатки и последствием этого является менее четкая работа обслуживающего персонала в течение всего производственного процесса. Однако, несмотря на это, фильтрованное пиво, прозрачное и с сильным блеском, приобрело популярность у большого числа потребителей и фильтр стал обычным оборудованием в пивоварении.

В течение 50 лет для фильтрации пива использовали специально подготовленную фильтромассу. После второй мировой

войны в результате теоретических поисков и практических опытов с новыми направлениями в технике фильтрации, были предложены новые конструкции фильтров и начали применять новые фильтрационные средства. Совершенствование уже Известных и поиски новых способов фильтрации пива продолжаются и их нельзя считать закончившимися.

С физико-химической точки зрения пиво является сложной неоднородной (гетерогенной) системой.

В воде с низким содержанием спирта (этанола) экстрактивные вещества пива образуют настоящий раствор. В нем в виде коллоидной дисперсии (размер частиц от 1 до 10 нм) рассеяны главным образом белки. Их коллоидный раствор имеет характер отчасти гидрофильный, отчасти гидрофобный. Углекислый газ растворен в пиве и частично адсорбирован на коллоидных частицах. При определенных условиях углекислый газ, в растворе которого присутствует угольная кислота, может реагировать также с адсорбирующим веществом, т. е. с коллоидными белками с образованием химической связи (химическая сорбция). Сорбционные явления (абсорбция, адсорбция, химическая сорбция и капиллярная конденсация) до сих пор не объяснены в достаточной степени. Это же относится и к обратному процессу, т. е. десорбции. Пена является довольно сложной гетерогенной системой. Ее газообразная фаза (углекислый газ) вместе с твердой фазой (коллоидная дисперсия) оказывают в жидкой дисперсионной среде решающее влияние на образование и стабильность пены. Наряду с указанными главными компонентами пиво содержит после завершенного дображивания остаток суспендированных веществ, которые не осели в отстой и ухудшают вкус и снижают его прозрачность.

Вещества, вызывающие помутнение пива, удаляются из него с помощью фильтрации, иногда центрифугированием (сепарированием). В практике пиво фильтруют главным образом через фильтромассу из волокон растительного происхождения (в основном целлюлозы) с добавлением небольшого количества асбеста, спрессованную в виде «лепешки». Используют также тонкие фильтрующие пластины из того же материала, однако с более высоким содержанием асбеста. В последнее время расширилось применение порошкообразного диатомита (инфузорнойземли), из которого сначала образуют фильтрующий слой путем нанесения на подходящее несущее устройство, а потом подают непрерывно диатомит в фильтруемое пиво, чтобы фильтрующий слой постоянно обновлялся.

Эффективность фильтра зависит, с одной стороны, от физикомеханических данных конструкции, и с другой - от адсорбционных свойств использованного фильтрационного материала.

Физико-механический эффект зависит от размера пор использованного материала, который у фильтрующего материала изменяется от степени спрессованности лепешек.

Механически фильтр задерживает только крупные частицы суспензии, которые не проходят через поры, к ним относятся в частности и дрожжевые клетки.

При адсорбции коллоидов, а также некоторых молекулярнорастворимых веществ (например, солодовые красящие вещества) на поверхности волокон фильтрационного материала задерживаются и частицы более мелкие, чем размер пор. Таким образом удаляют вещества, вызывающие опалесценцию пива, которые механически задержать нельзя. Адсорбционными свойствами фильтров занимался Де Клерк. Он обнаружил, что интенсивность адсорбции зависит от характера адсорбируемого вещества (красители адсорбируются сильнее, чем азотистые вещества) и от характера адсорбирующего вещества (старая фильтромасса адсорбирует сильнее, чем новая, которая еще не так хорошо разволокнилась). Наконец, важно также время фильтрации. Первые части фильтруемого пива изменяются в большей степени, с продолжением фильтрации интенсивность адсорбции в связи с постепенным насыщением активной поверхности снижается и может достигнуть нулевой величины. Фильтруемое пиво при этом утрачивает блеск и может проходить через фильтр и мутным.

Очень трудно определить, какие вещества фильтр задерживает механически и какие в результате адсорбции. Однако считается вероятным, что механические и адсорбционные свойства проявляются одновременно. Достигаемый эффект каждого из них при фильтрации изменяется. Механическое действие тормозит забивку фильтра, адсорбция собирает адсорбированные вещества на поверхности фильтрационного материала. Разные фильтрационные материалы имеют разные механические и сорбционные свойства. Механически наиболее сильно действуют фильтрационные пластины, слабее - обычная фильтромасса, у которой важна степень спрессованности лепешек.

Тонкий диатомит механически более эффективен, чем грубый. Механический эффект центрифугирования зависит от частоты вращения. Адсорбционное действие определяет содержание асбеста, который обладает отличными сорбционными свойствами. С этой точки зрения наиболее сильно адсорбируют фильтрационные пластины. Целлюлозная фильтромасса имеет сама по себе незначительные адсорбционные свойства, которые, однако, можно увеличить, добавив небольшое количество (1%) длинноволокнистого асбеста. Диатомит тоже обладает низкими адсорбционными свойствами, однако в фильтрах его наносят вместе с асбестом, который улучшает адсорбционные свойства.

Чтобы получить пиво с хорошим блеском, в практике часто комбинируют оба способа фильтрации. При предварительной фильтрации механически задерживают грубую суспензию, которая излишне забивала бы фильтр уже с адсорбционным действием. Способ фильтрации выбирают так, чтобы как можно меньше снизилось качество пива. Наиболее основательно должны быть удалены все мутные вещества, однако так, чтобы пиво путем адсорбции при фильтрации как можно меньше теряло важных для вкуса и пенистости веществ. Равновесие коллоидов, достигаемое при выдержке пива, всегда нарушается при фильтрации. Известно, что непосредственно после фильтрации пиво меньше пенится, первая фильтрованная часть кроме того имеет более пустой вкус, чем остальное пиво. Фильтрованное пиво имеет более тонкий вкус и менее горько. Коллоидное равновесие в фильтрованном пиве устанавливается только спустя несколько дней.

При фильтрации пива довольно сильно адсорбируются красители. Поэтому снижение цвета первой части пива, прошедшего через фильтр, всегда значительно. После фильтрации около 100 гл пива разница выравнивается только при работе с фильтромассой с низкими адсорбирующими свойствами, иначе фильтрованное пиво имеет цвет на 0,10-0,20 мм 0,1 н. раствора йода ниже, чем исходное пиво. Адсорбция поверхностно-активных веществ тоже значительна. При фильтрации дольше всего происходит адсорбция красителей и поверхностно-активных веществ.

В начале фильтрации временно повышается pH и удельная проводимость пива. Это вызвано тем, что в первых частях фильтруемого пива растворяются по-щелочному реагирующие соли, адсорбированные на фильтромассе из воды, которой она промывалась.

Была доказана также адсорбция редуцирующих и горьких веществ.

Довольно сильно адсорбируются и нестабильные коллоиды, которые образуют в пиве при розливе в транспортную тару холодное помутнение. В практике следует заботиться о том, чтобы достигнутая адсорбцией при фильтрации стойкость пива на холоду при механическом задержании холодной мути на фильтре снова не снижалась в результате возможного ее растворения. Поэтому фильтр должен быть размещен в охлаждаемом помещении. Кроме того, пиво перед фильтрацией часто дополнительно охлаждают, чтобы холодное помутнение полностью было удалено и одновременно в фильтре сохранялась низкая температура.

При простой фильтрации через целлюлозную фильтромассу биологическая стойкость пива не повышается, а только ограничивается образование дрожжевого помутнения. Двойная фильтрация с этой точки зрения имеет большее воздействие. Стерилизующее действие фильтров повышается при добавлении асбеста. Также действует и диатомит.

Биологическая стойкость пива повышается при фильтрации на пластинах с большим содержанием асбеста. Специальные фильтрационные пластины для стерилизующей фильтрации применяют вместо пастеризации. Однако, таким образом, фильтрованное пиво менее стойко в биологическом отношении.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: