Получаване на уиски от нишесте-съдържащ източник. Технологична схема

Катедра :Биотехнологии

Тема:Получаване на уиски от нишесте-съдържащ източник.Технологична схема.

Изработил:

02.10.2008

Гр.София

Подобно на всеки висококачествен алкохолен продукт, уискито има своята култура и своите големи имена. Съществуват толкова много видове уиски, че бихме могли да опитваме по едно през всеки ден от годината. Ирландско, шотландско или американско, уискито, този алкохол за крале, разкрива тайните си само на истински посветените. Противниците му го упрекват, че имало вкус на смачкани дървеници. Но за ценителите няма нищо по-възвишено и по-истинско от едно добро уиски.

Човек трябва да знае да прави разлика между бърбън, скоч, ирландско уиски, бленд или малц и т.н. За да разбреш добре този алкохол, трябва най-напред да го погледнеш в зависимост от родното му място, което придава характеристиките си на продукта. Историците са съгласни, че произвеждането на уиски е започнало в Ирландия.

Първото писмено сведение датира от 1172. Няма точни данни кога е пренесено в Шотландия - първият писмен източник за същото питие сочи 1494. Осем бола (boll - мярка за обем и тегло) малц за монаха Джон Кор, по заповед на краля, за да направи aqua vitae”, е записано в стари шотландски регистри на държавната каса от 1494 г.

Хитрите монаси умело маскирали производството на уиски като лекарство и по този начин си осигурявали сгряващ спътник в студените зимни нощи. (Джим Мъри-“Пътеводител в света на whisky”
Когато за получаването на алкохол като суровина се използват нишесте-съдържащи култури,най-напред е необходимо да се извърши хидролиза на нишестето до ферментиращи захари,а след това и самата алкохолна ферментация.

В зависимост от нишестената суровина различаваме следните видове уиски:

• 
  ечемик – малцово уиски;
  
• 
  царевица и ръж – бурбонско уиски;
  
• 
  ориз – китайско бренди.
  

Като кратка ботаническа характеристика на ечемика може да се спомене, че той е едногодишно, пролетно или зимно житно растение. Съцветието му представлява клас, състоящ се от вретено и класчета. От своя страна, на всяко коляно на вретеното са прикрепени по три класчета, всяко от които има по едно цветче.Според броя на плодните цветчета – едно или три, се определя и формата на класа. При едно плодно цветче, в класа се образуват два реда зърна, а при три плодни цветчета се образуват шест реда зърна. Тази особеност е залегнала в основата на разделянето на културните ечемици на две основни групи – двуредни и многоредни. За производството на малц се използват предимно двуредните ечемици, които се отличават и с правилна форма на зърната.

• 
  Обвивки
  

Обвивките се състоят от няколко слоя, които се определят като люспа, плодова обвивка, семенна обвивка и алейронов слой. Тези слоеве са плътно сраснали помежду си. Алейроновият слой, чието важно значение се изразява като област на синтез и натрупване на така важните ензимни системи, се състои основно от белтъчини и мазнини.

• 
  Ендосперм
  
  
  

• 
  Зародиш
  
  
  

В най-общи линии ечемика съдържа вода и различни органични и минерални вещества – въглехидрати, белтъчни вещества, органични киселини, мазнини, ензими, калий, калций, фосфор и разбира се много други. Някои от тези вещества оказват пряко влияние върху процесите за получаване на пиво, а други – косвено. Тук ще бъдат споменати само главните от тях, имащи най-съществено значение.

• 
  Вода
  
  
  

• Скорбяла
  
  
  

Амилоза

• Хемицелулози

Те влизат основно в състава на клетъчните стени. Състоят се от хексозани и пентозани, като един от най-важните представители са бета-глюканите.

• Целулоза

Целулозата се съдържа предимно в люспите на ечемичните зърна и принципно не претърпява промени в хода на процесите за получаване на пиво, но играе съществена роля при филтрацията на малцовата каша, понеже самите люспи формират допълнителен филтриращ слой.

• Захари

Не на последно място трябва да се споменат и нискомолекулните захари, присъстващи в ечемика – захароза, рафиноза, глюкоза, фруктоза и други. Въпреки малките им количества, те служат като хранителни вещества за зародиша в неговия начален стадий на развитие.

• Белтъчни вещества
  
  
  

Белтъчните вещества играят особено важна роля при получаването на малц и пиво. Поради това, тяхното съдържание в ечемика е основен критерий за качеството му. Голямото им количество е в обратна зависимост с рандемана на екстракт. Като цяло количеството на небелтъчните азотни вещества в ечемика е малко. Това дава основание цялото количество азотни вещества да се изразява белтъчни вещества. Често общото азотно съдържание се нарича протеини.
Самите белтъчни вещества според големината на молекулите си могат да бъдат обособени в три групи – високомолекулни, средномолекулни и нискомолекулни. Високомолекулните белтъчини заедно с полифенолите могат да бъдат основни причинители на колоидно дестабилизиране на пивото, докато средномолекулната фракция има съществено значение от гледна точка на формиране на пълнотата на вкуса, както и по отношение на пенообразуването и пенозадържането. Последната група фактически обхваща аминокиселините. Те са много важни за дрождите при ферментацията и участват във формирането на вкуса и букета на пивото. Освен това при взаимодействие със захарите те образуват меланоидини, които от своя страна обуславят цвета на самото пиво.

2.2. Технология на малцовото уиски

Производството на малцово уиски обхваща следните технологични технологични етапи :производство на малц,получаване на мъст за уиски,алкохолна ферментация,дестилация и получавани на готова напитка.

Най-общо процесът може да се представи по следния начин:

3.Производство на малц

А/ Приемане,пречистване,сортиране и транспортиране на ечемика

Доставянето на ечемика до малцерая,се извършва с автомобилен, железопътен или воден транспорт.Приемането на ечемика се извършва по количество и качество.

Ечемикът,постъпващ за преработка,съдържа различни примеси-зърна от други житни култури,счупени зърна,пепел,камъчета и др.Това налага неговото пречистване,сортиране,след което постъпва в складове за съхранение.

Б/ Сушене,охлаждане и съхраняване на ечемика

Влагата от прибрания ечемик се отделя,за да се запази качектвото му при съхранение.Допустимата влага при неговото съхранение е 14-15 %.

Това налага подсушаването му при температура не по-висока от 40-50C.

Друг важен процес е дишането на зърното.интензивността му зависи от водното съдържание,температурата и аерирането.

При водно съдържание 11-12 % дишането е незначително.При по-висока влага то се увеличава значително,което е свързано с неравномерно-то разпределение на влагата вътре в зърното.
Сумарно химичните процеси при дишането се изразяват с уравнението :

Интензифицирането на дишането се засилва при съчетание на високо водно съдържание и висока температура.Реакцията става верижна,при което зърнената маса се самозагрява и самоовлажнява.Създават се условия за развитие на микроорганизми,което води до понижаване на качеството на зърнената маса.Настъпва разграждане на високомолекул-ните вещества,в резултат на което се образуват продукти,имащи значение за цвета и мириса на ечемика.Аерирането на зърнената маса на този етап е необходимо само за отстранявянето на въглеродния диоскид.

В/Накисване на ечемика

Накисването на ечемика има за цел поемането на необходимото количество вода за покълването на зърното.Това е важна предпоставка за активиране на наличните ензими,с което започва протичането на жизнените процеси в зърното.Нарастват потребностите от кислород,в зърното започва активното протичане на дишането.

Технологични методи за накисване на ечемика:

• Водно накисване- най-старият метод,при който ечемикът се държи под вода без да се аерира.Използваната вода се сменя на 12 h Процесът протича за 72 h,като основния недодтатък е.че ечемикът не се измива достатъчно добре,неравномерно е и доставянето на кислород.

• Водно-въздушно накисване- периодично редуване на накисване нна ечемика с вода и период.през който ечемикът е бъз вода. Процесът трае 1,5-2 дни.

• Накисванев непрекъснат поток от вода и въздух:методът продължава от 40 до 60 h.

• Оросително накисване-целта на метода е да се инициира равномерно покълванеи да се хидратира ендосперма на ечемика до ниво,подходящо за неговата модификация.

Г/Дишане

По време на накисването от значение са периодите с доставяне на кислород на масата и тези без аериранена масата,защото от тях зависи дали ечемикът ще покълне до необходима степен.Продухването на зърното спомага от друга страна за отстраняване на инхибиращите вещества.

Д/Покълване на ечемика

Целта на покълването на ечемика е образуване и натрупване на ензими и привеждането им в активна форма.

В зърното протичат едновременно два противоположни процеса.От една страна, хидро-лиза на високомолекулните резервни вещества и от друга страна,синтеза на вещества, необходими за изграждане на тъканите на новото растение.Необхидамата енергия за растежа на зърното се получава главно в резултат на окисление на въглехидратите. Първоначално зародишът използва наличните в зърното нискомолекулни съединeния. Тяхното количество обаче е малко.За по-нататъшно развитие зародишът се нуждае от нови количества нискомолекулни съе-динения.Това става в резултат на разграждането на високомолекулните вещества с участието на ензими.Най-голямо значение имат хидролитичните (хемицелулози,протеолитични,амилази,естерази) и окислително редукционните.

4.Майшуване

Майшуването е един от най-важните при производството на уиски. Целта на процеса е разграждане на високомолекулните вещества в малца и това се извършва под действие на собствените ензими на малца.Най-голямо значение за пивопроизводтвото има ензимното разграждане на въглехидратите и по-специално на нишестето. Нишестето на малца се състои от 98 % химически чисто нишесте. Остатъкът представлява протеини, липиди, фосфоти,калций и магнезий.

Този важен технологичен процес се провежда в смесително-озахарителни апарати, даващи възможност за загряване и непрекъснато разбъркване на малцовата каша.

Днес най-голямо приложение има еднопартидният декокционен метод.При него малцова-та каша се смесва с вода при температура 40-45 C.

Изчаква се 20-30 мин.След това температурата се повишава до 50 C,следва отново пауза 20-30 мин. И температурата се повишава до 60 C. 1/3 от общото количество се озахарява в озахарителен апарат за 30 мин.,след което се кипва за 15 мин. И отново се връща към общата маса.Температурата отново се повишава до пълното озахаряване на кашата.процесът е с продължителност около 3 h.

5.Ферментация

Ако водата е майката на шотландското уиски, а ечемикът – неговият татко, то чичото е торфът

Характерния си опушен вкус то получава в заблатените торфени области на Шотландия. Традиционно шотландците използват изгнилата растителност за да препечат ечемика преди ферментацията. Интересно е, че тази първа стъпка в процеса оставя следа по време на ферментацията, дестилацията и през годините на отлежаване.

Кълновете се поставят върху метална мрежа в пещ. Под тях гори огън, в който се поставя торф. Малцът се суши и пече на торфеният пушек при 60 градуса около 2 дни, когато става готов за следващата фаза - "dressing".

В нея се пречиства малца от някои долнокачествени отпадъци (които се използват за храна на добитъка) и след това се стрива и става на едро смляно зърно, познато под името "malt grist". След тази подготовка с "malt grist" се захранва голяма бъчва ("mash tun"), където се смесва с точно определено количество топла вода. Така се завършва процеса на превръщането на декстрин в малтоза и се получава разтвор, който може да ферментира. Сместа няколко пъти минава през сита, така че да се премахнат всички останали твърди примеси (които отново се продават на животновъдите за храна). Останалият течен разтвор се съхранява в резервоар, където се охлажда за да се предотврати разпадането на малтозата и за да може да се прибавят дрождите.

Дрождевите видове при ферментацията на уискито се разделят на пър-вични и вторични.Първичните си използват при продуцирането на ета-нол.Тук спадат Sascharomyces cerevisiae (горноферментиращи дрожди). Към вторичните спадат S.karlsberensis,S.uvarum (долно-ферментиращи) ,които спомагат на първичните за доферментиране на малчовата каша.

Пивните дрожди могат да ферментират моно-, ди-, и тризахаридите. Само монозаха-ридите (глюкоза и фруктоза) ферментират непосредтвено.
Дизахаридите малтоза и тризахаридът малтотриоза ферментират след хидролиза с участиетo на ензимите на дрождите.
Пивните дрожди не ферментират изомалтоза,пентози и олигодекстрини с 4 и повече глюкозни остатъка.

Скоростта,с която протича алкохолната ферментация,зависи от следните фактори : щам и количество на посевните дрожди,качеството на пивната мъст, температура, налягане, разбъркване.

Процесът на ферментация може да се изрази със следната схема:

В условията на съвременното производство на уиски, алкохолната ферментация се провежда предимно в специални закрити фермента-ционни апарати, за разлика от далечното минало. Това спомага изклю-чително много за ускоряване на процесите и поддържането на висока степен на автоматизация, контрол и чистота. Независимо от начина на провеждане на ферментацията, в началния си стадий тя е много бурна и активна. Това се дължи на наличието на много ферментируеми вещества които се усвояват от дрождите. Това е съпроводено и с бурно отделяне на въглероден диоксид. Впоследствие, след изферментиране на тези ве-щества, активността на дрождите намалява и ферментацията продъл-жава в доста по-спокойна форма.
Успоредно с тези процеси се отделя и голямо количество топлина. Ето защо при всички видове ферментационни апарати се предвиждат и сис-теми за тяхното охлаждане и поддържане на температурата на пивото в желаните граници.

При ферментацията се използва и мая. Маята по начало е жив организъм, който яде захари и отделя алкохоли. При правенето на уиски обикновено се ползва повече от един тип мая, но в общия случай тя вече е ползвана за създаването на бира.

В общи линии главната ферментация може да продължи средно между 4 и 15 дни, след което ферментацията продължава в следващия условно определен етап, а именно доферментиране и съзряване на пивото

6.Дестилация

За дестилацията са нужни поне два медни съда с крушовидна форма "wash still" и "spirit still". След дестилацията в първият съд дестилатът попада в прозрачен съд от дебело стъкло, в който сместа може да се огледа и да се прецени дали е подходяща да се налее във вторият съд или трябва да се върне още веднъж за пречистване. Ако дестилатът е готов за по-нататъшна обработка, той се пуска в "spirit still", откъдето вече излиза неотлежалото уиски и минава в друг контейнер. Тук то се преглежда от експерт на производителят и ако е в стандартите се налива в бъчви. Първата и последната част от произведеният алкохол съдържат някои частици, които трябва да се премахнат и те преминават отново през целият дестилационен процес.

7.Отлежаване и съхранение

След като завърши процесът, резултатът е абсолютно безцветен, потъмняването идва с отлежаването. Това става в специални дъбови бъчви, в които преди това най-често се е съхранявало бърбън, коняк, шери и др. Всяко шотландско уиски по закон трябва да отлежи минимум 3 години и, за разлика от виното, вкусовите му качества не се подобряват след бутилирането. Вътре в бъчвата уискито реагира и с разни съставки на дървото – целулоза, хемицелулоза, лигнин, разни летливи вещества, танини, пигменти и др. При отлежаването винаги се изпаряват около 2% от уискито; на това шотландците казват “порцията за ангелите”. Интересна подробност е, че британски премиер от втората половина на ХІХ в. – Уилям Гладстоун, който се застъпил за нас след априлските кланета през 1876 и на когото сме си нарекли улица в Пловдив, се съобразил с “порцията за ангелите” и намалил данъка върху производството на уиски.

Всъщност има четири основни вида бъчви. Първите са стари и многократно използвани, в които се е съхранявало шери. Вторите са нови, чиято вътрешна повърхност е предварително обгорена. Третите се мажат с кафеникава паста, която се получава от гроздов сок, а четвъртите – с карамел, което придава на съответното малцово уиски далечен възсладък вкус. Традиционният по-тъмен или по-светъл кехлибарен цлят впрочем така се е настанил в световното съзнание от поколения насам, че неколкократните опити през годините да пуснат в Кралството безцветно уиски се провалили с гръм и трясък, въпреки сравнително ниската цена.

Литературни източници

1.Internet

• http://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B8%D1%81%D0%BA%D0%B8

• http://www.mahmurluk.com/2008/05/blog-post_7948.html

• www.pivovari.com

• www.icewhisky.ch

• http://www.mahmurluk.com/2008/05/blog-post_1638.html

• www.ibdasiapac.com.au

2.Технология на пивото, доц.д-р Гунка Йонкова 2006г.