Stručna literatura iz oblasti tehnologije piva u našoj zemlji dosta je skromna iako ova grupacija ima dugu tradiciju. Prve pivare su osnovane početkom XVIII-og vijeka (Pančevo i Apatin). U oblasti izdavanja stručne literature i obrazovanja kadrova sve do oslobođenja zemlje vrlo je malo učinjeno. Proizvodnja piva Ijubomorno je čuvana kao „tajna“, a rijetki pivarski stručnjaci sticali su obrazovanje u inostranstvu. Tako je bilo sve do oslobođenja.

Prva srednja pivarska škola u zemlji osnovana je 1946. godine u Zagrebu, dekretom Ministarstva industrije NR Hrvatske. Škola je počela da radi pri Zagrebačkoj pivovari, koja je u to vrijeme bila inicijator i organizator obrazovanja prvih poslijeratnih pivarskih kadrova. Teoretska nastava je bila povezana sa praktičnom obukom u proizvodnji. Ova škola u oslobođenoj zemlji dala je i dvije generacije pivarskih tehničara. Uz njen 30-godišnji jubilej, koji je obilježen 1976. godine, prilikom VII-og Savjetovanja stručnjaka industrije slada i piva, odato je priznanje bivšim profesorima i učenicima za njihov značajni doprinos u razvoju ove grupacije.

Organizovanje srednje-stručnih kadrova, kvalifikovanih radnika i pivarskih tehničara odvijalo se je poslije oslobođenja zemlje u skladu sa potrebama pojedinih pivara i to redovnim školovanjem pri srednjim školama učenika u privredi i pri srednjim poljoprivrednim i tehnološkim školama. Obrazovanje odraslih vršeno je uz rad preko nadležnog radničkog univerziteta. Kod mlađih kadrova postojao je vidljiv interes da se osposobe za budući poziv i da prošire svoja teoretska i praktična znanja. Stručna literatura iz pivarstva, kako smo već napomenuli, bila je oskudna. Sva izdanja mogla su se na prste nabrojati:

1. PIVARSTVO, udžbenik za pivarske tehničare, od prof. dr Marka Mohačeka, Zagreb, 1948. godine.
2. PIVARSTVO, Priručnik za stručno obrazovanje kadrova, od Šemiz Mahmuda, dipl. ing. i Rakić Dragoljuba, dipl. ing., Sarajevo, 1964. godine.

Kako se vidi to su svega dva izdanja na našem jeziku, i, naravno, u skladu sa velikim interesom koji je vladao, bila su rasprodana u godinu dana nakon izlaganja.

Paralelno sa razvojem kapaciteta i tehnologije, treba posmatrati i razvoj kadrova. Modernizacija, rekonstrukcija i proširenje kapaciteta u industriji piva i slada, kao i izgradnja novih tvornica neminovno nameće i pitanje obrazovanja stručnih kadrova, koji će biti u stanju da preuzmu takve tvornice i zadatke u njima, i da ih sa uspjehom obavljaju.

Pred Drugi svjetski rat u Jugoslaviji je radilo 28 pivara, koje su 1939. godine proizvele 427.000 hektolitara piva. Međutim, 1976. godine radile su 33 pivare, koje su proizvele 8,711.000 hektolitara piva godišnje, što znači da se koriste samo sa 63%. Neosporno je da će trend porasta proizvodnje i potrošnje piva u Jugoslaviji biti u stalnom porastu. Potrošnja od prosječnog 42 litra po stanovniku u 1976. godini je ispod nivoa situacije što je osobito vidljivo ako se uporedi sa potrošnjom piva po glavi stanovnika u drugim zemljama. U 1976. godini potrošnja je u SR Nemačkoj iznosila 151, Belgiji 141, SAD 89, čehoslovačkoj 103, Italiji 14, Grčkoj 18, Rumuniji 38, Bugarskoj 30 i SSSR-u 36 litara po glavi stanovnika. Ovi statistički podaci jasno nam ilustruju razlike među pojedinim zemljama u potrošnji piva. Diferencije u potrošnji vezane su za tradiciju, navike stanovništva, životni standard, potrošnju sokova i drugih bezalkoholnih pića, klimatske uslove i slično. Ovo je, svakako, predmet širih naučnih analiza i radova, o čemu se ovdje i ovom prilikom ne može govoriti. Ali, treba naglasiti da u Jugoslaviji postoje znatne mogućnosti da se poveća potrošnja iznad današnje obzirom na tržište i ugrađene kapacitete, što je i zacrtano u srednjoročnom planu razvoja do 1980. godine.

Osnivanjem Poslovnog udruženja industrije piva i slada 1958. godine, sa sjedištem u Beogradu udareni su temelji šire međupivarske saradnje, a u kojoj je i izdavačka djelatnost zauzela istaknuto mjesto. Udruženje je preko stručnih savjeta, izabranih u OOUR-u iz redova istaknutih stručnjaka, postalo centar aktivnosti. Ono je organizator seminara, savjetovanja i simpozijuma, te izdavač stručnog časopisa PIVARSTVO, koji je prošle godine navršio deceniju izlaženja. Osim toga, preko izdavanja edicija, udžbenika, priručnika, i časopisa obezbjeđena je odgovarajuća stručna literatura, koja je namijenjena srednjim školama i fakultetima, gdje se izvodi nastava iz ovog predmeta, te zaposlenim u industriji slada i piva, tako da su danas uslovi za obrazovanje radnika daleko povoljniji nego prije decenije.

Bilans izdavačke djelatnosti Udruženja dat je u časopisu PIVARSTVO broj 1/77. Međutim, nakon reforme srednjeg obrazovanja, a na prijedlog Savjeta za izdavačku djelatnost Sekretarijat za obrazovanje usvojio je nastavni plan i program za zanimanje kvalifikovanih radnika pivarske struke. Pošto se već duže osjeća potreba za udžbenikom Tehnologija piva za obrazovanje kvalifikovanih radnika i pivarskih tehničara, koji bi bio napisan u skladu sa usvojenim konceptom nastavnog plana i programa, to je, u skladu sa dosadašnjom izdavačkom politikom, Udruženje putem konkursa povjerilo autoru izvršenje ovog obimnog i odgovornog zadatka.

Obzirom da je prema nastavnom planu i programu obuhvaćeno izučavanje sirovina i tehnološkog postupka proizvodnje slada u okviru posebnog predmeta, ova nastavna materija je obrađena u nedavno izdatom udžbeniku Tehnologija slada, koju je napisao dr ing. Slobodan Gaćeša, profesor Tehnološkog fakulteta u Novom Sadu.

Međutim, u okviru ovog udžbenika data su osnovna znanja iz tehnologije piva. Materija je određena na bazi vlastitih iskustava iz prakse, te domaće i strane stručne literature. Uz tehnološke postupke koji se danas primjenjuju u jugoslovenskoj praksi obrađeni su i moderni postupci kontinuirane proizvodnje piva. Radi boljeg razumijevanja složenosti tehnološkog postupka i rukovanja određenim postrojenjima dat je prikaz konstrukcije tehnološke opreme za pripremu slada, varenje, vrenje i punjenje piva.

U nedostatku odgovarajućeg udžbenika za hlađenje i grijanje, obuhvaćena je i ova nastavna materija u okviru udžbenika Tehnologija piva i to u širem obimu, kako bi mogla poslužiti i za obrazovanje kvalifikovanih radnika kod polaganja ispita ložača i strojara-kompresorista. Osim ovoga, obrađena je šire i tehnološka oprema u procesu proizvodnje jer je dosadašnja praksa pokazala da pivarski kadrovi bez znanja iz ove oblasti ne mogu racionalno i stručno rukovati opremom i voditi tehnološki proces.

Ovaj udžbenik može korisno poslužiti za izučavanje ove naučne discipline i na višim školama, razumljivo, uz obaveznu dopunu i proširenje pojedinih poglavlja prilikom izvođenja nastave.
Prezentirani crteži, sheme, dijagrami i fotografije, kao nastavna sredstva doprinijet će boljem shvatanju i usvajanju materije u toku izvođenja procesa nastave.

Na raspoloživom ilustrovanom materijalu, crtežima, skicama i fotografijama, koje su uvrštene u udžbenik, izražavam zahvalnost proizvođačima opreme i to:

• Alfa Lawal, Stockholm
• Seeger, Stuttgart
• Seitz Werke, Bad – Kreuznach
• Holstein – Kappert, Dortmund
• Enzinger-Union-Werke, Mannheim
• Ziemann – Ludwigsburg
• Steinecker – München.

Osim toga autor posebno zahvaljuje tvornicama piva koje su dostavile fotografije svojih moderno opremljenih odjelenja. Fotografije su prikazane u udžbeniku sa namjerom da se kod organizovanja ekskurzija mogu odabrati odjelenja i planski posjetiti u cilju izvođenja očigledne nastave.

Predajući ovaj udžbenik Tehnologija piva u štampu izražavam zahvalnost članicama Poslovnog udruženja industrije slada i piva, koje su pokazale puno razumijevanje i dale moralnu i materijalnu podršku za njegovo štampanje i objavljivanje.

Najzad smatram da će izlaženjem ovog udžbenika biti ispunjena praznina u pivarskoj literaturi na našem jeziku, čime ću ujedno pomoći u obrazovanju mladih stručnih kadrova, koji su prijeko potrebni ovoj industriji.

Sarajevo, jula 1978. godine
Dr ing. Mahmud Šemiz

Sadržaj

PREDGOVOR

RAZVOJ PIVARSTVA OD PRIMITVNOG ZANATA DO SAVREMENE INDUSTRIJE

Proizvodnja piva u svijetu
Proizvodnja piva u Jugoslaviji

OSNOVNE KARAKTERISTIKE PROIZVODNJE PIVA

Prvi dio: PROIZVODNJA SLADOVINE

Poglavlje I: KRATAK OPIS POJEDINIH FAZA TEHNOLOŠKOG PROCESA PROIZVODNJE PIVA

1.1. PROIZVODNJA SLADOVINE

1.1.1. Drobljenje slada
1.1.2. Ukomljavanje ili ekstrakcija slada
1.1.3. Filtracija sladovine
1.1.4. Varenje i hmeljenje sladovine
1.1.5. Bistrenje i hlađenje sladovine

1.2. GLAVNO I NAKNADNO VRENJE

1.2.1. Glavno vrenje
1.2.2. Naknadno vrenje

1.3. BISTRENJE I PUNJENJE PIVA

1.3.1. Bistrenje piva
1.3.2. Punjenje piva

Poglavlje II: DROBLJENJE SLADA

2.1. USKLADIŠTENJE, ČIŠĆENJE I VAGANJE SLADA

2.2. DROBLJENJE SLADA

2.2.1. Suvo drobljene slada
2.2.2. Mokro drobljenje slada

Poglavlje III: OPREMA VARIONICE

3.1. PROJEKTOVANJE VARIONICE

3.2. OPREMA VARIONICE

3.2.1. Rezervoar za toplu vodu
3.2.2. Komovnjak
3.2.3. Kotao za kominu
3.2.4. Uređaji za cijeđene komine
3.2.4.1. Bistrenik
3.2.4.2. Filter za kominu
3.2.4.3. Uređaj za bistrenje „Strainmaster“
3.2.4.4. Uporedni pregled nekih karakteristika raznih tipova uređaja za bistrenje
3.2.5. Kotao za kuvanje hmeljne sladovine

3.3. MODERNA VARIONICA

3.3.1. Hidroautomatska varionica
3.3.2. Vertikalna blok-varionica

3.4. OBRAČUN KAPACITETA VARIONICE

3.5. UTROŠAK SIROVINA KOD PROIZVODNJE SLADOVINE ZA RAZNE VRSTE PIVA

Poglavlje IV: UKOMLJAVANJE SLADA

4.1. TEORIJA UKOMLJAVANJA

4.1.1. Razgradnja škroba
4.1.2. Razgradnja bjelančevina
4.1.3. Razgradnja drugih materija u toku ukomljavanja
4.1.4. Kiselost komine i njen uticaj na aktivnost enzima
4.1.5. Ostali sastojci usipka

4.2. OSNOVNI POSTUPCI UKOMLJAVANJA
4.3. INFUZIONl POSTUPCI UKOMLJAVANJA
4.4. DEKOKCIONI POSTUPCI UKOMLJAVANJA

4.4.1. Klasična dekokcija sa tri odvarka
4.4.2. Dekokcija sa dva odvarka
4.4.3. Dekokcija sa jednim odvarkom

4.5. KONTROLA PROCESA UKOMLJAVANJA

Poglavlje V: FILTRACIJA SLADOVINE

5.1. OSNOVI FILTRACIJE SLADOVINE
5.2. FILTRACIJA SLADOVINE PRIMJENOM BISTRENIKA
5.3. FILTRACIJA SLADOVINE PRIMJENOM FILTERA
5.4. FILTRACIJA SLADOVINE PRIMJENOM „STRAINMASTERA“
5.5. SASTAV PIVSKOG TREBERA

Poglavlje VI: KUVANJE SLADOVINE SA HMELJOM

6.1. DODAVANJE HMELJA
6.2. ODVAJANJE SLADOVINE OD HMELJNOG TROPA

Poglavlje VII: ISKORIŠTENJE SLADA U VARIONICI

7.1. METOD IZRAČUNAVANJA ISKORIŠTENJA EKSTRAKTA
7.2. POREĐENJE POGONSKOG I LABORATORIJSKOG ISKORIŠTENJA SIROVINA

Poglavlje VIII: HLAĐENJE I BISTRENJE SLADOVINE

8.1. VRUĆI TALOG
8.2. HLADNI TALOG
8.3. OKSIDACIJA SLADOVINE
8.4. APARATI ZA HLAĐENJE SLADOVINE

Drugi dio: GLAVNO I NAKNADNO VRENJE

Poglavlje IX: SAVREMENA TEHNOLOŠKA OPREMA ZA VRENJE I ZRENJE PIVA

9.1. KLASIČNA KONCEPCIJA OPREME ZA VRENJE I ZRENJE PIVA
9.1.1. Klasična oprema za vrenje i zrenje piva
9.2. MODERNA OPREMA ZA VRENJE I ZRENJE PIVA
9.2.1. Tipovi moderne opreme
9.2.2. Položeni cilindrični tank
9.2.3. Uspravni cilindrični tank
9.2.4. Cilindrokonusni tank
9.2.5. Sferokonusnin tank
9.2.6. Asahi – tank
9.2.7. Uni – tank
9.3. IZBOR TIPA TANKA (FERMENTORA)
9.4. IZBOR MATERIJALA I ZAPREMINE ZA TANKOVE
9.5. AUTOMATSKO PRANJE I DEZINFEKCIJA
9.5.1. Razvoj metoda pranja i dezinfekcije u pivarstvu
9.5.2. Oprema i sistemi za pranje i dezinfekciju

Poglavlje X: ALKOHOLNO VRENJE

10.1. UZROCNICI VRENJA
10.1.1. Izdvajanje i razmnožavanje čiste kulture u laboratoriju
10.1.2. Razmnožavanje čiste kulture u pogonskim uslovima
10.2. TEHNIKA VRENJA I KARAKTERISTIKE PROIZVODNOG PROCESA
10.2.1. Karakteristike vrenja
10.2.2. Vođenje vrenja
10.2.3. Određivanje završetka glavnog vrenja
10.2.4. Obračun stepena prevrenja
10.2.5. Obračun kapaciteta odjelenja za glavno vrenje
10.3. VOĐENJE VRENJA U CILINDRO-KONUSNIM TANKOVIMA
10.3.1. Tehničke karakteristike cilindro-konusnih tankova
10.3.2. Hlađenje cilindrokonusnih tankova
10.3.3. Automatsko pranje tankova
10.3.4. Rezultati ispitivanja vrenja u cilindrokonusnim tankovima
10.3.5. Analiza piva
10.4. NAKNADNO VRENJE I ZRENJE
10.4.1. Vođenje naknadnog vrenja
10.4.2. Određivanje kapaciteta odjelenja za naknadno vrenje i zrenje piva

Poglavlje XI: POSEBNI POSTUPCI UBRZANE I KONTINUIRANE FERMENTACIJE

11.1. SEMIKONTINUIRANA FERMENTACIJA
11.2. KONTINUIRANA FERMENTACIJA

Treći dio: BISTRENJE I ISTAKANJE PIVA

GOTOVO PIVO

Poglavlje XII: FILTRACIJA PIVA

12.1. SEPARACIJA PIVA
12.2. OSNOVI FILTRACIJE PIVA
12.3. KARAKTERISTIKE KISELGURA
12.4. KARAKTERISTIKE FILTRACIONIH ULOŽAKA
12.5. UREĐAJI ZA FILTRIRANJE

12.5.1. Kiselgur-filter sa pločama i okvirima
12.5.2. Vertikalni filteri sa okruglim pločama
12.5.3. Vertikalni filter sa svijećama
12.6. AUTOMATSKA KONTROLA PROCESA FILTRACIJE

Poglavlje XIII: PUNJENJE PIVA

13.1. PUNJENJE PIVA U BOCE
13.1.1. Osnovni principi projektovanja punioce boca
13.1.2. Definisanje rasporeda strojeva linije za punjenje piva u boce
13.1.3. Linijski raspored strojeva
13.1.4. Kružni raspored strojeva
13.2. STROJEVI U PUNIONICI BOCA
13.2.1. Stroj za pranje boca
13.2.2. Stroj za punjenje i zatvaranje boca (monoblok)
13.2.3. Stroj za etiketiranje boca
13.2.4. Manipulacija sa ambalažom
13.3. PUNJENJE PIVA U BURAD
13.3.1. KEG – sistem
13.3.2. Cisterna za transport piva

Poglavlje XIV: RASTUR U PROIZVODNOM PROCESU

Poglavlje XV: KEMIJSKI SASTAV I OSOBINE PIVA

15.1. SVJETSKI TIPOVI PIVA
15.2. HRANIDBENO – FIZIOLOŠKA VRTJEDNOST PIVA

Poglavlje XVI: STABTLNOST PIVA

16.1. BIOLOŠKA STABILNOST PIVA
16.1.1 Vještački postupci biološke stabilizacije
16.1.2. Pasterizacija
16.1.3. Pločasti pasterizator
16.1.4. Pasterizacija piva u bocama
16.1.5. Vruće punjenje
16.1.6. EK filtracija
16.2. KOLOIDNA STABILNOST PIVA
16.2.1. Općenito o koloidima
16.2.2. Koloidni sistem piva
16.2.3. Faktori koji utiču na stvaranje koloidne mutnoće
16.2.4. Vrste koloidne mutnoće
16.2.5. Sastav koloidnih mutnoća
16.3. SUZBIJANJE KOLOIDNE MUTNOĆE
16.3.1. Adsorpciona sredstva
16.3.2. Stabifix
16.3.3. Kemijska sredstva
16.3.4. Tanin
16.3.5. Enzimatski preparati
16.3.6. Askorbinska kiselina

Četvrti dio: RASHLADNA I PARNA POSTROJENJA U PIVARSTVU

Poglavlje XVII: RASHLADNA POSTROJENJA

17.1. PRINCIPI ZA POSTIZANJE RASHLADNOG EFEKTA
17.2. VRSTE HLAĐENJA
17.3. GLAVNE OSOBINE AMONIJAKA
17.4. KOMPRESORSKE RASHLADNE MAŠINE
17.4.1. Način rada
17.4.2. Kompresor
17.4.3 Kondenzator
17.4.4. Regulacioni (ekspanzioni) ventil)
17.4.4.1. Ventil sa plovkom
17.4.4.2. Ventil sa membranom
17.4.5. Isparivači
17.4.5.1. Isparivač za vazduh
17.4.5.2. Isparivač za hlađenje tečnosti
17.5. HLAĐENJE U PIVARAMA

Poglavlje XVIII: PARNA POSTROJENJA

18.1. PARNI KOTAO
18.1.1. Kotao sa plamenim cijevima
18.1.2. Strmocijevni kotlovi
18.2. KOTLOVSKA ARMATURA I APARATURA
18.2.1. Kotlovska armatura
18.2.2. Kotlovska aparatura
18.3. GORIVO I NAPOJNA VODA
KORIŠTENA LITERATURA
Prilog: PRAVILNIK O KVALITETU ALKOHOLNIH I BEZALKOHOLNIH PIĆA, LEDA I SIRĆETA

Razvoj pivarstva od primitivnog zanata do savremene industrije

Prema drevnim iskopinama i zapisima još iz vremena kada se pisalo klinastim pismom na kamenu i glini, arheolozi su utvrdili da su stari Vavilonci proizvodili pivo u domaćinstvu još 7 000 godina prije naše ere. Imali su 16 sorti piva a za varenje su koristili ječmeni slad i pšenicu. Tragovi zakonskih propisa, međutim, upućuju na zaključak da su još tada normama regulisali sadržaj ekstrakta i cijenu piva. Između ostalog i ovakva proizvodnja piva ukazuje na visoki stepen kulture vavilonskog naroda, pa prema tome i na uticaj na susjedne zemlje. Odavde se prenijela proizvodnja piva u drevni Egipat, Perziju, Grčku i druge zemlje.

Egipćani su znali da prave pivo već 2000 godina prije naše ere. Poznate pivare bile su u Peluziji na ušću Nila. Iz tog drevnog Egipta sačuvani su do danas mnogi zapisi na papirusu i kamenu koji govore o pivarstvu.

Grci, primajući civilizaciju od Egipćana, naučili su od njih vještinu proizvodnje piva. Istina, oni su ovaj napitak dobijali iz ječma i nazivali ga »ječmeno vino«. Rimljani su također prihvatili ovu vještinu proizvodnje »ječmenog vina«, a kasnije proširila se na druge evropske zemlje. Stari Germani, čim su počeli da obrađuju zemIju, po riječima Tacita, proizvodili su i pivo iz ječmenog slada. U drevnim Ijetopisima Gala, Bretonaca i Skanđinavaca također ima podataka o pivu.

U XIII vijeku u Flandriji (danas teritorija Flandrije ulazi u sastav Belgije, Francuske i Holandije) otpočelo je dobijanje piva iz slada, uz dodatak nesladovanog sjemena trava.

Prema tome, nakon pojave u Vavilonu, pivarstvo se rasprostrlo na Egipat, Perziju, Grčku, Rim, Španiju, Francusku i druge evropske zemlje. U tim davnim vremenima pivo je pravljeno iz slada, ali bez hmelja, tako da je dobijen veoma kiseo proizvod. Za davanje karakteristične arome, u pivo su dodavali različite trave — pelin, lupin, glog, šafran i druge.

Primjena hmelja predstavlja važno otkriće i čini osnovu savremene tehnologije piva.

U IX vijeku pivo je bilo već dosta rasprostranjeno u Rusiji. Od tog vremena za njegovu proizvodnju upotrebljava se slad. U XI — XII vijeku u Kijevskoj i Novogorodskoj Rusiji primjena fermenta-cionih procesa je bila dosta rasprostranjena. U iskopinama u Nov-gorodu nađeni su zapisi na brestovoj kori iz XI vijeka, na kojima se nalaze podaci o postupcima proizvodnje piva. Iz ovih se doku-menata vidi da je u to vrijeme pivo vareno uz upotrebu hmelja. U Novgorodu je postojala velika grupa obrtnika koji su proizvodili slad — sladara; takođe je bilo hmeljara, pivara i medovinara.

U početku je pivo proizvođeno samo za kućnu upotrebu, ali sa razvitkom trgovine ono postaje predmet razmjene i proizvodi se u količinama koje premašuju potrebe jedne porodice. Otpočinje od-vajanje pivarstva kao samostalnog zanimanja. Dakle, tokom nekoliko milenijuma, putem neprekidnih zapažanja i istraživanja ljudi su naučili da ovladaju teškim procesima koji se odigravaju kod kijanja, kod enzimatskog ošećerenja skroba (ukomljavanja) i kod fermentacije. Ipak, bez obzira na to, i bez obzira što je pivo proizvođeno u velikim količinama, uspjeh proizvodnje zavisio je od slučaja ili od vještine majstora, ili njegovog višegodišnjeg iskustva. Uloga mikroorganizama kod transformacija organskih materija, postala je poznata tek u XIX vijeku. Tek naučnim istraživanjima je dokazano, da su pobuđivači fermentacije sladovine određene kvasne gljivice i da fermentacija predstavlja biokatalički proces, koji se odigrava unutar ćelija kvasca. Otpočelo je proučavanje problema fermentacije na širokom frontu, što je uskoro dalo vrlo plodotvorne rezultate, kako u nauci, tako i u tehnici. U prvoj polovini XIX vije-ka u tehnologiji pivarstva dolazi do korijenitih promjena: u pivara-ma otpočinje uvođenje postupka donjeg vrenja.

Tokom vremena postupci proizvodnje piva se mijenjaju i usavr-šavaju.

Visoki nivo savremene tehnologije dostignut je zahvaljujući razvitku kako tehničke mikrobiologije i biohemije, tako i energetike. Usavršavanje parne mašine veoma se je povoljno odrazilo na razvitak pivarstva. Najvažniji tehnički pronalazak za pivarstvo predstavlja pronalazak mašine za hlađenje. Pronalasci u oblasti elektriciteta takođe su stvorili uslov za razvoj tehnike na širokom frontu. Zahvaljujući najvažnijim naučnim i tehničkim dostignućima u XIX vijeku su stvoreni uslovi za pretvaranje usitnjenih preduzeća u velike mehanizovane tvornice.

Pivarstvo u Jugoslaviji spada u najstariju granu prehrambene industrije. Razvijalo se je kao i u svijetu od kućne i zanatske radinosti do savremene industrije. Prva pivara, kao zanatsko preduzeće podignuta je u Pančevu u XVIII vijeku. Dalja izgradnja pivara je brzo napredovala, naročito u periodu XIX vijeka. Tada je podignu-ta većina pivara na sadašnjim lokacijama. Slijedeći pregled jasno nam pokazuje kako se je ođvijala dinamika izgradnje pivara u Jugoslaviji:

• od 1700 — 1750 godine osnovano je 1 pivara
• od 1750 — 1800 godine oisnovano je 0 pivara
• od 1800 — 1850 godine osnovano je 8 pivara
• od 1850 — 1900 godine osnovano je 13 pivara
• od 1900 — 1950 godine osnovano je 7 pivara
• od 1950 — 1976 godine osnovano je 4 pivare

Paralelno sa izgradnjom pivara izgrađene su i sladare, isključivo za potrebe pojedinih pivara, jer su poslovale u njihovom sastavu. Pošto je većina ovih sladara bila tehnički zastarjela i amortizovana, to je mali broj ovih sladara rekonstruisan i modernizovan. Zbog toga, u periodu od 1965. do 1977. godine došlo je do izgradnje samostalnih komercijalnih sladara i to u Novoj Gradiški, Bačkoj Palanci, Peći, Čačku i Rogatici. Kapaciteti postojećih i novoizgrađenih sladara mogu u cjelosti podmiriti potrebe domaće industrije u sladu, te obezbijediti i izvjesne tržne viškove za izvoz.

Analizirajući razvoj pivarstva u svijetu i kod nas, možemo konstatovati da je ova grupacija relativno sa velikom tradicijom i iskusnim kadrovima, te da je od zanatske primitivne proizvodnje izrasla u savremenu industriju.

Razumljivo, paralelno sa razvojem industrije slada i piva treba posvetiti punu pažnju obrazovanju potrebnih kadrova, bez kojih se ne može ni zamisliti daljnji razvoj ove grupacije.

Proizvodnja piva u svijetu

U 1976. godini svjetska proizvodnja piva iznosila je 810,000.000 hektolitara. Ovo znači, prema statistici organizacije Ujedinjenih nacija (OUN) da u 4,3 milijarde stanovnika svijeta, prosječna potrošnja je 19 litara po stanovniku godišnje. Najveći proizvođači piva u svijetu su slijedeće države:

1. USA 192 miliona hektolitara
2. SR Njemačka 96 miliona hektolitara
3. SSSR 72 miliona hektolitara
4. V. Britanija 66 miliona hektoiitara
5. Japan 37 miliona hektolitara
6. Francuska 24 miliona hektolitara
7. Čehoslovačka 23 miliona hektolitara
8. DR Njemačka 21 miliona hektolitara
9. Kanada 20 miliona hektolitara
10. Australija 20 miliona hektolitara

• Ukupno: 571 milion hektolitara

Ovih deset država učestvuje u svjetskoj proizvodnji piva sa 70%.

Od ukupne svjetske proizvodnje, koja iznosi 810 miliona hektolitara, otpada na Evropu 433 miliona, Ameriku 270 miliona, Afriku 26 miliona, Aziju 56 miliona i Australiju 25 miliona hektolitara.

Iz prednje statistike jasno se vidi da je industrija piva u nekim zemljama jako razvijena, tako da predstavlja značajnu privrednu granu. Za proizvodnju 810 miliona hektolitara piva u svijetu potrebno je oko 12 milijardi kilograma slada. Kada sve ovo obuhvatimo i kada imamo u vidu da industrija piva i slada zapošljava indirektno znatan dio poljoprivednog stanovništva na proizvodnji ječma, zatim i druge strukture stanovništva u prometu, trgovini i ugostitetljstvu, u maloprerađivačkoj industriji kod proizvodnje opreme, u industriji plastičnih masa i repromaterijala kod proizvodnje plastičnih gajbi, krunskih čepova, filtracionih uložaka, dijatomejske zemlje i drugih sredstava za filtraciju, boca, etiketa i sl., onda možemo jasno sagledati direktnu i indirektnu povezanost ove grupacije sa drugim privrednim djelatnostima, kao i njeno učešće u opštem napretku.

Proizvodnja piva u Jugoslaviji

Posmatrajući razvoj industrije piva i slada u poslijeratnom periodu, možemo konstatovati osjetni porast proizvodnje i potrošnje, osobito u periodu od 1966. do 1976. godine. Upravo ovaj period uzeti ćemo kao predmet detaljnije analize. Karakteriše ga brža stopa rasta proizvodnje i potrošnje, te izgradnja novih kapaciteta kao i proširenja postojećih. Prikaz obima proizvodnje jugoslovenske industrije piva za naznačeni period prikazan je u tabeli 1.

Tabela 1. Kretanje realizacije piva od 1966. do 1978. godine

Godina	Prodaja u zemlji			Izvoz		Ukupno
	h.	indeks bazčni	lančani indeks	hl.	% lančani	hl.	indeks bazčni	lančani indeks
1966.	4,033.381	100	100	–	–	4,033.381	100	100
1967.	4,325.160	107	107	30.000	100	4,355,160	108	108
1968.	4,710.000	117	109	41.000	137	4,751.000	118	109
1969.	5,143.500	127	109	198.500	482	5,342.000	132	112
1970.	6,162.606	152	120	502.394	253	6,665.000	165	125
1971.	7,971.433	198	129	355.567	71	8,327.000	206	125
1972.	9,088.318	225	114	256.682	72	9,345.000	232	112
1973.	9,619.683	238	106	84.317	33	9,704.000	240	104
1974.	9,372.196	232	97	56.726	67	9,429.000	234	97
1975.	8,367.109	207	89	96.180	170	8,463.000	210	90
1976.	8,574.847	213	102	136.024	141	8,710.871	216	103
1977.	9,429.243	233	110	185.248	136	9,614.491	238	110
1978.	9,678.315	240	103	291.069	157	9,969.384	247	104

U ukupnoj realizaciji piva u 1978. godini učestvovale su pojedinačno slijedeće pivare:

1. Beogradska industrija piva — Beograd sa 12,75%
2. Pivara — Zagreb sa 10,95%
3. Pivara — Ljubljana sa 7,63%
4. Pivara — Apatin sa 6,49%
5. Pivara — Laško sa 6,20%
6. Pivara — Karlovac sa 5,49%
7. Pivara — Nikšić sa 4,62%

• Ovih 7 pivara ukupno sa 54,13%
• Na ostale 22 pivare otpada 45,87%
• Ukupno: 100%

Tehničko-tehnološka opremljenost većine jugoslovenskih pivara i sladara je na visokom nivou i mogu se uporediti sa vodećim evropskim pivarama i sladarama. Nova oprema, sistemi sladovanja i sušenja slada, automatsko upravljanje sa komandnog pulta, hidroautomatska varionica, fermentori na otvorenom prostoru, automatski strojevi za punjenje piva u boce sa paletizacijom, kao i druga savremena dostignuća, mogu se vidjeti u radu kod jugoslovenskih tvornica slada i piva. Sve je ovo dokaz da je Jugoslavija relativno brzo prevazišla naslijeđenu zaostalost u proizvodnji piva i slada, te da je uvela savremenu opremu i proizvodnju.

Osnovne karakteristike proizvodnje piva

U srednjoj Evropi, pod nazivom pivo podrazumjeva se slabo alkoholno piće, koje se proizvodi u procesu alkoholnog vrenja iz slada, hmelja, vode i pivskog kvasca. Međutim, u Jugoslaviji, kao i u većini drugih zemalja svijeta, pored upotrebe ovih sirovina, dozvoIjena je djelomična zamjena slada sa drugim nesladovanim žitaricama, kao što su: kukuruzna krupica, riža, glukoza, šećer i sl. Količina nesladovanih žitarica ili njdhovih prerađevina ograničena je kvalitetnom jodnom probom, koja u pivu ne smije pokazivati pozitivnu reakciju na škrob.

Kada govorimo o osnovnim sirovinama za proizvodnju piva, onda je nužno objasniti njihovu namjenu. Voda je glavni dio svih napitaka. Ona služi kao rastvarač. Slad daje pivu sastojine ekstrakta o kojima ovisi punoća okusa i koncentracija osnovnog ekstrakta piva. Hmelj konzervira pivo i daje mu ugodan miris i gorak okus. Pivski kvasac izaziva alkoholno vrenje, u kojem šećer prelazi u alkohol i ugljendioksid.

Proizvodnja piva je složen i dugotrajan proces, koji se dijeli na tehnologiju slada i tehnologiju piva.

Tehnologija slada obuhvata slijedeće faze: čišćenje i sortiranje ječma, močenje ječma, klijanje ječma, sušenje zelenog slada, oslobađanje slada od klice i poliranje. Naša pažnja ovdje je usmjerena na proces koji se odvija u tvornici piva, od prerade sirovina do gotovog proizvoda — piva.

Tehnologija piva, ili pivarstvo, u užem smislu riječi odlikuje se većim brojem tehnoloških faza, koje se mogu grupirati u slijedeće:

1. proizvodnja sladovine
2. glavno d naknadno vrenje
3. bistrenje i punjenje piva.

Svaka od ovih faza je vrlo značajna za kvalitet konačnog proizvoda — piva.

Poglavlje XVI Stabilnost piva

Osnovni zahtjev za dobro pivo je da uz odgovarajuću boju, pjenušavost, okus i gorčinu (koja se određuje prema tipu piva) ima i dovoljnu biološku i koloidnu trajnost. Biološka stabilnost se postiže sterilnim radom i organizovanom internom bakteriološkom kontrolom, a koloidna stabilnost traži kvalitetne sirovine i određene tehnološke postupke, s ciljem da bi postigli stabilnost naročito os jestivih bjelančevina u pivu.

Na tržištu se primjećuje stalna tendencija porasta potrošnje piva u bocama, što povećava zahtjeve za stabilnost piva. Pivo koje u potpunosti ne odgovara zahtjevima biološke stabilnosti, gubi na trgovačkoj vrijeđnosti i ne može da se stavlja u prodaju, pogotovo ako njegov proteinski stabilitet ne podnosi dug transport i čuvanje u skladištu, pa prije isteka vremena garancije (roka) može da pokazuje mutež i taloge bjelančevinskog karaktera. Zato se nauka i praksa bavi problemom karaktera koloidnog zamućenja i njegovog sprečavaeja.

Pivo treba da sačuva svoje osobine što je moguće duže poslije punjenja. Ono treba sve do potrošnje da ostane nepromijenjeno po izgledu i okusu, a to je i karakteristika stabilnog piva. Kraj stabilnosti piva opaža se po pojavi mućenja i stvaranja taloga na dnu. Uzroci mogu biti različite prirode. U osnovi se razlikuju biološke mutnoće i koloidne mutnoće. Kao posljedica toga se govori o biološkoj i koloidnoj stabilnosti piva.

16.1. Biološka stabilnost piva

Pod bioioškom stabilnošću piva podrazumijeva se vrijeme za koje se uslijed djelovanja mikroorganizama ne mijenjaju sastav i osobine pri čuvanju na temperaturi od 25°C.

Razni mikroorgainizmi, koji su u stanju da pod izvjesnim uslovima žive u pivu, uzročnici su biološke nestabilnost piva. Kada takvi organizmi u toku proizvodnje dospiju u pivo, oni se množe, tako da, ovisno o njihovom prvobitnom broju, virulenciji i izvjesnim vanjskim okolnostima dolazi do pojave mutnoće. Biološke mutnoće nastaju za relativno kratko vrijeme i pivo postaje ne samo lošeg izgleda, nego mu se kvari i okus.

Pivo predstavlja loš hranjivi supstrat za većinu mikroorganizama, jer ga je kvasac prevrio skoro do kraja. Znači da je u velikoj mjeri ekstrakt utrošen kod glavnog i naknadnog vrenja, a nastali alkohol i gorke tvari hmelja djeluju nepovoljno na razvoj mikroflore piva. Iz ovih razloga vrlo malo mikroorganizama razvija se u pivu, naročito ne bakterije mliječne i octene kiseline, sarcine, te divlji d kulturni kvasci. Drugi mikroorganizmi, prije svega patogene klice ne nalaze u pivu uslove za razvoj. U slučaju mutnog ili tzv. »pokvarenog piva« ne postoji upravo zbog toga opasnost po zdravlje potrošača, kao što je slučaj kod većine drugih namirnica.

U mikroflori piva kao pratioci kulturnog kvasca »Saccharomyces Carlsbergensis« (uvarum) čcsto se nalaze i divlji kvasci, koji prolaze kroz filter i uzrokuju mutnoću piva, osobito ako je njihova koncentracija visoka.

Mutnoća piva može biti izazvana i kulturnim kvascem iz proizvodnje. Ova mutnoća piva je bezopasna i može se spriječiti, ali sa stanovišta potrošača ovo je pivo neispravno. Mutnoća izazvana kvascem ne zahteva odmah čitavo pivo, nego se lako taloži, pošto je kvasac relativno težak. Kao sekundarna pojava mućenja piva se javlja, jer se kvasac opet razmnožava. Pivo nije jednolično mutno, nego se opažaju u tekućini male grudve kvasca. Poslije nekog vremena opet se pivo izbistri, a kvasac se staloži na dno (jer više nema dovoljno hrane u pivu). Suzbijanje ove mutnoće se svodi, uglavnom, na visoki stupanj konačnog prevrenja i dobru filtraciju piva. Razlika između stepena prevrelosti kod točenja i konačne prevrelosti, treba da je što manja. Kod eksportnih piva filtracija treba da je vrlo dobra. Mutnoća izazvana divljim kvascima različita je od prethodne po tome, što neki divlji kvasci duže lebde u pivu i ne talože se lako na dno (stanice su lakše i teže aglutiniraju).

16.1.1. Vještački postupci biološke stabilizacije

Danas se u velikoj mjeri, naročito u inostranstvu primjenjuju vještački postupci za biološku stabilizaciju piva. Prije prikazivanja raznih postupaka potrebno je istaći principijelno gledište mnogih autora da biološku sposobnost držanja piva treba postići sistematskim održavanjem čistoće u proizvodnji i aseptičkim radom, a ne vještačkim metodama biološke stabilizacije. Da ne ističemo ovdje sve ekonomske i tehnološke prednosti higijenskog rada i aseptičke proizvodnje, pred skupim postupcima vještačke biološke stabilizacije, dovoljno je istaći da ove iziskuju ne samo mnogo vremena, prostora i sredstava, nego i ostavljaju uvijek manje ili više neugodne posljedice po okus piva.

Biološku stabilizaciju trebalo bi sprovoditi jedino onda, kada se radi o pivu koje će biti izloženo nepovoljnim uslovima dužeg skladištenja i transporta, a pri tome treba isključiti svaki rizik, kao što je slučaj kod narudžbi za brodove, udaljena tržišta i izvoz piva u inostranstvo.

16.1.2. Pasterizacija

Postupak koji se najviše primjenjuje za vještačko obezbjeđenje biološke stabilnosti piva je pasterizacija. Pod ovim se podrazumijeva umrtvljenje, odnosno inaktivacija kvasca i bakterija koje uzrokuju zamućenje piva, i to termičkom obradom. Paster je pronašao da se može primjenom toplote postići umrtvljenje mikroorganizama i to u kiselim tečnostima (kao pivo) na nižim temperaturama, nego u neutralnim i alkalnim tečnostima.

16.1.3. Pločasti pasterizator

Ovaj pasterizator, koji se u novije vrijeme sve više koristi, vrši pasterizaciju piva u toiku proticanja između ploča, pa se tom prilikom zagrijava na temperaturu 68° — 75°C, u trajanju od 25 do 30 sekundi. Budući da se kod ovog postupka pivo samo kratkotrajno ugrije, to se štetni uticaji pasterizacije na kvalitet piva znatno umanjuju. Dakle, ovaj kratki postupak u odnosu na dugotrajnu pasterizaciju po klasičnom sistemu ima prednost, što sačuva kvalitet piva, te iziskuje manje pogonske troškove i zahtjeve za prostor. Međutim, bitni nedostatak je što pasterizovano pivo odmah treba da se puni u potpuno sterilne boce, a što uvijek nije moguće obezbijediti.

Pločasti pasterizator nalazi u industriji piva sve veću primjenu, a njegova konstrukcija je prikazana na sl. 106.

16.1.4. Pasterizacija piva u bocama

Pasterizacija u bocama pruža najveću sigurnost i isključuje svaki rizik sekundarne infekcije. Sa ovim postupkom se postiže ne samo besprijekorna bakteriološka ispravnost piva, već istovremeno se rješava pitanje aseptičnog punjenja u sterilne boce.

Termička obrada piva u bocama vrši se u tunel-pasterizatoru na temperaturi od 62°Č. Ova temperatura postiže se postupno, kao što je prikazano na sl. 107.

Kao mjerilo za djelovanje toplote prilikom pasterizacije služi pasterizaciona jedinica. Pod ovim pojmom podrazumijeva se temperaturno djelovanje pasterizacije na 60°C u trajanju od 1 minute. Razumljivo, pasterizacioni efekat je funkcija vremena i temperature, pa što je temperatura veća, vrijeme je kraće, a za postizanje istoga efekta. Prema američkim statistikama već pri 13,7 pasterizacionih jedinica može se garantovati dovoljna biološka stabilnost.

Sl. 106. Pločasti pasterizator (Proizvođač: Ernest Fischer, Beč, montiran u Sarajevskoj pivari)

Izostavljeno iz prikaza

Sl. 107. Dijagram pasterizacije piva

Izostavljeno iz prikaza

Aparat za pasterizaciju sastoji se iz jednog dugačkog tunela kroz koji se lagano kreću boce, pri čemu se postepeno zagrijavaju i hlade, prolazeći kroz određene temperaturne zone. Ove promjene temperaturnih režima treba da se odvijaju postepeno tako da razlike u temperaturi ne smiju da iznose više od 2° do 3°C u minuti. Ako bi došlo do naglih promjena, temperaturni šok bi izazvao pucanje boca u većoj mjeri; a što bi, naravno, imalo štetne posljedice u povećanim gubicima piva i bocama. Zagrijavanje i hlađenje boca vrši se termalnom obradom preko vode koja se putem pumpi ugrađenih u pasterizatoru prebacuje na dizne za rasprskavanje. Dizne su smještene iznad boca tako da su boce u prolasku kroz pasterizator izložene uticaju temperature prilikom prskanja vodom. Konstrukcija pasterizatora prikazana je na sl. 108.

Sl. 108. Tunel-pasterizator

1. zona za zagrijavanje T
2. zona za zagrijavanje 11
3. zona za pasterizaoiju
4. pradhlađenje
5. rashladna zona I
6. rashladna zona II
7. kupelj za hladnu vodu
8. kupelj za toplu vodu
9. kuspelj za vruou vodu
10. kupelj za grijanje vode
11. kupelj za hladnu vodu

Izostavljeno iz prikaza

Usljed pasterizacije povećava se temperatura piva u bocama i oslobađa CO2 pa dolazi u slobodnom prostoru do povećanog pritiska. Utvrđeno je da kod temperature pasterizacije od 65°C i praznog prostora u boci od 0,5 lit. 5%, pritisak iznosi 3,75 at. Međutim, ako je ovaj prazni prostor smanjen na 2,59%, pritisak u boci kod iste temperature pasterizacije iznosi 9,6 at. Pasterizacijom se narušava koloidna stabilnost piva zbog čega je potrebno da se kod većih zahtjeva za stabilnost piva primjenjuju mjere prirodne i vještačke stabilizacije koloida u pivu.

16.1.5. Vruće punjenje

Nova metoda za postizanje biološke stabilnosti piva je postupak punjenja vrućeg piva u flaše, po sistemu firme Hollstein-Kappert. Pivo se ugrije u pločastom aparatu do temperature pasterizacije, na 68° — 75°C i zatirn tako vruće puni u svježe oprane tople boce. Punjenje piva preko aparata vrši se takođe na visokoj temperaturi, a pod pritiskom ugljen-dioksida. Temperatura piva pri tome opada za nekoliko stepeni. Pritisak punjenja je 7 do 9 atmosfera.

Da se spriječi lom boca prilikom punjenja toplog piva, boce je potrebno zagrijati. To se postiže na taj način da se u mašini za pranje boca posljednje ispiranje vrši toplom vodom tako da temperatura boca nakon ispiranja treba da iznosi oko 40°C.

Obzirom da se pivo u boci kontrahira uslijed hlađenja treba ga puniti skoro do vrha boce. Tako će se i nakon hlađenja održati normalna visina punjenja. Prazan prostor koji se tada stvara u grliću boce, puni se većim dijelom ugljionim dioksiđom, oslobođenim iz piva. Time se u velikoj mjeri smanjuje količina zraka u grlu boce, koja može biti vrlo štetna za koloidnu stabilnost piva.

16.1.6. EK filtracija

Dok se u naprijed opisanim postupcima pasterizacije postojeći miroorganizmi umrtvljuju termalom obradom piva, dotle je sa EK-filterom moguće mehaničkim putem i hladnom filtracijom odstraniti mikroorganizme. I ovim se postiže puna biološka ispravnost piva.

Tehnika izrada ovog filtera slična je kiselgur filteru, ali mjesto širokih okvira ima rebraste ploče sa kanalima za odvod i dovod piva. Između ovih ploča stavljaju se specijalni filter-ulošci, od čije veličine pora i propusne sposobnosti ovisi tzv. oštrina filtracije. Ulošci su gusti, izrađeni iz azbestnih i pamučnih vlakana, te sa visokom adsorptivnom sposobnosti odstranjuju mikroorganizme iz piva.

Ovim postupkom filtracije postiže se biološka stabilnost piva. Međutim, postoji opasnost od sekundarne infekcije putem boca, zatvarača i punjenja. Ali i ovo je riješeno primjenom aparata za sterilizaciju sa plinom.

16.2. Koloidna stabilnost piva

Pod koloidnom postojanošću podrazumijeva se nepromijenjeni sastav i osobine piva, čuvanog na temperaturi 25°C (pri čemu ne smije doći do taloženja koloidnih sastojaka piva).

Piva sa koloidnom mutnoćom ne smatraju se pokvarenim ali se zabranjuje njihova prodaja prije prerade.

Općenito se smatra da je koloidna mutnoća prirodno svojstvo piva. Čestice koje mogu stvarati mutež ostaju nakon filtracije dobrim dijelom u pivu. Sa gledišta kinetičko-molekularne teorije ove čestice se nalaze u stalnom nepravilnom kretanju (Brownovo kretanje), te se međusobno sudaraju, pa dolazi do povećanja koloidnih disperzija, što dovodi do pojave taloga. Prisustvo Ca i Mg soli, osobito u obliku sulfata, ubrzava ovu pojavu, vršeći dehidraciju. To je jedan od uzroka starenja koloida.

Dok za pivo koje je aseptično punjeno u boce i prošlo period inkubacije, bez bilo kakvih promjena okusa ili pojave taloga, možemo reći da ima veliku biološku stabilnost, dotle je za koloidnu stabilnost teško dati precizne prognoze. Međutim, starenjem koloida prije ili kasnije dolazi do njihovog obaranja i stvaranja taloga. Među raznim vrstama piva nije opažena stalna razlika u dijametru čestica, ali kako pivo stari i postaje mutnije, primjećuje se tendecoija povećanja čestica koje uzrokuju mućenje.

Postavlja se pitanje koja je garantovana stabilnost našeg piva, koga svakodnevno vidimo na tržištu? Pravilnik je biološku i koloidnu stabilnost piva regulisao ovako: najmanja trajnost pasterizovanog piva je 45 dana, a nepasterizovanog 10 clana od dana točenja, uz uslov čuvanja na temperaturi od 10°C.

Vrijeme koje je potrebno da se u pivu pojavi talog i mutnoća je vrlo razliičito i ovisi o nizu unutrašnjih i vanjskih faktora. Ovdje je važno istaći da koagulacija ovisi ne samo od koloida (disperzne faze), već i od sredine u kojoj se oni nalaze (disperzionog sredstva). Naročito je važno izbjegavati ječmove sa prekomjernom količinom bjelančevina, jer proizvedeno pivo iz takvog slada je jako osjetljivo na proteinsko mućenje. Jasno je da koloidnim česticama nije potrebno mnogo vremena da izazovu zamućenje piva, ako su one u svježe otočenom pivu već bile prilično velike. Unutrašnji i vanjski faktori koji utiču na pojavu zamućenja su: pH vrijednost, prisustvo soli i tragova metala, transport, potresanje kod transporta, svjetlost, temperatura i slično. Prema tome, vidi se da je postojanost koloida piva rezultat uticaja niza faktora.

16.2.1. Općenito o koloidima

Koloidi stvarno predstavljaju koloidno stanje materije u rastvoru. Koloidni rastvor jedne supstance razlikuje se od pravog rastvora po tome što se pokazuje kao heterogena sredina u kojoj je supstanca razložena u relativno velike koloidne čestice, ili ultramikrone raznih veličina. Koloidne čestice su agregati (micele) sastavljene iz više molekula (Nageli). Veličina koloidnih čestica je od 1 do 100 milimikrona prečnika, odnosno između jednog stohiljaditog i jednog milionitog dijela milimetra.

Staudinger je uveo novu podjelu koloida na osnovu veličine disperznih čestica u rastvoru, obilježavajući ih po broju atoma u čestici. Po njegovom shvatanju koloidne disperzije se sastoje iz čestica koje se vide samo pomoću ultra-i super-mikroskopa, koje se sastoje iz 103 do 1010 atoma.

Brownovo kretanje je uzrok važnih kemijsko-fizičkih pojava, kao što su difuzije, osmoza, viskoznost i slično. U koloidnim sistemima ova pojava uzrokuje »starenje« koloida. Usljed stalnog kretanja čestica, dolazi do njihovih međusobnih sudaranja, pa se u nizu slučajeva sjedinjuju te na taj način postaju sve veće čestice. Ovim sve obimnijim povećanjem stepena disperznosti, konačno. čestice postaju vidljive. Najprije nastaje blago zamućenje (maglice> koje se vremenskim tolcom »starenja« povećava. Najzad se teže čestice polako talože na dno. Intenzivnost Brownovog kretanja odnosno »starenja« nastupa na višim temperaturama mnogo brže, nego u hladnom.

Od velikog su značaia za mnoge procese u biologiji tečni koloidni sistemi, liosoli, ili tzv. solovi. Njih ima dvije vrste.

Razlikuju se po sastavu disperzne faze, pa se dijele na liofobne i liofilne koloide. Kod prvih disperzna faza ne sadrži rastvorena sredstva. Tu spadaju, prije svega, anorganske soli, kao metali, sulfidi teških metala koji ovdje nemaju nikakav značaj.

Liofilni koloidi primaju prije prelaska u koloidno stanje rastvorena sredstva pa dolazi do bubrenja (bjelančevine). Nasuprot solnim rastvorima, ovi koloidi mog-u da se pojave u koncentrisanom čvrstom agregatnom stanju, te se onda zovu »geli«. Takvi su na primjer želatina, škrob, maslac, sapun, agar-agar itd. Liofilni koloidi su jako rasprostranjeni u prirodi i sa njima se susrećemo svuda u svakodnevnom životu. Takva je protoplazma živih stanica. Možemo reći da je u izvjesnom smislu i sav život na zemlji od najmanje bakterije, do najvećeg živog organizma, zasnovan na koloidnom sistemu.

Liofilni koloidi, kojima pripadaju i koloidi piva, odlikuju se karakterističnim električnim, mehaničkim, osmotskim i optičkim osobinama. Normalno se čestice svojim električnim nabojem održavaju u koloidnom stanju. Naime, koloidne čestice istoimenog električnog naboja odbijaju se međusobno i ne mogu se skupljati u veće agregate (micele). Kada oni izgube svoje električne naboje, nastaje spajanje koloidnih čestica u veće agregate, te dolazi do pojave koagulacije (taloženja). Pri tome je svejedno na koji će se način izvršiti električno rasterećenje čestica, ili koagulacija. Često nastaje pomoću adsorpcije jona suprotnog električnog naboja, a ponekad i putem izjednačenja električnog potencijala između koloidnih čestica i rastvarača.

Zaštitno dejstvo jednog koloida prema drugom koloidu ne počiva na njihovom međusobnom spajanju kao suprotno naelektrisanim, već na adsorpciji taloženog elektrolita od strane zaštitnog koloida (Billizer). Djelovanje dekstrina, po De Clercku je kao ono zaštitnih koloida, pa zato povoljno utiču na stabilnost piva.

16.2.2. Koloidni sistem piva

Od mnogobrojnih stvari sadržanih u pivu samo je mali dio rastvoren do veličine molekula. Većina sastojaka ekstrakta, i to: bjelančevine, tanini, dekstrini i pentozani su naprotiv u pivu sadržani u koloidnoj disperziji i pokazuju osobine liosola.

Pojava koloidne mutnoće u pivu uzrokovana je u prvom redu spajanjem čestica usljed »starenja«, a što je objašnjeno prilikom opisa Brownovog kretanja. Daljnji raziog za pojavu mutnoće je sposobnost koloida da ulaze u adsorpciona jedinjenja, da gube električne naboje i vodu. Ovi procesi koji se pojavljuju u pivu nakon dužeg stajanja znatno su ubrzani grijanjem i pasterizacijom. Mutnoća, koja se već nakon nekoliko dana pojavljuje u pivu, pod izvjesnim uslovima, poznata je kao »pasterizacijska mutnoća«.

Ispitivanjem je utvrđeno da koloidi u pivu, koji dovode do takvih mutnoća spadaju u dvije vrste spojeva, i to: u bjelančevine i u tanine (polifenole). Ovi prvi su hidratizirani i imaju neznatno električno opterećenje. Izoelektrična tačka većine bjelančevina nalazi se kod pH 4 do 5, a što odgovara pH vrijednosti piva. Oni su, dakle, u pivu blizu izoelektpične tačke, pa su vrlo male električne napetosti, te se čestice održavaju u koloidnom stanju vezanjem vode (hidratacijom). Radi toga je dovoljan gubitak vode kod koloidnih čestica, da bi došlo do taloženja. Dehidracija koloida bjelančevina nastupa samo usljed grijanja u prisustvu spojeva koji vrše dehidraciju, kao što su tanini u pivu. Na ovaj način oduzima se voda koloidnim bjelančevinama, pa se denaturiraju i talože.

Dehidrirani koloidi bjelančevina stvaraju sa taninima nerastvorljiva adsorpciona jedinjenja, odnosno čestice se povećavaju na osnovu polimerizacionih procesa, koji se to brže odvijaju što je viša temperatura.

U cilju bolje stabilnosti piva, značajno je prisustvo zaštitnih koloida. Dekstrini djeluju u pivu kao zaštitni koloidi, lako se vežu sa vodom, i srazmjerno su stabilni. Oni sprečavaju koloidne mutnoće i lako ulaze u adsorpciona jedinjenja sa nestabilnim koloidima. Veća količina dekstrina u crnom pivu je glavni razlog njegove boljc koloidne stabilnosti.

Usljed »starenja« koloida pomjera se i narušava koloidna ravnoteža u pivu u pravcu kompleksa koji postaju sve veći. Njihovo prisustvo prvo se očituje stvaranjem blagih maglica, koje prelaze u intenzivno mućenje. Paralelno sa tim promjenama nastaje izmjena u okusu i stabilnosti pjene, jer su ove osobine ovisne o koloidima. Narušavanje ravnoteže koloidnog sistema u pivu nastaje pod uticajem izvjesnih faktora, koje ćemo opisati u daljem izlaganju.

16.2.3. Faktori koji utiču na stvaranje koloidne mutnoće

Brzo »starenje« koloida piva i pojava muteži ovisi o nizu spoljnjih i unutrašnjih faktora.

Spoljni faktori koji utiču na pivo poslije punjenja i koji ubrzavaju pojavu koloidne mutnoće su temperatura, vrijeme čuvanja, dužina transporta i uticaj svjetla. Unutrašnji faktori koji utiču na pojavu koloidne mutnoće u pivu su: koncentracija koloida piva, veličina njihovih čestica, vrijednost pH, količina kisika i teških metala.

Općenito se smatra da visoke temperature najviše štete stabilnosti koloidnog sistema piva. Iz toga razloga pojavljuju se koloidne mutnoće mnogo brže u pivu koje je pasterizovano, nego u nepasterizovanom pivu. Takođe, prije dolazi do pomućenja u pivu koje je skladišteno u toplije prostorije.

Poznato je da toplina ubrzava pojavu koloidne mutnoće. Ovo se objašnjava time što se sve kemijske reakcije tim brže odvijaju što je viša temperatura. Ovo katalitičko djelovanje topline dolazi do izražaja ne samo kod »starenja« i »rastenja« koloida, već i kod drugih procesa, kao oksidacije, polimerizacije, te adsorpcije, a koji konačno dovode do izgradnje nerastvorljivih kompleksa — uzročnika mućenja. Osim toga, izvjesni procesi se pokreću tek uticajem visokih temperatura, na primer nerastvorljivi polifenoli, i dehidrirani koloidi bjelančevina, usljed čega dolazi do pojave denaturiranih bjelančevina, koje se koaguliraju.

Svaka vrsta pokreta pri transportu piva ubrzava kretanje koloidnih čestica, pri čemu se one sudaraju i spajaju u veće micele.

Boja boca je od uticaja na stabilnost piva. Ispitivanja nakon tri dana skladištenja piva u hladnoj prostoriji, okrenutoj prema sjeveru pokazala su da je isto pivo u smeđim bocama bilo stabilnije, od onoga u zelenim bocama. Ovo poboljšanje stabilnosti bilo je neovisno od upotrebljenog stabilizacionog sredstva.

Daljnja ispitivanja su pokazala da mutnoća piva nastupa prije ako je staklo svjetlije, nego kada je tamne boje, koja više zaštićuje od svjetlosnih zraka. Ovo katalitičko djelovanje svjetla aktivira oksidaciju sulfidrilnih grupa, tako da se mutnoća prije pojavi.

Od unutrašnjih faktora najviše utiče količina koloida sadržanih u pivu, jer je brža pojava mutnoće što je veća koncentracija koloida.

Daljnji faktor za pojavu koloidne mutnoće je veličina čestica, odnosno stepen disperzionosti koloida. Veće čestice su uvijek znatno vidljivije i izrazitije od malih.

Kisik, koji se nalazi u pivu takođe igra značajnu ulogu prilikom formiranja koloidne mutnoće. On se nalazi u zraku u grlu boce, te ovisno o njegovoj aktivnoj količini djeluje manje ili više na oksidaciju bjelančevina i tanina, koji se smatraju uzročnikom pojave zamućenja. Oksidacijom tanina pojave se tzv. flobafeni, koji su nerastvorljivi i imaju sklonost taloženju. Kod čestica bjelančevina dolazi do oksidacija slobodnih sulfhidrilnih grupa u glutelinskoj frakciji i B-globulinu, što uslovljava povećanje molekula, prema reakciji:

R1 — SH + O + SH — R2 → R1 — S  S — R2 + H2O

Štetno djelovanje kisika može se do izvjesne mjere spriječiti prisustvom reduktivnih supstanci, koje se lako vežu sa kisikom (usljed svoje dionolne grupe) pa zaštićuju od oksidacije bjelančevine i tanine. Obzirom da je uz normalne tehnološke uslove ograničena mogućnost povećanja količine reduktivnih stvari o kojima u izvjesnom smislu ovisi stabilnost proizvoda, to se u novije vrijeme vrši vještačko dodavanje reduktona u vidu askorbinske kiseline.

De Clerck je bio među prvima koji je ukazao na važnost oksidacije sladovine i piva u odnosu na stabilnost i okus. Taj autor je dao podjelu tehnološki najvažnijih reduktona koji se nalaze u pivu:

1. Reduktoni koji se stvaraju u sladu u toku procesa sušenja slada,
2. Melanoidini i njihovi međuprodukti, koji nastaju iz šećera i aminokiselina, uglavnom pri sušenju zelenog slada i za vrijeme kuvanja sladovine,
3. Sulhidrilne grupe aminokiselina, odnosno njihovi produkti razgradnje,
4. Štavila (katehini, kao leukocijanidini i delfinidin),
5. Gorke smole hmelja (izohumuloni i nespecifične meke smole).

Od svih navedenih tvari kao najvažniji antioksidansi djeluju samo reduktoni šećera, odnosno melanoidini i njihovi međuprodukti. Tamni slad sadrži više reduktona, jer se sušenje obavlja na višim temperaturama, a time se objašnjava i veća stabilnost tamnih piva.

Neka ispitivanja su pokazala da kisik utiče na pretvaranje reverzibilnog muteža u ireverzibilni (stalan). Zato je potrebno isključiti dodir kisika i piva kod fermentacije u tankovima za filtraciju i točenje piva.

Prisustvo teških metala pospješuje pojavu koloidnih mutnoća. Pored željeza, kao uzročnici mutnoće poznati su još bakar i kalaj. Naročito, u prisustvu kisika, veće količine metala od 5 mg/l željeza odnosno 1 mg/l bakra ili 0,1 mg/l kalaja prouzrokuju za kratko vrijeme nastanak koloidne mutnoće u pivu. Utvrđeno je da ovi teški metali djeluju kao katalizatori oksidacije. Uslijed njihovog prisustva dolazi do aktivacije molekularnog kisika u pivu, te dolazi brzo do oksidacije tanina i bjelančevina. U pivu količina teških metala ne bi trebala preći određenu granicu od 1—2 mg Fe, 0,2 mg Cu, i 0,02 mg Sn po litru.

Prema ispitivanju Marahercusa ovi teški metali u pivu potiču pretežnim dijelom iz uvarka (hmelja, slada, vode). Male količine se prenose u pivo iz tokova opreme i aparata, te se zato preporučuje nerđajući čelik.

Ispitivanjem sadržaja vodika u pivu utvrđeno je da isti nema uticaja na koloidnu stabilnost piva.

16.2.4. Vrste koloidne mutnoće

Uobičajeni nazivi za razne forme koloidne mutnoće, poznati kao bjelančevinska mutnoća, mutnoća uslijed oksidacije, mutnoća uslijed pasterizacije u novijoj stručnoj literaturi se ne upotrebljavaju. Naime, na osnovu iscrpnih istraživanja pokazalo se je da ne postoji između ovih mutnoća nikakva suštinska razlika, već su im samo uzroci različite prirode. EBC (Evropsko udruženje pivara) predlaže da se oznaka »mutnoća uzrokovana hladnoćom« upotrijebi ako se označava mutnoća koja se stvara prilikom hlađenja piva na 0°C, a gubi zagrijavanjem piva na 20°C ili višoj temperaturi. »Trajna mutnoća« je oznaka za mutnoću koja nastaje u pivu iznad 20°C i nije reverzibilnog karaktera.

»Mutnoća uslijed hladnoće« može se objasniti time što se suprotno električki opterećeni liofilni koloidi međusobno sjedinjuju. Prilikom dehidracije ove micele dolazi do pojave mutnoće, koja se može ukloniti rehidratacijom prilikom grijanja. Zato govorimo o reverzibilnom mućenju piva. Kao liofilni koloidi djeluju prije svega polipeptidi i ugljeni hidrati, koji se adsorbiraju na polifenole.

Neki naučnici smatraju da odnos između mutnoće uzrokovane hladnoćom i »trajne« mutnoće nije do danas objašnjeno dovoljno, budući da talog sadrži skoro iste kemijske spojeve. Moglo bi se usvojiti gledište nekih autora da pod uticajem kisika slobodne — SH grupe prelaze u S—S veze, uzrokujući polimerizaciju peptidskih lanaca, koji uslijed oksidacije daju mutež.

Naklonost ka mućenju piva raste sa vremenom. Ovo se vidi po tome što je svježe filtrirano pivo stabilno na hladnoću. Međutim, ako se pivo skladišti u toplim prostorijama, pa se zatim podvrgne djelovanju nižih temperatura u hladnjaku, brzo može da nastupi pojava »zamućenja uslijed hladnoće«. Obzirom da je kod pasterizacije narušen koloidni sistem piva, u velikoj mjeri je povećana njegova osjetljivost na »zamućenje«, uslijed hladnoće. Dakle i mutnoća uslijed hladnoće može se smatrati posljedicom pasterizacije.

Nasuprot »mutnoći uslijed hladnoće« koja je reverzibilna, trajna mutnoća je ireverzibilnog karaktera. Pojavljuje se spajanjem koloidnih čestica u micele, što je objašnjeno pojavom »starenja«.

U suštini između trajne mutnoće i mutnoće uslijed hladnoće po sastavu ne postoji veća razlika. Dokazano je da su uzročnici muteža one bjelančevine koje sadrže sumpor u svojoj kemijskoj konstituciji. Ovi se spojevi teško razgrađuju i ostaju nepromijenjeni u toku procesa sladovanja, a u varionici se spajaju sa taninom iz ječma i taninom iz hmelja. Taj kompleks tanin-bjelančevina je topljiv u toplom, a netopljiv u hladnom i izlučuje se u ohlađenom pivu.

16.2.5. Sastav koloidnih mutnoća

Novija saznanja o sastavu koloidnih mutnoća, nastala kao rezultat savremenih metoda istraživanja, nisu pokazala, odnosno nisu potvrdila ranije shvatanje da su mutnoće sastavljene samo iz bjelančevina. Prema ispitivanju nekih autora reverzibilne mutnoće po svome kemijskom sastavu su slične i sastoje se približno iz 40 — 80% bjelančevina, 4,13% ugljenih hidrata i 17, 35% taninskih materija.

Jasno je da su glavni uzročnici mutnoće bjelančevinsko-taninski kompleksi (ili kompleks polipeptidne i polifenolne frakcije). Osim toga nalaze se i druge frakcije u neznatnoj mjeri kao ugljeni hidrati i izvjesni katjoni. Ispitivanjem je utvrđeno da su sastavne komponente bjelančevina — amino-kiseline, koje sadrže sumpor u svojoj kemijskoj konstituciji, vrlo nestabilne i uzrokuju zamućenje piva.

Hidrolizom taloga identifikovani su albumin, globulin, nukleoproteid sa cistinom, metionom i druge aminokiseline ikoje sadrže sumpor u svojoj kemijskoj konstituciji. Ovi se spojevi teško razgrađuju i ostaju nepromijenjeni u toku procesa sladovanja, a u procesu kuvanja piva spajaju se sa taninom iz slada i hmelja. Taj taninsko-bjelančevinski kompleks uslijed »starenja« izlučuje se iz piva i tvori talog koji se pojavljuje na dnu boce. Vezivanjem kisika sa proteinsko-taninskim kompleksom zamućenje piva prelazi iz prolaznog u trajmo.

Za piva duže stabilnosti, treba preduzeti odgovarajuće tehnološke mjere kod proizvodnje. Ako iste nisu dovoljne, onda se primjenjuje pasterizacija i obrada piva sa stabilizacionim sredstvima, koja izlučuju visoko-molekularne bjelančevine, pa se na taj način postiže postojanost proizvoda kroz duže vrijeme.

16.3. Suzbijanje koloidne mutnoće

Za pivare koje ne pasterizuju pivo, biološka mutnoća je glavni uzročnik kvara piva, dok naprotiv, kod primjene pasterizacije biološka stabilnost ne dolazi u pitanje, već najčešće mutnoća nastaje uslijed koagulacije bjelančevinskih koloida u pivu. Ova druga vrsta mutnoće, koja nastaje u pasteriziranom pivu je predmet našeg razmatranja.

Dokaz o značaju ovog problema su brojne publikacije u vezi stabilnosti piva. Posebnu pažnju zaslužuju publikacije onih autora kojima je uspijelo da izoluju frakciju proteina koja učestvuje u talogu, odnosno koja uzrokuje zamućenje piva sa bjelančevinama. Osim toga, u ovim radovima je ukazano na štetan uticaj kisika na stabilnost koloida. Radi sprečavanja oksidacije, preporučuje se pored točenja pod pritiskom ugljičnog dioksida, i primjena reduktona, kao askorbinske kiseline i kalijevog metabisulfata.

Pokazalo se da se primjenom posebnog tehnološkog postupka, kao upotrebom dobro razgrađenog slada, održavanjem niske temperature za vrijeme glavnog i naknadnog vrenja, vrlo dobrom filtracijom i dr., postiže duža koloidna stabilnost, ali ona ipak ne može zadovoljiti zahtjeve udaljenih tržišta.

Po De Clercku koloidna stabilnost duža od dva mjeseca može se postići samo primjenom jedne od specijalnih metoda stabilizacije, kao što su:

1. Izdvajanje bjelančevinskih spojeva pomoću adsorpcionih sredstava,
2. Razgradnja bjelančevinskih spojeva pomoću proteolitičkih enzima,
3. Taloženje bjelančevina dodatkom tanina,
4. Dodatak reduktona u cilju sprečavanja oksidacije piva.

Kao adsorpciona sredstva upotrebljavaju se aluminijski silikati, kao što su bentoniti i drugi. Ovdje se moraju poznavati tačne doze, jer prevelike količine mogu škoditi pjenušavosti i okusu piva. U trgovini ti preparati dolaze pod imenom Deglutan, Bentopur, Protex, a u poslednje vrijeme se mnogo upotrebljava Stabifix.

Proteolitički enzimi razgrađuju bjelančevine, koje uzrokuju mutnoću, u jednostavnije spojeve koji se ne talože u pivu. Ovi enzimi se dodaju u pivo za vrijeme odležavanja, ili u toku filtracije. Mogu biti životinjskog, (pepsin), biljnog (papain) ili mikrobiološkog porijekla. Američki enzimski preparati poznati su pod imenom Cerevase, Chilike, Clupulin, i Protesal, te evropski Cristalease. Pravilne doze ne utiču na pjenušavost i okus.

Taloženje taninom je osjetljiv proces, jer može doći do promjene okusa, a kod prevelikog doziranja može se pomutiti pivo.

Reduktoni sprečavaju oksidaciju, zbog čega se u praksi upotrebljavaju askorbinska kiselina i neki sulfitni spojevi.

Cilj ovih stabilizacionih metoda je djelomično izdvajanje visokomolekularnih bjelančevina i smanjenje frakcije A po Lundinu, pošto se ova frakcija smatra uzročnikom mućenja piva. Ovaj se cilj postiže djelovanjem stabilizatora na bazi: adsorpcije, enzimatskog razgrađivanja visokomolekularnih bjelančevia u jednostavnije spojeve, te precipitacijom, odnosno taloženjem supstanci koje uzrokuju mućenje. O ovim aspektima problema upoznat ćemo se u daljem razmatranju.

16.3.1 Adsorpciona sredstva

Dodavanje adsorpcionih sredstava za stabilizaciju piva vrši se u fazi naknadnog vrenja piva (dozrijevanja), sa ciljem da se smanji količina koloidnih tvari piva, koje izazivaju njegovo zamućenje. Ova sredstva su netopljiva u pivu, pa se adsorbirane tvari talože u tanku, a poslije filtracijom takođe odstranjuju iz piva. Prema tome, dodata stabilizaciona sredstva ove grupe ne ostaju u pivu, već se u cjelosti izlučuju nakon izvršenog djelovanja, te zaostaju u talogu tanka i na filteru. Zato primjeni ovih sredstava nema zamjerke niti sa gledišta zakona SR Njemačke, poznatog pod nazivom »Zakon o čistoći piva«, koji se smatra najstrožijim u pogledu primjene stabilizatora. Naši zakonski propisi dozvoljavaju upotrebu stabilizacionih sredstava koja nisu štetna po zdravlje potrošača.

Adsorpciona sredstva kao što su kiselgur, filter-masa i azbest, upotrebljavaju se za normalnu filtraciju piva, a stabilizaciona sredstva za koloidnu postojanost bjelančevina. Aktivni ugljen koji ima visoku adsorpcionu moć rijetko se upotrebljava radi stabilizacije, jer štetno djeluje na hmeljnu gorčinu i okus. Danas poznata adsorpciona sredstva koja se upotrebljavaju za stabilizaciju koloida piva imaju sposobnost selektivne adsorpcije bjelančevina. Po sastavu mogu se podijeliti u tri grupe i to:

• Bentoniti (Deglutan, Bentopur, Disalbumin, itd.),
• Poliamidne smole (Perlon, Najlon i sl.),
• Preparati kiselgela (Stabifix).

Bentoniti — su aluminijski silikati koji u pivu lako bubre uslijed upijanja vode. Kemijski sastav bentonita je približno slijedeći:

• SiO₂ 69%
• Al₂O₃ 0,4%
• Fe_2O3 2%
• Na₂SO₄ 1%
• Gubitak kod žarenja 14%

Osim ovih sastojaka utvrđeno je prisustvo u tragovima željeznog oksida i natrijeva sulfata.

Bentoniti su fino dispergovane čestice koje imaju veliku površinu, pa upijanjem vode bubre i povećavaju svoju zapreminu 5 — 6 puta. Sposobnost bubrenja je utoliko veća, što je manja prvobitna količina vode u bentonitu. Budući da je moć bubrenja (nadimanja) odlučujuća za adsorpcionu aktivnost, gubitak žarenjem ne treba da je veći od 17%. Pored velike moći bubrenja važno svojstvo bentonita je električni potencijal čestica, jer negativno opterećena površina bentonita privlači pozitivno nabijene bjelančevine pa nastaju krupnije čestice, koje se koaguliraju u vidu taloga. Ovo taloženje supstanci, koje možemo nazvati potencijalnim uzročnikom mućenja, odvija se raznim brzinama. Brzina taloženja čestica je ovisna o njihovoj veličini, specifičnoj težini i viskoznosti sredine. Dok traje dozrijevanje piva u tanku, radi oslobođenja ugljičnog dioksida čestice taloga se pomjeraju i lebde, te njihovo puno taloženje nastaje kada se završi vrenje. Ubrzati bistrenje piva možemo povećanjem pojedinih čestica taloga, što se postiže adsorpcionim sredstvima na bazi bentonita kao što su: deglutan, bentopur i dr.

U slučaju deglutana radi se o proizvodu na bazi aluminijskih silikata, čija je kemijska struktura tipična za bentonite. Proizvodi se u vidu praha i kao takav se upotrebljava. Naročito je važno istaći da po postojećim zakonskim propisima ne postoje smetnje za njegovu upotrebu, jer ovo sredstvo ne prelazi u sastav piva, a niti utiče na njegove sastavne dijelove.

Upotreba bentonita vrši se po »Protex-postupku« koji je zaštićen pod tim nazivom kao patent firme Gesellschaft Muller G. M. B. H. Ovaj postupak važi samo za sve preparate na bazi bentonita, a sastoji se u slijedećam:

Pripremljena suspenzija bentonita koja je pripravljena sa vodom ili pivom u omjeru 1:15 (na 1kg bentonita 15 l tečnosti) dodaje se pivu u fazi naknadnog vrenja. Da bi mogla adsorpciona moć da dođe do potpunog izražaja, treba da je pivo prije dodavanja bentonita već prilično izbistreno. Smatra se da je za normalna piva potrebno odležavanje od 6 — 8 sedmica, a za eksportna piva 12 sedmica. Ovaj dodatak treba da uslijedi 7 — 10 dana prije točenja piva. Pripravljena suspenzija deglutana stavlja se obično u prazan tank, pa se u njega prebaci pivo koje treba obraditi, ili, pak, suspenzija se iz bureta ili drugog rezervoara pod pritiskom prebacuje u tank sa pivom.

Odmah po dodavanju bentonita nastaje adsorpcija, koja se vrlo brzo razvija. Već poslije jednog časa adsorbirala se je polovina dušika. Nakon 2 — 3 dana počinje nadimanje bentonita zajedno sa adsorbiranim tvarima, koje se kao specifično teže čestice talože na dno, tako da je nakon 6 dana već formiran talog, sastavljen od supstanci koje uzrokuju mućenje. Tek nakon bistrenja može se pristupiti filtriranju, bez opasnosti da se filter zamulja usljed koloidnih čestica koje lebde u suspenziji. Za uspjeh obrade piva i za stabilizacioni efekat važno je da se odležavanje vrši u hladnim podrumima sa temperaturom od 1° — 2°C, te da se filtracija obavi najmanje za 8 dana poslije dodavanja bentonita. U protivnom postoji opasnost da se već adsorbirane i staložene bjelančevine piva rastvore i oslobode, što se može štetno odraziti na stabilnost i pjenušavost piva.

Potrebna količina bentonita ovisna je o zahtjevima tržišta u pogledu trajnosti i vrsti piva, a kreće se u količini od 30 — 200 g/hl. Primjetno poboljšanje stabilnosti na hladnoću postiže se dozom od 30 g/hl, dok radi postizanja potpune stabilnosti bjelančevina pasterizovanog piva potrebne su količine od 150 g/hl i više.

Adsorpciono djelovanje bentonita obuhvata bjelančevine, tanine i gorke tvari. Selektivno djelovanje bentonita vidi se po različitoj adsorpciji pojedinih bjelančevinskih frakcija po Lundinu. Najviše se smanjuje količina visokomolekulamih bjeiančevina A frakcije, dok je opadanje količine frakcije B i C u znatno manjoj mjeri. Sa ovom adsorpcijom se produžava koloidna stabilnost piva srazmjerno upotrebljenoj količini bentonita.

Poliamidne adsorpcione tvari. — U grupu ovih adsorpcionih sredstava spadaju najlon i perlon. To su visokomolekularni sintetički proizvodi u vidu praha, koji se dobivaju kondenzacijom, odnosno polimerizacijom iz aminokarbonskih kiselina. Adsorpciono djelovanje obuhvata polifenole i bjelančevine. Među njima su pogođeni naročito visokomolekulami spojevi. Radi svoga selektivnog djelovanja na složene spojeve bjelančevina i polifenola, koji se smatraju glavnim uzročnicima mutnoće piva, primjenjuju se poliamidna sredstva u svrhu stabilizacije piva. Ne utiču na okus piva i netopljive su.

Primjena poliamidnih sredstava odgovara Protex-postupku, ali tu je dovoljno znatno kraće vrijeme kontaktnog djelovanja. Stabilizacioni efekat je srazmjeran upotrebljenoj količini najlona ili perlona. Već male količine od 10 g/hl pokazuju stabilizacioni učinak. Kod obrađivanja piva odstranjuje se približno 30% antocijanogena i djelomično sastojci boje i gorke tvari. Poneki put ova poliamidna sredstva štetno utiču na postojanost pjene i okusa piva. U količini ekstrakta i pH piva nisu utvrđene nikakve promjene, čak i kod upotrebe količine od 100 g/hl.

Primjenom poliamidnih adsorpcionih tvari kao najlona i perlona, odstranjuju se iz piva polifenoli, koji se smatraju odgovornim za pojavu koloidne mutnoće. Na osnovu toga selektivnog adsorpcionog djelovanja može se produžiti postojanost piva, bez štetnog djelovanja na ostala svojstva piva.

Visoka cijena ovih sredstava ograničava njihovu upotrebu u pivarstvu.

16.3.2. Stabifix

Ovaj preparat poznat je na tržištu za koloidnu stabilizaciju piva, a spada u sredstva sa adsorpcionim djelovanjem.

Taj preparat je u vidu finog praha, disperzije čestica od 2 do 4 mikrona, pa radi takve svoje strukture ima visoku adsorpcionu moć. On ne bubri, nasuprot hentontima koji imaju jako izraženo ovo svojstvo. Kontaktno vrijeme stabifixa sa pivom je kratko i ovisno o načinu primjene. Upotrebljava se tako da se kod kiselgurfiltera dodaje u dozir aparat zajedno sa dijatomejskom zemljom. ili u posebnom dozatoru koji se može priključiti pivskoj instalaciji. Tim postupkom dodavanja stabifixa u posebnom dozir aparatu postiže se prednost jer je doziranje stabifixa i kiselgura neovisno jedno od drugoga. Kontaktno vrijeme piva i stabilizatora je svedeno na 4 — 5 minuta.

Stabifix se može dodavati u ležni tank 1 — 3 dana prije filtracije piva, što je jednostavniji postupak pa se mnogo primjenjuje. Priprema suspenzije stabifixa po ovom metodu vrši se u posebnoj posudi gdje se stvori kašasta masa. Voda se miješa sa stabifixom u omjeru 4:1 (1 kg stabifixa na 4 litre vode), pa se ovaj sadržaj miješanjem ravnomjerno rasporedi i preko lijevka sipa u prazan tank, koji se zatim puni sa pivom. Ako se raspolaže sa kiselgur-filterom ili separatorom može se početi filtracija odmah nakon prepumpavanja piva. Međutim, ako se filtracija vrši samo preko masa-filtera potrebno je sačekati 2 — 3 dana, dok se na dno tanka istalože čestice stabifixa sa kojima je obrađeno pivo.

Ispitivano je djelovanje stabifixa u kombinaciji sa askorbinskom kiselinom, pa su se dobili znatno bolji rezultati.

Ovaj uspjeh pripisuje se kombinovanom djelovanju stabifixa kao sredstva za izlučivanje visokomolekularnih bjelančevina koje uzrokuju zamućenje, te askorbinske kiseline koja veže kisik i sprječava njegovo štetno djelovanje na pivo.

16.3.3. Kemijska sredstva

Među sredstvima za stabilizaciju koloida piva važna su sredstva koja na osnovu kemijskog djelovanja postižu stabilizacioni efekat. Možemo ih podijeliti u tri grupe i to:

• tvari koje izazivaju taloženje bjelančevina, koje se filtracijom i sedimentacijom mogu odstraniti,
• tvari koje enzimatski razgrađuju bjelančevine na jednostavnije molekularne spojeve,
• tvari koje reduciraju, odnosno smanjuju štetni uticaj kisika u pivu.

16.3.4. Tanin

Kao sredstvo za taloženje bjelančevina u praksi se primjenjuje tanin. U SR Njemačkoj zabranjena je upotreba tanina, osim za piva namijenjena izvozu. U Čehoslovačkoj se tanin upotrebljava u kombinaciji sa enzimatskim preparatom polydiasom.

Tanin se dodaje u posude ležnog podruma, kod niske temperature od 0° — 1°C, najmanje dvije sedmice prije točenja piva. Količina je ovisna o sastavu piva, a obično je 5 g/hl, ali dosta pivara upotrebljava znatno veće količine. U slučaju prekomjernog doziranja može da dođe do prevelikog taloženja bjelančevinskih koloida, pa se smanjuje postojanost pjene, mijenja se okus piva, a eventualno nastaju promjene boje i gorčine. Kod niskog doziranja može da nastupi zamućenje piva bez taloženja bjelančevina. Zato je potrebno pridržavati se tačno određenih doza.

16.3.5. Enzimatski preparati

Njihovo djelovanje kao stabilizacionih sredstava sastoji se u tome što sadrže aktivne proteolitičke enzime, pa razgrađuju visokomolekularne bjelančevine u jednostavnije spojeve, pri čemu ukupna količina dušika ostaje konstantna. Ovi preparati se u velikoj mjeri otapaju u pivu i djeluju nakon filtracije u njemu. Zbog toga je njihova upotreba u Njemačkoj zabranjena, dok je u drugim zemljama dozvoljena.

Enzimi se proizvode iz ječma, a mogu biti proizvedeni iz unutrašnjih organa životinja. Međutim, upotreba enzima životinjskog porijekla nije preporučljiva, već treba ostati samo kod onih koji se dobivaju iz ječma.

Enzimatski preparati su specijalno proizvedeni za potrebe pivara i, sa tačnim uputama o doziranju, reguliše se njihova prknjena. Na tržištu je poznat američki preparat »Colupulin« koji sadrži biljni enzim papajotin i protesal sa dodatkom hmeljnog lupulina. »Maltolizin« je enzimatski preparat proizveden iz ekstrakta suhog slada sa visokim proteolitičkim, a malim dijastatskim djelovanjem. Sličan sastav je »Cristallase«, dok »Cristallase B« ne pokazuje skoro nikakvo dijastatsko djelovanje.

Postupak enzimatske stabilizacije piva osniva se na biokatalitičkoj razgradnji bjelančevina, koja je srazmjerna sa količinom enzima i vremenom djelovanja. Dodavanje enzima vrši se u količini od 3 — 10 g/hl, i to 1 — 2 sedmice prije punjenja. Doziranje se vrši u posudi ležnog podruma još u fazi odležavanja piva, ili nakon filtracije u tanku za punjenje. Ukoliko se obrađivanje piva vrši nakon filtracije, preporučuje se otapanje preparata u maloj količini piva, pa se sadržaj profiltrira u laboratoriju radi izlučivanja netopljivih sastojaka preparata.

Potrebna doza preparata najbolje se može utvrditi putem pokusa. Ona ovisi o raznim faktorima, kao što je vrijeme djelovanja, vrsta preparata, sastav piva i potrebna stabilnost piva. Takođe treba voditi računa i o temperaturi, jer je poznato da je djelovanje enzima kod pasterizacije piva za više puta povećano. Tehnološkim mjerama postiže se odgovarajuća prirodna trajnost piva. Što je ova duža, to je potrebno dodavati manje doze enzima za stabilizaciju. Po De Clercku ovim putem se ne samo ostvaruje ušteda u finansijskim izdacima, već se i smanjuje doza stabilizatora, jer su i enzimi bjelančevine, pa ako ih se suviše dodaje mogu stvoriti vlastito pomućenje piva. Previsoke doze štetno djeluju na postojanost pjene i okus. Zato se kod primjene enzimatskih preparata vrši doziranje po uputi i na osnovu vlastitih eksperimentalnih ispitivanja, jer to je garancija da ćemo postići željeni stabilizacioni efekat bez štetnih posljedica za kvalitet piva.

16.3.6. Askorbinska kiselina

Mutnoću piva, koju izazivaju taninsko-bjelančevinski kompleksi nakon određenog stajanja proizvoda u boci, pospješuje oksidacija. Za stabilnost piva od osobite je važnosti u kolikoj je mjeri došlo do oksidacije pojedinih spojeva u pivu. Oksidacija i redukoija se dešavaju u toku cijelog procesa proizvodnje, sve do punjenja piva u burad i boce.

Stabilnost piva prema bjelančevinskim mutnoćama povećava se dodatkom proteolitičkih enzima ili adsorpcionih sredstava. Dodatak redukcionih sredstava, kao što je askorbinska kiselina, ima za cilj da zaštiti pivo od štetnog uticaja kisika na stabilnost, okus i boju piva.

Već su 1939. godine američki autori upozorili na štetno djelovanje zraka i na važnost njegovog uklanjanja iz piva ako se želi produžiti stabilnost.

Iako se u posljednje vrijeme u toku tehnološkog procesa pazi da sladovina i pivo ne dođe u kontakt sa zrakom, ipak se to ne može potpuno spriječiti. Naročito kod punjenja u boce, pivo dolazi u kontakt sa zrakom i tad kisik u boci izaziva oksidaciju piva. Radi toga, već prije 10 — 15 godina, pristupilo se proučavanju askorbinske kiseline koja može vezati nepotrebni kisilc. Za ovu svrhu potrebno je na svaki mg kisika 8 — 15 miligrama askorbinske kiseline.

Ispitivanja posljednjih godina su pokazala da je potrebno dodati 3 — 20 g/hl askorbinske kiseline, ovisno o tome koliko kisika sadrži pivo. Dodavanje se vrši prije točenja piva u boce, obično u tank-depo, gdje se sprema zaliha piva za točenje.

Brzo djelovanje askorbinske kiseline i njena antioksidativna sposobnost objašnjava se prisustvom dienolne grupe u njenoj kemijskoj konstituciji; ova grupa se lako spaja sa kisikom po formuli:

— C OH = C OH — + O → — C — C — + H2O

Ova oksidacija se odigrava brzo u prisutvu jona teških metala bakra i željeza koji djeluju kao katalizatori te nastaje dehidro-askorbinska kiselina. Askorbinska kiselina se naročito cijeni radi slijedećih svojstava:

1. neuzrokuje promjenu okusa i mirisa piva i potpuno je neškodljiva,
2. štiti od oksidacije prirodne sastavne dijelove piva,
3. djeluje i u malim količinama,
4. lako se primjenjuje, bez kompliciranih postupaka,
5. stabilna je prije upotrebe u prometu i na skladištu,
6. lako se određuje analitičkim metodama radi kontrole.

U proizvodnji stabilnih piva preporučuje se primjena tehnoloških postupaka za razgradnju visokomolekularnih bjelančevina frakcije A, po Lundinu. Ove nestabilne bjelančevine smatraju se glavnim uzročnikom zamućenja. Izborom povoljnog usipka može se takođe djelovati na ukupnu količinu bjelančevina, koje se procesom razgradnje, prilikom sladovanja i varenja razgrađuju i prelaze u sladovinu. Radi toga vještački postupak obrade piva sa stabilizatorima služi kao dopunsko sredstvo stabilizacije, kako bi se obezbjedila zadovoljavajuća koloidna stabilnost.