Udžbenik „Tehnologije piva“ namenjen je studentima Tehnološkog fakulteta Univerziteta u Novom Sadu i napisan je u skladu sa nastavnim planom i programom predmeta Tehnologija piva koji slušaju studenti IV godine Tehnološkog fakulteta Novi Sad Univerziteta u Novom Sadu, studijskog programa Biotehnologija, studijskog područja Prehrambena biotehnologija.

Udžbenik „Tehnologije piva“ predstavlja Tehnološki fakultet u Novom Sadu i njegovo školu koju su gradile generacije profesora u toku šest decenija tj. od osnivanja Fakulteta (1959. godine). Predmet Tehnologija piva bio je u sastavu predmeta Tehnologija slada i piva do školske 2007/2008. godine. Tehnologija slada i piva predavala se na Tehnološkom fakultetu Univerziteta u Novom Sadu od osnivanja fakulteta do 2007. godine. Ovu tehnologiju su slušali studenti IV godine Tehnološkog fakulteta, smer Mikrobiološki procesi. Od školske 2008/2009. godine studenti Tehnološkog fakulteta Novi Sad, Univerziteta u Novom Sadu, studijskog programa Biotehnologija, studijsko područje Prehrambena biotehnologija slušaju odvojeno Tehnologiju slada i Tehnologiju piva.

Najlepše se zahvaljujem recenzentima ovog udžbenika Prof. dr Marini Sćiban, redovnom profesoru Tehnološkog fakulteta Univerziteta u Novom sadu i Prof. dr Viktoru Nedoviću, redovnom profesoru Poljoprivrednog fakulteta Univerziteta u Beogradu na korisnim savetima i sugestijama koji su doprineli poboljšanju ovog udžbenika.

Verujem da ću zahvaljujući našim studentima i njihovim primedbama u narednom izdanju korigovati eventualne propuste i nejasnoće koje neminovno sadrži prvo izdanje.

U Novom Sadu, 2019. godine
Prof. dr Jelena Pejin

Sadržaj

1. UVOD U TEHNOLOGIJU PIVA

1.1. OSNOVNITIPOVI PIVA
1.2. OSNOVE TEHNOLOŠKOG POSTUPKA PROIZVODNJE PIVA

2. SIROVINE U TEHNOLOGIJI PIVA

2.1. JEČMENISLAD
2.1.1. Tipovi slada
2.1.1.1. Standardni tipovi slada
2.1.1.2. Specijalni tipovi slada
2.1.2. Ocena kvaliteta slada
2.1.2.1. Uzorkovanje
2.1.2.2. Spoljašnji pokazatelji kvaliteta − senzorska ocena
2.1.2.3. Mehanička i fiziološka ispitivanja
2.1.2.4. Hemijsko − tehnološka analiza slada
2.1.2.5. Analiza kongresne sladovine
2.1.2.6. C itolitička razgrađenost slada
2.1.2.7. Proteolitička razgrađenost slada
2.1.2.8. Enzimski potencijal slada
2.1.2.9. Ostali pokazatelji kvaliteta slada

2.2. NESLADOVANE SIROVINE − SUROGATI
2.2.1. Sirovine koje se koriste kao izvor skroba ili sirovine koje se dodaju u toku komljenja
2.2.1.1. Kukuruz
2.2.1.2. Pirinač
2.2.1.3. Pšenica
2.2.1.4. Ječam
2.2.1.5. Sirak
2.2.1.6. Tritikale
2.2.1.7. Raž
2.2.1.8. Ovas
2.2.1.9. Heljda
2.2.1.10. Proso
2.2.1.11. Kinoa
2.2.1.12. Amarant
2.2.1.13. Manioka
2.2.2. Novi pravci unapređenja fiinkcionalnosti nesladovanih sirovina − termički obrađeni proizvodi na bazi žitarica
2.2.2.1. Ljuspice i pahuljice žitarica
2.2.2.2. Torifikacija
2.2.2.3. Mikronizacija
2.2.2.4. Frakcionisanje zma
2.2.2.5. Tretman visokim hidrostatskim pritiskom (VHP)
2.2.3. Sirovine koje se koriste kao izvor šećera ili sirovine koje se dodaju u toku kuvanja sladovine sa hmeljom
2.2.3.1. Šećeri
2.2.3.2. Hidrolizati skroba
2.2.3.3. Med
2.2.3.4. Šećerne boje − karameli
2.2.3.5. Uticaj nesladovanih sirovina na tok proizvodnje i kvalitet piva
2.2.3.6. Ocena kvaliteta nesladovanih sirovina
2.2.4. Komercijalni enzimi

2.3. HMELJ I PROIZVODI OD HMELJA
2.3.1. Sastav i osobine sastojaka hmelja
2.3.2. Berba i sušenje hmelja
2.3.3. Skladištenj e hmelja
2.3.4. Dorada hmelja
2.3.5. Ocena kvaliteta hmelja
2.3.6. Sorte hmelja
2.3.7. Proizvodi od hmelja
2.3.7.1. Standardni proizvodi od hmclja
2.3.7.2. Izomerizovani proizvodi od hmelja
2.3.7.3. Izomerizovani proizvodi od hmelja koji se dodaju u varionici
2.3.7.4. Izomerizovani proizvodi od hmelja koji se dodaju posle fermentacije
2.3.7.5. Drugi proizvodi od hmclja
2.3.7.6. Opšti aspekti dodatka hmelja

2.4. VODA
2.4.1. Voda kao sirovina za proizvodnju sladovine i piva
2.4.2. Procesna voda
2.4.3. Izvori vode
2.4.4. Zahtevi kvaliteta vode u proizvodnji piva
2.4.5. Mikrobiološka ispravnost vode
2.4.6. Priprcma vode
2.4.6.1. Uklanj anj e suspendovanih sastoj aka
2.4.6.2. Uklanjanje rastvorcnih sastojaka
2.4.6.3. Uklanjanjc mikroorganizama
2.4.6.4. Podešavanje preostalog alkaliteta vode
2.4.6.5. Dekarbonizacija vode
2.4.6.6. Demineralizacija vode
2.4.6.7. Membranski postupci
2.4.6.8. Korekcija koncentracije kalcijuma u vodi
2.4.6.9. Deaeracija

3. USITNJAVANJE SLADA I NESLADOVANIH SIROVINA

3.1. USITNJAVANJE SLADA INESLADOVANIH SIROVINA
3.1.1. Priprema slada
3.1.2. Odmeravanje mase usipka
3.1.3. Teorijske osnove drobljenja

3.2. UREĐAJI ZA SUVO USITNJAVANJE SLADA

3.3. USITNJAVANJE SLADA KONDICIONIRANJEM
3.3.1. Kondicioniranj e slada parom niskog pritiska
3.3.2. Kondicioniranje slada toplom vodom

3.4. MOKRO USITNJAVANJE SLADA
3.4.1. Mokro usitnjavanje slada sa kondicioniranim močenjem

3.5. MLINČEKIĆAR

4. KOMLJENJE

4.1. ZADACIKOMLJENJA

4.2. UTICAJ TEMPERATURE, PH VREDNOSTII TRAJANJA KOMLJENJA NA KVALITET SLADOVINE

4.3. UTICAJ KVALITETA VODE NA KVALITET SLADOVINE

4.4. UTICAJ GUSTINE KOMINE NA ISKORIŠĆENJE EKSTRAKTA I KVALITET SLADOVINE

4.5. RAZGRADNJA SKROBA

4.6. UGLJENI HIDRATI U SLADOVINI

4.7. RAZGRADNJA DRUGIH UGLJENIH HIDRATA
4.7.1. Razgradnja 0-glukana

4.8. RAZGRADNJA PROTEINA

4.9. KOREKCIJA PH VREDNOSTI

4.10. UKOMLJAVANJE

4.11. POSTUPCIKOMLJENJA
4.11.1. Komljenje infuzijom
4.11.2. Komljenje dekokcijom
4.11.2.1. Komljenje dekokcijom sa jednim odvarkom
4.11.2.2. Komljenje dekokcijom sa dva odvarka
4.11.2.3. Kratkotrajno komljenje dekokcijom sa dva odvarka
4.11.2.4. Komljenje dekokcijom sa tri odvarka
4.11.2.5. Komljenje prilikom korišćenja nesladovanih sirovina
4.11.3. Proizvodnja koncentrovane sladovine − “High gravity” postupak
4.11.4. Uređaji za komljenje
4.11.4.1. Komovnjak

5. CEĐENJE KOMINE

5.1. UREĐ AJI ZA CEĐENJE KOMINE
5.1.1. Bistrenik
5.1.2. Uređaj za komljenje i ceđenje komine
5.1.3. Standardni tip filtera za kominu
5.1.4. Filter za kominu 2001
5.1.5. Membranska filter-presa

5.2. PlVSKI TROP

6. KUVANJE SLADOVINE SA HMELJOM − HMELJENJE I BISTRENJE VRUĆE SLADOVINE

6.1. RASTVARANJE I TRANSFORMACIJA JEDINJENJA HMELJA
6.2. KOAGULACIJA PROTEINA SLADOVINE
6.3. NASTAJANJE KOMPLEKSA PROTEINA I POLIFENOLA INJIHOVO TALOŽENJE
6.4. ISPARAVANJE VODE I PROMENA KONCENTRACIJE SLADOVINE KAO I ISPARAVANJE ISPARLJIVIH JEDINJENJA SLADOVINE POREKLOM IZ SLADA (DIMETIL-SULFIDA) I HMELJA
6.5. STERILIZACIJA SLADOVINE
6.6. INAKTIVACIJA ENZIMA
6.7. NASTAJANJE NOSIOCA AROME I BOJE PIVA
6.8. SMANJENJE PH VREDNOSTI SLADOVINE
6.9. UGLJENI HIDRATII JEDINJENJA SA AZOTOM U OHMELJENOJ SLADOVINI

6.10. DOZIRANJE HMELJA IIZRAČUNAVANJE KOLIČINE HMELJA
6.10.1. Sastav i vreme doziranja hmelja
6.10.2. Dodavanje nativnog hmelja
6.10.3. Dodavanje hmeljnog praha ili peleta hmelja
6.10.4. Dodavanje ekstrakata hmelja
6.10.5. Zagrevanje sladovine

6.11. UREĐAJI ZA KUVANJE SLADOVINE SA HMELJOM
6.11.1. Kotlovi za kuvanje sladovine sa hmeljom sa spoljašnjim grejačem
6.11.2. Kotlovi za kuvanje sladovine sa hmeljom sa unutrašnjim grejačem
6.11.3. Sistem ,,Stromboli“ sa unutrašnjim sistemom zagrevanja
6.11.4. Sistemi kuvanja sladovine sa hmeljom na različitim pritiscima
6.11.4.1. Kuvanje sladovine sa hmeljom na niskom pritisku
6.11.4.2. Dinamičko kuvanje sladovine sa hmeljom na niskom pritisku
6.11.4.3. Kontinualno kuvanje sladovine sa hmeljom na visokom pritisku
6.11.5. Sistemi kuvanja sladovine sa hmeljom sa uštedom energije u varionici

6.12. BlSTRENJE VRUĆE SLADOVINE − UKLANJANJE TOPLOG TALOGA
6.12.1. Virlpul
6.12.2. Centrifuge za uklanjanje toplog taloga
6.12.3. Filteri za uklanjanje toplog taloga
6.12.4. ,,Merlin“ uređaj za kuvanje sladovine sa hmeljom i uklanjanje toplog taloga

6.13. KONTROLA OHMELJENE SLADOVINE
6.13.1. Iskorišćenje u varionici
6.13.2. Uticaj na iskorišćenje ekstrakta u varionici
6.13.3. Oprema varionice

7. HLAĐENJE I AERACIJA SLADOVINE

7.1. HLAĐENJE SLADOVINE
7.1.1. Uređaji za hlađenje sladovine
7.1.1.1. Pločasti izmenjivač toplote

7.2. AERACIJA SLADOVINE
7.2.1. Postupci aeracije sladovine
7.2.1.1. Sveće od keramike ili sinterovanog metala
7.2.1.2. Uređaji za aeraciju sa Venturijevim cevima
7.2.1.3. Uređaji za aeraciju sa dvokomponentnim mlaznicama.
7.2.1.4. Uređaji za aeraciju sa statičnim mešalicama
7.2.1.5. Uređaji za aeraciju sa pokretnim mešalicama

8. PIVSKI KVASAC

8.1. STRUKTURA ĆELIJE PIVSKOG KVASCA
8.1.1. Ćelijski zid
8.1.2. Periplazma (periplast)
8.1.3. Citoplazmatska membrana
8.1.4. Citoplazma
8.1.5. Jedro (nukleus)
8.1.6. Mitohondrij e
8.1.7. Ribozomi
8.1.8. Vakuole
8.1.9. Peroksizomi
8.1.10. Endoplazmatski retikulum
8.1.11. Goldžijev aparat
8.1.12. Glikogen, trehaloza, lipidi i volutin

8.2. METABOLIZAM PIVSKOG KVASCA
8.2.1. Ishrana kvasca
8.2.1.1. Metabolizam uglj enih hidrata
8.2.1.2. Transport ugljenih hidrata
8.2.1.3. Metabolizam jedinjenja sa azotom
8.2.1.4. Metabolizam metala i elemenata u tragovima
8.2.1.5. Faktori rasta
8.2.1.6. Metabolizam energetskih sastojaka ćelije kvasca

8.3. RAST ĆELIJA PIVSKOGKVASCA
8.4. KVASCI GORNJEG I DONJEG VRENJA
8.5. SPOLJAŠNJI UTICAJINA ĆELIJE KVASCA

9. GLAVNA I NAKNADNA FERMENTACIJA I DOZREVANJE PIVA

9.1. PROMENE U TOKU GL AVNE INAKNADNE FERMENTACIJE I FAKTORI KOJI UTIČU NA BRZINU FERMENTACIJE
9.1.1. Osobine i sastav sladovine
9.1.2. Temperatura
9.1.3. Kvasac
9.1.4. Količina inokuluma
9.1.5. Acracija
9.1.6. Pritisak/natpritisak
9.1.7. Cink
9.1.8. Talog
9.1.9. Geometrijski oblik fermentora

9.2. NASTAJANJE I REDUKCIJA SPOREDNIH PROIZVODA FERMENTACIJE.
9.2.1. Vicinalni diketoni
9.2.1.1. Metabolizam nastajanja i redukcije vicinalnih diketona u toku fcrmentacije
9.2.1.2. Faktori koji utiču na nastajanje i redukciju vicinalnih diketona u toku fermentacije
9.2.2. Aldehidi
9.2.2.1. Metabolizam nastajanja i redukcije aldehida u toku fermentacije
9.2.2.2. Faktori koji utiču na nastajanje i redukciju aldchida u toku fermentacije

9.3. JEDINJENJA SA SUMPOROM
9.3.1. Metabolizam nastajanja i redukcije jedinjenja sa sumporom u toku fermentacije
9.3.2. Faktori koji utiču na nastajanje i redukciju jedinjenja sa sumporom u toku fermentacije

9.4. VIŠI ALKOHOLI
9.4.1. Metabolizam nastajanja viših alkohola u toku fermentacije
9.4.2. Faktori koji utiču na nastajanjc viših alkohola u toku fermentacije

9.5. ESTRI
9.5.1. Metabolizam nastajanja estara u toku fermentacije
9.5.2. Faktori koji utiču na nastajanje estara u toku fermcntacije

9.6. ORGANSKE KISELINE

9.7. FENOLNA JEDINJENJA

9.8. OSTALA ZBIVANJA I TRANSFORMACIJE U TOKU FERMENTACIJE PIVA
9.8.1. Promene sastava proteina
9.8.2. Sniženje pH vrednosti
9.8.3. Promene oksido-redukcionog stanja piva
9.8.4. Promena boje piva
9.8.5. Izdvaj anj e gorkih i polifenolnih materija
9.8.6. Rastvaranje ugljen-dioksida u pivu
9.8.7. Bistrenje piva
9.8.8. Izgled piva tokom fermentacije

9.9. ČlSTA KULTURA KVASCA I UMNOŽAVANJE ČISTE KULTURE KVASCA U LABORATORIJI
9.10. UMNOŽAVANJE ČISTE KULTURE KVASCA U POGONU
9.11. INOKULACIJA
9.12. RASPODELA KVASCA U FERMENTORU
9.13. FERMENTACIJAI STRES KVASCA
9.14. FERMENTACIJA VISOKOKONCENTROVANIH SLADOVTNA
9.15. KONTROLA PROCESA FERMENTACIJE

9.16. VOĐENJE FERMENTACIJE U CILINDRO-KONUSNIM FERMENTORIMA
9.16.1. Cilindro-konusni fermentori
9.16.2. Punjenje cilindro-konusnih fermentora
9.16.3. Praćenje i kontrola procesa fermentacije
9.16.4. Određivanje kraja glavne fermentacije
9.16.5. Odvajanje kvasca nakon fermentacije i pražnjenje fermentora
9.16.6. Veličina cilindro-konusnih fermentora
9.16.7. Smeštaj i raspored cilindro-konusnih fermentora
9.16.8. Oprema cilindro-konusnih fermentora
9.16.9. Elementi za kontrolu, opsluživanje i bezbednosni uređaji
9.16.10. Uređaji za punjenje i pražnjenje cilindro-konusnih fermentora
9.16.11. Kontrolni instrumenti cilindro-konusnih fermentora
9.16.12. Elementi za hlađenje cilindro-konusnih fermentora
9.16.13. Hlađenje cilindro-konusnih fermentora
9.16.14. Pranje fermentora
9.16.15. Temperatura u različitim slojevima i hlađenje
9.16.16. Vođenje fermentacije i dozrevanja piva u cilindro-konusnim fermentorima

9.17. HLADNA FERMENTACIJA − HLADNO DOZREVANJE
9.18. TOPLA FERMENTACIJA BEZ PRITISKA − TOPLO DOZREVANJE
9.19. UBRZANA FERMENTACIJA
9.20. UBRZANA FERMENTACIJA POD PRITISKOM UGLJEN-DIOKSIDA
9.21. HLADNA FERMENTACIJA − TOPLO DOZREVANJE
9.22. HLADNA GLAVNA FERMENTACIJA SA PROGRAMIRANIM DOZREVANJEM
9.23. MOGUĆI PROBLEMI TOKOM FERMENTACIJE
9.24. ODVAJANJE I ČUVANJE KVASCA
9.25. KVALITET PIVA NAKON FERMENTACIJE
9.26. IZDVAJANJE PIVA IZ KVASCA
9.27. PRANJE KVASCA NAKON FERMENTACIJE
9.28. FERMENTACIJA PRIMENOM IMOBILISANIH ĆELIJA KVASCA

9.29. FERMENTACIJA U PROIZVODNJI PIVA GORNJEG VRENJA
9.29.1. Izvođenje fcrmentacije
9.29.2. “Yorkshire square” fermentacija
9.29.3. Novi pravci razvoja
9.29.4. „Burton Union“ fermentacija

9.30. PROIZVODNJA PŠENIČNIH PIVA
9.30.1. Proizvodnja mutnog pšeničnog piva
9.30.2. Kvasac za proizvodnju pšeničnog piva
9.30.3. Fcrmentacija pšeničnih piva
9.30.4. Parametri glavne i naknadne fermentacije pšeničnog piva….
9.30.5. Fermentacija piva u bocama
9.30.6. Proizvodnja kristalno bistrog pšeničnog piva

9.31. NASTAJANJE, SAKUPLJANJE, PREČIŠĆAVANJE I KOMPRIMOVANJE UGLJEN-DIOKSIDA

10. BISTRENJE PIVA − FILTRACIJA I KOLOIDNA STABILIZACIJA PIVA

10.1. FILTRACIJA PIVA
10.1.1. Osnove filtracije
10.1.2. Sredstva za fdtraciju
10.1.3. Pomoćna srcdstva za filtraciju
10.1.3.1. Kiselgur
10.1.3.2. Perlit
10.1.4. Tipovi fdtera
10.1.4.1. Osnovni principi naplavljivanja
10.1.4.2. Uređaj za doziranje kiselgura
10.1.4.3. Naplavni filteri
10.1.5. Filteri sa ulošcima
10.1.6. Filteri sa modulima
10.1.7. Filter sa svećama
10.1.8. Membranska filtracija

10.2. KOLOIDNA STABILIZACIJA PIVA
10.2.1. Mutnoćapiva
10.2.2. Poboljšanje koloidne stabilnosti piva
10.2.3. Tehnološki zahvati za poboljšanje koloidne stabilnosti piva.
10.2.4. Primena sredstava za stabilizaciju
10.2.5. Preparati silikagela
10.2.6. Polivinipolipirolidon (PVPP)
10.2.7. Enzimi

11. BIOLOŠKA STABILIZACIJA PIVA

11.1. PASTERIZACIJA
11.1.1. Temperatura i trajanje pasterizacije
11.2. BRZA PASTERIZACIJA NA VISOKOJ TEMPERATURI U PROTOKU
11.3. STERILIZACIONA MEMBRANSKA FILTRACIJA PIVA

12. STABILNOST UKUSA PIVA

12.1. OKSIDACIJA VIŠIH ALKOHOLA KATALIZOVANA MELANOIDINIMA
12.2. OKSIDACIJA IZOHUMULONAI /ZO-a-KISELINA
12.3. MAILLARDOVA REAKCIJA I ŠTREKEROVA RAZGRADNJA AMINOKISELINA
12.4. OKSIDACIJA NEZASIĆENIH MASNIH KISELINA
12.5. ALDOLNA KONDENZACIJA
12.6. CENTRALNA ULOGA KISEONIKA U STARENJU PIVA

12.7. UTICAJ PROCESA PROIZVODNJE PIVA NA STABILNOST UKUSA
12.7.1. Ječam, sladovanje i slad
12.7.2. Proizvodnja sladovine
12.7.3. Fermentacija
12.7.4. Finalna obrada piva i punjenje u ambalažu

12.8. ENDOGENIANTIOKSIDANTI
12.9. UTICAJ SVETLOSTINA STABILNOST UKUSA PIVA

13. STABILNOST PENE PIVA

14. DIVLJE PENJENJE PIVA

15. KARBONIZACIJA PIVA

16. PUNJENJE PIVA U AMBALAŽU

16.1. PUNJENJE PIVA U STAKLENE BOCE
16.1.1. Depaletizicija i paletizacija boca
16.1.2. Ispakivanje i upakivanje boca
16.1.3. Sekundamo pakovanje boca
16.1.4. Pranje boca
16.1.5. Ispiranje boca
16.1.6. Inspekcija praznih boca
16.1.7. Punjenje piva
16.1.8. Zatvaranje boca
16.1.9. Etiketiranje boca
16.1.10. Inspekcija punih boca
16.1.11. Pasterizacija u tunelskom pasterizatoru
16.1.12. Aseptično punjenje piva u nepovratne staklene boce
16.1.13. Pranje postrojenja za punjenje piva

16.2. PUNJENJE PIVA U LIMENKE
16.2.1. Dcpaletizacija limenki
16.2.2. Označavanje datuma minimalne trajnosti
16.2.3. Ispiranje limenki
16.2.4. Osnovni principi punjenja limenki
16.2.5. Konstrukcija i rad uređaja za punjenje limenki
16.2.5.1. Punjači piva u limenke sa jednom komorom i obradom limenki pomoću vodenc pare
16.2.5.2. Punjači piva u limenke sa zapreminskim punjenjem i pneumatskom regulacijom rada
16.2.6. Zatvaranje limcnki
16.2.7. Kontrola visine punjenja piva u limenkama
16.2.8. Pasterizacija piva u limenkama

16.3. PUNJENJE PIVA U METALNU BURAD
16.3.1. Punjcnje piva u metalnu “keg” burad
16.3.2. Armatura “keg” bureta
16.3.3. Pranje i punjenje ,,keg“ buradi pivom
16.3.4. Depaletizacija i spoljašnje pranje
16.3.5. Provera armature, unutrašnje pranje, sterilizacija i punjenje
16.3.6. Linije za punjenje piva u burad
16.3.7. Punjenje piva u plastičnu burad

16.4. PUNJENJE PIVA U PLASTIČNE BOCE
16.4.1. Punjači piva u plastične boce sa zapreminskim punjenjem

17. KONTROLA KVALITETA PIVA

17.1. SENZORSKA OCENA PIVA
17.2. HEMIJSKO − TEHNOLOŠKA ANALIZA PIVA
17.3. SADRŽAJ EKSTRAKTA, EKSTRAKTA U OSNOVNOJ SLADOVINI, ETANOLA I FERMENTABILNOST
17.4. PH VREDNOSTPIVA
17.5. BOJA PIVA − SPEKTROFOTOMETRIJSKA METODA
17.6. MUTNOĆAPIVA
17.7. PREDVIĐANJE KOLOIDNE STABILNOSTI PIVA − FORSIRTEST
17.8. KONCENTRACIJA UGLJEN-DIOKSIDA − MANOMETRIJSKA METODA..
17.9. KONCENTRACIJA SUMPOR-DIOKSIDA − DESTILACIONA METODA
17.10. KONCENTRACIJA KISEONIKA
17.11. KONCENTRACIJA VICINALNIH DIKETONA
17.12. GORČINA PIVA
17.13. STABILNOST PENE PIVA
17.14. KONCENTRACIJA UGLJENIH HIDRATA
17.15. JODNA VREDNOST PIVA
17.16. TlOBARBITURNI BROJ
17.17. UKUPNI POLIFENOLI

18. LITERATURA

1. Uvod u tehnologiju piva

Pivo je jedno od najčešće konzumiranih alkoholnih pića u svetu. Pivo je osvežavajuće piće nastalo alkoholnom fermentacijom vodenog ekstrakta sladovanog ječma sa hmeljom. Proizvodnja piva je višestepeni proces, koji obuhvata konverziju sirovina u fmalni proizvod.

Za proizvodnju piva su potrebne četiri sirovine i to:

• ječam odnosno slad,
• hmelj,
• voda i
• kvasac.

Kvalitet svih sirovina ima odlučujući uticaj, čak često presudan, na kvalitet gotovog piva. U zemljama u kojima se za proizvodnju piva ne primenjuje Zakon o čistoći proizvodnje (“Reinheitsgebot”), mogu se koristiti i nesladovane sirovine.

1.1. Osnovni tipovi piva

Zavisno od vrste primenjenog kvasca koji se koristi za fermentaciju, piva se mogu podeliti na: piva donjeg vrenja (,,lager“ piva) i piva gomjeg vrenja (,,ale“ (ejl)-piva). Piva donjeg i gomjeg vrenja se senzorski značajno razlikuju. Proizvode se tehnološkim postupcima koji se u pojedinim fazama tradicionalno bitno razlikuju, ali usavršavanjem tehnologije ove razlike su sve manje izražene.

Fermentaciju pivske sladovine izvode kvasci iz roda Saccharomyces. Tradicionalno korišćeni kvasci gomjeg vrenja su Saccharomyces cerevisiae, dok su kvasci donjeg vrenja Saccharomyces pastorianus. Među pivskim kvascima postoje bitne razlike u uslovima rasta. Većina fermentacija gomjeg vrenja se završava brže (5 dana fermentacije gomjeg vrenja, a 14 dana za fermentacije donjeg vrenja). Pored toga, fermentacije gomjeg vrenja se izvode na višim temperaturama tj. na 20 °C dok se fermentacije donjeg vrenja izvode na nižim temepraturama odnosno 8 °C. Podela na kvasce gomjeg i donjeg vrenja je nastala kao rezultat njihovog različitog ponašanja tokom fermentacije. Kvasci gomjeg vrenja se koriste za proizvodnju piva gomjeg vrenja i na kraju fermentacije skupljaju kao gomji sloj kvasca. Kvasci donjeg vrenja se koriste za proizvodnju kontinentalnog piva donjeg vrenja, flokulišu na dnu uređaja na kraju fermentacije i sakupljaju se u obliku sedimentiranih peleta biomase kvasca. Piva donjeg vrenja imaju čist, snažan, pun i gorak ukus, dok su piva, gomjeg vrenja prijatna, bogatog “voćnog” ukusa i blago aromatična. Pored ovih tipova piva proizvodi se čitav niz proizvoda, koji se svrstavaju u specijalna piva. To su prc svega piva sa smanjenom koncentracijom alkohola i smanjenom energetskom vrednošću: laka, niskoalkoholna, bezalkoholna i dijetalna piva.

1.2. Osnove tehnološkog postupka proizvodnje piva

Osnovne sirovine za proizvodnju piva, osim slada su voda, hmclj, kvasac i skrobne ili šećeme sirovine, “surogati” kojima se zamenjuje deo slada. Pored toga, primenjuje se i niz pomoćnih sirovina: enzimski preparati, sredstava za stabilizaciju, postizanje specifičnih senzomih osobina, filtraciju itd. Šema procesa proizvodnje piva prikazana je na slici 1.1.

• Slad (i nesladovane sirovine ukoliko se primenjuju u proizvodnji)
• I Merenje
• Usitnjavanje
• Komljenje
• Ceđenje sladovine
• Kuvanje sladovine sa hmeljom
• Bistrenje ohnicljcne sladovinc
• Hlađenje i acracija ohineljene sladovinc
• Glavna fermcntacija
• Naknadna fermentacija i dozrevanje piva
• Filtracija i završna obrada piva
• Punjenje piva u ambalažu

Slika 1.1. Šema procesa proizvodnje piva

Izostavljeno iz prikaza

Voda je po količini najzastupljenija komponenta u pivu, a pri tome svojim sastavom utiče na senzorske osobine, a time i tip piva. Voda koja se koristi za proizvodnju piva mora biti mikrobiološki ispravna, bez prisustva patogenih mikroorganizama i mikroorganizama koji mogu ugroziti kvalitet piva. Mora biti potpuno bistra, bez taloga i suspendovanih čestica, bezbojna i bez mirisa. Drugim rečima, voda koja se koristi za proizvodnju piva mora ispunjavati sve norme kvaliteta vode za piće, a istovremeno, imati definisan sastav mineralnih materija prilagođen tipu piva koji se proizvodi:

• izuzetno meka voda u slučaju svetlih piva plzenskog tipa (,,Pils“ piva),
• srednje karbonatne tvrdoće u proizvodnji blagih i
• sa većom tvrdoćom u slučaju tamnih piva.

Hmelj je sirovina koja se dodaje u vrlo maloj količini (najčešće 150-300 g/1 sladovine) ali radi se o sirovini koja:

• značajno doprinosi kvalitetu piva,
• daje specifičnu gorčinu piva i
• pozitivno utiče na stabilnost pene i samog piva, njegova fiziološka i terapeutska svojstva.

Kvasac je važna sirovina od čijih osobina zavise senzorske osobine piva, brzina i efikasnost fermentacije. Sa izuzetkom nekih specijalnih piva, koja se i danas proizvode spontanom fermcntacijom (belgijska ,,Lambic“ piva), sva ostala piva proizvode se pripremljenim čistim kulturama kvasca.

U najvećem delu sveta, deo slada se zamenjuje jeftinijim nesladovanim sirovinama “surogatima”. To mogu biti različite nesladovane žitarice i proizvodi dobijeni njihovom preradom, ali i šećeri i skrobni sirupi. Od tipa nesladovane sirovina zavisi i način njihove primene.

Pšenični slad se koristi za proizvodnju specijalnih pšeničnih piva ili kao enzimima bogata sirovina, dodatak pivskom sladu u proizvodnju standardnih piva.

Prva faza proizvodnje piva je proizvodnja sladovine. Sladovina je vodeni ekstrakt sirovina: slada i nesladovanih žitarica, dobijen enzimskom razgradnjom makromolekulamih rezervnih sastojaka zma. Sladovina se proizvodi u pogonu pivare koji se naziva varionica i uključuje nekoliko tehnoloških operacija i procesa:

• usitnjavanje (drobljenje) slada i nesladovanih sirovina, ukoliko se primenjuju u proizvodnji,
• komljenje,
• ceđenje sladovine,
• kuvanje sladovine sa hmeljom i
• bistrenje ohmeljene sladovine.

Usitnjavanje (drobljenje) je prva faza proizvodnje sladovine kojom se slad i nesladovane žitarice usitnjavaju kako bi se omogućila lakša ekstrakcija rastvorIjivih komponenata i enzimska razgradnja makromolekulamih sastojaka. Nije reč o mlevenju, jer je potrebno sačuvati omotač zma ječma: plevicu. Cilj drobljenja je dobijanje defmisanog granulometrijskog sastava usitnjenog slada (i nesladovanih sirovina, ukoliko se primenjuju u proizvodnji) koji omogućava efikasno odvijanje kasnijih proizvodnih faza i dobro iskorišćenje sirovina.

Komljenje je najznačajniji proces u proizvodnji sladovine. Tokom komljenja se obavlja mešanje usitnjenog slada i vode (ukomljavanje) nakon čega sastojci slada prelaze u rastvor tj. u sastojke ekstrakta. Svi sastojci koji pređu u rastvor nazivaju se ekstraktom.

Osnovni zadaci komljenja jesu dobijanje što je moguće više ekstrakta što boljeg sastava. Tokom komljcnja najveći dco ekstrakta nastajc uslcd delovanja enzima slada koje se odvija na optimalnoj temperaturi i pH vrednosti. Po završenom komIjenju, dobijena komina se bistri, pri čemu se sastojci ekstrakta sladovine odvajaju od nerastvorljivih sastojaka, tj. od tropa.

Sledeća faza proizvodnje sladovine je kuvanje sladovine sa hmeljom. U ovoj fazi se odvija niz procesa i operacija:

• uparavanje viška vode i normiranje sadržaja ekstrakta,
• mikrobiološka i hemijska stabilizacija (inaktivacija mikroorganizama i enzima),
• bistrenje (koagulacija proteina i izdvajanje taloga ncrastvorljivih polifenola),
• uklanjanje nepoželjnih isparljivih komponenata (vodonik-sulfida),
• sinteza jedinjenja koja daju karakterističnu boju i ukus (mclanoidina) i
• hmeljenje.

Dodatkom hmelja u toku kuvanja, ekstrahuju se gorke komponente (a-kiseline), hmeljna ulja, aromatičnc komponentc i tanini koji utiču na ukus i miris sladovine. Kuvanje se vrši u kotlovima za kuvanje sladovine, a po završetku kuvanja dobija se ohmeljena sladovina. Ohmeljena sladovina se bistri u vrtložnim taložnicima, hladi do početne temperature fermentacije i aeriše.

Hlađenje se vrši, u zavisnosti od primenjcnog postupka fermcntacije do tcmperature od 6 do 8 °C u slučaju proizvodnje piva donjeg vrenja i 15-18 °C u proizvodnji piva gomjeg vrenja.

Aeracija je potrebna zbog aktivacije kvasca. Nakon aeracije sladovina se inokuliše čistom kulturom kvasca ili kvascem dobijenim iz prethodnog ciklusa fermentacije.

U proizvodnji piva primenjuju se dve osnovne koncepcije fermentacije, koje se međusobno razlikuju po načinu izvođcnja i po karaktcristikama korišćcnog kvasca. Fermentacijom ohmeljene sladovine ćelijama pivskog kvasca dobija se pivo. Konverzija šećera u etanol i ugljen-dioksid odvija se pod dejstvom enzima kvasca i čini osnovu procesa fermentacije sladovine u pivo. Pri tome nastaju i sporedni proizvodi koji bitno utiču na ukus, miris i druge osobine piva, a čije je formiranjc i delom razgradnja, usko povezano sa metabolizmom ćelija kvasca. U toku faze glavne fermentacije dolazi do utroška najvećeg dela fermentabilnog ekstrakta iz sladovine (preko 90%) i nastajanja etanola, ugljen-dioksida, organskih kiselina, viših alkohola, estara i dr. Reakcija koja definiše dužinu trajanja ove faze jeste fermentacija prisutnih fermentabilnih šećera u ctanol i ugljen-dioksid. Fermcntacija šećcra se odvija prema Gay-Lussacovoj jednačini:

U proizvodnji piva i “donjeg” i “gornjeg” vrenja se koristi kvasci roda Saccharomyces cerevisiae, međutim, različite vrste: Sacch. cerevisiae u slučaju piva “gornjeg vrenja” i Sacch. pastorianus u slučaju piva “donjeg vrenja”.

U proizvodnji lager piva “donjeg vrenja” razlikuju se dve faze fermentacije:

1. glavna fermentacija i
2. naknadna fermentacija i dozrevanje piva.

Po završetku glavne fermentacije, dobijeno mlado pivo hladi se do temperature ispod 5 °C, nakon čega počinje naknadna fermentacija i dozrevanje u istim, ili u posebnim fermentorima − lcžnim fermentorima. Bistrenje piva započinje sniženjem temperature pri kraju glavne fermentacije, usled čega dolazi do izdvajanja kvasca. Deo kvasca ostaje suspendovan u mladom pivu i nastavlja fermentaciju. U savremenim postupcima fermentacije, u cilju ubrzavanja procesa, faze glavne i naknadne fermentacije se često spajaju. Proces fermentacije se danas najčešće izvodi u cilindro-konusnim fermentorima.

Završna obrada se prvenstveno odnosi na postizanje bistrine finalnog piva i uklanjanje kvasca i koloida. To se najčešće postiže dvostrukom filtracijom i pasterizacijom. U prvom stepcnu filtracije uklanja sc najveći deo kvasca i čestice mutnoće, dok se u drugom postiže završna kristalna bistrina. Primama filtracija se izvodi pomoću naplavnih filtera različitih konstrukcija. Kao naplavno sredstvo se koristi kiselgur (dijatomejska zemlja) ili perlit (silikat vulkanskog porekla). Koncentracija proteina i polifenola (koloida koji mogu uzrokovati mutnoću piva) može se smanjiti adsorpcijom na čvstom silika gelu ili polivinilpolipirolidonu (PVPP). Završna filtracija se najčešće vrši filterima sa svećama ili membranskim filterima. U zavisnosti od efekta koji se želi postići, koriste se jedan ili dva uređaja.

Mikrobiološka stabilizacija podrazumeva uklanjanje, ili inaktivaciju eventualno zaostalih ćelija pivskog kvasca i prisutnih bakterija i divljih kvasaca. U te svrhe se primenjuje pasterizacija.

Gotovo pivo se puni u odgovarajuću ambalažu: boce, limenke ili burad u zavisnosti od zahteva tržišta. Ceo proces se vodi pod natpritiskom kako bi se zadržala željena koncentracija ugljen-dioksida i sprečilo nastajanje pene. Natpritisak se održava ugljen-dioksidom.