Пиво – освежающий, насыщенный диоксидом углерода пенистый напиток, полученный из пивоваренного солода, хмеля и/или хмеле продуктов и воды с применением или без применения зернопродуктов, сахаросодержащих продуктов в результате брожения пивного сусла, содержащий этиловый спирт, образовавшийся в процессе брожения сусла. Оно занимает особое место в потреблении напитков, имеет огромную популярность и широко распространено благодаря приятному вкусу, тонизирующему и жаждоутоляющему действию.
Рис. 1. Гистограмма распределения по показателю кислотность светлого пива
Рис. 2. Диаграмма Исикавы
Рис. 3. Диаграмма Парето 1 – продолжительность брожения; 2 – температура брожения; 3 – нарушение работы автоматического регулирования; 4 – активность дрожжей: 5 – некорректное выполнение операций; 6 – прочие
В качестве объекта исследования выбрано светлое пиво, произведенное на одном из предприятий Центрально-Черноземного региона [1, 2]. Для установления типа пива (светлое, полутемное или темное) определяют его цвет в цветовых единицах (ц. ед.), используя один из предусмотренных стандартом методов: визуального сравнения с раствором йода, с применением растворов сравнения или колориметрический метод. При значениях показателя от 0,4 до 1,5 ц. ед. пиво относят к светлому. Производство и реализация пива в России регламентирует ГОСТ 31711-2012 «Пиво. Общие технические условия».
В связи с тем, что пиво относится к алкогольной продукции, требования к качеству и безопасности к пивоваренной продукции и сырью для ее производства указаны в техническом регламенте Евразийского экономического союза ТР ЕАЭС 047/2018 «О безопасности алкогольной продукции».
В работе проведен анализ показателей качества светлого пива по следующим физико-химическим показателям [3]: объемная доля спирта, %; кислотность, к. ед.; рН; цвет, ц. ед.; цвет, ед. ЕВС; массовая доля двуокиси углерода, %. Установлено, что по показателю кислотность появление бракованной продукции наиболее вероятно (рис. 1) (около 0,9 %).
Проведен анализ технологического процесса производства по выявлению причин данной ситуации. Технология производства светлого пива состоит из последовательных операций: чистка и дробление солода; получение пивного сусла; брожение пивного сусла; фильтрация и розлив пива [4, 5]. Вероятные факторы, которые могут привести к повышенной кислотности продукта определены при помощи диаграммы Исикавы (рис. 2), являющейся наиболее распространенным видом наглядного представления данных. Все возможные причины появления дефектной продукции распределены на 4 группы: технология, сырье, оборудование и персонал. Кислотность пива формируется на стадии брожения пивного сусла. Здесь осуществляется спиртовое брожение сахаров сусла под действием ферментов дрожжей. Принято выделять две стадии – главное брожение и дображивание. В ходе главного брожения происходит интенсивное сбраживание большей части сахаров сусла, при дображивании происходит сбраживание оставшихся сахаров, осветление и созревание пива, его насыщение диоксидам углерода.
Для выявления наиболее значимых факторов, влияющих на кислотность готового продукта, построили диаграмму Парето (рис. 3).
Продолжительность главного брожения зависит от следующих условий: принятых режимов брожения, температуры, массовой доли сухих веществ и состава начального сусла, количества внесенных дрожжей и т.п.
Анализ полученной диаграммы показал, что 80 % брака приходится на продолжительность брожения, температуру брожения и нарушение работы автоматического регулирования.
Дальнейшие исследования должны быть направлены на изучение влияния указанных факторов на процесс брожения и выявление рациональных режимов технологического процесса.