Курсовая работа: Использование сухих водорослей при производстве пива специального
Курсовая работа: Использование сухих водорослей при производстве пива специального
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Тихоокеанский государственный экономический университет
Институт пищевых технологий и товароведения
Кафедра химии и технологии живых систем
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине "Химия отрасли"
Тема: "Использование сухих водорослей при
производстве пива специального"
Выполнила:
Студент
441-В группы
Харис И.Ю.
Руководитель:
Владивосток 2008
Введение. 3
Общая характеристика пивоваренного сырья. 5
Биологическая характеристика и химический состав водорослей. 8
Использование водорослей в мире. 17
Методы определения состава водорослей. 19
Заключение. 41
Список использованной литературы.. 42
Введение
Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом. Вследствие насыщенности углекислым газом и содержания небольшого количества этилового спирта пиво не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека. Являясь хорошим эмульгатором пищи, оно способствует более правильному обмену веществ и повышению усвояемости пищи. К тому же, экстракт пива весьма легко и полно усваивается организмом. Пивоварение - это сложный процесс, в котором используется две стадии ферментативной обработки сырья с помощью двух разных биотехнологических процессов.
Традиционная технология пивоварения начинается с получения солода: зерно замачивают и дают ему прорасти. При этом исходный продукт сам себя подвергает ферментативной биотрансформации. В прорастающем зерне образуются альфа-амилаза и другие ферменты, которые разлагают крахмал в конечном итоге до чистой глюкозы, лучшей пищи для дрожжей. Чтобы разложение крахмала шло быстрее и полнее, солод в течение нескольких часов нагревают до 67°С - ферменты при этом работают с максимальной скоростью. Как предки додумались до таких тонкостей, непонятно. После этого солод отцеживают, а водный экстракт - сусло - кипятят вместе с шишками хмеля. Отвар хмеля, декстрины (крупные обломки молекул крахмала) и другие вещества, которые образуются в процессе приготовления сусла и при брожении, придают пиву специфический вкус и аромат.
Пиво вырабатывают трех типов: светлое с экстрактивностью начального сусла от 8 до 23% и цветом 0,4-1,5 ц. ед. (цветовая единица - это единица цвета пива, соответствующая цвету раствора, состоящего из 100 см3 воды и 1 см3 раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм3); полутемное с экстрактивностью начального сусла от 11 до 23% и цветом 1,6-3,5 ц. ед.; темное с экстрактивностью начального сусла от 11 до 23% и цветом 3,6 ц. ед. и более. [8]
По способу обработки пиво подразделяют на непастеризованное и пастеризованное.
В зависимости от вида применяемых дрожжей пиво бывает низового и верхового брожения. К пиву верхового брожения относится пиво "Бархатное".
Пивное сусло приготавливают из дробленых зернопродуктов: преимущественно ячменного или пшеничного солода, ячменя, пшеницы, кукурузы и другого зерна, воды, сахара и хмелепродуктов.
Согласно ГОСТ 29018 - 91, различают:
пиво светлое - пиво с цветом 0,4 - 2,5 ц/ед **. (не более 14 ед. ЕВС***);
пиво полутемное - с цветом 2,5 - 4,0 ц/ед. (15 - 40 ед. ЕВС);
пиво темное - с цветом 4,0 - 8,0 ц/ед. (40 - 160 ед. ЕВС);
пиво безалкогольное - с массовой долей спирта не более 0,4% (0,5% по объему);
пиво крепкое - с массовой долей спирта 1,0 - 6,0% (1,5 - 8,0% по объему);
оригинальное пиво - светлое пиво с увеличенным сроком дображивания и повышенной нормой внесения хмеля;
пастеризованное пиво - пиво с повышенной биологической стойкостью, получаемой путем тепловой обработки;
специальное пиво - пиво, приготовленное с применением вкусовых или ароматических добавок.
Цель работы: рассмотреть возможность использования сухих водорослей при производстве пива специального.
Задачи:
Изучить возможность употребления сухих водорослей как сырья в пивоваренном производстве
Изучить методы определения качества водорослей.
Общая характеристика пивоваренного сырья
Для приготовления пива требуется четыре вида сырья: ячмень хмель, вода и дрожжи. Качество этого сырья оказывает огромное влияние на качество изготовляемой продукции. Знание свойств сырья, его влияния на способ приготовления и на конечную продукцию является основой для подготовки и переработки сырья. Благодаря знаниям свойств сырья можно сознательно управлять технологическим процессом.
Основное сырье для приготовления пива - ЯЧМЕНЬ, Его применение основано на том, что в нем содержится много крахмала и что даже после обмолота и переработки в солод в ячмене остаются оболочки зерна (мякинные оболочки), которые способны формировать фильтрующий слой, необходимый в последующем процессе производства.
Перед использованием для варки пива ячмень должен быть переработан в солод. Зачастую используются также несоложеные зерновые - кукуруза, рис, сорго, ячмень, пшеница или приготовленные из них продукты - НЕСОЛОЖЕНЫЕ ЗЕРНОПРОДУКТЫ. [4]
Ячмень.
Ферменты солода могут без проблем осахаривать 15 - 20% ячменя в виде несоложеного сырья Ячмень может дополнительно перерабатываться в форме:
• дробленого ячменя;
• хлопьев ячменя, очищенного или не очищенного от мякинной оболочки.
Более низкая по сравнению с. солодом стоимость ячменя входит в противоречие с более низким выходом экстракта. При его переработке проблемы могут возникнуть из-за того, что Р-глюкан в связи с отсутствием стадии солодоращения еще недостаточно растворился и, соответственно, при затирании будет недостаточно расщепляться В связи с этим можно ожидать проблем при фильтровании пива.
Ячменный сироп.
Ячменный сироп можно производить непосредственно на пивоваренном предприятии, где
ячмень измельчается и расщепляется добавленными ферментами при обычной температуре затирания При этом образуются не только мальтоза и декстрины, но происходят и другие процессы распада (расщепление белков, р-глюкана и т.д.), как при затирании, так что в результате получают похожий на затор сироп, который нужно сгустить и применять как добавку.
Пшеница.
Пшеница редко перерабатывается как несоложеное сырье, но часто применяется в виде солода, например, для производства пива верхового брожения типа Hefeweizen, Wei bier и др. Благодаря высокой экстрактивности доля пшеничного солода при производстве пшеничного пива находится в пределах 50-60%. [4]
В качестве пивоваренных используются только некоторые сорта пшеницы, причем большим спросом пользуются озимые сорта из-за более низкого содержания белка и повышенного содержания экстракта, а также как дающие более светлое пиво.
Для пшеничного белка характерна клейковина. Под этим названием понимают смесь различных белковых субстанций, составляющих около 80% общего белка. В клейковине содержатся прежде всего глютелин и глиадин (вместо гордеина ячменя). Глютеном называют клейкую, тянущуюся массу, поставленную и вымешанную из пшеничной муки с водой, которая при высушивании становится роговидной. Для пивоваренных целей нежелательно подвергать солодоращению высокобелковистую пшеницу, так как она плохо поддается переработке
Сорго.
Крупное зерно сорго - это вид зерновых продуктов, получаемых при выращивании этих растений в сравнительно жарких и засушливых регионах Африки. В противоположность крупному мелкозерновое просо (Millet-Hirsen) возделывают и в Европе (птичий корм). Для производства пива используют обычно только крупнозерновое сорго, которое имеет различные сорта с типами соцветий початок и метелка, возделываемые главным образом в качестве продукта питания Естественно, что во многих африканских странах все больше стремятся использовать в качестве источника экстракта для пивоварения местное сырье (сорго) и, кроме того, стараются произвести из него солод, чтобы таким образом сэкономить на дорогом импорте. Помимо этого, его климатические условия во многих странах Африки не позволяют выращивать пивоваренный ячмень. Так как сорго прорастает, то у него, естественно, развивается и ферментный потенциал, с помощью которого можно расщеплять компоненты зерна. Этот потенциал у сорго, однако, все же меньше, чем у ячменя. Возделывание сорго, а также его уборку осуществляют в сезон дождей, поэтому приходится считаться с сильным заражением его микроорганизмами, особенно плесневыми грибами. Чтобы исключить порчу, убранный урожай необходимо специально обрабатывать. Выведение и возделывание чистых сортов находится в этих странах еще в самом начале пути, и поэтому получить из различных сборов урожая какие-то средние показатели пока не представляется возможным. [5]
Рис.
Для производства пива применяют рисовую сечку, то есть раздробленные зерна, получаемые при обмолоте и полировке риса, но потерявшие при этом только внешний вид Зерно риса имеет влажность около 12-13% Сухое вещество риса состоит на 85-90% из крахмала, на 5-8% из белка, на 0,2-0,4% из масла и небольшого количества минеральных веществ. Рис обладает высокой крахмалистостью. Крахмал риса состоит из отдельных ассоциированных зерен своеобразней формы Рисовый крахмал очень сильно набухает и клейстеризуется при температуре 70-85 °С. При этом определенные сорта и виды риса из районов с жарким климатом склонны к повышенным температурам клейстеризации (80-85 °С), что следует обязательно учитывать при переработке риса. Небольшое количество белка, имеющееся в рисе, при последующем затирании плохо растворяется, так что необходимый для дрожжей свободный аминный азот (FAN) должен добавляться из солодового затора.
Таким образом, рис либо размалывают непосредственно на пивоваренном заводе в крупку, либо используют готовую рисовую крупку и вместе с частью солодового затора предварительно разваривают в заторном котле для несоложенного сырья, перерабатывают в рисовые хлопья; при этом он клейстеризуется и без дальнейшей предварительной подготовки добавляется в заторный чан. [4]
Биологическая характеристика и химический состав водорослей
Морские водоросли - это уникальное сырье, способное в короткие сроки формировать большую биомассу, синтезировать химические соединения, выполняющие определенные физиологические функции, и разнообразные биологически активные вещества (БАВ), образование которых обусловлено эволюцией и борьбой за существование в условиях естественно сложившихся экологических систем
Водоросли (лат. Algae) - гетерогенная экологическая группа преимущественно фототрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов. Наука о водорослях называется альгологией
Водоросли - группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания; у многоклеточных - отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом) на органы, отсутствие ярко выраженной проводящей системы. Сюда относятся пять-шесть (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят сине-зелёные водоросли, являющиеся прокариотами. Традиционно водоросли причисляются к растениям. В современной систематике есть тенденция к выделению их в отдельный таксон или даже несколько отдельных царств.
Некоторые водоросли способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной или адсорбтивной (поверхностью клетки), так и путём заглатывания через клеточный рот (эвглены, динофитовые).
Размеры водорослей колеблются от долей микрометра (кокколитофориды и некоторые диатомовые) до 40 м (макроцистис). Среди многоклеточных водорослей наряду с крупными есть микроскопические (например, спороносная стадия ламинариевых). Таллом бывает как одноклеточный, так и многоклеточный. Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены стенками или погружены в общую слизь, иногда соединены цитоплазматическими выростами).
Клетки водорослей - вполне типичные для эукариот. Очень похожи на клетки наземных растений (мхов, плаунов, папоротникообразных, покрытосеменных и цветковых). Основные отличия - на биохимическом уровне (различные фотосинтезирующие и маскирующие пигменты, запасающие вещества, основы клеточной стенки и т.д.) и в цитокинезе (процессе деления клетки).
Фотосинтезирующие (и "маскирующие" их) пигменты находятся в особых пластидах - хлоропластах. Хлоропласт имеет две (красные, зелёные, харовые водоросли), три (эвглены, динофлагелляты) или четыре (охрофитовые водоросли) мембраны. Также он имеет собственный сильно редуцированный генетический аппарат, что позволяет предположить его симбиогенез (происхождение от захваченной прокариоты). Внутренняя мембрана выпячивается внутрь, образуя складки - тилакоиды, собранные в стопки - ламеллы: монотилакоидные у красных и сине-зелёных, двух - и больше у зелёных и харовых, трёхтилакоидные у остальных. На тилакоидах, собственно, и расположены пигменты. Хлоропласты у водорослей имеют различную форму (мелкие дисковидные, спиралевидные, чашевидные, звёздчатые и т.д.).
У многих в хлоропласте имеются плотные образования - пиреноиды.
Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала, гликогена, других полисахаридов, липидов. Запасание липидов больше свойственно морским формам (особенно планктонным диатомовым, которые за счёт масла держатся на плаву со своим тяжёлым панцирем), а запасание полисахаридов (включая крахмал и гликоген) больше свойственно пресноводным. Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой и/или клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет из себя или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь, тека, у динофлагеллятов). Если клеточная оболочка пластичная, клетка может быть способна к так называемому метаболическому движению - скольжению за счёт небольшого изменения формы тела.
Морфологическая организация таллома.
У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:
1. Амёбоидный (ризоподиальный)
Одноклеточные организмы, лишённые твёрдой клеточной оболочки и вследствие этого, не способные сохранять постоянную форму тела. Благодаря отсутствию клеточной стенки и наличию особых внутриклеточных структур клетка способна к ползающему движению посредством псевдоподий или ризоподий. Для некоторых видов характерно образование многоядерного плазмодия путём слияния нескольких амёбоидных клеток. Амёбоидное строение могут вторично приобретать некоторые монадные форму путём отбрасывания или втягивания жгутиков.
2. Монадный.
Одноклеточные водоросли, имеющие постоянную форму тела, жгутик(и), часто стигму, а пресноводные - сократительную вакуоль. Клетки активно двигаются в вегетативном состоянии. Часто встречается объединение нескольких монадных клеток в колонию, окружённую общей слизью, в некоторых случаях даже соединяясь между собой посредством плазмодесм. У высокоорганизованных форм с многоклеточным талломом часто имеются расселительные стадии - зооспоры и гаметы, имеющие монадную структуру.
