Одной из причин возникновения помутнения пива является содержание в нем ком­плексов типа белок-полифенолы, белок-белок, белок-нуклеиновые кислоты. Для предотвращения их образования используют силикагели, которые получают из аморфного кремнезема. На рынке можно встретить также специальные силикагели, обладающие высокой адсорбционной способностью. Это КиГель-продукты и Кизельгели. Все эти препараты избирательно адсорбируют белки и одновременно с этим час­тично удаляются ПФ, которые входят в белково-дубильные комплексы (табл. 11.8).

Важными параметрами силикагеля с точки зрения стабилизации пива являются поверхность, диаметр пор, объем пор (рис. 11.3), распределение величин фракций, значение pH раствора силикагеля в воде, структура, чистота, содержание воды, диспергирующая способность (табл. 11.9). Несомненное преимущество данных стабили­зирующих средств – простота их применения.

Установлено, что применение силикагелевых препаратов не только не оказывает отрицательного влияния на вкусовые качества пива, но даже улучшает их, так как в процессе взаимодействия с силикагелем из пива удаляются многие вещества, которые отрицательно сказываются на вкусовом восприятии пива.

Таблица. 11.8

Влияние концентрации силикагеля на содержание в пиве белков и полифенолов

Рис. 11.3.

Таблица 11.9

Физические параметры силикагелей, предназначенных для стабилизации пива

* А = 10-10 м;

** мкм – 10-6 м.

Иногда отмечается негативное влия­ние силикагеля на процесс пенообра­зования. Это связано с тем, что пиво с высокой степенью очистки обладает не­достаточным количеством пенообразующих белков. Для избежания этого не­обходимо строго контролировать диа­метр пор, чтобы не удалялись пенообразующие белки с молекулярной массой 10 000 - 50 000 D(рис. 11.4).

В настоящее время на основе кремния выпускают следующие препараты: ксерогели, гидрогели, гидротизированный силикагель (табл. 11.9).

Ксерогели

Ксерогели представляют собой тонкоразмолотый сухой продукт с массовой долей су­хих веществ 95-99% (табл. 11.10). Он имеет площадь поверхности контакта фаз около 466 м2\г (Lucilite РС около 800 м2/кг), объем пор 1-1,2 мл/г, диаметр пор в основном 5-14 нм (BG-14 – 14 нм). Недостатком ксерогелей является их мелкодисперсность, что может снижать пропускную способность фильтра.

Гидрогели

Технология приготовления этого продукта точно такая же, как и у ксерогеля, однако в отличие от него массовая доля сухих веществ в гидрогеле составляет 35-43% (табл. 11.10). В результате во время применения этого препарата можно избежать образова­ния пыли. Какими-либо другими качественными или экономическими преимущества­ми он не обладает.

Рис. 11.4.

Препараты на основе кремниевой кислоты

Известны следующие препараты: ксерогель кремниевой кислоты (Stabifix), гидро­гель кремниевой кислоты (StabifixW), по своим свойствам близкий к ксерогелю крем­ниевой кислоты (табл. 11.10).

Кроме того, разработана технология получения гидратизированного геля, который по своим физико-химическим свойствам соответствует ксерогелю, но при этом прак­тически не образует пыли. Это дает возможность снизить расход стабилизатора и тем самым увеличить длительность фильтрации и повысить производительность фильтра­ционной установки.

Также в пивоварении используют гидрозоль кизельгуровой кислоты (кизельзоль), который после добавления в сусло или пиво образует нерастворимый гидрогель кизельгуровой кислоты. Примером этого препарата является Stabisol. Добавление его в суслопровод способствует увеличению коагуляции белка. Расход препарата составляет 30-60 мл/гл горячего сусла, что соответствует 11-22 г SiO2/гл сусла. Кизельзоли также можно вносить в готовое пиво при дображивании (до 50 мл/гл) или на стадии фильтро­вания пива (5-10 мл/гл), при этом время выдержки пива до фильтрования должно составлять не менее 10 мин.

Таблица 11.10

Технологическая характеристика силикагелей и кизельгелей

(по данным фирм-изготовителей)

Технологические аспекты стабилизация пива с помощью силикагеля. Технология применения стабилизаторов зависит от аппаратурного оснащения предприятий и тре­бований, предъявляемых к сроку хранения пива. Силикагели используют для осветле­ния сусла при дображивании пива и во время его дображивания.

Применение силикагеля для осветления сусла. Силикагель добавляют в вирпул сразу же после окончания процесса кипячения сусла с хмелем либо перед ним. Осаж­дение отработанного силикагеля происходит совместно с брухом, а также во время фильтрования пива. Эта технология особенно подходит для производства пшеничного пива.

Применение при фильтровании пива. Способ применения силикагеля состоит в использовании его на этапе окончательного фильтрования пива. Стабилизатор подает­ся в кизельгуровый фильтр через дозатор для кизельгура. Если силикагель использу­ется как осветляющее средство, то возможно уменьшить подачу тонкой фракции ки­зельгура. Силикагель рекомендуют вносить в процессе 2-го предварительного намыва кизельгура из расчета 30-50 г/м2 площади фильтра. При этом расход тонкой фракции кизельгура снижается на такое же количество. Например, если па фильтрование пива использовалось 80 г/гл кизельгура, то при добавлении 40 г/гл силикагеля расход ки­зельгура снижается до 40 г/гл. При этом время контакта пива со стабилизатором со­ставляет лишь несколько минут, однако этого вполне достаточно для проявления ста­билизирующего эффекта (в течение 5 мин выдержки удаляется до 90% замутняющих белков). Возможно удлинение времени контакта, если использовать дополнительный дозатор для стабилизатора. Например, для увеличения времени реакции можно до­бавлять препарат в емкости для хранения пива, пивопровод или в буферную емкость. Однако существенных преимуществ в достижении большей стабильности пива или же какой-либо экономии этот метод не дает.

Применение при дображивании пива. Можно использовать силикагель в процессе дображивания. В этом случае продукт добавляют в пиво в виде жидкой суспензии в момент его перекачивания из одной емкости в другую. Далее стабилизатор удаляют после его осаждения на дно аппарата. В процессе перекачивания пива из бродильно­го отделения в лагерное можно перенести стабилизацию пива на более ранний этап и совместить процесс осаждения силикагеля и дрожжей.

Комбинация силикагеля с другими стабилизирующими средствами. Процесс ста­билизации белка в пиве с помощью силикагеля можно комбинировать с применением других стабилизирующих вспомогательных веществ, например, поливинилполипирролидоном и протеолитическими ферментами, а также пищевых добавок, например с антиоксидантом (аскорбиновой кислотой).

Комбинация силикагеля с аскорбиновой кислотой. Добавление аскорбиновой кис­лоты в готовое пиво повышает коллоидную и вкусовую стабильность пива. Аскор­биновую кислоту следует вносить в виде раствора из расчета 3-5 г/гл после фильт­рования пива. Однако есть сведения, указывающие на то, что через определенное время происходит интенсивная потеря вкусовых качеств пива.

Комбинация силикагеля с протеолитическими ферментами. Использование протеолитических ферментов снижает расход силикагеля (до 25-50 г/гл), повышает вку­совые и прежде всего пенообразующие свойства пива. Существуют два варианта прак­тического применения этого метода, один из которых – использование фермента при перекачке пива из бродильного отделения в лагерное. При этом во время фильтрова­ния оставшееся количество фермента адсорбируется силикагелем при окончательном фильтровании пива.

Комбинация силикагеля с ПВПП. Для одновременного удаления белков и полифенолов подходит комбинация силикагеля и ПВПП. В такой комбинации можно дос­тигнуть высокой стабильности пива без изменения его органолептических свойств.

При использовании ПВПП для одноразового применения рекомендуется приме­нять следующую схему: в начале во время первого фильтрования пива использовать силикагель, а затем при полирующем фильтровании добавить ПВПП, при этом расход ПВПП снижается в 2-3 раза и составляет 15-20 г/гл.

В том случае, когда предусмотрено применение регенерируемого ПВПП, удаление белка с помощью силикагеля очень важно для получения желаемого эффекта.