background image

 

81 

PROCES PRODUKCJI PIWA 

 

Autor: Adam Dąbek 
Kierownik Warzelni Browaru Leżajsk S.A., Grupa Żywiec S.A. 
 

Piwo  jest  to  napój  otrzymywany  w  wyniku  fermentacji  brzeczki  piwnej,  roztworu 

przygotowanego  z  wody  i  surowców  skrobiowych  (słód  jęczmienny)  oraz  chmielu  pod 

wpływem drożdży piwowarskich.  

 

Jakość 

Produkując piwo browar staje przed bardzo trudnym zadaniem dostosowania produktu do 

oczekiwań  klienta.  Różnorodność  technologii,  stosowanych  surowców  oraz  wielu  innych 

czynników  powodują  bardzo  dużą  ilość  rodzajów  piwa  dostępnego  konsumentowi. 

Podstawowym  oczekiwaniem  konsumenta  jest  przekonanie,  że  to  co  kupuje  jest  bezpieczne  i 

dobrej  jakości.  Piwo  należy  produkować  w  ten  sposób  by  w  pełni  spełniało  oczekiwania 

konsumenta, należy dokonać wszelkich starań by osiągnąć zadowolenie klienta, a jednocześnie 

mieć pewność, że będzie ono bezpieczne, smaczne i trwałe. Systemy zapewnienia jakości ISO i 

HACCP mają na celu dostarczenie klientowi oczekiwanego produktu. Aby osiągnąć zamierzony 

cel  potrzebna  jest  współpraca  załogi,  na  wszystkich  szczeblach.  Pracownicy  mają  pierwszy 

kontakt  z  surowcem,  procesem,  produktem,  wpływając  bezpośrednio  na  końcową  jakość 

wyrobu. Pracownicy są kluczowym elementem na każdym z etapów wprowadzania jakości.

 

 

Podstawowe surowce stosowane do produkcji piwa: 

 

Słód jęczmienny 

 

Woda 

 

Chmiel 

 

Drożdże 

Słód 

Słód jest to produkt przerobu jęczmienia browarnego w procesie słodowania. 

 

Dlaczego jęczmień jest używany w browarnictwie? 

  posiada wysoką zawartość skrobi - ok. 67 % s.s. 

 

korzystną zawartość białka , najlepiej - 10-11 % 

 

łuska jęczmienia spełnia funkcję ochronną w procesie słodowania, a w dalszym procesie na 

warzelni stanowi naturalny materiał filtracyjny 

 

posiada korzystny wpływ na własności smakowe piwa. 

background image

 

82 

Do produkcji słodu nadaje się jęczmień jary, bez zanieczyszczeń i o wysokiej sile witalnej, tzn. 

wysokiej zdolności kiełkowania. 

Cel słodowania: uaktywnienie, produkcja i wykorzystanie działania enzymów z jęczmienia 

 

Woda 

W browarnictwie wodę zużywamy: 

do słodowania jęczmienia 

do celów technicznych (kotłownia, chłodzenie) 

do mycia urządzeń i opakowań 

do zacierania słodu i wyprodukowania brzeczki słodowej 

 

Wymagania  jakościowe  dla  wody  jako  surowca  i  wszędzie  tam,  gdzie  następuje  jej 

kontakt  z  piwem,  jęczmieniem  są  określane  Zarządzeniem  Ministra  Zdrowia  i  Opieki 

Społecznej dla wody zdatnej do picia. Ponadto wodę poddaje się korekcie składu chemicznego 

w  zależności  od  pH  oraz  zawartości  różnych  soli  wapnia,  magnezu,  żelaza,  manganu.  Każda 

woda pitna, zarówno bardzo miękka jak i bardzo twarda nadaje się do produkcji piwa. Jest tylko 

pytanie, jakim kosztem następuje jej uzdatnianie. 

Zużycie wody do produkcji piwa, w zależności od stanu technicznego browaru waha się 

od 3,5 do 12 hl na 1 hl wyrobu gotowego. 

 

Chmiel 

Uważany często za główny składnik piwa. Szyszki chmielowe zawierają żywice, którym 

piwo zawdzięcza charakterystyczny gorzki smak, oraz olejki eteryczne. W tych ostatnich dzięki 

chromatografii  gazowej  zidentyfikowano  ponad  200  różnych  składników  aromatycznych.  Nic 

dziwnego, że w chmielowym napoju spotykamy takie bogactwo smaku i zapachu. 

Rozróżnia  się  odmiany  chmielu:  aromatyczne  i  goryczkowe.  Odmiany  te  różnią  się 

zawartością olejków chmielowych oraz substancji goryczkowych określanych jako: 

-kwasy i 

-kwasy. Szyszki chmielowe zbierane z plantacji są jak najszybciej przetwarzane, aby zapobiec 

“starzeniu się” chmielu. 

 

Drożdże 

Drożdże  -  są  to  drobnoustroje  jednokomórkowe,  należące  do  grupy  grzybów.  Celem 

stosowania  drożdży  jest  przeprowadzenie  fermentacji  alkoholowej,  podczas  której  następuje 

zamiana cukrów (maltoza, glukoza, fruktoza) na alkohol etylowy i dwutlenek węgla. 

C

6

H

12

O

6

 ------- 2C

2

H

5

OH + 2CO

2

 + energia cieplna 

background image

 

83 

Rozróżnia się drożdże fermentacji dolnej i górnej fermentacji. 

Drożdże  górnej  fermentacji  charakteryzują  się  tym,  że  fermentują  w  wyższych 

temperaturach  (15-25°C)  i  podczas  fermentacji  zbierają  się  na  powierzchni  piwa  tworząc 

kożuch. 

Drożdże  dolnej  fermentacji  fermentują  w  niższych  temperaturach  (6-12°C),  a  po 

zakończonej fermentacji osiadają na dno naczynia, co określa się “kłaczkowaniem” drożdży.  

 

Produkcja brzeczki 

Podstawowe etapy w produkcji brzeczki to: 

1.  Śrutowanie słodu 

2.  Zacieranie 

3.  Filtracja zacieru 

4.  Gotowanie brzeczki 

5.  Oddzielenie osadów w kadzi osadowej Whirpool 

6.  Chłodzenie brzeczki 

 

Śrutowanie słodu 

W  czasie  procesu  zacierania  enzymy  rozkładają  związki  nierozpuszczalne  w  związki 

rozpuszczalne,  aby  enzymy  mogły  oddziaływać  na  substancje  zawarte  w  słodzie  słód  należy 

rozdrobnić. Śrutowanie jest procesem mechanicznego rozdrobnienia, w którym należy chronić 

łuskę  słodu  przed  rozdrobnieniem,  ponieważ  jest  ona  potrzebna  jako  materiał  filtracyjny  w 

trakcie filtracji zacieru. 

 

Zacieranie 

Zacieranie  jest  najważniejszym  procesem  przy  wytwarzaniu  brzeczki.  W  trakcie 

zacierania  śruta  zostaje  wymieszana  z  wodą  i  substancje  zawarte  w  słodzie  przechodzą  do 

roztworu  jako  składniki  ekstraktu.  Większość  substancji  zawartych  w  słodzie  jest 

nierozpuszczalna  a  do  piwa  mogą  przechodzić  tylko  substancje  rozpuszczalne,  dlatego 

konieczne  jest  przeprowadzenie  nierozpuszczalnych  substancji  śruty  w  rozpuszczalne,  czyli 

wytworzenie dużej ilości ekstraktu. Substancje rozpuszczalne to: cukry, substancje mineralne i 

określone  substancje  białkowe.  Substancje  nierozpuszczalne  to  skrobia,  celuloza.  Celem 

zacierania jest zupełny rozkład skrobi do cukrów i dekstryn. Główna ilość ekstraktu powstaje 

podczas działania enzymów w ich optymalnych warunkach. W trakcie zacierania temperaturę 

zacieru  podnosi  się  do  optymalnych  temperatur  dla  działania  enzymów.  Stosowane  są 

następujące przerwy dla działania enzymów: 

 

background image

 

84 

.

100

75

75

72

77

100

64

58

58

64

72

77

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

Czas [min]

Te

m

pe

ra

tur

[

o

C]

zasyp grysu +
śrutowanie
zacieru I część

śrutowanie
II część

1.  Przerwa białkowa i β-glukanowa 52-54

o

Rozkład  skrobi  musi  być  poprzedzony  rozkładem  β-glukanów  otaczających  cząsteczki 

skrobi.  β-glukan  –substancja,  która  przy  źle  prowadzonym  procesie  zacierania  może  zmienić 

swoje  właściwości  i  przejść  w  formę  żelu  znacznie  utrudniając  proces  filtracji  zacieru, 

podwyższając  lepkość  brzeczki.  W  wyniku  enzymatycznego  rozkładu  substancji  białkowych 

tworzą  się  niskocząsteczkowe  substancje  białkowe  szczególnie  peptydy  i  aminokwasy,  które 

stanowią niezbędne pożywienie dla drożdży. Zbyt długa przerwa białkowa daje jednak złą pianę 

(na pienistość korzystnie wpływają wysokocząsteczkowe substancje białkowe). 

 

2. Przerwa maltozowa. 

Przerwa w temperaturze od 62 do 65°C jest optymalna dla działania β-amylazy, która od 

nieredukującego końca łańcucha skrobi odszczepia cząsteczki maltozy. Przez dłuższe zacieranie 

w tej temperaturze uzyskujemy  piwa z wyższym ostatecznym stopniem odfermentowania. 

 

3. Przerwa docukrzania 

Przerwa  w  temperaturze  od  72°C  do  75°C  stwarza  optymalne  warunki  dla  działania  α-

amylazy. Długie łańcuchy skrobi α-amylaza rozkłada do mniejszych dekstryn. 

 

4. Zakończenie zacierania w temperaturze 78°C 

W zależności od sposobu prowadzenia zacierania rozróżniamy dwie grupy procesów zacierania: 

1. Procesy infuzyjne 

2. Procesy dekokcyjne. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1. Wykres zacierania dekokcyjno-infuzyjnego 

 

 

background image

 

85 

Filtracja zacieru 

Głównym  celem  prowadzenia  filtracji  zacieru  jest  oddzielenie  części  stałych  [łuski, 

zarodków,  i  innych]  zwanych  wysłodzinami  lub  młótem,  które  w  procesie  zacierania  nie 

rozpuszczają się, od roztworu zawierającego rozpuszczalne składniki – czyli brzeczki.  

 

Gotowanie brzeczki 

Celem gotowania brzeczki jest: 

Rozpuszczenie i przemiana substancji chmielu 

Wytwarzanie i wytrącenie związków białkowo-garbnikowych 

Odparowanie wody 

Sterylizacja brzeczki 

Zakwaszenie brzeczki 

Zniszczenie enzymów 

Wzrost zabarwienia brzeczki 

Wytworzenie substancji redukujących  

Obniżenie zawartości DMS i innych lotnych substancji 

 

Wybicie brzeczki 

Przez  wybicie  brzeczki  rozumie  się  wypompowanie  wygotowanej  brzeczki  z  kotła 

warzelnego do kadzi osadowej z zawirowaniem. Kadź osadowa Whirpool jest to urządzenie do 

oddzielania osadu gorącego z brzeczki. Zbiornik ten stanowi pierwszy element linii chłodzenia 

brzeczki.  W  chwili  rozpoczęcia  wybicia  do  kotła  warzelnego  dodawany  jest  ZnSO

.  Cynk 

wzmaga syntezę białka w komórce drożdży. 

 

Fermentacja brzeczki 

Aby  brzeczka  stała  się  piwem  zawarte  w  niej  cukry  muszą  zostać  przetworzone  przez 

enzymy drożdży w etanol i dwutlenek węgla. Istotne jest również zjawisko wytwarzania bardzo 

wielu  produktów  ubocznych  fermentacji,  które  mają  bardzo  istotny  wpływ  na  jakość 

produkowanego piwa 

 

Fazy fermentacji 

Faza I – nastawienie fermentacji.  

Drożdże  w  pierwszym  okresie  fermentacji  muszą  się  przyzwyczaić  do  nowych  warunków. 

Środowisko  brzeczki  jest dla    nich  stresujące  inna jest  temperatura,  pH,  koncentracja  cukrów 

jest wysoka. Ta faza trwa zazwyczaj kilka godzin. 

Faza II – faza logarytmicznego wzrostu 

background image

 

86 

Po  zaadaptowaniu  się  do  nowych  warunków  drożdże  zaczynają  czerpać  z  bardzo  bogatego 

otoczenia  wszystkie  substancje  potrzebne  do  życia.  Warunki  są  dla  nich  idealne  ponieważ  w 

brzeczce znajdują się :  

Aminokwasy do budowy struktur komórkowych 

Fosforany do tworzenia w mitochondriach wysokoenergetycznego związku o nazwie ATP 

Kwasy tłuszczowe do budowy błon komórkowych 

Cukry do gromadzenia substancji zapasowych [glikogen]  

Mikroelementy [Zn, Ca] do przebiegu procesów enzymatycznych  

Z  chwilą  gdy  tlen  rozpuszczony  w  brzeczce  zostanie  wyczerpany  na  oddychanie 

komórek,  muszą  one  ograniczyć  swoją  gospodarkę  energetyczną  do  beztlenowego  procesu 

glikolizy, pozwalające uzyskać niezbędne im do życia skromne ilości energii przez fermentację 

- przemianę cukrów na alkohol i CO

2

 

III faza – dofermentowanie  

W  brzeczce  nie  ma  już  praktycznie  cukrów  łatwo  dostępnych,  co  powoduje,  że  drożdże 

zaczynają wykorzystywać zgromadzone zapasy. Stężenie niekorzystnych metabolitów wpływa 

hamująco  na  procesy  życiowe  drożdży.  Drożdże  zaczynają  zbierać  się  w  konglomeraty 

[kłaczki], które powoli zaczynają powoli opadać. W tej fazie drożdże wydzielają do otoczenia 

enzymy  i  produkty  przemiany  materii.  Słabsze  komórki  obumierają  i  na  skutek  autolizy  błon 

komórkowych zawartość komórki wylewa się. W tej fazie należy drożdże odebrać 

 

IV faza – leżakowanie 

W  tej fazie  mimo  niskich temperatur  procesy  życiowe  drożdży  przebiegają  nadal.  Energię  do 

ich  prowadzenia  komórki  czerpią  głównie  z  rozkładu  i  fermentacji  substancji  zapasowych 

zgromadzonych wcześniej. Następuje kłaczkowanie drożdży (drożdże łączą się w aglomeraty w 

postaci kłaczków i osiadają na dnie tanku). Stabilizuje się bukiet smakowo aromatyczny piwa. 

Wysycenie piwa CO

2

 

Filtracja piwa 

Celem  procesu  filtracji  piwa  jest  otrzymanie  trwałego  produktu  bez  wyraźnych  zmętnień,  czy 

też  opalizacji.  Z  piwa  w  procesie  filtracji  powinny  być  usunięte  substancje,  które  w  czasie 

przechowywania mogłyby spowodować powstanie zmętnień obniżających jakość piwa. 

 

 

 

 

background image

 

87 

Technologia HGB 

Stosowana  metoda  HGB  polega  na  wyprodukowaniu  brzeczki  o  stężeniu  wyższym  niż 

piwo  gotowe  i  następnie  normalizacji  przefermentowanego  piwa  do  założonych  parametrów 

technologicznych przy pomocy specjalnie przygotowanej wody. 

 

Technologia HGB wymaga specjalnego podejścia do procesu: 

brzeczka ma wyższe stężenie – proces fermentacji trwa nieco dłużej 

brzeczka musi mieć odpowiedni skład zwłaszcza jeśli chodzi o substancje białkowe frakcji 

odpowiedzialnych za tworzenie piany 

w czasie fermentacji tworzy się więcej ubocznych produktów fermentacji (głownie estrów i 

alkoholi wyższych). 

 

Piwo a zdrowie konsumenta 

Współcześnie  troskę  o  jakość  piwa  powinni  przejawiać  producenci  ze  względu  na 

naukowo dowiedzione pozytywne oddziaływanie tego napoju na zdrowie konsumenta. 

 

Piwo: 

pobudza trawienie i łagodzi pragnienie, 

ma zbliżoną wartość kaloryczną do wartości mleka 

zawiera witaminy z grupy B (B1, B2, B6),  

posiada korzystniejszą zawartość jonów wapnia, potasu i magnezu od wielu uznanych wód 

mineralnych, 

działa moczopędnie, korzystnie w niektórych chorobach nerek 

działa łagodząco i zapobiegawczo w chorobach krążenia i osteoporozie, a nawet wykazuje 

działanie antynowotworowe dzięki zawartości związków polifenolowych.