CC BY
54
УДК 663.479.1
Аутентичность
аминокислотного состава квасов
М. Н. Елисеев, д-р техн. наук, проф.; А. Е. Паталаха, канд. хим. наук; Л. К. Емельянова, канд. техн. наук, доцент
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности
Ключевые слова: аминокислотный состав; незаменимые аминокислоты; состав органических кислот. Keywordss: amino aside structure; irreplaceable amino aside; organic aside structurre.
Настоящая работа — логическое продолжение исследований [1,2], проведенных в 2008 г. с целью идентификации и формулирования количественных параметров аутентичного, т. е. настоящего, кваса, получаемого традиционным путем, в отличие от многочисленных мимикризаций в виде так называемых «квасных напитков», т. е. безалкогольных напитков с ароматизаторами, имитирующими вкус кваса и получаемых без процесса сбраживания, и с непре-
менными атрибутами в виде вносимых пищевых добавок (красителей, консервантов и т. д.).
С одной стороны, до сих пор потребитель слабо информирован о различных свойствах квасов брожения и безалкогольных напитков по номинациям обоих типов продуктов, кроме того, информация не полностью отражена на этикетке. С другой стороны, значительной привлекательностью для производителей обладают «квасные напитки» по
причине относительной простоты и дешевизны их производства по сравнению с аутентичным квасом.
Хлебные квасы — продукты ге-тероферментативного спиртового и / или молочнокислого брожения сусла, приготовляемого путем растворения в воде концентрата квасного сусла или сусла, получаемого из соложеных и несоложеных зерно-продуктов и хлебоприпасов (квасные хлебцы, сухой квас, ржаной и ячменный солод, ржаная мука) с добавлением к суслу сахара, дрожжей и/или молочнокислых бактерий. До настоящего времени недостаточно изучено влияние гетероферментации.
Аминокислоты в квасе образуются в результате гидролиза белков в процессе затирания ржаного ферментированного солода с несоложеными зернопродуктами и брожения квасного сусла. Брожение квасного сусла — это сложный биохимический процесс, обогащающий хлебный квас ценными компонентами метаболизма дрожжей. К ним относят естественный диоксид углерода, органические кислоты, аминокислоты и небольшое количество альдегидов и спиртов, обусловливающих полноту вкуса и оказывающих бактерицидное влияние на патоген-
Таблица 1
Квас
Аминокислота, мг/100 мл «Кружка и бочка» «Монастырский» «Очаковский» «Никола» «Першинъ» 7%-ный ККС «Ярило настоящий» «Хлебный край» «Москвас»
10.05.2009 21.06.2009 18.05.2009 Дата розлива 29.07.2009 16.08.2009 12.02 2009 18.04.2009 01.08.2009 13.06.2009
Таурин Аспарагиновая к-та о-) со О") СП О ип 0,08 3,1 0,57 3,69 0,67 3,93 0,52 3,55 0,31 6,69 0,56 2,75 0,57 3,04 0,64 7,38
Треонин 2,55 0,05 1,68 1,93 1,68 3,16 1,25 1,4 3,28
Серин 2,83 0,07 1,96 2,34 2 3,48 1,55 1,8 4,32
Глутаминовая к-та 24,35 0,2 13,37 18,94 14,57 27,33 8,89 10,18 35,35
Пролин 10,22 0 5,81 8,94 6,17 15,07 3,52 8,52 18,18
Глицин 4,24 0,27 3,04 2,97 2,65 7,93 2,52 2,53 6,02
Аланин 3,6 0,07 2,3 2,5 2,23 7,12 2,07 1,89 5,18
Цистин 0 0,01 0,18 0 0,01 0,11 0,15 0,16 0,04
Валин 3,56 0,05 2,54 2,72 2,23 5,73 1,61 1,82 4,83
Метионин 0,62 0,01 0,39 0,38 0,29 0,84 0,21 0,19 0,69
Изолейцин 2,59 0,05 1,73 1,95 1,52 3,44 1,03 1,06 3,18
Лейцин 4,16 0,09 2,55 3,25 2,43 5 1,62 1,89 5,34
Тирозин 0,04 0,01 0,03 0,03 0,04 0,32 0,03 0,03 0,03
Фенилаланин 3,06 4,1 1,77 2,51 1,93 3,1 0,98 0,86 3,38
Х-фен 0 0 0,07 0,08 0,07 5,53 0,01 0 0,11
ОН-лизин 1,02 0 0,84 0,93 0,94 1,11 0,87 0,26 1,71
Оксилизин 0,11 0 0,11 0,12 0,09 0,16 0,11 0,02 0,17
Лизин 1,61 0,08 0,7 0,8 0,7 0,99 0,77 1,46 2,3
Этаноламин 0,11 0 0,03 0,01 0,04 0,1 0,05 0,15 0,15
Гистидин 1,4 0,03 0,68 0,82 0,72 0,95 0,69 0,86 1,79
Аргинин 1,32 0,14 0,62 0,38 0,47 0,73 0,47 1,45 2,05
ную микрофлору. Аминокислоты участвуют в синтезе белковых веществ в организме человека, особенно важны незаменимые аминокислоты. Поэтому исследование качественного и количественного состава аминокислот представляет особый интерес для подтверждения полезных свойств квасов брожения и их аутентичности.
В соответствии с программой исследований квасов брожения и так называемых «квасных напитков» были исследованы квасы: «Кружка и бочка», «Монастырский», «Очаковский», «Никола», 7%-ный раствор ККС (концентат квасного сусла, т. е. упаренное квасное сусло с 68-70% сухих веществ), «Першинъ», «Ярило настоящий», «Хлебный край», «Мос-квас».
Анализ проводили в стандартном режиме анализов белковых гидроли-затов, используя высокоэффективные ионообменные хроматографические колонки и специальный нингидри-новый реагент для детектирования элюирующихся аминокислот.
Высушивали образцы квасов, брали навески, проводили полный кислотный гидролиз. Готовили для анализа гидролизаты образцов (проб). Результаты анализов оформляли в виде хроматограмм, расчетных таблиц и графиков. Итоговая табл. 1 содержит данные по количеству каждой из определяемой аминокислот (профили аминокислотного состава) в 100 мл кваса. На рис. 1, 2 в графическом виде представлены профили аминокислотного состава.
Анализ качественного и количественного состава аминокислот в квасах показал, что основным источником аминокислот служат гидролизаты белков ржи, переходящие в концентрат квасного сусла. Так, наибольшая сумма аминокислот была выявлена в 7%-ном растворе концентрата квасного сусла. Таким образом, суммарное количество аминокислот во многом зависит от концентрации начального сусла. Состав квасного напитка «Квас Монастырский» в основном определяют три аминокислоты, две из которых входят в состав интенсивного подсластителя — заменителя сахара «Аспартам». Наличие в квасах брожения семи из восьми незаменимых аминокислот, за исключением триптофана, подтверждает, что квас — это биологически полноценный продукт питания.
мг/100 мл
25 т-------------
20
10
ЕЬ,
ЛХ
п г! ч
□ 27.06.2009 □ 10.05.2009
Рис. 1. Профили аминокислотного состава квасов брожения на примере кваса «Кружка и бочка» розлива 10.05.2009 и 27.06.2009 г.
. мг/100 мл
5
Лц
.П-.П-1
□ 08.04.2009 □ 21.06.2009
Рис. 2. Профили аминокислотного состава квасных напитков на примере «Монастырский» розлива 08.04.2009 и 21.06.2009 г.
2010
15
5
0
10
0
9
Таблица 2
Квас
Показатель «Кружка и бочка» «Монастырский» «Очаковский» «Никола» «Першинъ» «Ярило настоящий» «Хлебный край» «Москвас» 7%-ный ККС
Сумма аминокислот, мг/л 731 84,1 446,6 562 448,5 317,1 401,4 1061,2 991,9
Коэффициент корреляции 0,966 0,037 0,97 0,969 0,967 0,961 0,939 0,971 1
При этом в «квасных напитках» присутствие аминокислот нетипично, за исключением, вероятно, аспарагиновой кислоты и фенилала-нина, образующихся как продукты распада подсластителя «Аспартам», представляющего собой бипептид, в состав которого входят упомянутые аминокислоты. Помимо этого возможно применение суперинтенсивного подсластителя «Неотам»,также представляющего собой бипептид, но значительно более устойчивый к разложению, к тому же используемый в несколько раз меньших количествах в силу более высокого коэффициента сладости.
Как количественный критерий можно рассматривать коэффициент корреляции аминокислотного состава квасов по сравнению с таковым для ККС. В некотором приближении его можно рассматривать в качестве степени аутентичности кваса. В табл. 2 представлены результаты расчетов. Все рассмотренные образцы, за исключением «Монастырского», выявляют значительное сходство количественного состава аминокислот с пропорциями их в ККС, выражающееся хорошей корреляцией с коэффициентом выше 0,9. Вероятно, присутствие в «Монастырском» избыточных количеств аспарагиновой кислоты и фенилаланина вследствие применения «Аспартама» снижает уровень корреляции.
Суммарное количество аминокислот варьируется в пределах 3001100 мг/л. Метод анализа таков, что гидролизуются присутствующие в квасе низкомолекулярные протеины до состояния аминокислот. Известно, что растворимые протеины при охлаждении кваса образуют «холодную муть», поэтому в исходном состоянии (в квасе до анализа) обнаруженные аминокислоты присутствовали в основном в виде аминокислот и частично-низкомолекулярных протеинов. Высокомолекулярные протеины, как возможную форму, приходится исключить, поскольку известно, что они де-
натурируют и выпадают в виде осадка на стадии выпаривания квасного сусла.
Таким образом, основным источником аминокислот в квасе служит зерновое сырье, что проявляется хорошей корреляцией аминокислотного состава квасов и ККС. Дрожжи также привносят значительное количество аминокислот, о чем свидетельствуют различные относительные количества аминокислотного состава квасов и собственно ККС. Интересен факт значительного сходства аминокислотного состава «Москваса», при приготовлении которого не используется квасное сусло, а применяются ржаной и ячменный солоды. Это может быть интерпретировано как идентичность аминокислотного состава квасов независимо от наличия или отсутствия стадии получения ККС.
Большая вариабельность в суммарном количестве аминокислот может быть объяснена использованием разных рецептур с различным количеством ККС и вкладом автолиз-ных дрожжей. Так, квасной напиток «Монастырский» с суммой аминокислот 84 мг/л резко выделяется из ряда остальных исследованных квасов брожения (см. табл. 1) суммарным количеством аминокислот (300-1000 мг/л). Что может свидетельствовать о недостаточной степени аутентичности этого продукта.
Оценить вклад автолизных дрожжей можно по разнице общего количества аминокислот в квасе и количества аминокислот в ККС. Вклад аминокислот из дрожжевых культур, попадающих в квасы при автолизе, по нашим оценкам, достигает 30%. Последняя величина, впрочем, может оказаться весьма чувствительной к конкретной технологии, поскольку вклад дрожжевых аминокислот определяется как глубиной автолиза, так и количеством поколений дрожжевых культур, участвующих в сбраживании.
Как отмечалось ранее, степень влияния молочнокислого брожения изучена недостаточно. Анализ состава ами-
нокислот не выявляет отличительных особенностей среди исследованных образцов с применением смешанного брожения (молочнокислое и дрожжевое) или только дрожжевого.
Один из признаков аутентичного кваса — наличие стадии брожения. Наличие или отсутствие этой стадии в достаточной степени определяет аминокислотный профиль и общее количество аминокислот.
Таким образом, в дополнение к результатам исследований [1, 2] состава карбоновых кислот, спиртов, эфиров, альдегидов, кетонов и высших спиртов, позволяющих количественно идентифицировать аутентичный квас, данные настоящей работы расширяют понимание его свойств.
Уникальность кваса, помимо прочего, состоит в том, что в нем содержатся значительные количества (300-1100 мг/л) протеинов в виде легкоусвояемых аминокислот. В то же время протеины и аминокислоты — абсолютно нетипичный компонент для обычных безалкогольных напитков.
С другой стороны, учитывая дневную потребность в протеинах (50-80 г), рассматривать квас как важный источник протеинов, вероятно, было бы неправильно. Тем не менее многие полезные свойства кваса, известные и еще не выявленные, объясняются именно присутствием низкомолекулярных протеинов. К настоящему времени накоплено значительное количество данных о физиологической роли этих компонентов пищи, потребляемых даже в небольших количествах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Экспертиза напитков/под ред. В. М. По-зняковского. — Новосибирск: Новосибирский университет, 1999.
2. Елисеев, М. Н. Состав квасов брожения и квасного напитка/ М. Н. Елисеев, А. Е. Па-талаха // Пиво и напитки. — 2008. — № 5.
3. Елисеев, М. Н. Квасные традиции возвращаются /М. Н. Елисеев, А. Е. Патала-ха, С. В. Волкович// Пиво и напитки. — 2008. — № 6. &
