CC BY
98
УДК 663.44
Диабетическое пиво с пониженным содержанием глютена
Г. И. Косминский, д-р техн. наук, проф.; Н. Г. Царева, М. П. Лустенкова
Могилевский государственный университет продовольствия (Беларусь)
Одни из главных задач современного пивоварения — поиск путей снижения себестоимости готового продукта, улучшение его качества и расширение ассортимента выпускаемой продукции. Решение этих задач возможно за счет разработки технологии новых сортов пива с использованием нетрадиционного сырья, способствующего обогащению пива полезными для организма человека веществами.
В последнее время появились исследования, направленные на получение пива, не содержащего глю-тена. Такой продукт нужен людям, страдающим целиакией («глютено-вой энтеролатией», аутоиммунным заболеванием). При целиакии ткань, выстилающая тонкий кишечник, повреждается при потреблении определенных белков злаковых культур (в частности, глютена). К симптомам болезни, которые могут развиваться в любом возрасте, относят нарушение всасывания, ощущение дискомфорта в области желудка и кишечника, потерю массы тела, слабость, анемию и сильную диарею. В последнее время с целиакией стали связывать артрит, запор, дерматит, гепатит, периодические боли в животе, рвоту [1].
Глютен — общее обозначение белковой фракции пшеницы, в которой для больных целиакией токсичен проламин (спирторастворимый белок). И пшеница, и рожь, и ячмень — представители семейства злаковых (Роасеае), таксономиче-ски тесно связанные. Все эти злаки и их проламины — пшеничный (гли-адин), ячменный (гордеин), ржаной (секалин) — токсичны для больных целиакией. Вызывающая данную реакцию точная последовательность аминокислот этих пептидов не установлена, но обычно они характеризуются высоким содержанием остатков пролина и глютамина. Единственный способ лечения це-
Ключевые слова: диабетическое пиво; глютен; ферментные препараты; гречиха
лиакии — исключение из рациона питания пшеницы, ржи, ячменя и всех получаемых из них продуктов. Поэтому больным целиакией не рекомендуется употреблять пиво, приготовленное из ячменного или пшеничного солода [1]. Более безопасны для них злаки, не связанные таксономически близко с пшеницей, рожью, ячменем, например сорго, кукуруза, а также псевдозлаки — гречиха, амарант.
Наиболее низкой концентрацией глютена по сравнению с другими злаками обладает гречиха. Исходя из этого, гречиху можно назвать перспективным низкоглютеновым сырьем [1].
Гречиха в нашей стране наряду с рисом и просом — основная крупяная культура. По питательным, вкусовым и диетическим свойствам гречневая крупа — один из ценнейших продовольственных продуктов [2, 3].
Помимо того, что гречиха не содержит глютена, она имеет много дополнительных для здоровья свойств. Преобладающая часть белков гречихи (80 %) входит в состав легкорастворимых альбуминовых и глобули-новых фракций, что обусловливает их легкую усвояемость организмом человека [2].
Белок гречихи характеризуется высоким содержанием лизина. В ней содержатся фитостеролы (в частности, рутин — витамин Р), снижающие уровень холестерина. Гречиха превосходит другие культуры по содержанию ниоцина (витамин РР), рибофлабина (витамин В2) и фолиевой кислоты (витамин В6), тиамина (витамин В1), а также растворимых и нерастворимых пищевых волокон. В ней содержится
значительное количество микроэлементов — железа, меди, кобальта, марганца и других элементов, необходимых для жизнедеятельности человека [2]. Кроме того, потребление гречихи и приготовленных из нее продуктов благотворно сказывается на лечении диабета II степени, что объясняется присутствием фа-гопиринов.
Таким образом, использование гречихи при производстве специальных сортов пива не только увеличивает ассортимент выпускаемой продукции, но и дает возможность создавать напитки, полезные для людей, страдающих хроническими заболеваниями, такими, как це-лиакия и сахарный диабет.
С учетом вышесказанного цель данных исследований — разработка нового сорта пива на основе применения наряду с ячменным солодом безглютеновых злаковых культур, в частности несоложеной гречихи, которая в настоящее время хотя и мало используется в пивоварении, но обладает большим потенциалом как сырье для производства диабетического пива и пива с пониженным содержанием глютена.
На основании поставленной цели определяли качественные показатели опытного образца гречихи и ячменного солода, обосновывали выбор оптимальной дозы несоложеной гречихи в заторе при приготовлении нового сорта пива как без применения ферментных препаратов, так и при их использовании для дополнительного гидролиза составных частей гречихи при затирании.
Новый сорт диабетического пива готовили с массовой долей сухих веществ в начальном сусле 11 %. В качестве сбраживающего материала брали дрожжи расы 96.
Для приготовления пивного сусла использовали пивоваренный ячменный солод, согласно ГОСТ 29924-92, выработанный в 2008 г. на Лидском пивоваренном заводе (ОАО «Лидское пиво»); образцы гречихи сорта «Кармен» — по ГОСТ 19092-93 урожая 2007 г., выращенной в селекционном центре «Переместное» в г. Жодино (Гомельская обл.). В качестве дополнительных источников ферментов применяли ферментный препарат «Термамил SC» фирмы Novozymes America 1пс, 77 Perry Chappel Church Road, США — термостабильная а-амилаза
200 т
50 -
179
152 134
82 84 96 70 55---
20 25 30 40
0 10 20 30 40 50
Содержание гречихи в заторе, %
— Продолжительность осахаривания, мин
- Продолжительность фильтрации, мин
Рис. 1. Зависимость результатов осахаривания
и фильтрации от содержания гречихи в заторе при затирании без ферментного препарата
для разжижения и деструкции крахмала. Оптимум действия: температура 85...95 °С, рН 6,0-7,0; норма внесения — 0,2-0,3 ед. АС/г при гидродинамической обработке (ТУ 6856-123-64958144-2004). Ами-лолитическая активность (АС) — 1900±200, ед/см3.
Качество исходного зернового сырья, лабораторного и охмеленного сусла, готового пива оценивали согласно методикам, принятым в тех-нохимическом контроле пивоваренного производства [4].
Для определения дозы задачи ферментных препаратов N (мл) находили содержание крахмала в несоложеном сырье (гречихи) [4]. Содержание крахмала составило 54,7 %. Количество вносимого ферментного препарата определяли по формуле
N = К /АС,
(1)
К = сЬ /100,
(2)
Таблица 1
Количество несоложеной гречихи в заторе,% Редуцирующие вещества, % мальтозы рН Относительная вязкость Кислотность, к. ед Цвет, цв. ед Общий азот, г/100 см3 Аминный азот, г/100 см3 Конечная степень сбраживания, %
0 74,17 5,80 1,41 1,22 0,40 53,60 21,15 78,53
10 71,25 5,85 1,57 1,20 0,70 52,30 19,55 77,42
20 68,31 5,90 1,59 1,18 0,75 49,80 17,81 76,30
30 65,21 5,90 1,77 1,17 0,75 48,60 15,99 75,21
40 62,18 5,92 1,99 1,16 0,80 46,90 14,20 74,18
50 58,57 5,95 2,19 1,14 0,90 45,30 12,60 73,29
Таблица 2
Количество несоложеной гречихи в заторе,% Редуцирующие вещества, % мальтозы рН Относительная вязкость Кислотность, к. ед Цвет, цв. ед Общий азот, г/100 см3 Аминный азот, г/100 см3 Конечная степень сбраживания, %
0 74,87 5,85 1,52 1,20 0,90 53,72 21,09 78,67
10 72,04 5,90 1,69 1,18 1,10 52,15 19,50 77,57
20 69,13 5,94 1,72 1,17 1,20 49,91 17,74 76,42
30 66,02 5,95 1,87 1,15 1,25 48,73 15,94 75,33
40 62,88 5,96 2,07 1,14 1,30 47,03 14,13 74,33
50 59,14 6,0 2,33 1,14 1,4 45,41 12,55 73,41
где К — масса крахмала в образце, вносимого с несоложеным сырьем, г.; п — норма расхода, ед. АС/ г (п = 0,2-0,3); АС — амилолитиче-ская активность ферментного препарата, ед/см3;
ния ферментного препарата) и все расчетное количество ферментного препарата (с применением ферментного препарата) и проводили выдержки при следующих температурных паузах:
52 °С 63— —72— ^ 85— ^ 100 °С
30' 20'
20' 20' 20'
где с — содержание несоложеной гречихи в образце, г; Ь — содержание крахмала в гречихе, %.
Лабораторное [4] и охмеленное сусло готовили одноотварочным способом затирания с кипячением густой части затора [5]. Режим затирания следующий: в заторный котел набирали 1/3 воды, расходуемой на один затор (гидромодуль 1: 3) и нагревали до 45 °С. Затем задавали 1/3 дробленого ячменного солода и всю гречиху (без примене-
В момент начала кипячения первой части затора в заторный чан набирали 2/3 воды температурой не выше 45 °С, засыпали оставшуюся часть солода, выдерживали 15 мин.
Прокипяченный затор охлаждали до 85 °С, перекачивали из заторного котла в заторный чан. После смешивания основного затора с отваркой температура заторной массы устанавливается в пределах 70 °С, при этой температуре
выдерживали 20 мин. Далее затор подогревали до 75 °С, выдерживали 10 мин, затем температуру поднимали до 85 °С, выдерживали до полного осахаривания и передали на фильтрацию.
В результате исследований получены следующие показатели качества используемого сырья для приготовления нового сорта пива.
Ячменный солод: натура — 592,0 г/л; абсолютная масса 1000 зерен — 40,54 г; влажность — 5,6 %; содержание экстракта — 77,0 % на СВ; содержание белка — 11,7 % на СВ; продолжительность осахари-вания — 20 мин; амилолитическая активность — 200 ед/г.; протеолити-ческая активность — 2,1 ед/г; цито-литическая активность — 1,10 ед/г.
Гречиха: натура — 504,5 г/л; абсолютная масса 1000 зерен — 26,60 г; влажность — 10,10 %; содержание
0
60
экстракта — 76,4 % на СВ; содержание белка — 11,5 % на СВ.
Установленные показатели ячменного солода и несоложеной гречихи свидетельствует о том, что по всем показателям сырье соответствует стандарту и может быть использовано для приготовления нового сорта пива.
На следующем этапе исследований осуществляли разработку рецептуры и технологии приготовления сусла для нового сорта пива как без использования ферментного препарата, так и с его применением.
В лабораторных условиях готовили образцы пивного сусла с содержанием гречихи в заторе 10; 20; 30; 40 и 50 %. В качестве контроля использовали затор, содержащий 100 % солода. Несоложеную гречиху применяют в виде гречневой муки. Эффективность процесса затирания оценивали по продолжительности осахаривания, фильтрации и выходу экстракта.
Экспериментальные данные, характеризующие процесс затирания, в зависимости от доли несоложеной гречихи в заторе, представленные на рис. 1 и 2, показывают, что с увеличением содержания несоложеной гречихи в заторе с 0 до 20 % незначительно увеличивается продолжительность осахаривания с 20 до 30 мин, продолжительность фильтрования от 82 до 96 мин и уменьшается выход экстракта с 78,1 до 77,95 %. А с увеличением содержания гречихи в заторе с 30 до 50 % результаты затирания резко ухудшаются.
Результаты определения показателей лабораторного сусла (табл. 1) свидетельствуют, что с увеличением содержания несоложеной гречихи в заторе показатели конечной степе-
ни сбраживания, общего и аминно-го азота, кислотности, содержания мальтозы снижаются, а показатели вязкости, цвета и рН увеличиваются. Увеличение показателя цвета связано с наличием в лузге гречихи коричневого пигмента порфирита и меланинового красителя [6].
Использование при затирании свыше 20 % несоложеной гречихи в образцах сусла резко снижает содержание аминного азота, что отрицательно влияет на развитие дрожжей, так как пивное сусло будет беднее низкомолекулярными формами азота, необходимого для питания дрожжей [7].
Таким образом, данные рис. 1 и 2 и табл. 1 показывают, что без применения ферментного препарата можно приготовить пивное сусло с максимальным содержанием гречихи в заторе 20 %.
Затем данные образцы лабораторного сусла охмеляли. Норму внесения хмелепродуктов определяли, исходя из значения горьких веществ горячего сусла и показателей перерабатываемых хмелепродуктов в соответствии с ТИ 10-04-06-136.
Норма горьких веществ хмеля с базисными показателями по цвету на 1 дал горячего сусла — 0,8-1,0 г. Хмель использовали гранулированный на основе ароматического хмеля с показателями: влажность — 8 %, а-кислота — 8 %.
Задавали хмель по следующему режиму: 90 % через 15 мин после начала кипячения и 10 % от общей нормы за 30 мин до окончания кипячения сусла. Результаты анализа охмеленного сусла представлены в табл. 2, которые подтверждают данные исследований по изменению показателей лабораторного
сусла (см. табл. 1) в зависимости от содержания несоложеной гречихи в заторе.
На следующем этапе исследований готовили образцы лабораторного и охмеленного сусла с использованием ферментного препарата «Термамил SC». Заторы готовили с содержанием несоложеной гречихи в заторе 20; 30; 40 и 50 %.
Экспериментальные данные, характеризующие процесс затирания, представлены на рис. 3 и 4, которые свидетельствуют, что с увеличением доли несоложеной гречихи в заторе с 20 до 40 % незначительно увеличивается продолжительность осахаривания — с 25 до 30 мин, продолжительность фильтрации — с 84 до 96 мин и уменьшается выход экстракта с 78,09 до 77,96 %. При дальнейшем увеличении содержания гречихи в заторе с 40 до 50 % результаты затирания значительно ухудшаются.
Результаты определения показателей лабораторного (табл. 3) и охмеленного сусла(табл. 4) показывают, что с увеличением содержания несоложеной гречихи в заторе с 0 до 40 % показатели конечной степени сбраживания, содержания мальтозы, общего и аминного азота, кислотность снижаются незначительно. Показатели вязкости, цвета сусла и его рН несколько увеличиваются.
С использованием при затирании свыше 40 % несоложеной гречихи в заторе (50 %) показатели лабораторного и охмеленного сусла значительно ухудшаются: уменьшается содержание аминного азота, снижается конечная степень сбраживания, возрастает вязкость сусла.
Из данных рис. 3 и 4, табл. 3 и 4 следует, что с использованием фер-
6 • 2009
13
ментного препарата «Термамил $С» можно приготовить стандартное пивное сусло с максимальным содержанием несоложеной гречихи в заторе 40 %.
Сбраживание охмеленного сусла, полученного с применением 40 % несоложеной гречихи в заторе и ферментного препарата «Термамил SC», проводили обычным способом в течение 7 сут при температуре 5...6 °С. Норма задачи дрожжей из расчета 0,5 л на 1 гл сусла.
Качественные показатели молодого пива на 7-е сутки брожения
(табл. 5) находятся в пределах, установленных для молодого пива.
Физико-химические показатели нового сорта диабетического пива в сравнении с контрольным образцом (табл. 6) соответствуют СТБ-395-2005 на светлые сорта пива.
На основании проведенных исследований разработана рецептура нового сорта пива с пониженным содержанием глютена и диабетическими свойствами, с массовой долей сухих веществ начального сусла 11,0 %: солод ячменный — 60-80 %, гречиха — 40-20 %, фер-
Таблица 3
Количество несоложеной гречихи в заторе,% Редуцирующие вещества, % мальтозы рН Относительная вязкость Кислотность, к. ед Цвет, цв. ед Общий азот, г/100 см3 Аминный азот, г/100 см3 Конечная степень сбраживания, %
0 74,17 5,8 1,41 1,22 0,6 53,6 21,15 78,53
20 73,93 5,8 1,43 1,20 0,7 51,8 20,02 78,42
30 73,81 5,85 1,58 1,20 0,75 50,9 19,24 78,39
40 73,69 5,85 1,59 1,18 0,75 49,8 18,53 78,36
50 73,04 5,9 1,67 1,16 0,75 48,1 17,61 77,94
Таблица 4
Количество несоложеной гречихи в заторе,% Редуцирующие вещества, % мальтозы рН Относительная вязкость Кислотность, к. ед Цвет, цв. ед Общий азот, г/100 см3 Аминный азот, г/100 см3 Конечная степень сбраживания, %
0 74,87 5,85 1,52 1,20 0,9 53,72 21,20 78,67
20 74,64 5,85 1,54 1,18 1,1 51,91 20,07 78,56
30 74,53 5,9 1,70 1,18 1,2 51,03 19,30 78,51
40 74,37 5,9 1,71 1,16 1,3 49,91 18,58 78,48
50 73,70 5,95 1,78 1,14 1,4 48,23 17,67 78,05
Таблица 5
Образец, % Содержание действительного экстракта, % Содержание видимого экстракта, % Содержание дрожжей, млн кл/см3 Содержание спирта, % об. Кислотность, к. ед рН Цвет, цв. ед
0 3,7 3,40 6,70 3,30 1,49 4,62 0,5
40 4,2 3,8 6,1 3,19 1,48 4,67 0,8
Таблица 6
Показатель 100 % светлого солода, контроль 40 % несоложеной гречихи + ФП «Термамил SC»
Массовая доля сухих веществ в начальном сусле, % 11 11
Содержание видимого экстракта, % 2,9 3,1
Содержание действительного экстракта, % 3,2 3,6
Массовая доля спирта, % 3,4 3,3
Кислотность, к. ед. 1,62 1,60
Цвет, цв. ед. 0,67 0,86
рН 4,16 4,23
ментный препарат «Термамил SC», горький хмель гранулированный.
Таким образом, разработан новый сорт пива с начальной долей сухих веществ сусла 11,0 %, обладающий свойствами диабетического и низ-коглютенового напитка, благодаря использованию вместо части солода безглютенового сырья — несоложеной гречихи.
Оптимальная доза несоложеной гречихи, добавляемой в затор без применения ферментного пре-парата,составляет 20 %.
При использовании при затирании ферментного препарата «Терма-мил SC» доля несоложеной гречихи, применяемой вместо части солода, повышается до 40 %.
При увеличении дозы гречихи более 20 % без использования ферментного препарата и более 40 % с использованием ферментного препарата ухудшаются показатели процесса затирания, возрастают продолжительность осахаривания затора и время его фильтрации сусла, уменьшается содержание мальтозы и аминного азота в сусле.
Разработана рецептура нового сорта пива: ячменный солод — 60-80 %, гречиха — 40-20 %, горький хмель гранулированный. Физико-химические показатели нового сорта пива соответствуют требованиям СТБ на светлые сорта пива.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бэмфорт И. Новое в пивоварении. Научные основы и технологии. — СПб.: Профессия, 2007.
2. Фесенко Н. В. Селекция и семеноводство гречихи. — М.: Колос, 1983.
3. Ермакова А. И., Княжничева М. И., Мур-ри И. К. Биохимия культурных растений. Т. 1. Хлебные и крупяные культуры. — М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1958.
4. Косминский Г. И. Технология солода, пива и безалкогольных напитков: Лабораторный практикум по технохимическому контролю производства. — Минск: Дизайн ПРО, 2001.
5. Кунце В. Технология солода и пива. — СПб.: Профессия, 2003.
6. Жеребин Ю. А. и др. Фармакологические свойства экомераниновых пигмен-тов//Докл. А Н УССР, 1984. Сер Б.№ 3. С. 64-68.
7. Булгаков Н. И. Биохимия солода и пива. — М.: Пищевая промышленность, 1976.
