CC BY
31
кращением количества растворенной углекислоты, более высокой степенью и скоростью доосахарива-ния в процессе сбраживания и более гомогенным углеводным составом осветленного сусла, чем традиционного.
О скорости сбраживания сусла на этанол можно судить по видимому или истинному отброду бражки. Динамика сбраживания сухих веществ (рис. 3) показывает, что наиболее интенсивно уменьшение их содержания происходит у осветленного сусла (/) и менее интенсивно — у сусла с дробиной (2).
Ацетальдегид относится к головным примесям. В процессе главного брожения накопление его в осветленном сусле проходит с постоянной скоростью, а в сусле с дробиной первые 8 ч идет резкое увеличение, затем снижение скорости накопления ацетальдегида. Однако абсолютное количество накапливаемого ацетальдегида в осветленном сусле имеет меньшую величину — 0,54%об., в сусле с дробиной — 0,6%об.
Этилацетат как головная примесь имеет температуру кипения ниже, чем этиловый спирт. Порог вкусовых концентраций для этилацетата 25 мг/дм3. Скорость накопления этилацетата в сусле с дробиной больше, чем в осветленном сусле, конечное количество накапливаемого этилацетата в традиционном сусле соответствует 0,25%об., в осветленном — 0,14% об.
К хвостовым примесям относится пропиловый спирт, температура кипения которого выше, чем у этилового спирта, а летучесть меньше. Наличие его в спирте отрицательно влияет на органолептич-ские показатели. Накопление пропанола в процес-
се главного брожения в обоих суслах идет практически с одной скоростью, хотя абсолютное количество пропанола в осветленном сусле несколько меньше, чем в традиционном — 0,46% и 0,53%об. соответственно.
К хвостовым примесям также относится изобу-танол, который оказывает негативное влияние на вкус и аромат спирта. Абсолютное количество изобутанола в осветленном сусле меньше, чем в традиционном — 0,31, и 0,69%об., причем скорость его накопления в обеих пробах значительно возрастает после 8-го и снижается после 12-го ч.
Изоамиловый спирт относится к высшим спиртам. Порог вкусовых концентраций для изоамило-ла 50 мг/дм3. Накопление изоамилового спирта в процессе главного брожения идет в сусле с дробиной с постоянной скоростью, тогда как в осветленном сусле с 4-го ч начинается резкое увеличение изоамилола, которое к началу 8-го ч заметно снижается, Однако абсолютное количество накапливаемого изоамилового спирта в осветленном сусле меньше, чем в сусле с дробиной — 0,16 и 0,18%об.
• - ' выводы
1. Сбраживание осветленного сусла имеет ряд преимуществ перед традиционным затором: накапливается большее количество этилового спирта; сокращается время сбраживания; интенсивность сбраживания выше; уменьшается объем сбраживаемого сусла за счет удаления дробины, вследствие чего сокращается расход засевных дрожжей; отсутствие дробины способствует более полному удалению из бражки углекислого газа, значительно снижая его ингибирующее воздействие на дрожжи.
2. Эффект снижения накопления побочных продуктов при сбраживании осветленного сусла на этанол, с нашей точки зрения, объясняется следующими причинами: более полной утилизацией сахаров; более глубоким распадом полисахаридов до простых сахаров; удалением с дробиной белка, целлюлозы и других сложных соединений; более гомогенным составом сбраживаемого сусла.
Кафедра технологии бродильных производств и виноделия
Поступила 12.03.97
663.45:547.568,1
ГА 3 ОХ РОМ А ТОГ РА ФИ ЧЕС КОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАКОПЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ПРОДУКТОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ БРОЖЕНИИ И СОЗРЕВАНИИ ПИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕТРАДИЦИОННОГО СЫРЬЯ
г.и. КОСМИНСКИЙ, И.Н. МИЧУКОВА
Могилевский технологический институт
Ранее методом газовой хроматографии нами изучен качественный состав летучих продуктов, образующихся в процессе брожения и созревания пива, приготовленного с использованием несоложеного ячменя и молочной гидролизованной сыворотки, в сравнении с пивом из чистого солода.
Установлено, что как в опытных, так и в контрольном образцах присутствуют ацетальдегид, про-
пиловый, бутиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты, т.е. добавление в затор на стадии приготовления пивного сусла несоложеного ячменя и гидролизованной молочной сыворотки взамен части солода и режимы предварительной обработки несоложеного ячменя практически не влияют на качественный состав образующихся летучих продуктов [1].
Цель настоящей работы — изучить количественное содержание летучих продуктов и накопление
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 6, 1997
их по ходу брожения и созревания пива, полученного с использованием несоложеного ячменя и молочной сыворотки.
Опытные образцы пивного сусла типа Жигулевского готовили по разработанным и апробированным технологиям: с использованием 30% несоложеного ячменя обработанного при повышенных температурах 133— 138°С [2] (а) и кипячением [3] (б); с использованием при затирании вместо части воды 50% гидролизованной молочной сыворотки [4--6] (в). В качестве контрольного образца (г) приготовлено сусло из чистого солода [3].
Количественное содержание каждого компонента рассчитывали по соотношению площадей пиков на хроматограммах пивного дистиллята и калибровочной смеси, при этом исходили из прямой зависимости площади_пика компонента от его концентрации в смеси [7].
Чтобы содержание веществ в калибровочной смеси было близким к содержанию их в пивном дистилляте, в нее вводили идентифицированные ранее летучие спирты в следующих концентрациях, мг/л: пропиловый 8,044; изобутиловый 8,060; бутиловый 8,099; изоамиловый 24,42. Хроматограмма калибровочной смеси представлена на рис.
1 (0 — точка ввода пробы, 1 — вода, 2 — ацетон, 3 — этилацетат, 4, 5, 6, 7,8,9 — пропиловый, изопропиловый, изобутиловый, бутиловый, изоамиловый, амиловый спирты).
Площадь пика измеряли умножением высоты на ширину, взятую на половине высоты. Ацетальде-гид, газообразный при обычной температуре, синтезировали в концентрации 7,83 мг/л по методике, описанной в работе [8]; площадь его пика определяли по отдельной хроматограмме.
Площади пиков отдельных компонентов калибровочной смеси составили, мм": 62 пропилового, 42 изобутилового, 90 бутилового, 245 изоамилово-го спиртов, 115 ацетальдегида.
Подсчет концентрации каждого компонента проводили по формуле
Г = 1 2Г —
°к
где Св, Ск — концентрация определяемого вещества в сусле или пиве и в калибро-:. вочной смеси, мг/л;
5В, 5К — площадь пика данного вещества по хроматограммам дистиллята сусла : : или пива и в калибровочной смеси,
мм";
1,2 — коэффициент, учитывающий соотношение объемов дистиллята •: (12 мл) и калибровочной смеси
(¡00 мл).
Хроматограммы дистиллятов исследованных с разцов сусла (5-й день брожения) и молодого пи (17-й день дображивания) представлены на рис. и 3 (/ — вода, 2 — ацетальдегид, 3, 4, 5, 6,7 этиловый, пропиловый, изобутиловый, бутил вый, изоамиловый спирты).
Приведем расчет содержания изоамилово спирта. Концентрация его в калибровочной сме< Ск = 24,42 мг/л. Площадь пика на хроматограмг калибровочной смеси 5К = к2й2 = 35-7 = 245 мм На 5-й день брожения у образца а
Э, = VI = 17<11 = !87 мм2; содержание изоамилового спирта
107
Св = 1,2-24,42 = 22,4 мг/л ;
у образца б
V - 23 1! 253 мм2;
С, = 1,2-24,42 = 30,2 мг/л
у образца в
Рис. 3
у образца в
sB = Vi = 17-10 = 170 мм2;
170
С = 1,2-24,42^ = 20,3 мг/л; в 245
у образца г
SB = hld¡ = 15-10 = 150 мм2;
1 ^0
Св = 1,2-24,42—= 17,94 мг/л.
На 17-й день выдержки у образца а SB = hldl = 32-8 = 256 мм2;
Св = 1,2-24,42^ = 30,61 мг/л;
у образца б
SB = hldi = 40-8,5 = 340 мм2; 440
Св = 1,2-24,42^ = 40,66 мг/л;
SB = /i,d, - 24-12 = 288 мм ;
ООО
С = 1,2-24,42—§ = 34,4 мг/л. 245
у образца г
S. =
h¡dl
С =
= 32-10 = 320 мм2; .320
1,2-24,42^7 = 38,27 мг/л'. 245
Подобным образом определено содержание во всех образцах сусла других компонентов по ходу брожения и созревания пива. Средние (из трех опытов) данные накопления летучих продуктов по дням брожения и дображивания приведены в табл. 1.
Полученные экспериментальные результаты обработаны на ЭВМ 1ВМ-РС/АТ с использованием прикладной программы ’’Орго".
Анализ данных табл. 1 показывает, что накопление летучих компонентов происходит в течение всего процесса брожения во всех исследуемых образцах сусла. Образование ацетальдегида и высших спиртов идет вместе с накоплением алкоголя, но скорость нарастания их количества неравномерна.
Содержание ацетальдегида наиболее энергично увеличивается первые три дня брожения, затем скорость его накопления снижается.
Пропиловый, изоамиловый спирты во всех образцах сусла и бутиловый спирт в образцах а, б, в обнаруживаются уже в 1-й день брожения, тогда как изобутиловый спирт и бутиловый в образцах сусла г — на 2~3-й.
В наибольшем количестве во всех образцах сусла к концу брожения накапливаются изоамиловый (27,6—31,2 мг/л) и пропиловый (8,56-32,7 мг/л) спирты, причем оптимального содержания они достигают к 4-му дню брожения. В наименьшем количестве к концу брожения накапливаются бутиловый (5,5-7,5 мг/л) и изобутиловый (1,73— 11,0 мг/л) спирты и скорости нарастания их содержания почти равномерны.
Суммарное количество высших спиртов (пропиловый + бутиловый + изобутиловый + изоамиловый) к концу брожения достигает в образцах а, в, г практически одинаковой величины — 53,6-59,4 мг/л и только в образце б она выше — 74,3 мг/л.
При дображивании процесс накопления высших спиртов во всех образцах молодого пива продолжается, в то время как содержание ацетальдегида снижается. Это свидетельствует о созревании пива, которое связано с превращением ацетальдегида как промежуточного продукта спиртового брожения в высшие спирты 19].
Активное увеличение содержания высших спиртов происходит до 11-13-го дня дображивания. Далее процесс их образования замедляется и в последние 5-6 дней выдержки содержание пропи-лового и изоамилового спиртов практически не растет, прирост количества бутилового и изобути-лового спиртов составляет всего 5-13%.
Из полученных данных следует, что основная масса летучих продуктов накапливается в период брожения и в первые две недели дображивания (созревания) пива. Анализ влияния состава затора при приготовлении пивного сусла на изменение содержания отдельных летучих компонентов в процессе брожения и дображивания показывает, что
Д-|
L'j-jíJrii
J
ü
я
i
,!!
п
7
а
и
L-
І
м, мс п. і оет
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 6, 1997
1 М'ІімЦи
Содержание летучих продуктов, мг/л
¡иатгпе ап
іь Щ ¡н^'у
! Г2СХ ),\\'КТПВ Пи ГЙЙД5ЧИ й
ССІ-
■Йова^е^ї
ІЬ и£(1^;М-її-
£ 11.Н'. ЦЬІЇ
1Ы.и л ш I а-клгпля,
їиирїдчлс; ня, аагем
и <*> пак а, 6, г ЗЛИ. тогдз LOpUJ_LÍÏ.Ч
ша\ гуплї
^ШЛІЖ|ГН
'3,7 /.и/л)
'.11.1Ч ОБ 11
ІТ-Й-ПіПЄМ
і = к:і с л б',1-?ІЙ (1.73-
ТЗиіІЯ ял В (тТрСПП-
иС£ки;к;-
іасутс сі, я,
ЗЭД-Й -і 4,3 мг/ л.
[К ВЛІ'ШЛЛ 'ірВДСІЛЖіі-
3-1 цГЙГРГДЯ
Еїаиип пи-=_г-.ляг:тп..1
то бриже--
ііи> Си>р-
4-ГННІНИЯ ретс.я И |КЙ -Іроп 11-
■ю: у. н ис І Вр.гіутії-
02НПВЯ£Н .і ;іерии.^ ЩЦЦЗііНК. та лзтрй пкеиеинб
ГТіН 7; ПрП-IUi.LT чги
Дни ацетальдегид прогшловый спирт бутиловый спирт
а б в г а б в г с ІЇ ь-
Брожение 1 0,18 0,12 0,20 0,20 1,25 5,61 3,11 2,32 1.0? ММ 1/17
2 0,74 0.12 0,51 0,76 15,8 20,7 3,42 2,63 Р. I З.іЗ [Дь
3 0.74 0,65 0,76 0.92 19.9 23,3 3,90 4,35 •:\7С, Ї.ТП •¿V;
4 0,74 1,10 1,22 1,22 21,4 26,2 4,67 5,91 2.47 £ .17 2,00
5 0,74 1,35 1,53 1,53 22,6 28,8 5,60 6,70 З.К! ті V 3.4В ¡і,Н^
6 0,74 1,72 2,45 1,83 23,7 30,8 7,00 7,78 7.^5 4.4? и .їй
7 0,74 1,43 2,80 2,55 24,6 32,7 8,56 10,9 ■5>:і 7 0,0^ іі.їи
Изобутиловый спирт Изоамиловый спирт Гу иг я оасісні елн?;х«!
- - - - 2,42 6,6 1,1 5,6 І^.Ь- а ю
0,23 0,69 5,52 . - 8,97 14,9 4,3 9,56 20,М Л£,іі ІЧ.Г !! С!-1
0,46 1,38 6,33 5,52 15,0 24,2 9,56 14,0 Экд ... I.и ?І,7
0,58 2,30 7,83 6,00 21,6 30,1 12.9 15,1 36,7 ¡Й І 27Л
0,92 2,30 9,27 7,94 22,4 30,2 17,94 20,3 ЇП.Б 0? І 17 0
- 1.21 2,77 10,1 8,98 23,9 30,2 20,0 20,3 '•■■1.1 ?і : 42.2 кЛ.Ї
1,73 2,77 11,0 10,1 27,6 31,2 31.1 27,5 М.4 '■4 'і ■У1:, і/. ОЗ.'и1
Дображивание 1 0,69 1,39 3,21 2,55 24,75 33,32 9,06 11,67 V7! 7.ҐЯ 7 .о
3 0,68 1,39 3,18 2,75 24,91 33,71 9,56 12,62 7.С-1 7 77 ЬА2
Г... 5 0,59 1,33 3,21 2,14 25,06 33,71 10,68 13,56 Т.(;г| з;5{ й.іи
7 0,48 1,31 3,18 2,04 25,18 33,71 10,93 13,82 ri.fi 1 7,!> Ч л
9 0,44 1,25 2,3 1,78 25,22 33,71 11,85 14,6 П..Н-1 Й.ЗЯ Р.7Ё 10,я
11 . 0,40 1,10 2,3 1,43 26,27 34,33 11,85 14,95 £,(.'] « ї.і '■\І2 I0.fi
13 0,39 0,98 2,04 1,28 26,3 34,33 12,35 15,42 1.КТ Н. ЧН Ї.Ю и.?
15. - 0,39 0,92 1.78 1,43 26,42 34,33 13,55 15,85 Ї ?.7 * ї1! е-.к 11,3
17 0,38 0,86 1,63 1,12 26,62 35,03 13,95 16,3 ■Гі N7 ■ЛІДІЙ :І “2 л.^
19 0,34 0,86 1,78 1,28 26,47 35,03 14,32 18,0 {і і £ йі.гі-] я.ж їй
21 0,22 0,74 1,68 1,04 26,77 35,03 14,32 18,7 Є.]!? 3,Г>І ■п.чс §.3
2,31 3,0 11,6 10,47 28,1 31,70 28,0 31.57 fini.fi 7.\_ ^.с- 1-1..;
2,77 4,46 11,97 11,5 28,35 33,77 30,14 32,9 01 Л ^.1' л. І К,п,Н
3,11 3,92 12.57 12,4 28,39 35,23 30,74 34.4 0:1 1 ВО.Ь Ьї і 5^,Г>
3.34 4,3 12,9 12,66 28,77 38,07 32,9 35,52 ЬЗ.] 14,0 71
3,69 4.8 13,47 13,24 29,13 39,38 33,0 36,84 Ь-:;2 К6.Й Р ". 74*
4,15 5,3 13,98 13,8 29,3 40,07 33.5 38,03 Вп.Я ЧЯ.Гі ії-7.4 77.І
4,61 5,76 14,4 14,4 30,02 40,09 33,8 38,15 ял.я 70.4 ;а:і
5,09 6,2 14.82 14,5 30,14 40,4 34,1 38,25 Н7.5 ао^ 72-..І п і
5,76 6,69 15,3 14,9 30,60 40,66 34,4 38,27 35ч-2 &1.1
6,69 7,15 15,7 15,3 30,60 40,67 34,4 38,77 Я-І.і 71 1 е-з.з
6,92 7,61 16,2 15,6 30,60 40,67 34.4 38.75- й:г,1і т-і ;■
наименьшее количество ацетальдегида образуется при брожении в образцах а и б, т.е. при использовании несоложеного ячменя.
Пропиловый спирт также наиболее энергично накапливается при брожении в образцах а я б — 24,6 и 32,7 мг/л и в значительно меньших количествах в образцах в я г — 8,56 и 10,9 мг/л соответственно. При дображивании прирост содержания пропилового спирта в образцах а я б составляет 2,1/ и 2,33 мг/л, в кг — 5,76 и 7,8 мг/л.
Выраженной зависимости влияния состава затора на динамику накопления бутилового и изо-амилового спиртов по дням брожения и дображи-вания не обнаружено. К концу брожения в образцах а, б, в, г содержание бутилового спирта достигает соответственно 5,50; 7,55; 6,5 и 6,8 мг/л, изоамилового спирта — 27,6; 31,2; 27,5 и 31,1 мг/л, причем большая часть этих спиртов накапливается при брожении — 80-90%.
Влияние состава затора на изменение содержания изобутилового спирта более заметно. В образцах сусла а и б к концу брожения накапливается 25 и 36% изобутилового спирта, а в и г — 68 и 65% соответственно, т.е. большая часть изобутилового спирта в образцах сусла с использованием несоложеного ячменя образуется при дображивании, а в образцах сусла с использованием молочной сыворотки и из чистого солода — при брожении.
Сумма высших спиртов в образцах к концу процесса созревания пива составила: а — 69,8; б — 91,8; в — 74,9; г — 84,4 мг/л.
Процентное содержание каждого высшего спирта в суммарной их величине в готовых образцах пива в зависимости от состава затора представлено в табл. 2.
Результаты показывают, что процесс образования высших спиртов в контрольном и опытных образцах проходит одинаково, но в образцах, полученных из несоложеного ячменя (а, б), накапливается больше пропилового спирта, а с использованием молочной сыворотки и из чистого солода (в, г) — больше бутилового и изобутилового спиртов. На накопление изоамилового спирта в процессе брожения и дображивания состав затора влияния практически не оказывает.
Таблица 2
Высшие спирты Содержание в суммарной величине, %
а б | в г
Пропиловый 38,3 38,2 19,3 22,0
Бутиловый 8,8 9,3 13,2 13,3
Изобутиловый 9.9 8,3 21,6 18,8
Изоамиловый 43,0 44,2 45,9 45,9
Режим обработки несоложеного ячменя — при повышенных температурах 133— 138°С (а) или кипячением (б) — не оказывает влияния на количественный состав образующихся высших спиртов.
ВЫВОДЫ
1. Установлено, что накопление летучих продуктов; ацетальдегида, пропилового, бутилового,
изобутилового и изоамилового спиртов происходит в ' процессе брожения и дображивания во всех исследованных образцах сусла и молодого пива и идет вместе с накоплением алкоголя, но скорость увеличения их содержания неравномерна.
2. В наибольшем количестве во всех образцах сусла к концу брожения накапливаются изоамило-вый и пропиловый спирты, оптимального содержания они достигают к 4-му дню брожения. При дображивании процесс накопления высших спиртов продолжается до 11 — 13-го дня.
3. Наименьшее количество ацетальдегида образуется при брожении в образцах, приготовленных с использованием несоложеного ячменя.
4. Пропиловый спирт наиболее энергично накапливается в образцах с использованием несоложеного ячменя, достигая максимума (92-93%) на 7-е сут брожения.
5. Состав затора образцов сусла не оказывает влияния на динамику накопления бутилового и изоамилового спиртов, часть (80-90%) накапливается при брожении.
6. Изобутиловый спирт к концу процесса брожения в образцах с использованием молочной сыворотки и из чистого солода накапливается в 4-5 раз больше, чем в образцах с использованием несоложеного ячменя.
7. Режим обработки несоложеного ячменя не оказывает влияния на количественный состав образующихся высших спиртов.
8. Суммарное содержание высших спиртов в исследованных образцах пива находится в пределах 69,80-91,80 мг/л.
ЛИТЕРАТУРА
1. Косминский Г.И., Баранов О.М., Калинина Т.М., Левкин В.Л. Исследование состава летучих продуктов, образующихся в процессе брожения и созревания пива, полученного с использованием нетрадиционного сырья / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1997. — № 2-3, — С. 51-54.
2. Фертман Г.И., Косминский Г.И. Совершенствование технологии предварительной обработки несоложеного яч-мен^ п|}и затирании. — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1971.
3. Технологическая инструкция по производству солода и пива. ТИ 18-6-47-85. — М., 1985. — С. 65, 67, 68.
4. Косминский Г.И., Сорокина Г.С., Черемнова Т.А.
Оптимальные условия гидролиза лактозы молочной сыворотки для использования ее в производстве пива // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1991. — № 1-3. — С. 92-94.
5. Косминский Г.И., Зубко Г.А. Получение пивного сусла с использованием гидролизованной молочной сыворотки // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1992. — № 1. — С. 37-39.
6. Косминский Г.И., Зубко Г.А. Гидролизованная молочная сыворотка в пивоварении // Пищевая пром-сть. — 1992. — № 9. — С. 28.
7. Шмидт Л.Г., Рыжова Т.П. Значение высших спиртов для аромата и вкуса пива и газохроматогаафический метод их определения: Обзор. — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1970. — С. 14.
8. Препаративная органическая химия. 2-е изд. — М.: Гос-химиздат, 1964. — С. 629.
9. Мальцев П.М. Технология солода и пива. — М.: Пищевая пром-сть, 1964. — С. 580-581.
Кафедра технологии пищевых производств
Поступила 04.10.96
С.В. УСА
Кубанский
Для р сосберег перерабэ но испо, ных устг
При с зерна (да цифичес делений углублег следовав
СТИ И С Тс при пыл
ГОВОЄ П£
рабочей
Равно бильной вых К I возмуще локальні неоднорі тов, слу ров. Так состоят рофичес: вызывав1 ми порц же в очі смена со других f часто оп
Мате» вости ”в обобщен метрами ’’слепых' ний про для иса основе т помощи ва получ тичеекю ну состо СВЧ- луч суждаетс рения и инородні ления.
