CC BY
39
технологические решения для обеспечения качества пивоваренной продукции
ТЕМА НОМЕРА
УДК 663.439; 663.41; 547.917
Гидроксиметилфурфурол (ГОМФ) -показатель качества и безопасности солода и пива
С. В. Ермолаев,
канд. техн. наук, докторант Московский государственный университет пищевых производств
Аромат, вкус и цвет пива обусловлен содержанием углеводов и продуктов их распада. Определенная роль в формировании этих параметров в солоде и пиве принадлежит конечным и промежуточным продуктам меланоидиновой реакции. При использовании светлого солода (сушка при 80...85 °С) в пиве содержится не так много продуктов этой реакции. Но при использовании темного или карамельного солода в пиве значительно больше растворенных веществ белкового и углеводного комплексов, а также продуктов их распада и взаимодействия. Меланоидиновая реакция протекает не только при сушке солода, но и при кипячении и охмелении сусла, при пастеризации пива. Изменяя температуру процессов и концентрацию компонентов в солоде и сусле, можно регулировать вкусовые и ароматические свойства конечного продукта.
На первом этапе меланоидино-вой реакции редуцирующие сахара вступают в реакцию с аминосое-динениями, имеющими свободную NH2-группу, образуя при этом Шиф-фово основание и гликозиламин. Гликозиламин неустойчив и через катион Шиффова основания перегруппируется в соединение Амадори (фруктозиламин), из которого затем формируется промежуточный продукт 3-деоксиглюкозон (в енольной форме), через который образуются меланоидины [1, 2].
Промежуточные соединения ди-карбонила могут вступать в реакцию с аминосоединениями ^гескег-реакция), образуя альдегиды, при-
дающие аромат суслу и пиву, а после их полимеризации образуются коричневые ароматичные соединения) [3-6].
В зависимости от состава исходных компонентов альдегиды, ме-ланоидиновые комплексы обладают характерным запахом и солодовым привкусом. Повышенная концентрация 5-гидроксиметилфурфурола (ГОМФ) в пиве (40-50 мг/дм3) придает пиву грубый вкус и резкий запах.
При исследованиии реакции мела-ноидинообразования мы проследили изменение концентрации ГОМФ и цветностью в охмеленном солодовом сусле, полученном из светлого, темного и карамельного солода. Для светлого солода ячмень двух сортов замачивали до 44,5 % влажности, проращивали с орошением гиббе-релловой кислотой и без нее и сушили: светлый солод при 82 и 85 °С, темный солод при 101.102 °С и карамельный солод — при 142.145 °С до влажности 4-4,5%. Показатели охмеленного сусла из полученных светлого, темного и карамельного солода представлены в таблице.
Как видно из полученных результатов, добавление гибберелловой кислоты в проращиваемый ячмень способствует более глубокому растворению углеводов, белковых веществ и формированию ГОМФ. Цветность в этих образцах были выше, чем в необработанных гиббе-релловой кислотой. Концентрация ГОМФ и цветность в темном солоде были выше в 3-4 раза, что обусловлено более высокой температурой реакции, так как известно, что при
14 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2016
^ 1_11_1 /"\ I /V ГПI
ТГЕХНОЛОГИЧЕСКИЕРЕШЕНИЯ для ОБЕСПЕЧЕНИЯКАЧЕСТВАПИВОВАРЕННОИПРОДУКЦИИ
увеличении температуры на 10°С интенсивность реакции увеличивается в 2-4 раза.
В карамельном солоде цветность увеличивалась, в основном, за счет активной карамелизации углеводов, а содержание ГОМФ снизилось в 1,5-2 раза по сревнению с темным солодом. Снижение концентрации ГОМФ обусловлено тем, что при высокой температуре большая часть углеводов в зерне уже была израсходована и ГОМФ, являясь промежуточным продуктом меланоидиновой реакции, также был израсходован на образование конечных продуктов, содержащихся в солоде.
Из приготовленного охмеленного сусла (образец А) приготовили пиво, хранили его 28 сут при комнатной температуре и при 40 °С. В первом образце (при комнатной температуре) содержание ГОМФ и цветность повысились на 10-12 %, а в хранимом при 40 °С эти параметры возросли соответственно на 40% и 25%. Свежее пиво имело характерный запах и мягкую горечь, а через 28 сут в образце пива, хранившемся при 40 °С, появилась горечь разложения хмелевых продуктов.
Конечная температура сушки Охмеленное солодовое сусло
Образец А Образец Б
или обжаривания Цветность, ед. ЕВС ГОМФ, мг/дм3 Цветность, ед. ЕВС ГОМФ, мг/дм3
солода, °С 1 2 1 2 1 2 1 2
Светлый солод
80 11,1 12,2 11,4 12,7 12,0 12,5 11,8 12,8
85 13,5 14,8 15,0 16,4 13,7 14,7 14,0 15,4
Темный солод
101.. .102 48,3 54,1 45,6 49,2 54,1 57,5 54,2 58,7
Карамельный солод
141.145 112 117 35,4 37,1 102 1 112 29,7 32,3
Примечание. 1 — сусло из солода, не обработанного гиберелловой кислотой, 2 работанного гиберелловой кислотой. — сусло из солода, об-
Ощущались изменения вкуса и в пиве, хранившемся при комнатной температуре.
Кроме указанных выше опытов было проанализировано пастеризованное светлое пиво и темное с одного завода. Содержание ГОМФ в светлом пиве было 14,8 мг/дм3 и цветность 12 ед. ЕВС, а в темном, соответственно, 48 мг/дм3 и 59 ед. ЕВС. Повышенные концентрация ГОМФ и цветность в темном пиве обусловлены высокой температурой сушки темного солода. Для сравнения было проанализировано заводское пиво, в котором концентрация
ГОМФ составила 10,7 мг/дм3, цветность 9,2 ед. ЕВС.
Таким образом, установлено, что небольшие концентрации ГОМФ в пиве оказывают положительное влияние на вкусовые свойства пива. Но при повышенных концентрациях ГОМФ (более 35-40 мг/дм3) в пиве может появляться «вареный привкус». Обработка гибберелловой кислотой проращиваемого солода и повышенные температуры его от-сушки способствуют увеличению концентрации ГОМФ и цветности, как в солоде, так и в готовом пиве, в котором не превышало предельного
0
1 <
§
ш I-
3 • 2016 ПИВО и НАПИТКИ
15
0
1 <
s
ш h
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕРЕШЕНИЯ для ОБЕСПЕЧЕНИЯКАЧЕСТВАПИВОВАРЕННОЙПРОДУКЦИИ'
для напитков значения 100 мг/дм3. Между концентрацией 5-ГОМФ и концентрацией цветных веществ в солоде и других продуктах обычно существует прямая зависимость и они могут служить показателем качества.
Работа выполнена в соответствии с темой №1486 в рамках базовой части государственного задания при поддержке Минобрнауки России.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нарцисс, Л. Технология солодоращения / Л. Нарцисс, пер. с нем. Под общ. ред. Г. А. Ермолаевой и Е. Ф. Шаненко. — СПб.: Профессия, 2007. — 584 с.
2. Kieninger, H. Die Bedeutung von Hydroxi-methilfurfurol beim Mälzen und Brauen // Brauwelt. — 1975. — S. 1250-1256.
3. Kühtreiber, F. Der Kühlschiffeffekt für den Geschlossenen Würzeweg // Brauwelt. — 1975. — S. 438-440.
4. Сапронова, Л. А. Повышение качества сахара и его способности к хранению / Л. А. Сапронова //Производство спирта и ликерово-дочныж изделий. — 2012. — № 1. — С. 38-39.
5. Ермолаев, С. В. Влияние структуры аминокислот на цветность солода. / С. В. Ермолаев, Б. Г. Кривовоз // Пиво и напитки. — 2013. — № 6. — С. 24-25.
6. Ермолаева, Г. А. Оксиметилфурфурол в напитках / Г. А. Ермолаева //Пиво и напитки. — 1997. — № 4. — С. 50-51. &
Гидроксиметилфурфурол (ГОМФ) — показатель качества и безопасности солода и пива
Ключевые слова
гибберелловая кислота; гидроксиметилфурфурол; ГОМФ; карамельный солод; меланоидиновая реакция; меланоидины; пивоваренный солод; темный солод; цветные вещества.
Реферат
Аромат, вкус и цвет пива тесно связаны с содержанием углеводов и продуктов их распада, которые участвуют в образовании мела-ноидинов. Меланоидиновая реакция происходит при сушке солода, приготовлении пивного сусла и пастеризации пива. Изменяя температуру процессов и концентрацию компонентов в солоде и сусле, можно регулировать вкусовые и ароматические свойства конечного продукта. Повышенная концентрация гидроксиметилфур-фурола (ГОМФ) в пиве (40-50 мг/дм3) придает пиву грубый вкус и резкий запах. Изучено изменение концентрации ГОМФ и цветности в охмеленном солодовом сусле, приготовленном из светлого, темного и карамельного солода. Добавление гибберелловой кислоты в проращиваемый ячмень способствовало более глубокому растворению углеводов и белковых веществ. Концентрация ГОМФ и цветность в этих образцах выше, чем в необработанных гибберелловой кислотой. Концентрация ГОМФ и цветность в темном солоде выше в 3-4 раза, что обусловлено более высокой температурой реакции. В карамельном солоде цветность увеличивалась, а содержание ГОМФ снизилось в 1,5-2 раза. Из охмеленного сусла приготовили пиво, хранили его 28 сут при комнатной температуре и при 40 °С. В первом образце (при комнатной температуре) содержание ГОМФ и цветность повысились на 10-12 %, а в хранимом при 40 °С эти параметры возросли соответственно на 40% и 25 %%. Свежее пиво имело характерный запах и мягкую горечь, а через 28 сут в образце пива, хранившемся при 40 °С, появилась горечь разложения хмелевых продуктов. Кроме указанных выше опытов было проанализировано пастеризованное светлое пиво и темное с одного завода. Содержание ГОМФ в светлом пиве было 14,8 мг/дм3 и цветность 12 ед. ЕВС, а в темном, соответственно, 48 мг/дм3 и 59 ед. ЕВС. Установлено, что небольшие концентрации 5-ГОМФ в пиве оказывают положительное влияние на вкус пива. Но при повышенных концентрациях (более 35-40 мг/дм3) в пиве может появляться «вареный привкус». Введение гибберелловой кислоты в проращиваемый солод и повышенные температуры его отсушки способствуют увеличению концентрации ГОМФ и цветности в солоде и в пиве. При длительном хранении солода и пива, особенно при повышенных температурах, концентрация ГОМФ в них может служить показателем качества.
Автор
Ермолаев Сергей Вячеславович, канд. техн. наук, докторант Московский государственный университет пищевых производств 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, [email protected]
Hydroxymethylfurfural (HOMF) —
an Indicator of the Quality and Safety of Malt and Beer
Key words
gibbereLLic acid; hydroxymethylfurfural; HOMF; caramel malt; melanoidin reaction; melanoidins; brewing malt; dark malt; colored substance.
Abstract
The aroma, taste and color of beer are closely related to carbohydrates and their degradation products, are involved in the formation of melanoidins. Melanoidin reaction occurs on drying of malt, wort and pasteurization of beer. By varying, the process temperature and the concentration of the components in the malt, and the wort may be adjusted flavor and aroma properties of the final product. Increased concentration of hydroxymethylfurfural (HOMF) in beer (40-50 mg/dm3) gives the beer a rough taste and pungent smell. The change of concentration HOMF and chrominance hopped malt wort prepared from light, dark and caramel malt. The addition of gibberellic acid in germinated barley has contributed to a better dissolution of carbohydrates and proteins. Concentration 5-HOMF and color in these samples than in untreated gibberellic acid. Concentration HOMF and dark color in malt above 3-4 times that due to the higher reaction temperature. The color of caramel malt increased and HOMF content decreased by almost 1.5-2 times. From beer wort prepared, kept his 28 days at room temperature and at 40 °C. In the first sample (at room temperature) and chrominance HOMF content increased by 10-12% and at 40 °C in the stored these parameters increased by 40% and 25%. Fresh beer had a characteristic smell and a soft bitterness, and after 28 days in the beer samples stored at 40 °C, there was the bitterness of hop products of decomposition. Pasteurized lager and dark from one plant were analyzed besides the above-mentioned experiments. Content HOMF in light beer was 14.8 mg/dm3 and 12 color units EBU, and dark, respectively, 48 mg/dm3 and 59 units EBU. It found that small concentrations in beer 5-HOMF have a positive influence on the taste of beer. But «boiled taste» can occur at high concentrations (more than 35-40 mg/dm3) in beer. Introduction gibberellic acid germinated malt and higher temperatures promote the increase of its concentration during drying of HOMF and color in malt and in the beer. Prolonged storage of malt and beer, especially at elevated temperatures HOMF concentration therein may serve quality indicator.
Author
Ermolaev Sergei Vyacheslsvovich, Candidate of Technical Science, Doctoral
Moscow State University of Food Production
11, Volokolamskoe Shosse, Moscow, 125080, Russia, [email protected]
16 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2016
