ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГЛУБОКОСБРОЖЕННОГО ПИВНОГО НАПИТКА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТА АТТЕНУЗИМ FLEX Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Вестник АПК

Агроинженерия -! № 2(14), 2014 " "

УДК 663.444.3

Аракелян Н. Г., Емельянов С. А.

Arakelyan N. G., Emelyanov S. A.

ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

ГЛУБОКОСБРОЖЕННОГО ПИВНОГО НАПИТКА

ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТА АТТЕНУЗИМ FLEX

THE STUDY OF THE PRODUCTION TECHNOLOGY OF DEEP FERMENTED BEER IN CASE OF "ATTENUZIM FLEX" ENZYME PREPARATION APPLICATION

На сегодняшний день в пивоварении актуален вопрос производства глубокосброженного пивного напитка для создания новых сортов. Для этого используются различные технологические методы, одним из них является применение ферментных препаратов. Нами был использован ферментный препарат Аттенузим флекс в концентрации 1,0 кг/т. Он является смесью глюкоамилазы и специфической альфа-амилазы. Этот ферментный препарат обеспечивает эффективное осахаривание крахмала, содержание аминно-го азота увеличивается, что способствует росту и размножению дрожжей, уменьшается содержание полифенолов, что благоприятно влияет на вкусовую стабильность пивного напитка.

Ключевые слова: глубокосброженный пивной напиток, ферментный препарат.

One of the issues of modern brewing is production of deep fermented beer to create new varieties. It includes various technological methods, one of them is application of enzyme preparations. We used Attenuzim Flex enzyme preparation at concentration of 1,0 kg/T. It is a mixture of glucoamylase and specific alpha-amylase. This enzyme preparation provides effective starch conversion, the amine nitrogen content increases and fosters the growth and reproduction of yeast, reduces the content of polyphenols, which benefits the taste stability of beer.

Key words: deep fermented beer, enzyme preparation

Аракелян Наринэ Геннадьевна -

аспирант третьего года обучения кафедры прикладной биотехнологии Северо-Кавказский федеральный университет г. Ставрополь Тел.: 8-905-418-65-93 E-mail: arakelyan.1@mail.ru

Емельянов Сергей Александрович -

кандидат биологических наук,

доктор технических наук,

профессор кафедры экологии и ландшафтного

строительства,

начальник отдела аспирантуры и докторантуры

Ставропольский государственный

аграрный университет

г. Ставрополь

Тел.: 8-928-810-52-81

E-mail: sergemelyan@mail.ru

Arakelyan Narine Gennadievna -

Ph.D. student of the third year of Department of Applied Biotechnology North Caucasus Federal University Stavropol

Tel.: 8-905-418-65-93 E-mail: arakelyan.1@mail.ru

Emelyanov Sergey Alexanrovich -

Ph.D. in Biology, Doctor in technical Sciences,

Professor of Department of Ecology

and Landscape Construction,

Head of the Department of Postgraduate

and Doctoral Studies

Stavropol state

agrarian University

Stavropol

Теl.: 8-928-810-52-81 E-mail: sergemelyan@mail.ru

Актуальными вопросами в пивоварении является использование ферментных препаратов на различных стадиях производства: при затирании и кипячении сусла, при брожении и дображивании пива. Ферменты - вещества белковой природы, обладающие каталитическими свойствами. Ферментные препараты - это препараты, содержащие молекулы ферментов.

Применение ферментных препаратов является многофакторным процессом, имеющим свои особенности: в процессе затирания и кипячения сусла с хмелем в раствор из сырья,

т. е. из солода и хмеля, переходят экстрагируемые вещества. При этом в стадии затирания под действием ферментов солода высокомолекулярные вещества расщепляются на более простые.

Промышленные ферментные препараты применяются в процессе затирания при переработке больших количеств несоложеного зерна вместо солода. Доза препарата зависит от вида и количества заменителя солода, качества солода и несоложеного зерна, вида ферментов и их активности в соответствующем ферментном препарате. При переработке больших ко-

20

,,„ „„„„, Jj Ставрополья

научно-практическии журнал

личеств несоложеного зерна промышленные ферменты восполняют, прежде всего, недостаток амилазы и тем самым обеспечивают полное осахаривание заторов [1, с. 456].

Важнейшими из ферментов являются группы амилаз, протеаз и гемицеллюлаз.

Амилолитические ферменты состоят в основном из а- и в-амилазы, глюкоамилазы, изоами-лазы и пулланазы.

Важнейшим эндоферментом является а-амилаза, которая быстро расщепляет а-1,4-гликозидные связи амилозы преимущественно на декстрины с низкой молекулярной массой. В связи с этим происходит быстрое осахаривание (когда расщепляется от 20 до 45 % амилозы). Потом наступает вторая фаза с более низкой скоростью реакции, когда а-амилаза расщепляет низкомолекулярные декстрины и в реакционной смеси повышается содержание мальтотриозы, мальтозы и глюкозы. В цепной реакции с а-амилазой действует в-амилаза, отщепляя постепенно мальтозу от нередуциру-ющего конца цепи. в-амилаза не может обойти а-1,6-гликозидные связи, гидролиз крахмала останавливается на двух или трех единицах глюкозы перед разветвлением, и образуются предельные декстрины. При переработке ячменя и других заменителей солода, но прежде всего при производстве пивного напитка с высокой конечной степенью сбраживания, необходимо использовать ферментные препараты, которые расщепляют полисахариды и продукты их гидролиза в местах разветвления молекулы. Замена или восполнение ферментов солода осуществляется с помощью ферментных препаратов, содержащих амилоглюкозидазу или пуллуланазу. Оба фермента расщепляют а-1,6-гликозидные связи разветвленных декстринов и повышают в растворе содержание мальтозы, мальтотриозы и глюкозы. При этом амилоглюкозидаза расщепляет и связи а-1,4. Гидролиз начинается с нередуцирующего конца цепей, в результате чего образуется глюкоза. Пуллуланаза обеспечивает более значительное повышение степени сбраживания, чем амило-глюкозидаза, поскольку под ее действием из всех сбраживаемых сахаров образуется преимущественно глюкоза.

Из промышленных ферментных препаратов для обеспечения оптимального расщепления крахмала и достижения хорошего осахаривания сусла наиболее пригодны препараты, имеющие высокую а-амилазную активность. Для обеспечения повышенной степени сбраживания обычно используют препараты с высокой активностью амилоглюкозидазы [2, с. 54-56].

Ферменты, которые гидролизуют белки и полипептиды, являются протеолитическими, при этом образуются пептиды и свободные аминокислоты. При переработке больших количеств несоложеного зерна необходимо вносить соответствующие препараты протеолитических ферментов, которые в несоложеном зерне имеют низкую активность. При этом протеазы ги-

дролизуют высокомолекулярные азотистые вещества солода и несоложеных материалов до низкомолекулярных пептидов и аминокислот. Они играют существенную роль в обогащении сусла растворимыми азотистыми веществами и способствуют хорошей фильтруемости пива. Протеазы имеют огромное значение для обеспечения оптимальной концентрации аминокислот, необходимых для питания дрожжей в ходе главного брожения. Оптимальное расщепление высокомолекулярных азотистых веществ в ходе приготовления сусла имеет большое значение для улучшения коллоидной стойкости пивного напитка [3, с. 97].

Ферменты комплекса гемицеллюлаз действуют на клеточные стенки эндосперма зерна, снижая содержание некрахмалистых полисахаридов. Важнейшим из этой группы ферментов для пивоварения является эндо-в-глюканаза, которая расщепляет высокомолекулярный в-глюкан. Гемицеллюлазы освобождают крахмал клеток для действия амилаз, белки - для расщепления протеолитическими ферментами, гидролизуют некрахмалистые полисахариды, что снижает вязкость и улучшает фильтрование охмеленного сусла. При этом увеличивается выход экстракта и улучшаются фильтруемость и качество готового пивного напитка.

Для осуществления гидролиза крахмала в сбраживаемые сахара в технологии брожения пива необходимо применение либо а- и в-амилаз солода, либо а-амилаз и глюко-амилаз, содержащихся в препаратах микроми-цетов. Выход экстракта находится в тесной взаимосвязи с активностью амилаз, образованных при солодоращении. Роль амилаз заключается в максимальном извлечении крахмала из солода и его переводе в сбраживаемые углеводы [4, с. 76].

Что касается ферментных препаратов, применяемых при брожении и дображивании пивного напитка, то применяются промышленные ферментные препараты с высокой активностью амилоглюкозидазы. Цель внесения препарата состоит в увеличении степени расщепления декстринов до сбраживаемых сахаров, а также в возможности регулирования степени сбраживания сусла. Амилоглюкозидаза в стадии брожения вводится небольшими дозами [5, с. 328].

Для расщепления веществ, содержащихся в необработанном сырье для производства специальных сортов пива, применяется ряд ферментных препаратов, в нашем случае Аттенузим Flex. Это высокоэффективная и быстродействующая смесь глюкоамилазы, специфической альфа-амилазы и инновационного деветвящего фермента, что дает возможность производить глубокосброженное пиво более простым и быстрым способом.

Наряду с сокращением времени затирания и снижением дозы фермента обеспечивается также непрерывный и экономичный процесс, позволяющий получить широкий спектр

в

естник АПК

Ставрополья

№ 2(14), 2014

Агроинженерия

21

требуемых значений степени сбраживания. Работая вместе с ферментами солода, Аттенузим Flex обеспечивает эффективное осахаривание крахмала при производстве различных сортов пива, а также значительно упрощает весь процесс производства светлых сортов пива.

Аттенузим Flex сокращает время осахарива-ния в процессе затирания на 50 %, увеличивая производительность варочного цеха, при экономии времени и электроэнергии. Он также позволяет достичь высокой степени сбраживания при использовании значительно меньшей дозировки по сравнению с другими ферментами для сбраживания.

Возможно получение широкого спектра значений степени сбраживания сусла - от производства глубокосброженного пива, а также пива, при производстве которого требуется небольшая корректировка степени сбраживания. Более благоприятным является состав сахаров с низким соотношением глюкозы и мальтозы по сравнению с суслом, для которого используются обычные ферменты на базе глюкоамила-зы, особенно при производстве пива с незначительной корректировкой глубины сбраживания.

Аттенузим Flex действует оптимально при обычных условиях затирания и не требует вносить какие-либо изменения в процесс. При продлении процесса затирания требуется меньшее количество фермента. Ферментные компоненты Аттенузима Flex действуют синергетиче-ски с содержащейся в солоде бета-амилазой. Количество используемого фермента зависит от требуемой степени сбраживания, времени затирания и температуры. Аттенузим Flex инак-тивируется во время кипячения сусла.

В затор добавляется всего один фермент, облегчающий регулирование процесса сбраживания. Благодаря снижению количества вносимого на варку фермента будет меньше проблем с фильтрацией сусла и отделением белкового отстоя, часто наблюдаемых в заторе с высокой степенью осахаривания [6, с. 43].

Методика исследования

Исследовали процесс приготовления пивного напитка, содержащего несоложеное сырье и растительный экстракт цикория с применением ферментного препарата Attenuzyme Flex в различных количествах для выявления оптимальной концентрации.

При физико-химическом и спектрофото-метрическом анализе сусла пивного напитка основными показателями для выявления оптимальной концентрации ферментного препарата Attenuzyme Flex стали: содержание полифенолов, аминный азот и конечная степень сбраживания.

Для определения оптимальной концентрации вносимого ферментного препарата Аттену-зим Flex применялись стандартные спектрофо-тометрические методы исследования согласно инструкции определения содержания полифенолов и аминного азота в сусле.

Результаты исследований Показатели сусла с добавлением овса, жидкого экстракта цикория и ферментного препарата Attenuzyme Flex в количествах 0,5 кг/т, 0,7 кг/т, 1,0 кг/т представлены на диаграммах (рис. 1-3).

Illl

I

100% солод

95%солода5% 5%овса 0,5 кг/т 5%овса 0,7кг/т 5%овса 1,0кг/т овса Attenuzyme Flex Attenuzyme Flex Attenuzyme Flex

Рисунок 1 - Диаграмма содержания полифенолов сусла с добавлением овса, жидкого экстракта цикория и ферментного препарата Attenuzyme Flex в количествах 0,5 кг/т, 0,7 кг/т, 1,0 кг/т

Влияние содержания Attenuzyme Flex на полифенолы сусла показывает, что по мере увеличения концентрации фермента Attenuzyme Flex уменьшается содержание полифенолов, что благоприятно влияет на вкусовую стабильность пива.

If I ■ ■ ■

100% солод 95% солода 5% 5% овса 0,5 кг/т 5% овса 0,7 кг/т 5%оаса 1,0 кг/т

Рисунок 2 - Диаграмма содержания аминного азота сусла с добавлением овса, жидкого экстракта цикория и ферментного препарата Attenuzyme Flex в количествах 0,5 кг/т, 0,7 кг/т, 1,0 кг/т

Влияние содержания Attenuzyme Flex на аминный азот сусла показывает, что с добавлением фермента содержание аминного азота, который обеспечивает рост и размножение дрожжей, увеличивается.

Ill

5°оовса 0.5 кг/т Attenuzyme 5% овса 0,7 кг/т Attenuzyme 5°оовса 1,0 кг/т Attenuzyme Flex Flex Flex

Рисунок 2 - Диаграмма показатель конечной степени сбраживания сусла с добавлением овса, жидкого экстракта цикория и ферментного препарата Attenuzyme Flex в количествах 0,5 кг/т, 0,7 кг/т, 1,0 кг/т

22

,,„ „„„„, Jj Ставрополья

научно-практическии журнал

Влияние содержания Attenuzyme Flex на конечную степень сбраживания показывает, что с увеличением вносимого фермента Attenuzyme Flex увеличивается конечная степень сбраживания сусла, что благоприятно сказывается на получении пива с пониженным содержанием углеводов.

Вывод: на основании проведенных экспериментов выяснили, что оптимальная концентра-

Литература

1. Кунце В. Технология пива. 2001. С. 448456.

2. Меледина Т. В. Теория и практика в пивоварении. 1998. С. 54-56.

3. Жеребцов Н. А. Ферменты: их роль в технологии пищевых продуктов : учебное пособие. Издательство Воронежского государственного университета, 1999. С. 97.

4. Тихомиров В. Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производств. 1998. С. 76.

5. Мальцев П. М. Технология солода и пива // Пищевая промышленность 1964. С. 328.

6. Рекомендации по применению ферментного препарата Аттенузим Flex.

ция ферментов 1,0 кг/т, так как при такой дозировке фермента Аттенузим Flex наблюдается наибольшая степень сбраживания отдельных сахаров сусла, фермент обеспечивает эффективное осахаривание крахмала, содержание аминного азота, который обеспечивает рост и размножение дрожжей, увеличивается, уменьшается содержание полифенолов, что благоприятно влияет на вкусовую стабильность пива.

References

1. Kunze, V. Beer technology. 2001. P. 448456.

2. Meledina T. V. Theory and practice in brewing. 1998 P. 54-56.

3. Zherebtsov N. A. Enzymes: their role in technology of food products. Study guide. Publishing house of Voronezh State University, 1999. P. 97.

4. Tikhomirov V. G. Technology of brewing and beverage industries. 1998. P. 76

5. Maltsev, P. M. Technology of malt and beer. // The food-processing industry. 1964. P. 328

6. Recommendations on application of Attnuzim Flex enzyme preparation.