CC BY
47
ТЕХНОЛОГИЯ
УдК 663.444.3; 664.136; 664.162; 57.037
о разложении углеводов в режиме кипячения пивного сусла
С. В. Ермолаев,
канд. техн. наук Московский государственный университет пищевых производств
В экстракте пивного сусла содержатся (в % к массе сухих веществ): сырая мальтоза 60-70, декстрины 15-26, сахароза 2-8, пентозаны 3-4, азотистые вещества 3-6, минеральные вещества 1,5-2, а также хмелевые горькие кислоты, хмелевые смолы, полифенольные вещества и эфирное масло [1, 2]. Главные углеводы сусла — гексозы глюкоза и фруктоза, дисахариды мальтоза и сахароза, трисахарид мальтотрио-за и олигосахариды. В небольших количествах содержатся свободные пентозы, включая ксилозу, в количестве 1,5 мг / 100 см3, ара-бинозу 1,4 мг / 100 см3, рибозу 0,2 мг / 100 см3; дисахариды ниге-розу, мальтулезу и изомальтозу; трисахарид глюкодифруктозу, смесь 1- и 6-кетоз в концентрациях менее 0,2 мг / 100 см3 [3].
При кипячении пивного сусла, особенно для темных сортов пива, углеводы (мальтоза, глюкоза и др.) подвергаются полному или частичному нерегулируемому разрушению. От глубины разрушения углеводов в сусле зависит качество пива. При этом большое влияние на аромат, цвет и вкус пива оказывает меланоидиновая реакция. При взаимодействии углеводов и аминосоединений образуются коричневые цветные вещества с рубиновым оттенком и запахом свежеиспеченного ржаного хлеба. Из трех известных в пищевых продуктах групп цветных веществ: продукты карамелизации углеводов, продукты кислотно-основного разложения углеводов и меланои-
дины; последние оказывают наибольшее (до 75-80 %) влияние на цветность и вкус пива.
Исследовали изменение содержания углеводов, присутствующих в сусле, в зависимости от рН модельных растворов. Значения рН были характерными для пивного сусла. По полученным ранее уравнениям [4] были вычислены константы скорости реакций разложения углеводов в буферных растворах (рН 5,2-5,8) при кипячении сусла в течение 120 мин (от начала кипения раствора). Результаты опытов по разложению углеводов в режиме приготовления пивного сусла из темного солода представлены в таблице.
Как следует из этих данных, за 2 ч кипячения растворов углеводов (при 100...101 °С) прогидролизова-ло около 30 % мальтозы. Глюкоза, образовавшаяся из мальтозы, также, как и другие моносахара, проявили устойчивость в слабокислой среде и почти полностью сохранились. Дисахарид сахароза оказался также устойчив при кипячении — минимум его разложения находится в интервале рН 7,5-8,0.
Константы скорости реакции (К, мин-1) вычисляли по уравнению первого порядка [5]:
2,303 , а
К =-^-,
т а - х
где т — продолжительность реакции, мин; а — концентрация углевода в начале реакции; х — масса углевода, прореагировавшего за время т.
30 ПИВО и НАПИТКИ
3 • 2017
Технология
Константы скорости гидролиза и убыль углевода через 2 ч кипячения
рН К, мин-1 Убыль углевода, % К, мин-1 Убыль углевода, % К, мин-1 Убыль углевода, % К, мин-1 Убыль углевода, % К, мин-1 Убыль углевода, %
Мальтоза Глюкоза Сахароза Фруктоза Арабиноза
5,8 3,1640-3 31,30 3,9840-5 0,49 6,6040-5 0,80 1,5840-4 1,96 8,5040-5 1,0
5,6 2,4040-3 25,0 2,8840-5 0,35 1,0740-4 1,30 1,2240-4 1,50 6,6140-5 0,80
5,4 1,8640-3 20,02 2,0440-5 0,25 1,6640-4 2,0 9,5540-5 1,15 5,3740-5 0,65
5,2 Ш-10"3 15,57 Ш-10-5 0,17 2,740-4 3,23 7,6040-5 0,91 4,1740-5 0,50
При необходимости, используя константы реакций, представленные в таблице в интервале рН 5,2-5,8, по этому уравнению можно вычислить массу прореагировавшего вещества х при разных значениях т.
Таким образом, данный метод расчета углеводов в пивном сусле дает возможность регулировать процесс, особенно при обогащении сусла сбраживаемыми добавками.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ермолаева, Г. А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков: Учеб. // М.: ИРПО; Изд. Центр «Академия», 2000. — 416 с.
2. Хлыновский М. Д. Углеводный состав пивного сусла и ферментолизатов крах-мала./М. Д. Хлыновский, Г. А. Ермолаева // Пиво и напитки. — 2008. — № 2. — С. 19.
3. Хорунжина, С. И. Биохимические и физико-химические основы технологии солода и пива. // М.: Колос, 1999. — С. 106.
4. Ермолаев, С. В. Приготовление инвертированных сахарных сиропов / Пиво и напитки. — 2004. — № 5. — С. 48-49.
5. Горшков, В. И. Основы физической химии: учеб. /В. И. Горшков, И. А. Кузнецов. // М.: Бином. Лаборатория знаний, 2014. — 407 с. &
О разложении углеводов в режиме кипячения пивного сусла
Ключевые слова
арабиноза; глюкоза; кипячение; мальтоза; разложение; сахароза; сусло; углеводы; фруктоза.
Реферат
При кипячении пивного сусла углеводы (мальтоза, глюкоза, сахароза, фруктоза, арабиноза) подвергаются разрушению. Часть углеводов расходуется на образование меланоидинов и продуктов карамелизации углеводов. От глубины разрушения углеводов в сусле зависит качество пива. При этом большое влияние на аромат, цвет и вкус пива оказывает меланоидиновая реакция. При взаимодействии углеводов и аминосоединений образуются коричневые цветные вещества с рубиновым оттенком и запахом свежеиспеченного ржаного хлеба. Из трех известных в пищевых продуктах групп цветных веществ: продукты карамелизации углеводов, продукты кислотно-основного разложения углеводов и меланоидины; последние оказывают наибольшее (до 75-80 %) влияние на цветность и вкус пива. Были вычислены константы скоростей реакций разложения углеводов в буферных (рН 5,2-5,8) растворах при кипячении сусла в режиме приготовления пивного сусла из темного солода в течение 120 мин. Мальтоза прогидролизовала на 30 %%, а глюкоза и другие моносахара и сахароза проявили устойчивость при этих значениях рН. Константы скорости реакций вычисляли по уравнению реакции первого порядка. Приведенные в таблице константы можно использовать для расчета количества углеводов в сусле.
Автор
Ермолаев Сергей Вячеславович, канд. техн. наук
Московский государственный университет пищевых производств,
125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11,
On the Decomposition of Carbohydrates in the Boiling Point of Beer Wort
Key words
arabinose; glucose; boiling; maltose; decomposition; sucrose; wort; carbohydrates; fructose.
Abstract
Carbohydrates (maltose, glucose, sucrose, fructose, arabinose) are destroyed duting boiling beer wort. Part of carbohydrates is spent on the formation of melanoidins and caramelized carbohydrate products. The quality of beer depends of the depth of destruction of carbohydrates in wort. At the same time, the melanoidin reaction has a great influence on the aroma, color and taste of the beer. In the interaction of carbohydrates and amino compounds, brown colored substances with a ruby tint and the smell of freshly baked rye bread are formed. Three groups of colored substances are known in food products: caramelization products of carbohydrates, products of acid-base decomposition of carbohydrates and melanoidins. The latter have the greatest (up to 75-80%) effect on the color and flavor of beer. The rate constants of decomposition reactions of carbohydrates in buffer solutions (pH 5.2-5.8) were calculated by boiling the wort in the mode of preparation of beer wort from dark malt for 120 min. Maltose hydrolyzed by 30%, and glucose and other monosugars and sucrose showed resistance at these pH values. The reaction rate constants were calculated from the first-order reaction equation. The constants shown in the table can be used to calculate the amount of carbohydrates in the wort.
Author
Ermolaev Sergei Vyacheslavovich,
Candidate of Technical Science
Moscow State University of Food Production,
11 Volokolamskoe Shosse, Moscow, 125080, Russia,
3 • 2017 ПИВО и НАПИТКИ 31
