Научная статья на тему 'Особенности приготовления сусла для безалкогольного пива, полученного методом ограничения спиртового брожения'

Особенности приготовления сусла для безалкогольного пива, полученного методом ограничения спиртового брожения Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
178
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Пиво и напитки
ВАК

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Меледина Т. В., Оганнисян В. Г., Петрова Н. А.

Производство пива с низким содержанием алкоголя является в последние годы весьма актуальным. В то же время не теряет важности необходимость обеспечения хороших сенсорных характеристик готового напитка. В данной работе рассматривается возможность использования для приготовления безалкогольного пива метода затирания со скачкообразным нагревом затора. Выбор данного метода обеспечит большее снижение содержания сбраживаемых углеводов и увеличение доли азотистых веществ по сравнению с другими вариантами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Peculiar properties of the wort production for the non-alcoholic beer obtained by the method based on the limitation of the fermentation process

Production of the beer with a low alcohol concentration is very relevant today. At the same time it is very important to guarantee good sensory characteristics of the finished product. This article describes an opportunity to use method based on jump mash process for non-alcoholic beer production. The choice of this method allows both considerable decrease of the fermentable sugars and increase of the nitrogenous components comparing with other methods.

Текст научной работы на тему «Особенности приготовления сусла для безалкогольного пива, полученного методом ограничения спиртового брожения»

Особенности приготовления сусла для безалкогольного пива,

полученного методом ограничения спиртового брожения

Т. В. Меледина, д-р техн. наук, проф.; В. Г. Оганнисян, канд. техн. наук; Н.А. Петрова, магистр Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

В последнее время большое внимание уделяется выпуску безалкогольного пива. В связи с этим проводятся исследования с целью получения пива не только с низким содержанием алкоголя, но и с хорошими органолептическими характеристиками.

К технологиям получения безалкогольного пива относят мембранные, термические и технологические методы. Первые два метода требуют больших капиталовложений и эксплуатационных затрат, однако не гарантируют высокого качества пива. Технологические способы получения безалкогольного пива по сравнению с мембранными и термическими более дешевые, причем воздействовать на процесс можно как на этапе получения сусла, так и на этапе брожения [1].

Известно, что при приготовлении безалкогольного пива с применением технологических методов сбраживается всего 5-10 % сухих веществ пивного сусла, поэтому химический состав и органолептические свойства сусла изменяются незначительно. Причина этого состоит в изменении соотношения между сбраживаемыми и несбра-живаемыми углеводами, углеводами и белками, а также концентрациями сухих веществ в сусле и готовом напитке по сравнению с классическим пивом. Вкус и аромат пива в этом случае можно характеризовать как сусловый, зерновой и т.д. [2].

Стандартные термины ЕВС, используемые для описания органолептиче-ских показателей пива [3], приведены в табл. 1.

Для получения высококачественного безалкогольного пива необходимо начать работы по приближению химического состава пивного сусла к пиву уже с выбора сырья, а далее содержания массовой доли сухих веществ в начальном сусле и режимов затирания, направленных на уменьшение концентрации сбраживаемых углеводов и повышение содержания белковых веществ.

При оценке углеводного спектра сусла и пива применяли метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с рефрактометрическим детектором путем прямого ввода в хромато-графическую колонку разбавленной и отфильтрованной пробы. Содержание аминного азота определяли нинги-дриновым калориметрическим методом [Аналитика ЕВС]. Содержание общего азота оценивали по методу Кьельдаля. Массовую долю сухих веществ в сусле, действительную и видимую степень сбраживания, а также и массовую долю этанола в пиве определяли на приборе Anton Paar, цвет сусла и пива анализировали спектрофотометрическим методом при длине волны 440 нм, изо-гумулон — спектрофотометрическим методом при длине волны 275 нм. Содержание вицинальных дикетонов (диа-цетила и 2,3-пентандиона) определяли газохроматографическим методом на газоанализатор HP-6890-Plas.

Ранее были проведены исследования по влиянию состава засыпи на органо-лептические свойства пива [4].

В частности, установлено соотношение между различными типами солодов.

Таблица 1

Термины 1-го уровня Ощущение Описание, синонимы

1-й класс — ароматный, душистый, фруктовый, цветочный

0150 ацетальдегид Вкус, аромат Зеленых, мятых, битых яблок, срезанной яблочной кожуры

3-й класс — зерновой

0310 зерна Вкус, аромат Необработанного зерна

0320 солодовый То же Солода

0330 сусловый » Аромат свежего сусла

7-й класс — серный

0730 вареных овощей Вкус, аромат Диалкилсульфидов

9-й класс — кислый, кислотный

0910 уксусный Вкус, аромат Уксус

10-й класс — сладкий

1000 сладкий Вкус, аромат Сахароза 7,5 г/л

12-й класс — горький

1200 горький Вкус, аромат Горький

14-й класс — полнота вкуса

90 -80 -70 -\ 60 -! 50 -! 40 -J 3020 -10 -

2

6

3 4 5

Образцы сусла

I IТемпература О Сбраживаемые углеводы

Рис. 1. Влияние температуры на содержание сбраживаемых углеводов в сусле

7

900

Гидромодуль

Рис. 2. Зависимость изменения содержания общего азота в сусле от гидромодуля затора ^ = 52 °С)

Дальнейшие исследования касаются технологии затирания солодов, обеспечивающей хорошие сенсорные характеристики безалкогольному пиву. При этом цель затирания заключается в снижении количества сбраживаемых углеводов в сусле и повышении в нем концентрации азотистых соединений.

Из литературных источников известно, что на количество сбраживаемых углеводов и растворенного в сусле азота в первую очередь влияют температура затирания, его продолжительность, а также гидромодуль затора [4, 5, 6].

Исследования показали, что гидролиз крахмала до сахаридов достигает максимума в интервале температур 60...67 °С (рис. 1). Особенно благоприятное взаимодействие а- и р-амилаз происходит именно при 67 °С и приводит к образованию наибольшего количество сбраживаемых углеводов. Следовательно, затирание необходимо проводить при температуре, превышающей 67 °С. Например, уже при 71 °С количество сбраживаемых углеводов падает до 55 %. Рис. 1 наглядно демонстрирует влияние температуры на содержание сбраживаемых углеводов в сусле.

Дальнейшее повышение температуры хотя и снижает количество сбраживаемых углеводов, о чем свидетельствуют данные, приведенные на рис. 1, однако не приводит к полному осахариванию затора, что объясняется резким снижением активности а-амилазы и практически полной инактивацией р-амилазы.

Кроме углеводного состава на орга-нолептические свойства безалкогольного пива большое влияние оказывает азотистый состав пива [7], который можно регулировать путем изменения гидромодуля затора. Зависимость изменения содержания общего азота в сусле от гидромодуля затора 0 = 52 °С) приведена на рис. 2.

Экспериментальные данные показывают, что при одной и той же начальной температуре затирания содержание азотистых веществ выше при гидромодуле 1: 2,5, что объясняется более активным действием протеолитических ферментов в густых заторах [8].

На основе установленных закономерностей исследованы два способа затирания: при температуре 70.72 °С и со скачкообразным нагревом затора (рис. 3). Оба режима направлены на уменьшение содержания сбраживаемых углеводов и увеличение доли азотистых веществ в сусле. В качестве контроля было выбрано сусло, полученное настойным способом, при выдерживании всех температурных пауз.

Данные по углеводному и азотистому составу образцов сусла, приготовленного вышеуказанными способами, приведены в табл. 2, из которой следует, что оба способа затирания по сравнению с кон-

Таблица2

Соединения Способ затирания

при 71° С скачкообразный контроль

Фруктоза, кг/м3 1,4 1,30 0,9

Глюкоза, кг/м3 4,7 4,9 5,5

Дисахариды, кг/м3 19,8 21,2 26,8

Трисахариды, кг/м3 5,3 5,0 6,2

Несбраживаемые углеводы, кг/м3 21,8 20,6 14,0

Сумма сбраживаемых углеводов, кг/м3 31,2 32,4 39,4

Отношение сбраживаемых углеводов к несбраживаемым 1,43 1,57 2,82

Общий азот, мг/100 г СВ 764 857 807

Аминный азот, мг/100 г СВ 184 194 187

110-1 .100- и- 90- & й 80£ 70S Ф >- 60-

\

\

\

/

/

0 20 40 60 8 Продолжительность, мин — Затор — Горячая вода 0

Рис. 3. Способ затирания со скачкообразным нагревом затора

3,0 т 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0

1олн ота в куса

- — — — —^ < 1

1

1 |

С ладк ий вкус 1 I -ч—1-,

0 1 2 3 4 5 " 6 7 Массовая доля СВ начального сусла, %

Рис. 4. Влияние массовой доли СВ

начального сусла на вкус пива

8 9

трольным способствуют уменьшению образования сбраживаемых углеводов в сусле, в первую очередь дисахаридов. В результате сумма сбраживаемых са-харидов уменьшается на 21 % в случае режима при температуре 71 °С и на 18 % при скачкообразном режиме затирания. Что касается растворимого в сусле азота, в частности азота аминокислот (FAN), то первый образец практически не отличается от контрольного, в то время как при втором режиме затирания количество FAN возросло на 4 %.

Использование способа со скачкообразным нагревом затора позволяет повысить содержание общего и аминного азота в сусле по сравнению с другими вариантами, что обусловливает усиление полноты вкуса, повышение пено-образования и пеностойкости.

Химический состав сусла и выбор массовой доли СВ начального сусла тесно связаны, так как полнота вкуса и ощущение сладкого вкуса в пиве зависят не только от отношения сбраживаемых углеводов к несбраживаемым, но и от их концентрации.

Выбор массовой доли СВ начального сусла должен основываться на результатах дегустации безалкогольного пива с разным содержанием СВ начального сусла. Если графически изобразить модель трехбалльной системы дегустации безалкогольного пива, то четко видна зависимость между увеличением концентрации СВ в начальном сусле, усилением ощущения сладкого вкуса (пре-

дельно допустимое значение по результатом дегустации 1,7 балла) и полнотой вкуса (нижний предел 1,4 балла). Влияние массовой доли СВ начального сусла на вкус пива отображено на рис. 4.

Предложенный способ затирания зернопродуктов был использован для получения безалкогольного пива в условиях мини-пивоваренного предприятия. В качестве посевного материала применяли дрожжи с низкой бродильной активностью штамма А12 из коллекции Института биотехнологии (УГТ — Финляндия).

Дрожжи вносили в сусло, показатели качества которого следующие: массовая доля СВ — 5,5 %; рН — 4,95; фруктоза — 1,0 г/дм3; глюкоза — 4,5 г/дм3; ди-сахариды — 17,2 г/дм3; трисахариды — 5,4 г/дм3; олигосахариды — 23,0 г/дм3; сумма сбраживаемых углеводов — 28,1 г/дм3.

Охмеленное сусло охлаждали до температуры 9 °С и перекачивали в бродильные танки с коническим дном (ЦКТ). В поток сусла дозировали дрожжи из расчета содержания 3 млн клеток в 1 см3 сусла. После достижения концентрации этилового спирта 0,45-0,5 об. % пиво фильтровали и карбонизировали диоксидом углерода, который образовывался при брожении классического пива.

На пятый день брожения при достижении массовой доли СВ 4,9 % температуру бродящего пива в течение 24 ч снижали до 3 °С и параллельно поднимали давление над слоем жидкости

6 • 2008

27

до 1 бар. Созревание и дображивание молодого пива длилось 5 сут.

Безалкогольное пиво, полученное с использованием дрожжей штамма А12, имеет следующие физико-химические и орга-нолептические показатели качества:

видимый экстракт — 4,22 %; содержание этилового спирта — 0,38 мас. %; величина рН — 4,5; изогумулон — 17,6 ед. горечи (ЕВС); цвет — 0,6 ц. ед.; высота пены — более 3,5 мм; пеностой-кость — более 3,0 мин; олигосахари-ды — 23,0 г/дм3, в том числе: мальтотри-оза — 5,4 г/дм3; мальтоза — 7,5 г/дм3; глюкоза + фруктоза — 0,5 г/дм3; диа-цетил — 35 мкг/дм3; пентандион — 28 мкг/дм3.

Таким образом, применение скачкообразного режима затирания зернопродук-тов позволяет получить пиво с достаточно

высокой полнотой вкуса и пеностойко-стью. Однако не удалось избежать суслового и зернового аромата, а также более выраженного сладкого вкуса, которые не свойственны сортам лагерного пива.

Для приготовления безалкогольного пива методом ограниченного спиртового брожения с использованием способа затирания со скачкообразным нагревом наиболее приемлемые значения содержания СВ в начальном сусле лежат в интервале 5,2-5,8 %. В этом случае обеспечивается требуемая полнота вкуса пива, а ощущение сладкого вкуса, суслового и зернового аромата не выходит за рамки допустимых отклонений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кунце В., Мит Г. Технология солода и пива/Пер. с нем. — СПб: Профессия, 2001.

2. Нарцисс Л. Технология солода. — М.: Пищевая промышленность, 1980.

3. Меледина Т. В. Пивные дрожжи // Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. — СПб.: Профессия, 2003. С. 133-151.

4. Оганнисян В. Г. Разработка технологии безалкогольного пива, обогащенного вторичными продуктами метаболизма дрожжей: Дис... канд. техн. наук. — СПб., 2006.

5. Волькенштейн М. В. Биофизика: Учеб. руководство. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1988.

6. Меледина Т. В., Лебедева Е. П. Технологический подход к регулированию сенсорного профиля пива//Индустрия напитков. 2004. № 4. С. 10-14.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. Ван Вейсберг Й. В. М., Бреда Л. Х. Нидерланды. Стабильность вкуса изначально зависит от качества солода и работы в варочном цехе. Bгauwelt//Мир пива. 2003. № 1. С. 39-41.

8. Нарцисс Л. Пивоварение. Т. II. — М.: НПО «Элевар», 2003. &

Новая книга

«Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества»

(способы и средства оздоровления человечества, продовольственных ресурсов и среды обитания). - М.: Пищепромиздат, 2007.

В 2009 г. выходит в свет уникальная, энциклопедическая книга «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества» (способы и средства оздоровления человечества, продовольственных ресурсов и среды обитания) автора А. А. Кудряшевой.

А. А. Кудряшева — известный в мире ученый-исследователь, изобретатель, целитель новейшими, с гарантией безопасности высокоэффективными естественными биокорректорами, педагог, писатель, непревзойденный специалист в области пищевой балансотерапии, ортомоле-кулярной медицины, биологической, продовольственной и экологической безопасности.

Александра Андреевна Кудряшева — автор более 500 научных статей, 600 научно-практических докладов, 20 учебников для вузов и монографий, 50 изобретений и 10 открытий, а также новейших уникальных теоретических, прикладных и учебно-методических разработок международной значимости. Основные наукоемкие системные исследования направлены на обеспечение экологической, биологической, продовольственной, медицинской безопасности и устойчивое развитие мирового сообщества.

В 1999 г. А. А. Кудряшева удостоена международного звания «Выдающийся ученый XX века в области биологических наук (Outstanding People of the 20th Century, IBC, Англия, Кембридж, июль 1999 г.). В США она отмечена как личность биографического рекорда, имеющая научные достижения мировой значимости и внесшая большой вклад в развитие мирового сообщества.

Ею впервые организованы и проведены три Международных симпозиума «Натуральные биокорректоры: питание, здоровье, экология» (1996, 1997, 2000 гг.) по новым научно-практическим направлениям высокой экологической, биологической, продовольственной и социально-экономической важности для человечества. Она действительный член Российской академии естественных наук, Международной академии информации генерального консультативного статуса социального и эконо-

мического Совета ООН, Международной академии бионатуропатии, Нью-Йоркской академии наук и др.; д-р технических, биологических и медицинских наук. Имеет большой опыт производственной, научно-исследовательской и учебно-методической работы. Доцент, профессор, зав. кафедрой, декан факультета экономической академии им. Г. В. Плеханова, президент Международного центра питания и восстановления здоровья (Нью-Джерси, США), научный консультант и руководитель проекта по линии ООН (Нью-Йорк), является президентом Академии продовольственной безопасности научно-практического центра.

Книга о важнейших жизненных проблемах написана академиком А. А. Кудряшевой в доступной форме на основе огромного количества новых фактических экспериментальных данных, с использованием отечественных и зарубежных литературных источников, документов ООН, решений международных конгрессов, съездов, форумов, нормативно-технических и других материалов законодательного характера. В ней также рассмотрены уникальные открытия и новейшие достижения автора мировой значимости, актуальные практические разработки применительно к безопасному решению кризисных проблем в области экологии, биологии, питания, медицины и устойчивого развития человечества.

Книга предназначена для специалистов, научных работников в области экологии, биологии, сельского хозяйства, науки о пище и питании, пищевой балансотерапии, медицины, управленческого и социально-экономического профиля, аспирантов, студентов высших учебных заведений, а также для лиц, интересующихся безопасным, оптимально сбалансированным питанием и здоровым образом жизни.

Всесторонне проанализированы аспекты экологической, продовольственной и медицинской безопасности населения планеты Земля, а также рассмотрены новейшие подходы, принципы, технологии и высокоэффективные натуральные средства, обеспечивающие быстрое и безопасное разрешение глобальных жизненных проблем.

Заявки на приобретение книги присылайте по факсу: 8 (495) 607-20-87.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.