CC BY
52
УДК 664.61
Т. Р. Кудряшова, О. Б. Иванченко, Р. Э. Хабибуллин
ОЦЕНКА ФЛОКУЛЯЦИОННОЙ И ГАЗООБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЕЙ ШТАММОВ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCESCEREVISIAE, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПИВОВАРЕНИИ
Ключевые слова: пивоваренные дрожжи, флокуляция, газообразование, штамм, метод.
В статье представлены результаты определения флокуляционной и газообразующей способности пивоваренных дрожжей рода Saccharomycescerevisiae. В качестве образцов для сравнения использовали пивоваренные дрожжи верхового и низового брожения, представленные на рынке Санкт-Петербурга. Исследована флокуляционная способность дрожжей методами ЧССР и Хельмана, а также газообразующая способность. Практически все исследованные образцы имели одинаковую флокуляционную способность по методу ЧССР, при этом высота осадка составила 3 см, однако образец S-189 имел высоту осадка 2,5 см. По методу Хельмана образцы показали высоту осадков 6,5-7,7 см, максимальный результат зарегистрирован у образца W-34/70, минимальный - у образца S-189. Образец пивоваренных дрожжей S-189 производства «Saflager» показал наиболее высокий показатель газообразующей способности.
Keywords: brewing yeast, flocculation, gas, strain, method.
The results of determination of gas-forming and flocculation ability of the genus Saccharomyces cerevisiae brewing yeast are presented. As samples for comparison used a beer top and bottom fermentation yeast represented on the market of St. Petersburg. The flocculation ability of the yeast was determined by two methods: the method of Czechoslovakia and the method of Helman. The gas-forming ability was researched. All tested samples show the same sedimentation results with method of Czechoslovakia (overall sludge height is 3 cm but sample S-189 showed 2.5 cm). Precipitation by the method of Hellman showed sludge height range of 6.5-7.7 cm, the maximal result had W-34/70 sample and the minimal result - sample S-189. A brewer's yeast sample S-189 "Saflager" showed the highest rate of gas-forming ability.
Введение
В настоящее время культура потребления пива повышается, и люди предпочитают употреблять напитки высокого качества по нестандартным технологиям и рецептурам в кафе, пабах и ресторанах [1]. Иногда рестораторы, имеющие при ресторане минипивоварню, превосходят сами себя и удивляют потребителя нестандартными вкусовыми ощущениями, расширяя ассортимент пива. К сожалению, минипивоварни не имеют оборудования, необходимого для получения и поддержания чистой культуры дрожжей, поэтому они используют сухие дрожжи, которые необходимо активировать перед подачей в танк [2,3,4].
На протяжении многих лет в пищевой промышленности наибольшее значение имеют штаммовые особенности используемых дрожжей Saccharomycescerevisiae [5,6].
Отдельные штаммы Saccharomycescerevisiae селекционированы для производства продуктов различных предприятий бродильной отрасли. Эти разновидности сформировались за счет направленного изменения свойств дрожжей, определенных параметров производства, а также в процессе селекции [6,7].
Целью данной работы явилось изучение флокуляционных и газообразующих свойств штаммов сухих пивоваренных дрожжей Saccharomycescerevisiae.
Объектами исследования явились сухие дрожжи Saccaromycescerevisiae: штаммы дрожжей низового брожения W-34/70 и S-189 (производство Saflager, Бельгия) и верхового брожения WB-06 и ^-05 (производство Safbref, Бельгия). Штамм W34/70 широко используется во всём мире как крупными
пивоваренными компаниями и холдингами, так и частными минипивоварнями. Характерными особенностями штамма являются глубокое сбраживание пивного сусла и способность ферментировать мальтотриозу.Штамм используется для производства пива сортов Пилснер, Мюнхенское лёгкое, Венское, Мартовское пиво, Октоберфест. Пивные дрожжи штаммаS189 используется для производства пива сортов Бок-бир, Мюнхенское тёмное, Доппельбок, Фастенбир, при этом пиво получается довольно легким, с ровным и сбалансированным ароматом. Штамм WB-06специально отобран для производства пшеничного пива верхового брожения. Данный штамм отличается получением стабильных эфирных и фенольных ароматических нот, характерных для типичного пшеничного пива. Использование дрожжей верхового брожения штамма ^-05 позволяет получить пиво с низким содержанием диацетила, сбалансированными и тонкими ароматами. Штамм используется для производства пива сортов Кёльш, Лёгкий эль, Американский Пейл Эль, Браун Эль, Шотландский лёгкий эль, Портер, Классический Стаут.
Физиология разного поведения дрожжей обоих типов не установлена. Однако известно, что верховые дрожжи при размножении почкованием не отделяют тотчас же дочерние клетки, а образуют группы клеток, которые выносятся на поверхность закрепившимися на них пузырьками СО2. Предполагается, что клетки верховых дрожжей несут противоположный электрический заряд, чем пузырьки СО2, и поэтому взаимно притягиваются. У низовых пивоваренных дрожжей предполагается одинаковый заряд, так что дрожжевые клетки с пузырьками углекислого газа взаимно
отталкиваются. Согласно другому объяснению, прилипание группы клеток к пузырькам углекислого газа приписывается более высокой поверхностной активности верховых дрожжей [8,9].
Спецификация исследуемых пивоваренных дрожжей Saccharomycescerevisiae идентична и представлена в таблице 1.
Таблица 1 - Спецификация пивоваренных дрожжей низового и верхового брожения
Экспериментальная часть
Одним из важных показателей пивоваренных дрожжей является их флокуляция.
Флокуляция - это обратимая агрегация, или агглютинация дрожжевых клеток. С этим свойством дрожжей связаны такие показатели, как степень сбраживания сусла, органолептические свойства пива, а также его биологическая и коллоидная стойкость [6,10]. Правильное протекание процесса флокуляции является одной из наиболее значимых характеристик для успешного проведения процесса фильтрования. Это значимая способность дрожжей позволяет безопасно для окружающей среды отделить дрожжи от пива в конце брожения. Вследствие этого желаемой характеристикой для штамма дрожжей является полная и законченная флокуляция [11].
Флокулирующую способность дрожжей исследовали двумя методами: «метод ЧССР» и метод Хельмана [12]. Результаты исследования флокулирующей способности по «методу ЧССР» представлены в таблице 2 и на рисунке 1, по методу Хельмана представлены на рисунке 2.
Таблица 2 - Флокуляционная способность исследуемых пивоваренных дрожжей по «методу ЧССР»
Время, мин Высота осадка, см
S-189 W-34/70 WB-06 US-05
Через 12 2,1 2,4 2,0 2,1
Через 24 2,3 3,0 2,8 2,7
Через 36 2,5 3,0 3,0 3,0
По результатам исследований флокулирующей способности по «методу ЧССР» видно, что образцы пивоваренных сухих дрожжей низового и верхового брожения показали одинаковые результаты - высота осадка составляет 3 см у образцов: W-34/70, WB-06, Ш-05. Вместе с тем, образец S-189 проявил более
низкую флокулирующую способность, высота осадка составляет 2,5 см.
3 3 3
S-189 W-34/70 WB-06 IJS-05
Рис. 1 - Флокулирующая способность исследуемых пивоваренных дрожжей по «методу ЧССР»
8,5 8,5 8,5
10 20 30 40 50 60
Время, мин
■ S-189 ■ W-34/70 »WB-06 LIS-05
Рис. 2 - Флокуляционная способность исследуемых пивоваренных дрожжей по методу Хельмана
Как видно из результатов оценки флокуляции по методу Хельмана, через 60 минут зарегистрирован диапазон выпадения уплотненного слоя осадков высотой 6,5-7,7 см. Максимальный результат зарегистрирован у образца W-34/70 и составляет 7,7 см, а минимальное количество осадка у образца S-189 составляет 6,5 см.
По результатам исследования флокуляционной способности дрожжей, представленных в таблицах 2, 3, на рисунках 1 и 2, образец пивоваренных дрожжей W-34/70 показал высокую флокуляционную способность:7,7 см осадка по методу Хельмана и 3,0 см осадка по методу ЧССР. Образец W-34/70 обладает лучшей флокуляционной способностью среди исследуемых образцов.
Вторым важным показателем является газообразующая способность. Спиртовое брожение -это сложный непрерывный ферментативный процесс распада сахара, катализируемый разными ферментами с образованием 12 промежуточных продуктов. Углеводы сбраживаются в определенной последовательности, обусловленной скоростью их проникновения в дрожжевую клетку. Вначале сбраживаются глюкоза и фруктоза. Сахароза предварительно гидролизуется в-фруктофурано-зидазой до глюкозы и фруктозы, которые расходуются дрожжами еще в начале брожения. Когда в сусле почти не остается фруктозы и глю-
Спецификация Показатели
Сухие в-ва, % 94,0 - 96,5
Кол-во живых клеток при упаковке >6х109/ г
Общее содержание бактерий <5/мл
Уксусные бактерии <1/мл
Lactobacillus <1/мл
Pediococcus <1/мл
Дикие дрожжи не Saccharomyces <1/мл
Патогенные микроорганизмы Не обнаружено
козы, дрожжи начинают потреблять мальтозу. В среднем в 100 мл 12%-ного сусла содержится около 7,8 г сбраживаемых сахаров. Из них около 14% приходится на глюкозу и фруктозу, 4% - на сахарозу, 64% на мальтозу и 18% на мальтотриозу (триозы). Из этих видов сахаров сначала сбраживаются моносахариды и дисахариды. Триозы сбраживаются большей частью во время дображивания, и от этого процесса зависит степень сбраживания готового пива [10].
Результаты исследования газообразующей способности пивоваренных дрожжей представлены в таблице 3 и на рисунке 3.
Рис. 3 - Газообразующая способность пивоваренных дрожжей
Таблица 3 - Данные, по газообразующей способности исследуемых образцов_
Дрожжи Объем выделившегося CO2, мл
S-189 11
W-34/70 10,5
WB-06 10,5
US-05 6,5
Из данных таблицы 4и рисунка 3 видно, что образцы W-34/70 и WB-06 показали одинаковые результаты - 10,5 мл выделившегося газа. Образец Ш-05 показал результат 6,5 мл, а S-189 - самый высокий показатель 11 мл. Следовательно, у образца низовых дрожжей S-189 самая высокая газообразующая способность среди испытуемых образцов и они обладают наилучшей бродильной активностью.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Наиболее высокая флокуляционная способность зарегистрирована у образца пивоваренных дрожжей
w-34/70 и составляет 7,7 см. Самый низкий результат флокуляции зарегистрирован у образца низовых пивоваренных дрожжей S-189 и составляет 6,5 см.
2. Газообразующая способность образца низовых пивоваренных дрожжей S-189 составляет 11 млСО2/ч, а самый низкий показатель - у образца верховых пивоваренных дрожжей US-05 и составляет 6,5 мл СО2/ч.
3. Вряду исследованных штаммов верховыхдрожжей наилучшей газообразующей способностью обладает штамм WB-06 и составляет 10,5 мл СО2/час, а среди штаммов низовых дрожжей - штамм S-189.
Литература
1. Патракова Г.П., Михайлова Г.И. Система менеджмента качества как средство обеспечения качества продукции на предприятии // Вестник КИИТУ,- 2013.-Т.12.-С. 176178
2. Ямашев T.A., Саляхов Ы.Р., Решетник ОА. Меры, предотвращающие развитие микроорганизмов-контаминантов в технологии бродильных производств // Вестник КЫИТУ.- 2013, Т.9.-С, 158-161.
3. Ямашев T.A., Решетник ОА. Влияние предварительной активации дрожжей пероксидом водорода на их адаптацию к осмотическому стрессу // Вестник КЫИТУ.-2010, №11, С.312-316.
4. Иванченко О.Б. Санитария и гигиена на пивоваренном производстве / Иванченко О.Б., Меледина Т.В..-СПб.:Гиорд, 2011.-200с
5. Борисова С. В. Использование дрожжей в промышленности / С. В. Борисова, О. A. Решетник, З. Ш. Мингалеева - Спб.: «Гиорд», 2008. - 215с.
6. Aннемюллер Г., Мангер Г. - Й., Литц П. Дрожжи в пивоварении - Пер. с англ. Под научн. ред. С. Г. Давыденко. - СПб.: ИД Профессия, 2015. - 428с.
7. ПристФ.Дж., Кэмпбелл И. Микробиология пива.- СПб.: Профессия, 2005.-368с.
8. Бабьева, И. П. Биология дрожжей / И. П. Бабьева, И.Ю. Чернов. - М.: К 250-летию Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, 2004. - 239 с.
9. Stratford M. Yeast flocculation: flocculation onset and receptor availability // Yeast.-l993, N.9(l).-P.85-94.
10. Straver MH, Aar PC, van der Smit G, Kijne JW. Determinants of flocculence of brewer's yeast during fermentation in wort // Yeast.-l993.N9.-P.527-532.
11. Бэмфорт, Ч. У. Ыовое в пивоварении /Ч.Бэмфорт, (ред.) пер. с англ. И.С. Горожанкиной, Е.С. Боровиковой. -СПб.: Профессия, 2007. - 520 с
12. Качмазов Г. С.Дрожжи бродильных производств. Практическое руководство. - 20l2.http://e.lanbook. com/view/bo ok/4126/
© Т. Р. Кудряшова - магистр ВШБТ и ПТ СПбПУ Петра Великого, tahacorfu@yandex.ru; О. Б. Иванченко - к.б.н., доцент ВШБТ и ПТ СпбПУ Петра Великого, obivanchenko@yandexl.ru; Р. Э. Хабибуллин - д.т.н., проф. каф. технологиимясных и молочных продуктов КНИТУ, hrustik@yandex.ru.
© T. Kudriashova - master's degree of the GSBFS of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, tahacorfu@yandex.ru; O. Ivanchenko - candidate of biological sciences, associate professor of the GSBFS of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, obivanchenko@yandexl.ru; R. Khabibullin - doctor of technical sciences, professor of the Department of meat and dairy products technology of KNRTU, hrustik@yandex.ru.
