CC BY
9
технология'
УдК 663.43/.44
Применение смеси лейкозина ячменного зерна и лейкозина солода в качестве пенообразователя
Е. А. Гурковская, канд. хим. наук, профессор; Е. В. Грузинов, д-р хим. наук, профессор Московский государственный университет технологий и управления им. К. Г. Разумовского
Ключевые слова: аминокислотный состав; лейкозин ячменного зерна; лейкозин ячменного солода.
Keywords: amino-acid composition; barley-corn leikosin; barley-malt leucosin.
Известно, что за образование пены в пиве отвечают полипептиды с высокой молекулярной массой (от 10 000 до 50 000 Да) [1, 2]. За стабильность пены и полноту вкусовых качеств пива отвечают низкомолекулярные фракции белков и пептидов, которые образуются в процессе солодоращения [3, 4]. Наличие белковых фракций лейкози-нов, наряду с другими традиционными экстрактивными компонентами ячменя и солода, повышает способность к пенообразованию, обеспечивает полноту вкуса и стабильность пивной пены.
Результат достигается путем применения смеси индивидуальных
фракций низкомолекулярных белков: лейкозина ячменного зерна с молекулярной массой 15 000 Да и лейкози-на ячменного солода с молекулярной массой 6000 Да в соотношении от 1:1 до 1:2 в качестве пенообразователя в процессе производства пива.
Для выявления конкретной молекулярной массы фракции низкомолекулярных белков лейкозина применяли метод диск-электрофореза по Лэммли в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (ДДС-№) с последующим выделением фракций белков с определенной молекулярной массой [5].
Предложенный метод разделения белков в значительной степени зави-
сит от размера молекул. В процессе разделения было установлено соотношение между электрофоретиче-ской подвижностью и широким диапазоном молекулярных масс белков. В данном исследовании смесь водорастворимых белков, денатурированных натрийдодецилсульфатом, наносили на один гель и подвергали электрофорезу. В результате было установлено, что белки, имеющие различные изоэлектрические точки и различающиеся по аминокислотному составу, имеют электрофоре-тические подвижности, не зависящие от их изоэлектрической точки и аминокислотного состава и скорость их переноса определяется исключительно величинами их молекулярных масс. При этом в диапазоне молекулярных масс от 15 000 до 100 000 Да точность определения молекулярной массы при электрофорезе в присутствии ДДС-№ ±10%.
В результате разделения низкомолекулярных фракций белков методом диск-электрофореза в по-лиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия (ДДС-№) были выделены фракции водорастворимых белков — лейкозинов с молекулярной массой от 3500 до 15 000 в ячменном зерне, с молекулярной массой от 3300 до 38 000 в ячменном солоде и солерастворимых белков — эдестинов с молекулярной массой от 20 000 до 59 000 в ячменном зерне. Далее был установлен их
Таблица 1
Аминокислота Содержание аминокислот в белке, %
Лизин 0,53
Гистидин 0,34
Аргинин 0,62
Аспарагиновая кислота 0,59
Треонин 0,38
Серин 0,43
Глутаминовая кислота 2,59
Пролин 1,16
Глицин 0,46
Аланин 0,42
Цистин 0,10
Валин 0,62
Метионин 0,26
Изолейцин 0,38
Лейцин 0,74
Тирозин 0,36
Фенилаланин 0,50
Триптофан 0,12
Таблица 2
Аминокислота Содержание аминокислот в белке, %
Лизин 1,06
Гистидин 0,46
Аргинин 1,02
Аспарагиновая кислота 1,09
Треонин 0,78
Серин 0,64
Глутаминовая кислота 4,12
Пролин 1,68
Глицин 0,82
Аланин 0,76
Цистин 0,26
Валин 1,20
Метионин 0,32
Изолейцин 0,92
Лейцин 1,31
Тирозин 0,40
Фенилаланин 0,70
Триптофан 0,35
Таблица 3
Аминокислота Содержание аминокислот в белке, % лейкозин эдестин
Лизин 0,62 0,59
Гистидин 0,31 0,18
Аргинин 0,62 0,47
Аспарагиновая кислота 0,59 0,32
Треонин 0,38 0,07
Серин 0,35 0,19
Глутаминовая кислота 2,59 0,63
Пролин 0,48 0,72
Глицин 0,54 0,17
Аланин 0,58 0,18
Цистин 0,10 0,06
Валин 0,48 0,15
Метионин 0,17 0,08
Изолейцин 0,32 0,17
Лейцин 0,50 5,70
Тирозин 0,27 0,30
Фенилаланин 0,34 0,32
Триптофан 0,19 0,22
12 ПИВО и НАПИТКИ 4 • 2012
аминокислотный состав (табл. 1-3). Благодаря установленному в процессе разделения соотношению между электрофоретической подвижностью и величиной молекулярной массы белков были получены индивидуальные фракции низкомолекулярных белков: лейкозин ячменного зерна с молекулярной массой 15 000 и лейко-зин ячменного солода с молекулярной массой 6000.
Анализ полученных результатов, представленных в табл. 1 (аминокислотный состав лейкозина зерна ячменя, массовая доля белка 10,3%) и табл. 2 (аминокислотный состав лей-козина солода, массовая доля белка 19,3%) показал, что аминокислотный состав фракции лейкозина ячменного зерна с молекулярной массой 15 000 содержит три вида дикарбоновых кислот: аспарагиновую кислоту, глутами-новую кислоту и цистин, содержание которых превышает их содержание в эдестине ячменного зерна в два с лишним раза.
Кроме того, при сравнении лейко-зина зерна ячменя и солода по аминокислотному составу, приведенному в табл. 3 (содержание дикарбо-новых кислот, массовая доля белка 10,3%), выявлено, что в процессе солодоращения белки расщепляются ферментными препаратами до низкомолекулярных компонентов и аминокислот, присутствие которых и определяет повышенную стабильность пивной пены. При этом лей-козин почти полностью переходит в сусло и в преобладающем количестве находится в пиве.
Использование смеси фракций низкомолекулярных белков — лей-козина ячменного зерна с молекулярной массой 15 000 и лейкозина ячменного солода с молекулярной массой 6000 — в соотношении от 1:1 до 1:2 улучшает пенообразование и пеностойкость пива.
Изменение соотношения в сторону увеличения лейкозина ячменного зерна с молекулярной массой 15 000 или в сторону увеличения лейко-зина ячменного солода с молекулярной массой 6000 либо ухудшает пенообразование, либо снижает пе-ностойкость пива. Таким образом, использование указанных фракций низкомолекулярных белков в виде смеси только в заявленном соотношении позволяет получить эффект, определяющий устойчивое пено-образование и высокую стабильность
Технология
Таблица 4
Белок из расчета 3 г/гл Молекулярная Пенообразование, %
масса высота пены, мм пеностойкость, с
— — 30 125
Лейкозин ячменного зерна 15 000 33 180
Лейкозин ячменного солода 6000 31 150
Смесьлейкозинаячменного зерна(ЛЗ) и лейкозина ячменного солода (ЛС), взятых в соотношении 1:1 15000+6000 41 247
Смесь лейкозина ячменного зерна (ЛЗ) и лейкозина ячменного солода (ЛС), взятых в соотношении 1:2 15000+6000 40 237
Таблица 5
Белок из расчета 5 г/гл Молекулярная Пенообразование, %
масса высота пены, мм пеностойкость, с
— — 30 125
Лейкозин ячменного зерна 15 000 34 183
Лейкозин ячменного солода 6000 32 156
Смесьлейкозинаячменного зерна (ЛЗ) и лейкозина ячменного солода (ЛС), взятых в соотношении 1:1 15000+6000 45 267
Смесьлейкозинаячменного зерна (ЛЗ) и лейкозина ячменного солода (ЛС), взятых в соотношении 1:2 15000+6000 42 251
пивной пены. Это, предположительно, связано с повышенным содержанием дикарбоновых аминокислот во фракции лейкозина как ячменного зерна, так и солода.
Для подтверждения этого проводили эксперимент, где использовали отдельно фракцию лейкозина ячменного зерна с молекулярной массой 15 000, отдельно фракцию лейкозина солода с молекулярной массой 6000 и смесь этих двух водорастворимых фракций при их соотношении 1:1 в качестве пенообразователя при производстве пива.
Далее определяли пенообразова-ние и пеностойкость полученного продукта. Результаты представлены в табл. 4 и 5 (пенообразование лейкозинов ячменного зерна и ячменного солода и их смеси). Белки вводили в виде 2-5%-ного раствора пива в количестве 3-5 г /гл после фильтрации пива или перед розливом.
Из табл. 4 и 5 видно, что использование двух водорастворимых фракций (фракции лейкозина ячменного зерна и фракции лейкозина солода) в соотношении от 1:1 до 1:2 позволяет получить эффект с увеличением пенообразования до высоты пены 45 мм и пеностойкости свыше 4 мин.
Применение более высоких количеств может приводить к возникно-
вению пороков пива, например помутнению, более низкие концентрации незначительно влияют на высоту пены и пеностойкость.
ЛИТЕРАТУРА
1. Меледина, Т. В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении/Т. В. Меледина. — М.: Профессия, 2003. — С. 267268.
2. Гурковская, Е. А. Исследование белков злаков в условиях тонкослойной эксклюзион-ной хроматографии (Обзор)/Е. А. Гурков-ская // Сорбционные и хроматографиче-ские процессы. — 2006. — Т. 6. — Вып. 4. — С. 503-545.
3. Гурковская, Е. А. Исследование влияния сортовых особенностей на качественный и количественный состав белков ячменя, муки и солода в ТСЭХ/Е. А. Гурковская // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2006. — Т. 6. — Вып. 4. — С. 606-611.
4. Гурковская, Е. А. Количественные закономерности в молекулярно-массовом распределении трибы зерновых, определенные с помощью тонкослойной эксклю-зионной хроматографии/Е. А. Гурковская // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2005. — Т. 5. — Вып. 5. — С. 378-389.
5. Новые методы анализа аминокислот, пептидов и белков/Пер. Ю. Б. Алахова, Ц. А. Егорова; под ред. Ю. А. Овчинникова. — М.: Мир, 1974. ®
4 • 2012 ПИВО и НАПИТКИ 13
