Производство пива с использованием амаранта Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 663.44.

Производство пива с использованием амаранта

Г. И. Косминский, д-р техн. наук, профессор; Н. Г. Царева; Н. Н. Петрович

Могилевский государственный университет продовольствия, Республика Беларусь

Ключевые слова: пиво; амарант; ферментный препарат. Keywords: beer; аmarantus; enzymatic agent.

Одно из направлений пивоварения — разработка новых сортов пива с использованием нетрадиционных видов сырья, что способствует расширению ассортимента пива, снижению его себестоимости, а также обогащению напитка полезными для здоровья человека веществами.

В нашей и зарубежной литературе появились данные о проведении исследований, направленных на получение пива, не содержащего глютен.

Глютен — общее обозначение белковой фракции пшеницы, в которой содержится поламин (спир-торастворимый белок), токсичный для больных целиакией (аутоиммунное заболевание). И пшеница, и рожь, и ячмень — все эти злаки и их проламины токсичны для больных целиакией. Единственный способ лечения заболевания — исключение из рациона питания пшеницы, ржи, ячменя и всех получаемых из них продуктов. Больным целиакией не рекомендуется употреблять пиво, приготовленное из ячменного или пшеничного солода. Более безопасные злаки — сорго, кукуруза, рис, а также псевдозлаки — гречиха, амарант [1]. Поэтому ранее в наших исследованиях [2] для разработки пива с пониженным содержанием глютена использовалась гречиха.

Амарант — новая для нашей страны культура. Помимо того, что он не содержит глютена, он обладает и другими полезными свойствами. Амарант привлекает внимание исследователей и работников сельского хозяйства богатством и сбалансированностью белка, удивительно высокой урожайностью (20-60 ц/ га), повышенным содер-

жанием витаминов и минеральных солей [3, 4].

Многие исследователи [5, 6] считают амарант ценным источником белка и незаменимых аминокислот, дефицит которых не могут возместить традиционные сельскохозяйственные культуры. Семена амаранта характеризуются высоким содержанием легкоусвояемого белка (14-23 % на СВ) с оптимальным соотношением аминокислот, особенно незаменимых — лизина и метионина. По содержанию лизина амарант в 2 раза превосходит пшеницу и в 3 раза — кукурузу. Если идеальный белок принять за 100 единиц, то пищевая ценность белков распределится следующим образом: кукуруза — 44, пшеница — 57, ячмень — 62, соя — 68, амарант — 75. Для сравнения пищевая ценность белка коровьего молока составляет 72 единицы.

Исследования витаминного и минерального состава семян амаранта показывают, что по содержанию железа и фосфора (194 380 мг / 100 г) они выгодно отличаются от всех злаковых. Следует отметить наличие витамина А (0,19 мг / 100 г) и витамина Е (0,77 мг / 100 г), играющих исключительно важную роль в обеспечении многих жизненно важных функций организма. Изучение [6] химического состава позволило сделать предположения об определенных противорадионуклидных свойствах семян и об их способности к выведению из организма солей тяжелых металлов.

Таким образом, амарант можно назвать перспективным безглюте-иновым и ценным по химическому составу сырьем для производства пива.

С учетом этого была поставлена задача разработать новый сорт пива с использованием амаранта взамен части ячменного солода.

Исследованы качественные показатели опытного образца амаранта и ячменного солода, обоснован выбор оптимальной дозы амаранта в заторе при приготовлении пива как без применения ферментных препаратов, так и при их использовании для дополнительного гидролиза составных частей амаранта при затирании.

Новый сорт пива с пониженным содержанием глютена готовили с массовой долей сухих веществ в начальном сусле 10%. В качестве сбраживающего материала применяли дрожжи расы 96.

Для приготовления пивного сусла использовали пивоваренный ячменный солод согласно ГОСТ 29924-92, выработанный в 2009 г. в ОАО «Кры-ница» (г. Минск), образцы амаранта овощного кормового урожая 2008 г., выращенного в СПК «Асташковичи» Светлогорского района Гомельской области. В качестве дополнительного источника ферментов использовали ферментный препарат «Термамил SC» — термостабильная а-амилаза для разжижения и деструкции крахмала (фирма ^уогутвБ АтШса 1пс, США). Оптимум действия: температура 85...95 °С, рН 6,0-7,0; норма внесения 0,2-0,3 ед. АС / г при гидротермической обработке (ТУ 6856-123-64958144-2004). Амило-литическая активность (АС) — 1000±200 ед/см3.

Качество исходного зернового сырья, лабораторного и охмеленного сусла, готового пива оценивали согласно методикам, принятым в технохимическом контроле пивоваренного производства [7].

Для определения дозы ферментного препарата N (мл) рассчитали содержание крахмала в амаранте [7], которое составило 60,62 %.

Количество вносимого ферментного препарата (г) определяли по формуле

N=——— .

А С

где К — масса крахмала в образце, вносимого с несоложеным сырьем (амарантом), г; п — норма расхода ферментного препарата, ед. АС / г

Г28

ПИВО и НАПИТКИ

3 • 2011

Выход экстракта,'

о о о о

_|_I_I_I_I_I_I_I_I_I

О СО

Продолжительность фильтрования, мин

Р М Ш ^ ш (Л —I м щ о ооооооооооо I_I_I_I_I_I_I_I_I_I

о о

Г)

г-

05

Еа 05

о

СА 43

05

Со

;=

ф

4 05

05 Ж

¿5 Ф Ж

05 }Я ся

ж

о о ч

С4

О О 05 О

■в-

ф

43

я

43

ф

я

05 43 05

ю I

о

г>

I I

Ъо

я -— 33

05 СЛ Л

43 05 4 05 ф Со я 43 а ф ж ж

Ж Ж а о т

го Ф о

о ж

ф Ф о

43 ж о

05 ж Еа

О 33 О

Л ф ■е- 1э 05

ч ф

ж 43

о а ГО

ф Ф ф

я о ж ч о С4

Еа ж 05

Ж о т а

ф о 05

о я 43 ф 43

ч го 05 Ж

о ч

а тз

0 Б> 1э °

<< X

1 §

ф

- ж=

К ж

ж м

05 О

^ ^ ж

\ ф я

оо го 1

05 СО

Еа 05

Ж Й

1э 43

8ч й

О о _ ф ^

ж

О о^з

3 Р?

Я Ч

о ж ч 43

Ф 05

Еа ж

ж 53 й 33

ГО ф 05

ё ^ 53 3

\ ж

ОО » Л ш

05

О со Ч 05

О4 ч

ГО кд

й ж

Е Е

- ж=

о

£ ^ о м ° сл

О

05

ч ж

05 "73

4 05

О ж 43 н

05 а

00 ° " я

XI § * £

Ж Ф

Э 5

ж

СО ф 05 ?

н ч

Й О

5 ж о

я ф

ж

4

ж

05

л

05

Еа

ю о

00 СЛ

о

п

го 05 я

со ж ю о о

05 Ч я 33 о о

О Л п

43 ф

Ж ж

Е ж

Ж' 33

Л 05 ж я ф 43

СлЭ

о

ю о

ю о

СЛ

ю

о

п

СЛ СлЭ

о

п

ю

о

п

го

ч о

Ф }э

а ж

Я Еа

Ф ж

43

й5 Го

Ж -е-

ф ф

Ж 43

ж 2

ф

Е

1э

4

43 Ж 43

XI

я Ж 03 1-1

05 Ж

.>1 о

Еа ф

^ 3

ф

ж ч ж

о

я

43

ф

я

05 43 05

4

05

Таблица 2

Содержание Редуцирующие амаранта вещества, в заторе, % % мальтозы рН Относительная вязкость Кислотность, к. ед. Цвет, цв. ед. Аминный азот, г/100 см3 Конечная степень сбраживания сусла, %

0 71,35 5,85 1,52 1,19 0,45 23,10 77,60

10 72,00 5,90 1,58 1,17 0,50 22,18 77,15

20 62,10 5,95 1,60 1,17 0,55 20,86 77,05

30 58,60 6,10 1,62 1,16 1,10 19,10 15,30

40 47,68 6,10 1,64 1,15 1,20 18,15 73,93

50 47,50 6,20 1,75 1,13 1,35 16,98 73,10

Таблица 3

Содержание Редуцирующие амаранта вещества, в заторе, % % мальтозы рН Относительная вязкость Кислотность, к. ед. Цвет, цв. ед. Аминный азот, г/100 см3 Конечная степень сбраживания сусла, %

0 72,95 5,90 1,50 2,00 0,95 23,00 78,15

10 72,05 6,10 1,56 1,90 1,10 21,90 77,30

20 63,90 6,10 1,58 1,90 1,15 21,40 77,20

30 59,70 6,20 1,59 1,83 1,35 20,30 76,00

40 48,18 6,20 1,62 1,60 1,40 17,10 74,50

50 48,00 6,40 1,70 1,10 1,50 14,80 74,10

20 15 -10 5 -0

44

30

25

18 18

15

0

20 30 40

Содержание амаранта, %

10

50

60

Рис. 3. Зависимость продолжительности осахаривания от содержания амаранта в заторе, приготовленном с применением ферментного препарата

80 70 60 50 40 30 20 10 0

65 68

45 50

40 41

30

Содержание амаранта, %

0

10

20

40

50

60

Рис. 4. Зависимость продолжительности фильтрования от содержания амаранта в заторе, приготовленном с применением ферментного препарата

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

78,097 73,62

69,289 -64,79-------------

53,99

50,793

30 40

Содержание амаранта, %

0

10

20

50

60

Рис. 5. Зависимость выхода экстракта от содержания амаранта

в заторе, приготовленном с применением ферментного препарата

личивается с 15 до 30 мин, фильтрования — с 40 до 50 мин, выход экстракта уменьшается с 78,15 до 67,02%. С увеличением содержания амаранта в заторе с 30 до 50% результаты затирания резко ухудшаются.

Физико-химические показатели анализируемых образцов лабораторного сусла (табл. 2) свидетельствуют о том, что с увеличением доли амаранта в заторе показатели конечной степени сбраживания, аминного азота, кислотности, содержания мальтозы снижаются, а показатели вязкости, цвета и рН увеличиваются.

Использование при затирании более 20 % амаранта в образцах сусла значительно снижает содержание аминного азота. Это отрицательно скажется на развитии дрожжей, так как пивное сусло будет обеднено низкомолекулярными формами азота, необходимого для питания дрожжей [9].

Таким образом, без использования ферментного препарата можно приготовить пивное сусло с максимальным содержанием амаранта в заторе 20%.

Далее данные образцы лабораторного сусла охмеляли. Норму внесения хмелепродуктов определяли исходя из значения показателя горьких веществ горячего сусла и показателей перерабатываемых хмелепродуктов в соответствии с ТН 10-04-06-136. Норма горьких веществ хмеля с базисными показателями по цвету 0,8-1,0 г на 1 дал горячего сусла. Использовали гранулированный хмель влажностью 11,02 %, с содержанием а-кислоты 8%. Хмель задавали по следующему режиму: 90% через 15 мин после начала кипячения и 10% общей нормы за 30 мин до окончания кипячения сусла.

Результаты анализа охмеленного сусла представлены в табл. 3. Они подтверждают данные об изменении показателей лабораторного сусла (см. табл. 2) в зависимости от содержания амаранта в заторе.

На следующем этапе исследования готовили образцы лабораторного и охмеленного сусла с использованием ферментного препарата «Термамил SC».

Экспериментальные данные, характеризующие процесс затирания,

Г30

ПИВО и НАПИТКИ

3 • 2011

представлены на рис. 3-5. Они свидетельствуют о том,что с увеличением доли амаранта в заторе с 20 до 30% продолжительность осахарива-ния увеличивается с 18 до 25 мин, фильтрации — с 45 до 50 мин, выход экстракта уменьшается с 69,29 до 64,79%. При дальнейшем увеличении содержания амаранта в заторе с 30 до 50% результаты затирания резко ухудшаются.

Результаты исследования лабораторного (табл. 4) и охмеленного (табл. 5) сусла показывают, что с увеличением содержания амаранта в заторе до 30% показатели конечной степени сбраживания, содержание мальтозы, аминного азота, кислотности снижаются незначительно. Показатели вязкости и рН несколько увеличиваются.

С использованием при затирании свыше 30% амаранта показатели лабораторного и охмеленного сусла значительно ухудшаются: уменьшается содержание аминного азота, снижается конечная степень сбраживания, возрастает относительная вязкость.

Данные, представленные на рис. 3-5 и в табл. 4 и 5, показывают, что использованием ферментного препарата «Термамил $С» можно приготовить стандартное пивное сусло с максимальным содержанием амаранта в заторе 30%.

Сбраживание охмеленного сусла, полученного с использованием 30% амаранта в заторе и ферментного препарата «Терминал SC», проводили обычным способом в течение 7 сут при температуре 5...6 °С и норме задачи дрожжей из расчета 0,5 л на 1 гл сусла.

Показатели качества молодого пива на 7-е сутки брожения, представленные в табл. 6, находятся в пределах, установленных для молодого пива.

Физико-химические показатели нового сорта пива с использованием 30% амаранта в сравнении с контрольным образцом, представленные в табл. 7, соответствуют СТБ-395-2005 на светлые сорта пива.

На основании проведенных исследований разработана рецептура нового сорта пива с пониженным содержанием глютена и массовой долей сухих веществ начального сусла 10%: солод ячменный 70-80%, амарант 30-20%, ферментный препарат

Таблица 4

Содержание Редуцирующие амаранта вещества, в заторе, % % мальтозы рН Относительная вязкость Кислотность, к. ед. Цвет, цв. ед. Аминный азот, г/100 см3 Конечная степень сбраживания сусла, %

0 71,35 5,60 1,56 2,20 0,45 21,15 78,60

10 71,98 5,60 1,58 2,05 0,50 21,00 77,50

20 71,15 5,75 1,59 1,85 0,60 20,66 77,10

30 67,40 5,80 1,61 1,80 0,80 19,95 75,90

40 62,82 5,85 1,62 1,58 1,20 18,50 73,45

50 59,14 5,95 1,62 1,45 1,35 18,01 73,25

Таблица 5

Содержание Редуцирующие амаранта вещества, в заторе, % % мальтозы рН Относительная вязкость Кислотность, к. ед. Цвет, цв. ед. Аминный азот, г/100 см3 Конечная степень сбраживания сусла, %

0 72,95 5,60 1,55 2,22 0,95 23,1 78,60

10 75,35 5,65 1,56 2,10 1,15 22,4 77,90

20 71,85 5,80 1,57 1,90 1,25 21,7 77,30

30 68,38 5,85 1,58 1,85 1,35 21,0 76,40

40 67,41 5,58 1,59 1,62 1,45 18,2 73,80

50 60,21 6,00 1,61 1,50 1,50 15,4 73,40

Таблица 6

Образец молодого пива Содержание действительного экстракта, % Содержание видимого экстракта, % Содержание дрожжевых клеток, млн шт/см3 Содержание спирта, об.% Кислотность, к. ед. рН Цвет, цв. ед.

0% амаранта 4,70 3,50 5,2 2,67 2,30 4,47 0,80

30% амаранта 4,80 3,60 5,0 2,58 2,12 4,50 1,25

Таблица 7

Образец готового пива Массовая доля сухих веществ в начальном сусле,% Действительный экстракт, % Видимый Содержание экстракт, спирта, % об.% Кислотность, к. ед. рН Цвет, цв. ед.

0% амаранта 10 3,70 2,80 2,75 2,35 4,15 0,70

30% амаранта 10 3,75 2,90 2,70 2,24 4,20 1,15

«Термамил SC», горький хмель гранулированный.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бэмфорт, У. Новое в пивоварении. Научные основы и технологии/У. Бэмфорт. — СПб.: Профессия, 2007. — С. 58-59.

2. Косминский, Г. И. Диабетическое пиво с пониженным содержанием глю-тена /Г. И. Косминский, Н. Г. Царева, М. П. Лустенкова // Пиво и напитки. — 2009. — № 6. — С. 11-14.

3. Кононков, П. Ф. Амарант — перспективная культура XXI века./П. Ф. Кононков, В. К. Гине, М. С. Гине. — М.: Издательство РУДН, 1999.

4. Кадыров, С. В. Зерновой амарант — перспективная культура ЦЧР /С. В. Кадыров, Л. А. Мирошниченко, Т. А. Лященко, В. Ю. Иванников// Сб. научных трудов

«Повышение урожайности полевых культур». — Воронеж: ВГАУ, 2004.

5. Шмалько, Н. А. «Бессмертный» ама-рант/Н. А. Шмалько, Ю. Ф. Росляков // Пищевые ингредиенты, сырье и добавки. - 2004. — № 1. — С. 71-73.

6. Железнов, А. В. Амарант — хлеб, зрелище и лекарство /А.В. Железнов// Химия и жизнь. — 2005. — № 6. — С. 56-61.

7. Косминский, Г. И. Технология солода, пива и безалкогольных напитков. Лабораторный практикум по технологическому контролю производства/Г. И. Косминский. — Минск: Дизайн ПРО, 2001. — 352 с.

8. Кунце, В. Технология солода и пива /

B. Кунце — СПб.: Профессия, 2003. —

C. 245-251.

9. Булгаков, Н. И. Биохимия солода и пи-ва/Н. И. Булгаков. — М.: Пищевая промышленность, 1976. — С. 210.

3 • 2011

ПИВО и НАПИТКИ