Производство солода из тритикале для напитков брожения Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ

УДК 663.43/.44

Производство солода из тритикале для напитков брожения

К. В. Кобелев,

канд. техн. наук; А. В. Бойков; И. Н. Грибкова,

канд. техн. наук; И. В. Селина; М. С. Созинова

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

Проблема применения различного вида зернового сырья имеет актуальное значение в рамках отечественного производства продуктов питания, в том числе напитков брожения.

Как известно, в настоящее время в большей степени перерабатывают ячмень, пшеницу, рожь, а также получаемый из данных зерновых культур солод. Кроме того, наряду с традиционными видами злаков применяют такие зерновые, как тритикале, амарант, сорго, гречиху, овес и т. д., которые до недавнего времени шли преимущественно на кормовые цели.

Среди перечисленных альтернативных культур следует отметить тритикале, как наиболее перспективный вид зернового сырья.

Первые сорта тритикале для производства начали выращивать в 1961 г. в Канаде [1]. В 1970 г. этой культурой в мире было занято 100 тыс. га, в 1975 г. — более 500 тыс. га, в 1985 г. — более 750 тыс. га. В России до недавнего времени под тритикале было выделено около 350 тыс. га. Рост площадей продолжается, и можно прогнозировать, что в ближайшие годы тритикале займет более 500-600 тыс. га. Наибольшие ее площади сосредоточены в Белгородской, Воронежской, Волгоградской, Ростовской областях, а также в Краснодарском и Ставропольском краях [2, 3].

Анализ мировых генетических ресурсов тритикале, сосредоточенных в коллекции Всероссийского НИИ растениеводства имени Н. И. Вавилова, показывает, что в последние

10-15 лет сорта этой культуры неузнаваемо изменились [4]. Селекционеры преодолели многие присущие ей недостатки: частичную стерильность цветков, морщинистость зерна, высо-корослость, изреженность стеблестоя к уборке и др. Современные сорта тритикале успешно конкурируют по урожайности зерна и зеленой массы с лучшими сортами ржи, ячменя, овса и пшеницы. При этом они имеют повышенное содержание лизина в белке; способны расти на бедных, подтопляемых и кислых почвах; хорошо переносят неблагоприятные условия перезимовки и резкие похолодания в весенне-летний период; устойчивы ко многим грибным болезням; лучше других зерновых культур подходят для малозатратных, ресурсосберегающих технологий (из-за способности усваивать больше питательных веществ из почвы и существенно меньшей потребности в химической защите).

В настоящее время основные районы культивирования тритикале — Восточная и Центральная Европа. Страны — лидеры по производству этой культуры — Германия, Польша, Венгрия и Белоруссия [5]. Россия также удачно возделывает эту культуру — в Государственном реестре селекционных достижений насчитывается 58 сортов озимой тритикале и восемь сортов яровой [6].

Тритикале, как зерновая культура, находит широкое применение в хлебопекарной и спиртовой промышленности, но для использования ее в производстве напитков, в частности на зерновой основе, необходимы нормативные документы, регламен-

36 ПИВО и НАПИТКИ 5 • 2014

тирующие физико-химические показатели как тритикале, так и солода из нее [7].

Во ВНИИПБиВП в рамках ежегодного мониторинга качества различных зерновых культур [8] в 2013 г. была проведена работа по определению исходных требований, предъявляемых к зерновому сырью, в том числе к тритикале, для получения солода.

В работе было исследовано четыре сорта тритикале, два из которых принадлежат зональному НИИ сельского хозяйства Северо-Востока им. Н. В. Рудницкого РАСХН — Зимогор, Консул, и два сорта тритикале — Легион и Бард — Донскому зональному НИИ сельского хозяйства.

На первом этапе стояла задача изучить возможность использования данных сортов в производстве солода. Для этого были определены физико-химические показатели образцов тритикале (табл. 1).

Оценку зерна проводили в соответствии с требованиями, предъявляемыми к зерновому сырью для переработки на солод. Так все представленные образцы тритикале отличались, в первую очередь, высокой прорастаемостью (93,1-96,0%), сорта Легион и Бард — высокими показателями натуры и массы 1000 зерен, что свидетельствует об их крупности и крахмалистости. Содержа-

ние белковых веществ варьировалось в пределах 11,0-13,4%, содержание пентозанов — 5,3-6,3%.

Данные физико-химического анализа свидетельствуют о пригодности исследуемых образцов тритикале к дальнейшей переработке. Поэтому следующей задачей стало проведение соложения данных сортов и определение качественных показателей готового солода.

С тем, чтобы проследить влияние сортовых особенностей тритикале на процесс соложения, из представленных образцов были выбраны два сорта — Зимогор и Легион, отличающиеся друг от друга по физико-химическим показателям. Согласно данным табл. 1, первый сорт имел достаточно мелкое зерно, о чем свидетельствует показатель массы 1000 зерен, а также повышенное содержание белка. Второй сорт, в свою очередь, отличался более крупным размером зерна, меньшим содержанием белковых веществ и пентозанов.

Работа по солодоращению предусматривала получение двух типов тритикалевого солода: светлого и темного. Технология солода включала стадии замачивания, проращивания, томления (для темного солода) и сушки.

Соложение проводили на микросолодовне марки Бее§ег (Германия) по следующему режиму. За-

Таблица 1

Показатель Сорт тритикале

качества Зимогор Консул Легион Бард

Содержание влаги, % 7,1 7,2 10,7 9,4

Натура, г/ дм3 666 665 670 685

Прорастаемость (на 5-е сут), % 96,0 92,7 93,1 92,9

Масса 1000 зерен, г 41,6 48,2 52,4 53,1

Содержание белка, % 13,1 13,4 11,0 10,1

Содержание пентозанов, % 6,3 5,9 5,3 5,5

Таблица 2

Показатель Время проращивания, сут

1 2 3 4 5

Зимогор

Влажность, % 44,2 44,0 44,1 44,2 44,0

Содержание белка, % 13,1 13,1 13,0 12,9 12,9

Содержание аминного азота, мг/100 см 17,2 25,0 34,9 45,1 47,2

Содержание пентозанов, % 6,3 5,9 5,5 5,3 5,2

Легион

Влажность, % 44,5 44,5 44,3 44,4 44,3

Содержание белка, % 11,0 11,0 10,9 10,9 10,8

Содержание аминного азота, мг/100 см 20,5 28,7 41,8 50,2 55,4

Содержание пентозанов, % 5,2 4,9 4,9 4,8 4,7

мачивание: 24 ч при температуре 12 °С до достижения степени замачивания 42-46%; проращивание: 5 сут — для светлого, 3 сут — для темного солода при температуре 12 °С; томление: 5 сут с постепенным подъемом температуры с 12 до 70 °С; сушка: 24 ч с увеличением температуры до 95 °С до достижения влажности не более 6%.

При получении светлого солода, как источника ферментов, особое внимание уделяли контролю накопления основных групп гидролитических ферментов (амилолитической и протеолитической активности) по дням проращивания. Также параллельно определяли уровни содержания белка (общего азота), аминного азота и пентозанов, характеризующие глубину гидролиза биополимеров зерна и влияющие, в конечном итоге, на качество готового солода. Данные изменения физико-химических показателей в процессе проращивания представлены в табл. 2, динамика ферментативных активностей — на рис. 1.

В анализируемых образцах за счет ферментативного гидролиза белковых веществ солода происходит образование низкомолекулярных продуктов расщепления — аминно-го азота, содержание которого в процессе проращивания увеличивается практически в три раза, при этом концентрация общего азота остается приблизительно на одном уровне. Активное растворение белка особенно важно при получении темного солода, так как в таком случае образуется достаточное количество соединений, необходимых для реакции меланоидинообразования.

Кроме того, происходит незначительное снижение содержания пентозанов на 0,5-1,1 %. Известно, что некрахмальные полисахариды влияют на дальнейшую переработку, затрудняя технологический процесс, поэтому получение солода с низким содержанием данных веществ имеет важное значение.

Что касается изменения ферментативных активностей, то в ходе проращивания в обоих образцах происходит интенсивное образование амилолитических и протео-литических ферментов. При этом сорт тритикале Легион отличается лучшей динамикой данного процесса. При одних и тех же условиях оптимум амилолитической активно-

5 • 2014 ПИВО и НАПИТКИ 37

сти у этого сорта наблюдается уже по истечении 4 сут ращения и данный показатель практически не возрастает, тогда как в зерне второго образца синтез ферментов еще продолжается, тем самым увеличивая общую продолжительность процесса соложения. Активное формирование комплекса протеолитических ферментов начинается после 2 сут ращения и продолжается у того и другого сорта до 4 сут.

Характер кривых накопления ферментативных активностей при проращивании тритикале схож с процессом образования ферментов в ячмене [9].

В табл. 3 приведены качественные показатели готового светлого солода, полученного в результате опытного соложения представленных сортов тритикале.

Представленные результаты свидетельствуют о возможности использования данных зернопродуктов в производстве напитков брожения. Причем солод, полученный из сортов Легион и Бард, предпочтительнее. Данные солода имели высокий показатель массовой доли экстракта 84,3% и 85,3% соответственно, достаточный уровень амилаз, что отражается на небольшой продолжительности осахаривания.

Следующим этапом работы было получение темного солода. Отличительная особенность технологии солода этого типа — процесс томления, предшествующий стадии сушки.

По окончании 3 сут ращения, согласно графику, представленному на рис. 1, достигнут уровень ферментативной активности, достаточный для проведения дальнейших технологических процессов, связанных с получением темного солода, и поэтому нет необходимости, в отличие от слу-

700

___^--1-щ

5 600 -

о 5001 400 -

г

1 3001> Ь 200-х

| 100г <

0 0,50 -I > 0,45 - а) £ 0,40 - и § 0,35-| 0,30£ 0,25-| 0,201 0,15- О 0,10-1 11 0,05 - а 2 3 Продолжительность проращивания, сут 4 5

2 3 Продолжительность проращивания, сут « Зимогор в Легион 5

Рис. 1. Динамика активностей ферментов солода в процессе ращения

чая со светлым солодом, продолжать его проращивание.

Значимыми параметрами, контролируемыми в процессе томления, являются уровни накопления кислотности и цвета. Данные, полученные по результатам исследования физико-химических показателей темного солода по дням томления, представлены на рис. 2.

Графики наглядно демонстрируют отличие в уровне накопления кисло-то- и цветообразующих компонентов солода по сортам. Так, резкое увеличение кислотности в обоих образцах наблюдается на 2 сут томления, однако при соложении сорта Легион

Таблица 3

Показатель Сорт тритикале

Зимогор Консул Легион Бард

Массовая доля влаги, % 7,1 7,2 5,0 5,2

Массовая доля экстракта в сухом веществе солода тонкого помола, % 80,1 79,5 85,3 84,3

Продолжительность осахаривания, мин 25 25 10 15

Содержание белка, % 12,8 13,0 10,8 9,9

Содержание пентозанов, % 5,2 5,0 4,7 4,9

Амилолитическая активность, ед/г 343 365 390 379

Протеолитическая активность, ед/г 0,35 0,37 0,41 0,40

Лабораторное сусло:

цвет, ц. ед. 1,6 1,4 0,9 0,9

кислотность, к. ед. 11,5 11,7 15,3 15,3

данный процесс протекает более интенсивно по сравнению с сортом Зи-могор. Подобную тенденцию можно отметить и по отношению к показателю «цвет», который по окончании сушки у сорта Легион становится в три раза выше.

Качественные показатели готового темного солода из исследуемых сортов тритикале представлены в табл. 4.

Темный солод отличается высокими показателями массовой доли экстракта (79,5-87,7%) и кислотности (42,7-49,5%). По показателю «цвет» сорта Легион и Бард значительно превосходят первые два образца, что делает их более предпочтительными при производстве солода темного типа.

Таким образом, проведенные в рамках данной работы испытания показали возможность использования представленных сортов тритикале для переработки на солод, качество которого будет отвечать требованиям, предъявляемым к зерновому сырью при производстве напитков брожения. Более того, полученный солод по значимым показателям не уступает нормам, установленным в стандартах [10, 11, 12] на применяемые в бродильном производстве ячменный, ржаной, пшеничный солод.

38 ПИВО и НАПИТКИ

5 • 2014

60 50 5 40 | 30

О

| 20 10 0

30 25

S 20" £ 15' 10 5 0

3 4

Продолжительность томления, сут

сушка

1 — -' - -t- --♦--

3 4 5

Продолжительность томления, сут

сушка

" Зимогор

Легион

Рис. 2. Изменение показателей титруемой кислотности и цвета темного солода в процессе томления

1

2

5

1

2

Показатель Сорт тритикале

Зимогор Консул Легион Бард

I Массовая доля влаги, % 6,2 6,8 7,5 7,2

Массовая доля экстракта в сухом веществе солода, %:

при холодном экстрагировании 44,1 44,5 45,7 45,4

при горячем экстрагировании с вытяжкой из ячменного солода 79,5 78,9 87,7 85,9

Кислотность при холодном экстрагировании, к. ед. 42,7 42,3 49,5 43,9

Цвет при холодном экстрагировании, ц. ед. 9,2 8,8 28,4 21,4

Согласно результатам исследования, солод из тритикале наибольший интерес будет представлять в

Таблица 4

производстве экстрактов и концентратов для напитков на зерновой основе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Корячкина, С. Я. К70 Технология хлеба из целого зерна тритикале: монография/С. Я. Корячкина, Е.А. Кузнецова, Л. В. Черепнина. — Орел: Госуниверситет—УНПК, 2012. — 177 с.

2. Гужов, Ю. П. Тритикале — достижения и перспективы селекции/Ю. П. Гужов // Сельскохозяйственная биология. — 1978. — № 2. — Т. 13. — С. 169-179.

3. Шевченко, В. Е. История создания тритикале // В. Е. Шевченко, Н. Т. Павлюк, В. В. Верзи-лин./Тритикале. — Воронеж, 1997. — С. 7-14.

4. Мережко, А. Ф. Тритикале — перспективная культура для Северо-Запада/А. Ф. Мережко // Сельскохозяйственные вести. — 2007. — № 2. — С. 25-26.

5. Рынок тритикале России, Украины и Беларуси // Архив материалов за апрель 2009. — 2009 [Электронный ресурс]. URL: http://www.agro.ru/news/main. aspx (дата обращения: 10.01.2010).

6. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. — М., 2013. —С. 15-16.

7. Свойства тритикале и перспективы ее использования в бродильных производствах/К. В. Ко-белев [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2013. — № 5. — С. 41-53.

8. Мониторинг качества ржи и тритикале/К. В. Кобелев [и др.] // Пиво и напитки. — 2013. — № 1. — С. 40-43.

9. Нарцисс, Л. Пивоварение. Т. 1. Технология солодоращения/Л. Нарцисс; пер. с нем. под общ. ред. Г. А. Ермолаевой и Е. Ф. Ша-ненко. — СПб.: Профессия, 2007. — 584 с. (Серия: Научные основы и технологии).

10. ГОСТ Р 52061-2003 «Солод ржаной сухой. Технические условия».

11. ГОСТ 29294-92 «Солод пивоваренный ячменный. Технические условия».

12. 7У9184-059-00334600-09 «Солод пивоваренный пшеничный. Технические условия». <S

Производство солода из тритикале для напитков брожения

Ключевые слова

зерно; качественные показатели тритикале и солода из него; мониторинг качества зерна; напитки брожения; режимы солодоращения; солод; тритикале.

Реферат

В статье исследуются динамика изменения качественных показателей тритикале с целью получения из него светлого и темного солода для применения в технологии напитков брожения.

Авторы

Кобелев Константин Викторович, канд. техн. наук;

Бойков Алексей Викторович;

Грибкова Ирина Николаевна, канд. техн. наук;

Селина Ирина Васильевна;

Созинова Марина Сергеевна

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности 119021, Москва, ул. Россолимо, д. 7, Kobelev@vniinapitkov.ru

Triticale Malt Production for Beverages

Key words

grain; quality characteristics of triticale and it's malt; grain quality monitoring; breweres; malting regimes; malt; triticale.

Abstract

There is investigates triticale qualitative modification dynamics to obtain light and dark malt for producing beverages in this article.

Authors

Kobelev Konstantin Viktorovich, Candidate of Technical Science; Boikov Alexey Viktorovich;

Gribkova Irina Nikolaevna, Candidate of Technical Science; Selina Irina Vasilievna; Sozinova Marina Sergeevna

All-Russian Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industries, 7 Rossolimo St., Moscow, 119021, Russia, Kobelev@vniinapitkov.ru

5 • 2014 ПИВО и НАПИТКИ 39