CC BY
33
УДК 663.479.1
Разработка критериев идентификации квасов
Исследование влияния различных микроорганизмов на накопление летучих веществ в квасах
К. В. Кобелев, канд. техн. наук;
И. В. Селина, М. С. Созинова, М. А. Зенина
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Россельхозакадемии
Ключевые слова: квас; летучие компоненты; дрожжи; молочнокислые бактерии.
Keywords:: kvass; volatile matters;yeasts; lactic bacteria.
Продолжение.
Начало см. ПиН № 6,2010.
В процессе брожения различного сырья (зернового, виноградного и др.) помимо этилового спирта образуется большое количество разнообразных продуктов, позволяющих формировать вкус и аромат напитка. Вкус конечного продукта определяется побочными продуктами обмена веществ дрожжей, такими, как алифатические и ароматические спирты, эфиры, органические кислоты, альдегиды, кето-ны и т. д.
В основном количество образовавшихся вышеперечисленных продуктов
зависит от условий брожения и расы используемых дрожжей.
Образование высших спиртов при сбраживании протекает несколькими путями: согласно теории Эрлиха, дрожжи потребляют некоторые аминокислоты путем дезаминирования с образованием высших спиртов; высшие спирты могут образовываться и без участия аминокислот, например через уксусную кислоту по схеме
уксусная кислота ^ ацетоацетат ^ ^ ацетоин ^ изопропанол.
Высшие спирты представляют собой летучие вещества с определенны-
Таблица 1
Спирт Структурная формула Запах
Метанол Н-СН2ОН Винный
Этанол СН3-СН2ОН —
Пропанол сн3-сн3-сн2он Неприятный резкий, при разбавлении приятный
Изопропанол СН3-СНОН-СН3 То же
Метил-2-пропанол-1 (СН3)2-СН-СН2ОН С разбавлением,тонкий
н-Бутанол СН3-СН2-СН2-СН2ОН Маслянистый
н-Пентанол СН3-(СН3)2-СН2ОН Резкий
Метил-3-бутанол-1 (СН3)2-СН-СН2-СН2ОН Сивушный тон
Метил-2-бутанол-1 | СН, сн3-сн2-сн-сн2он —
Гексанол СН3-(СН2)4-СН2ОН Жирный, фруктовый
Гептанол СН3-(СН2)5-СН2ОН Фруктово-цветочный
Октанол ^-(^.-С^ОН С разбавлением, цветочный
Нонанол СН3-(СН2)7-СН2ОН Розы
Деканол СН3(СН2)8-СН2ОН Цветочный
ми запахом и вкусом, особенно заметно проявляющимися после образования из них эфиров.
Сложные эфиры образуются из летучих и нелетучих органических кислот и высших спиртов как продукты жизнедеятельности дрожжей в результате реакций этерификации. Сложные эфиры — ароматические вещества, характеризующие букет напитка.
Большинство работ, в которых изложены оттенки и пороки, определяемые минорными компонентами в формировании аромата напитка, посвящено винодельческой продукции [1, 2 и др.], меньшее количество работ — пивоваренной [3, 4] и совсем ничтожно малое — квасоварению [5]. А между тем подход к определению аутентичности кваса, заключающийся в идентификации типичных микрокомпонентов, имеет право на существование [6].
Данные исследования помогут предприятиям защитить «свои» бренды, а потребителям выбрать именно такой напиток, который бы по своим вкусовым свойствам оставался единственным и неповторимым.
Известно, что аромат сброженного напитка определяется ароматом исходного сырья, ароматом, образующимся в ходе брожения сусла, и ароматом, появляющимся по мере технологической обработки, выдержки и созревания.
В табл. 1 представлены характеристики запаха спиртов в зависимости от их строения.
Немаловажная роль в образовании «нежелательных» ароматов принадлежит и различным микроорганизмам, присутствующим в бродящей среде.
Далее мы приводим ряд примеров, являющихся последствиями жизнедеятельности микроорганизмов.
Появление уксуснокислого тона связано с наличием большого количества этилацетата. В концентрации более 150 мг/дм3 развивается неприятный запах уксуса. Известно, что уксусная кислота и, как следствие, этилацетат помимо уксуснокислых бактерий продуцируется рядом микроорганизмов — дрожжами Candida, Hansenula, Brettanomyces, а также гетероферментативными молочнокислыми бактериями [7].
В результате воздействия молочнокислых бактерий, а также в процессе активного яблочно-молочного брожения образуется значительное количество молочной кислоты и диа-цетила. Если содержание последнего
1 • 2011
23
Таблица 2
Содержание летучих компонентов, мг/л
№ образца Квас Ацетальдегид Ацетон Этилацетат Метанол 2-Пропанол 1-Пропанол Изобутанол 1-Бутанол Изоамилол Этиллактат Этилкапронат Суммарное содержание
1 «Хлебный край» (ОАО «Балтика») 2,310 0,354 1,724 0,478 0,115 2,934 4,316 0,169 17,302 0,261 — 29,963
«Москвас»
2 (ЗАО «Московская пивоваренная компания») 9,798 1,349 1,612 0,579 0,114 7,374 13,960 0,138 31,633 6,906 0,163 73,626
3 «Классический» (ОАО «Дека») 4,355 0,615 0,771 0,243 0,188 2,147 7,762 — 26,922 0,449 0,213 43,665
4 «Русский дар» (ОАО «Дека») 4,871 0,396 0,816 0,257 0,160 1,719 6,371 — 21,971 5,069 — 41,630
5 «Никола» (ОАО «Дека») 2,414 0,564 0,740 0,430 0,127 1,221 4,169 — 16,254 0,449 — 26,368
6 «Очаковский» (ЗАО МПБК «Очаково») 3,477 0,159 1,316 0,225 0,211 1,474 6,491 — 21,117 2,369 — 36,839
7 «Кружка и бочка» («Кока-кола») 16,457 0,127 0,498 0,111 0,073 1,737 7,799 — 18,242 1,011 — 46,055
1234567 1234567 1234567 Образцы Образцы Образцы
Этиллактат Ацетон Этилацетат
Рис. 1. Содержание этиллактата, ацетона и этилацетата в промышленных образцах кваса (номера образцов из табл. 2)
составляет от 1 до 4,5 мг/дм3, может появиться тон кислой капусты [8, 9].
При наличии бактерий Clostridia наряду с масляной и уксусной кислотами образуются этанол, 2-пропанол, ацетоин, ацетон, этилбутират, придающие напитку эфирный аромат, напоминающий ромовую эссенцию [10].
Образующиеся при брожении летучие вещества принадлежат к различным группам химических соединений: высшие спирты, летучие кислоты, эфиры, альдегиды и их производные, серосодержащие вещества.
Пируват и ацетальдегид — важнейшие метаболиты дрожжей, высокое содержание которых создает неприятный букет.
По мнению ряда авторов, летучие компоненты играют существенную роль в создании вкуса и аромата напитков
брожения, причем последовательность их влияния по мере убывания располагается следующим образом: эфиры, диацетил, кислоты, высшие спирты.
Данная работа является продолжением исследований, проводимых во ВНИИПБиВП. Первая часть исследований опубликована в журнале «Пиво и напитки» № 6, 2010 г. и посвящена влиянию различных микроорганизмов на накопление органических кислот в квасах.
В нашей работе приведены результаты по влиянию тех же используемых ранее микроорганизмов на накопление летучих компонентов в квасах.
Исследования проводили по той же схеме, что и в предыдущей работе: определяли содержание летучих компонентов в образцах квасов, сделанных ведущими производителями России, а
затем в образцах квасов, полученных в лабораторных условиях на основе сусла из концентрата квасного сусла с применением различных рас дрожжей и молочнокислых бактерий (МКБ), а также их смесей в виде заквасок.
Определение летучих веществ во всех образцах кваса проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на хроматографе «Agilent» (США).
Содержание летучих компонентов в квасах различных производителей представлены в табл. 2 и на рис. 1, 2 и 3.
Из данных, представленных в табл. 2, видно, что суммарное содержание летучих веществ в образцах кваса разных производителей колеблется от 26,4 до 73,6 мг/л, что наглядно свидетельствует о различном составе сырья и используемых рас дрожжей и молочнокислых бактерий.
Анализируя табл. 2, рис. 1, 2 и 3, следует констатировать следующее:
• всего в двух образцах обнаружено наличие 1-бутанола (образцы 1 и 2) и этилкапроната (образцы 2 и 3). Вероятно, эти соединения не типичны для квасов и нет необходимости их определять в дальнейших исследованиях;
• самые высокие показатели (за исключением ацетальдегида) по всем исследованным соединениям обнаружены в образце 2. Это, вероятно, связано с наличием в составе сырья мальтозной патоки, состав редуцирующих веществ которой значительно отличается от состава углеводных компонентов, входящих в остальные образцы;
30 -
ib 15-
5 -
16,45
9,79
4,87
2,31 гл1|—
л___:L__
7,37
_
13,96
Гк
2,14
ГТттп
7,76 7,79
6,37 6,49
1 2 3 4 5 6 7 Образцы Ацетальдегид
1 2 3 4 5 6 7 Образцы 1-Пропанол
1 2 3 4 5 6 7 Образцы Изобутанол
1 2 3 4 5 6 7 Образцы Изоамилол
35 -г
25 -
20 -
10 -
4,16
0
Рис. 3. Содержание ацетальдегида, 1-пропанола, изобутанола и изоамилола в промышленных образцах кваса (номера образцов из табл. 2)
1234567 1234567 1234567 1234567 Образцы Образцы Образцы Образцы
Метанол 2-Пропанол 1-Бутанол Этилакапронат
Рис. 2. Содержание метанола, 2-пропанола, 1-бутанола и этилкапроната в промышленных образцах кваса (номера образцов из табл. 2)
• образцы 3 и 4, производимые ОАО «Дека», по всем показателям (за исключением этиллактата) находятся на одинаковом уровне. Повышенное содержание этиллактата в образце 4 объясняется наличием в составе сырья добавляемой молочной кислоты;
• следует отметить самое высокое содержание ацетальдегида в образце 7, составляющее 16,5 мг/л, что связано, вероятно, с наличием уксусной кислоты в составе сырья, используемого для получения кваса. По остальным показателям этот образец кардинально не отличается от всех других образцов.
Состав и содержание летучих компонентов в квасах, полученных в лабораторных условиях с различными расами дрожжей и молочнокислых бактерий, а также заквасок на их основе, представлены в табл. 3 и на рис. 4, 5 и 6.
Анализируя данные лабораторных исследований, представленные в табл. 3 и на рис. 4, 5 и 6, следует отметить следующее:
• наблюдается та же тенденция по содержанию 1-бутанола и этил-капрата, что и в промышленных образцах: содержание их либо полностью отсутствует, либо незначительно;
• наибольшее содержание изоамилола (от 40 до 46 мг/дм3) наблюдается в образцах, получен-
Таблица 1
Содержание летучих компонентов, мг/л
№ образца Состав Ацетальдегид Ацетон Этилацетат Метанол § н а с о р с - 1-Пропанол Изобутанол 1-Бутанол Изоамилол Этиллактат Этил-капронат Изоамил-ацетат Суммарное содержание
1 МКБ 11 раса 18,445 0,298 1,213 0,319 0,1:6 3,8:6 8,85: — 34,03: 6,075 — — 73,186
: МКБ 13 раса 27,188 0,:5: 0,727 0,304 0,159 :,657 7,438 — 27,340 1,893 — — 67,958
3 МКБ (LA3) 11,015 0,373 0,782 0,:94 0,:0: :,380 8,758 — 25,377 0,494 — — 49,678
4 Пивные дрожжи Lager Yeast 19,242 0,104 0,967 0,58: 0,151 3,486 25,878 — ::,07: :,359 — — 74,841
5 Дрожжи расы М-квасная 20,476 0,121 0,685 0,333 0,167 1,3:: 9,454 — 33,088 0,70: — — 66,348
6 Винные дрожжи 71B 40,800 0,343 1,0:: 0,819 0,150 :,564 12,805 0,047 ::,177 1,736 0,693 0,138 83,294
7 Хлебопекарные дрожжи Nevada 39,778 0,153 0,909 0,333 0,141 :,156 10,825 — 24,175 — — — 78,470
8 Пивные дрожжи Saflager s-23 49,177 0,073 0,829 0,319 0,139 3,:77 15,769 — :3,717 0,605 — — 93,905
9 МКБ (ЛВ-1) 10,767 0,325 0,824 0,19: 0,194 :,451 9,064 — 25,785 0,348 — — 49,950
10 МКБ (11+13 раса) + + дрожжи М-квасные 56,502 0,416 1,75: 0,471 0,::3 :,876 16,:46 0,176 45,591 6,060 0,300 0,210 130,823
11 Дрожжи винные 71B + + МКБ (LA3) 86,743 0,426 :,108 0,353 0,::5 5,:4: 19,590 0,198 45,056 5,368 0,131 — 165,440
1: Х/п дрожжи Nevada + + МКБ (ЛВ-1) 61,955 0,311 1,695 0,275 0,189 3,706 14,506 0,091 40,095 0,690 — — 1:3,513
1 • 2011
ПИ]
НАПИТКИ
25
100 -г-
123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 Образцы Образцы Образцы Образцы
Ацетальдегид Изобутанол Изоамилол Этиллактат
Рис. 4. Содержание ацетальдегида, изобутанола, изоамилола и этиллактата в экспериментальных образцах кваса (номера образцов из табл. 3)
4 -
1 -
123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 Образцы Образцы Образцы Образцы
Этилацетат 1-Пропанол 1-Бутанол Этилкапронат
Рис. 5. Содержание этилацетата, 1-пропанола, 1-бутанола и этилкапрата в экспериментальных образцах кваса (номера образцов из табл. 3)
0,9
^ 0,8 -мг
ю- 0,7 -
о
нен 0,6 о
1 0,5 -
X
I 0,4-ет
5 0,3 •
и
! 0,2-
0,41 0,42
0,4------------да------------------------
0 3 —029....И.......■.......-М,
и..............П П
0,12 01,
0,1
п--
0,22 0,22
0,15
0,12
015—Д,15 0,14
0,13
123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 123456789 10 11 12 Образцы Образцы Образцы Образцы
Ацетон Метанол 2-Пропанол Изоамилацетат
Рис. 6. Содержание ацетона, метанола, 2-пропанола и изоамилацетата в экспериментальных образцах кваса (номера образцов из табл. 3)
0,81
0,21
0,2
ных с помощью симбиоза культур — дрожжей и МКБ (образцы 10-12);
содержание метанола во всех исследуемых образцах колеблется от 0,19 до 0,81 мг/л;
наибольшее содержание ацетальде-гида отмечено в образцах 11 и 12 с применением сухих дрожжей и молочнокислых бактерий; суммарное же содержание летучих веществ в образцах кваса, полу-
ченных в лабораторных условиях с использованием различных рас дрожжей и МКБ, а также заквасок на их основе, составляет от 49,6 до 165,4 мг / л, что характерно для условий проводимого эксперимента.
Полученные данные по составу летучих компонентов в квасах наглядно свидетельствуют о том, что при подборе используемых рас дрожжей и молочнокислых бактерий и заквасок на их основе следует уделять особое внимание составу сусла и компонентам, с помощью которых оно было получено.
Особое внимание при создании органолептических показателей готового кваса нужно уделять технологии процесса брожения: температуре, рН, продолжительности процесса, наличию кислорода, а также санитарии производства, обеспечивающей отсутствие посторонних микроорганизмов, оказывающих негативное влияние на вкус и аромат готового кваса.
Таким образом, при проведении дальнейших исследований для создания критериев идентификации квасов будет учтено влияние основных факторов процесса ферментации квасного сусла, регламентация которых позволит получить квас со стабильными органолептическими показателями.
ЛИТЕРАТУРА
1. Герасимов, М. А. Созревание и старение ви-на/М. А. Герасимов. — М.: Пищевая промышленность, 1939.
2. Писарницкий, А. Ф. Ароматообразующие вещества вин и коньяков: дис... канд. биол. наук/А. Ф. Писарницкий. — М., 1980.
3. Кунце, В. Технология солода и пива: пер. с немецкого/В. Кунце. — СПб.: Профессия, 2001. — 912 с.
4. Главачек, А. Пивоварение: пер. с чешского /А. Главачек, А. Лхотский — М.: Пищевая промышленность, 1977. — 623 с.
5. Елисеев, М. Н. Состав квасов брожения и квасного напитка/М. Н. Елисеев, А. Е. Па-талаха, С. В. Волкович // Пиво и напитки. — 2008. — № 5. — С. 46-47.
6. Елисеев, М. Н. Аутентичность аминокислотного состава квасов/М. Н. Елисеев, А. Е. Па-талаха, Л. К. Емельянова // Пиво и напитки. — 2010. — № 4. — С. 8-10.
7. Lafon-Laforcade S., Lucmaret V., Jogeux A. // Conn. Vigne Vin. — 1980. — № 14. P. 183-194.
8. Ditrich. H., Kerner, E. // Wein — Wiss. — 1964. — № 19. — P. 528-535.
9. Ditrich, H./Jn: Microbiologie des Wines. Ulmer — Vrlag Edit, Stuttgart, 1987, P. 138-147.
10. Maujean, F., Millery, P., Lemaresquier, H. // Rew. Fr. Ocnol. — 1985. — № 99. — P. 55-62.
11. Кобелев, К. В. Разработка критериев идентификации квасов. Ч. 1/К. В. Кобелев, И. В. Селина, М. С. Созинова, М. А. Зени-на // Пиво и напитки. — 2010. — № 6. — С. 30-33. ®
АПК подает сигнал SOS
5 октября 2010 г. на Президиуме Правительства РФ обсуждался вопрос излишних административных барьеров, препятствующих развитию АПК РФ. 10 декабря 2010 г. состоялись общественные слушания по теме «Административные барьеры и коррупцеемкие практики, препятствующие развитию бизнеса», в ходе которых был представлен доклад, подготовленный Рабочей группой Общественной палаты РФ по агропромышленному комплексу и продовольственным рынкам.
В ходе подготовки доклада было проведено анкетирование представителей более чем 70 отраслевых союзов и ассоциаций, взаимодействующих с Министерством сельского хозяйства РФ. Для общественных слушаний были отобран ряд практик, которые создают дополнительные административные барьеры, носят самый неприглядный характер, затрудняют модернизацию и технологическое обновление предприятий отечественного агропромышленного комплекса.
Были рассмотрены следующие практики:
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА: Посредники и дублирующие сертификаты
Проект ориентировочного размера санитарно-защитной зоны.
Неясность процедур разработки, согласования и утверждения проекта санитарно-защитной зоны. Значительные средства, затрачиваемые на получение указанного проекта, не поступают в бюджет государства, уходя на счета проектных фирм. Функции подготовки проекта дублируются различными регулирующими органами.
ЖИВОТНОВОДСТВО:
Цена одинаковой государственной
услуги отличается в десятки раз
Ценовая дискриминация в области ветеринарных тарифов.
Тарифы на оказание услуг госструктурами устанавливаются управлениеми ветеринарии субъектов РФ, разброс цен по регионам экономически не обоснован.
ЗЕРНОВОДСТВО:
Обязательные «Сертификаты качества зерна», не признаваемые покупателями «сертифицированного» зерна
Необоснованная услуга при экспорте зерна.
После ликвидации Росгосхлебинспек-ции место ее преемника фактически заняло ФГУ «Центр оценки качества зерна», обладающее разветвленной сетью филиалов в основных зернопроизводящих регионах страны, крупных морских портах и на по-гранпереходах. Сертификаты обязательны для экспорта зерна, при этом их коммерческая необходимость сомнительна. Они не признаются странами-покупателями, перевозчиками и таможенными органами.
ПЕРЕРАБОТКА ЗЕРНОВЫХ: Требования лицензий, отмененных правительством
Лицензирование пекарен в качестве взрывопожароопасных объектов.
Несмотря на публичную отмену Президентом РФ лицензирования пекарен как взрывоопасных объектов и постановление Правительства РФ, бизнесменов продолжают вынуждать получать тот же вид лицензии, исходя из надуманных оснований. Есть прецеденты открытия уголовных дел по статье «Незаконное предпринимательство» на отказавшихся оплачивать такие лицензии.
РЫБОЛОВНАЯ ОТРАСЛЬ: Внешнеторговая сертификация вывоза химических элементов, содержащихся на борту рыболовного судна
Необоснованное требование лицензий на внешнеторговую деятельность.
Несмотря на то, что «перемещение судового снабжения через таможенную границу РФ от судовладельца РФ на принадлежащее ему рыболовное судно, имеющее право плавания под государственным флагом РФ», не является внешнеторговой деятельностью, при организации морской добычи биоресурсов от владельцев судов требуются лицензии на вывоз фреона (содержится в морозильных установках), ацетона (входит в обязательное оборудование судна для подкраски и мелкого ремонта корпуса), раствора серной кислоты (обязательный элемент экспресс-лаборатории судна), электролита, медикаментов первой помощи и т.д.
Общая сумма необоснованных затрат по этим примерам оценивается в 10 млрд руб.
По итогам слушаний приняты рекомендации Правительству РФ по устранению избыточных и коррупцеемких процедур, снижающих конкурентоспособность российских сельскохозяйственных производителей. Предложено проводить слушания регулярно, а бизнес-сообществу — сообщать о подобных практиках на горячую линию по АПК и продовольственным рынкам [email protected].
1 • 2011
27
