CC BY
18
2023 Т. 53 № 2 / Техника и технология пищевых производств / Food Processing: Techniques and Technology
ISSN 2074-9414 (Print) ISSN 2313-1748 (Online)
https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-2-2444 https://elibrary.ru/PWQZDR
Оригинальная статья https://fptt.ru
<8>
Сравнение типичных свойств напитков с различным содержанием этанола
И. П. Лутков1'* , Д. В. Ермолин2
1 Всероссийский национальный научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия «Магарач» РАН&Ж, Ялта, Россия
Крьикский федеральный университет имени В. И. Вернадского9^, Симферополь, Россия
Поступила в редакцию: 11.08.2022 Принята после рецензирования: 29.09.2022 Принята к публикации: 04.10.2022
*И. П. Лутков: [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9515-4341 Д. В. Ермолин: https://orcid.org/0000-0002-3543-2837
© И. П. Лутков, Д. В. Ермолин, 2023
Аннотация.
Спрос на безалкогольные пиво и вино, содержащие в составе диоксид углерода, растет. Современные технологии деалкоголизации пива и вина позволяют получать более качественные напитки, но в большинстве случаев отмечается изменение аромата и вкуса напитков. Цель исследования заключалась в проведении сравнительного анализа типичных свойств пива и игристого вина с различной спиртуозностью.
Объектами исследования являлись промышленные образцы пива и игристого вина с различной объемной долей этилового спирта. В ходе исследования провели анализ органолептических свойств, кислотности, игристых свойств по скорости десорбции СО2, содержания СО2, пенистых свойств, вязкости, фенольных веществ, белков пива и оптических характеристик. В работе применяли стандартные методы исследований.
Алкогольное пиво, по сравнению с безалкогольным, имело более полный вкус и типичный аромат. Ароматический и вкусовой профиль игристых вин различался в зависимости от сортовых особенностей сырья. Коэффициент игристых свойств безалкогольного пива был на 1,2-7,5 % выше алкогольного из-за лучшей растворимости СО2 в напитках с меньшим содержанием этанола; у алкогольного игристого вина - выше на 19,7 %, чем у безалкогольного, из-за наличия связанных форм СО2. Пенистые свойства алкогольных напитков были лучше, чем у безалкогольных, из-за большего содержания белков. Установили связь желтизны и оптической плотности напитков при длине волны 350 нм с суммой фенольных веществ, а также значения показателя цвета пива с содержанием меланоидинов.
Проведенные исследования показали, что существующие технологии деалкоголизации позволяют вырабатывать безалкогольную продукцию близкую аналогичным алкогольным напиткам. Необходимо дальнейшее их совершенствование с целью улучшения качества безалкогольной продукции и сохранения в ней связанных форм СО2, белков, фенольных веществ и аромата.
Ключевые слова. Напитки, безалкогольное пиво, игристое вино, десорбция СО2, аромат, фенольные вещества, кислотность, дескрипторы
Для цитирования: Лутков И. П., Ермолин Д. В. Сравнение типичных свойств напитков с различным содержанием этанола // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 2. С. 404-414. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-2-2444
https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-2-2444 https://elibrary.ru/PWQZDR
Original article Available online at https://fptt.ru/en
Typical Properties of Beverages with Different Ethanol Content: A Comparative Analysis
Igor P. Lutkov1* , Dmitry V. Yermolin2
1 AU-Russian National Research Institute of Viticulture and Winemaking "Magarach" RASYalta, Russia 2 V.I. Vernadsky Crimean Federal University^**, Simferopol, Russia
Received: 11.08.2022 Revised: 29.09.2022 Accepted: 04.10.2022
*Igor P. Lutkov: [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9515-4341 Dmitry V. Yermolin: https://orcid.org/0000-0002-3543-2837
© I.P. Lutkov, D.V. Yermolin, 2023
Abstract.
Non-alcoholic beer and wine are in great demand. Some of them contain carbon dioxide. Dealcoholization makes it possible to obtain high-quality drinks, but changes in flavor and taste are unavoidable. This article introduces a comparative analysis of the typical properties of beer and sparkling wine with different levels of alcohol.
The research featured industrial samples of beer and sparkling wine with different volume fractions of ethyl alcohol. The comparative analysis relied on standard research methods and included sensory evaluation, acidity, sparkling properties in terms of carbon dioxide desorption rate, carbon dioxide content, foamy properties, viscosity, phenolic substances, beer proteins, and optical characteristics.
Alcoholic beer had a better taste and possessed a typical beer flavor. The flavor and taste profile of sparkling wines depended on the raw material. The sparkling coefficient of non-alcoholic beer was 1.2-7.5% higher than that of alcoholic beer because drinks with less ethanol have better carbon dioxide solubility. For alcoholic sparkling wine, the sparkling coefficient was higher by 19.7% than for its non-alcoholic analogue due to bound forms of carbon dioxide. The foaming properties of alcoholic drinks were better than those of the non-alcoholic samples due to the higher protein content. The yellowness and optical density of drinks at a wavelength of 350 nm depended on the amount of phenolic substances. The color index of beer depended on the content of melanoidins.
The modern dealcoholization technologies make it possible to produce non-alcoholic beverages with the same sensory properties as their alcoholic prototypes. However, these technologies can be improved in terms of bound carbon dioxide, proteins, phenolic substances, and flavor.
Keywords. Beverages, non-alcoholic beer, sparkling wine, carbon dioxide desorption, aroma, phenolic substances, acidity, descriptors
For citation: Lutkov IP, Yermolin DV. Typical Properties of Beverages with Different Ethanol Content: A Comparative Analysis. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(2):404-414. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-2-2444
Введение
Среди современных трендов на рынке напитков брожения отмечено увеличение спроса на слабоалкогольную и безалкогольную продукцию, в том числе содержащую в составе диоксид углерода. Ассоциацией производителей пива (Шр5://Ьеега5-sociation.ru) за полтора года (с 2020 по 2021 гг.) было проанализировано 2,5 млн онлайн-заказов. В категории безалкогольного пива был отмечен рост на 10 % в 2020 г., в начале 2021 г. - на 15 %. Более 95 % заказов составляло светлое пиво. По данным международного маркетингового агентства Рас!МЯ (https://factmr.com), ожидается рост мировых
продаж безалкогольных вин в среднем на 10,4 %, объем которых к 2031 г. может составить $4,4 млрд. Объясняется это тем, что многим людям алкоголь противопоказан по состоянию здоровья или религиозным убеждениям, а также здоровым образом жизни, который ведет часть населения [1]. Кроме того, многие автолюбители во время торжественных событий или делового ужина предпочитают не отказывать себе в бокале безалкогольного вина или пива. Специально для таких категорий граждан производители предлагают широкую линейку безалкогольной продукции. Помимо низкого содержания спирта, безалкогольное пиво богато био-
логически активными соединениями, в том числе полифенолами [2-6]. Безалкогольные вина содержат полезные микро- и макроэлементы, а также ан-тиоксиданты, относящиеся к фенольным веществам (галловая кислота, кверцетин, катехин, эпикате-хин и др.) [7].
Из-за того, что процесс удаления спирта сопровождается потерей ароматических веществ и снижением растворимости ряда веществ экстракта, вкус напитка изменяется в худшую сторону. Многие потребители отмечают, что органолептические свойства безалкогольного пива и вина уступают своим традиционным аналогам [8]. Использование вакуума вместе с нагреванием, помимо ухудшения орга-нолептических свойств пива или вина, увеличивает содержание экстрактивных веществ, а незначительная часть фенольных веществ разрушается. Также в вине могут проходить нежелательные процессы меланоидинообразования. В СССР был запатентован способ получения безалкогольного вина, насыщенного диоксидом углерода (АС СССР № 1268106), включающий вакуумную дистилляцию вина с возвращением в него ароматической фракции без спирта, разбавление дистиллированной водой, насыщение диоксидом углерода, обеспложивающую фильтрацию и стабилизацию аскорбиновой кислотой и сернистым ангидридом, стерильный изобарический розлив. Также в СССР были разработаны ТУ 18-644-85 на пиво столовое слабоалкогольное.
Технологии постоянно совершенствуются. Ряд производителей уже приблизили вкусовые характеристики своего безалкогольного пива к вкусу привычных образцов. Например, описан способ производства пива «Балтика безалкогольное» (патент № 2195481), при котором удаление спирта проводится до его содержания в пиве не более 0,5 % путем пропускания через мембрану из полых волокон. Такой способ позволил сохранить органолептичес-кие характеристики, свойственные традиционному пиву. Деалкоголизация пива и вина с помощью мембран считается одним из наиболее перспективных способов получения качественных напитков [9]. В Бразилии применяют метод прямого осмоса [10]. Также известны способы получения безалкогольного пива с использованием несахаромицетных дрожжей [11-16].
Производство качественного безалкогольного вина может включать прямой и обратный осмос, диализ и вымораживание, а также мембранную пертракцию, осмотическую дистилляцию и экстракцию органическими растворителями (патент фирмы Peter Eckes №82102463.5) и жидким диоксидом углерода [17, 18]. Хотя современные технологии позволяют получать более качественные напитки, многие авторы отмечают различия в аромате и вкусе соответствующей алкогольной и безалкогольной продукции, а некоторые исследователи
предлагают считать безалкогольное пиво и вино самостоятельными напитками, имеющими свой сегмент на потребительском рынке.
Несмотря на то что происходящие при деалкоголизации напитков изменения состава описаны широко, влияние этих процессов на типичные свойства конечного продукта изучено недостаточно.
Цель исследования - изучение типичных свойств промышленных образцов пива и игристого вина с различной объемной долей этилового спирта.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования являлись приобретенные в торговой сети пиво и игристое вино с различным содержанием этанола (табл. 1).
В полученных образцах определяли игристые свойства согласно разработанной методике СТО 01586301.040-2022 [19]. Ее сутью являлось измерение скорости десорбции СО2 из пробы при сбросе давления до атмосферного. Пенистые свойства вина (максимальный объем пены и время ее разрушения) устанавливали по разработанной методике СТО 01580301.015-2017. Согласно этой мето-ке в мерный цилиндр (вместимостью 1 дм3) наливали 200 см3 дегазированной пробы вина. С помощью портативного компрессора и распылителя, опущенного на дно мерного цилиндра, осуществляли барботаж вина воздухом, при этом происходило его вспенивание. Максимальный объем пены определяли визуально с помощью градуировки цилиндра, время разрушения пены - с помощью секундомера. Пенистые свойства пива выявляли согласно ГОСТ 30060-2022 и СТО 01580301.015-2017 (для сравнения).
Общее содержание диоксида углерода в винах определяли по методике СТО 01580301.016-2017, согласно которой выделившийся из напитка под действием ультразвука СО2 вытеснял затворную жидкость из градуированной емкости. Объем вытесненной затворной жидкости соответствовал объему содержавшегося в бутылке с напитком диоксида углерода. Расчет содержания связанных форм диоксида углерода осуществляли по методу А. А. Мержаниана по разности между измеренным содержанием СО2 и его растворимостью при определенном давлении и концентрации этанола. Содержание СО2 в пиве устанавливали по ГОСТ 32038-2012 и СТО 01580301.016-2017, поскольку ГОСТ 32038 не позволяет определять содержание связанного СО2 в пиве.
Общее содержание фенольных веществ, мономерных фенольных веществ и полифенолов определяли колориметрическим методом по реакции Фолина-Чокальтеу. Динамическую вязкость измеряли при помощи вискозиметра (ВПЖ-1). Показатель желтизны и спектр оптической плотности вина и пива на различных длинах волн устанавливали при помощи спектрофотометра в кювете толщиной 10 мм.
Таблица 1. Характеристика образцов пива и игристого вина с различным содержанием этанола Table 1. Beer and sparkling wine with different ethanol content
Наименование напитка и нормативная документация Тара Состав (приведенный на этикетке)
Напиток безалкогольный «Крым безалкогольное», сильногазированный, пастеризованный, ГОСТ 28188-2014 Бутылка стеклянная, объем 0,50 дм3 Вода питьевая подготовленная, экстракт ячменного солода светлый сброженный, хмелепродукты. Углеводы -50 г/дм3. Алкоголь - 0 %об.
Пиво светлое фильтрованное пастеризованное «Крым светлое», ГОСТ 31711-2012 Бутылка стеклянная, объем 0,50 дм3 Вода питьевая подготовленная, солод пивоваренный ячменный светлый, ячмень пивоваренный, хмель. Экстрактивность начального сусла - 11,0 %. Углеводы -46 г/дм3. Алкоголь - 4,4 %об.
Пивной напиток безалкогольный «Хейнекен 0,0» пастеризованный, ГОСТ Р 55292-2012 Бутылка стеклянная, объем 0,47 дм3 Вода очищенная, солод пивоваренный ячменный светлый, натуральный пищевой ароматизатор, хмелепродукты. Углеводы - 40 г/дм3. Алкоголь - 0,3 %об.
Пиво светлое пастеризованное «Хейнекен», ТУ 11.05.10-001-44336385-2019 Бутылка стеклянная, объем 0,47 дм3 Вода очищенная, солод пивоваренный ячменный светлый, хмелепродукты. Экстрактивность начального сусла - 11,2 %. Углеводы - 30 г/дм3. Алкоголь - 4,8 %об.
Пиво светлое безалкогольное «Балтика безалкогольное» № 0 пастеризованное, ТУ 11.05.10-001-01824944-2019 Бутылка стеклянная, объем 0,45 дм3 Вода питьевая очищенная, солод ячменный светлый, солодовый экстракт, ячмень пивоваренный, хмелепродукты. Углеводы - 60 г/дм3. Алкоголь - 0,5 %об.
Пиво светлое «Балтика классическое» № 3 пастеризованное, ТУ 11.05.10-001-01824944-2019 Бутылка стеклянная, объем 0,45 дм3 Вода питьевая очищенная, солод ячменный светлый, хмелепродукты. Экстрактивность начального сусла -11,5 %. Углеводы - 35 г/дм3. Алкоголь - 4,8 %об.
Пиво «Стелла Артуа» безалкогольное светлое, пастеризованное, ТУ 9184-033-704449753-2014 Бутылка стеклянная, объем 0,44 дм3 Вода питьевая, солод пивоваренный ячменный, глюкозо-фруктозный сироп, хмель, хмелепродукты. Углеводы -45 г/дм3, жиры - 0 г/л, белок - 3 г/дм3. Алкоголь -0,5 %об.
Пиво «Стелла Артуа» светлое, пастеризованное, ТУ 9184-034-704449753-2014 Бутылка стеклянная, объем 0,44 дм3 Вода питьевая, солод пивоваренный ячменный, хмель, хмелепродукты. Экстрактивность начального сусла -11,25 %. Углеводы - 45 г/дм3, жиры - 0 г/дм3, белок -7 г/дм3. Алкоголь - 5,0 %об.
Напиток безалкогольный сильногазированный Light house sparkling, выработанный по специальной технологии деалкоголизации, сохраняющей все вкусовые качества и богатства букета виноградного вина. Год урожая 2020. Дата розлива: 17.12.2021 Бутылка стеклянная, объем 0,75 дм3 82 % безалкогольного белого вина из сорта Сильванер, виноградное сусло, сахароза, диоксид углерода, аскорбиновая кислота, SO2. Углеводы - 68 г/дм3, белок -0 мг/дм3. Алкоголь - 0,5 %об.
Вино игристое белое брют акратофорное. Год урожая 2021. Дата розлива 3.03.2022, ГОСТ 33336-2015 Бутылка стеклянная, объем 0,75 дм3 Вино из винограда сорта Рислинг рейнский, SO2. Углеводы - 13 г/дм3. Алкоголь - 11,8 %об.
Цвет пива выявляли по ГОСТ 12789-2022. Массовую концентрацию титруемых кислот вин определяли по ГОСТ 32114-2012, кислотность пива - по ГОСТ 12788-87, рН пива - по ГОСТ 31764-2012, рН вина - потенциометрическим методом с помощью рН-метра. Массовую концентрацию белка в вине устанавливали путем его осаждения трихлоруксус-ной кислотой, растворения осадка щелочью и взаимодействия полученного раствора с реактивом Фо-лина-Чокальтеу, интенсивность окраски которого пропорциональна концентрации белка, в пиве - путем определения содержания общего азота методом Кьельдаля и умножения на коэффициент пересчета 6,25. Массовую концентрацию меланоидинов
определяли колориметрическим методом в кювете с толщиной 10 мм при длине волны 420 нм по калибровочному графику стандартного раствора меланоидинов, полученного из глицина и глюкозы.
Органолептическую оценку пива проводили в соответствии с ГОСТ 30060 и ГОСТ 31711 по 25-балльной системе (минимально допустимая оценка 12 баллов). При оценке аромата и вкуса пива учитывали вклад отдельных дескрипторов в их сложение [20, 21]. Органолептическую оценку игристых вин проводили по 10-балльной системе (минимально допустимая оценка 8,80 баллов), а также по количественному вкладу отдельных дескрип-
торов в сложение аромата и вкуса вин. Выбор дескрипторов осуществляли в соответствии с ISO 5492, ISO 11035 и [22].
Результаты и их обсуждение
Поскольку технологии производства безалкогольного пива различаются, то на первом этапе работы провели органолептическую оценку безалкогольного пива различных торговых марок в сравнении с алкогольным пивом тех же производителей для определения наиболее близкой по качеству пары с самыми высокими дегустационными баллами. Безалкогольное вино было представлено единственным производителем (табл. 2).
В результате более высокие дегустационные оценки при минимальной разнице (2 балла) получили пиво «Стелла Артуа» безалкогольное светлое и пиво «Стелла Артуа» светлое. В связи с этим данную пару взяли в качестве эталонной для дальнейших исследований.
Затем провели исследование игристых свойств напитков. Результаты представлены на рисунке 1 и в таблице 3.
Сравнение динамики десорбции СО2 из безалкогольного напитка «Крым» и пива «Крым» (рис. 1a) показало, что напиток быстрее терял диоксид углерода с первой до последней минуты анализа. Об этом свидетельствовали большие скорость и угол наклона кривой десорбции (табл. 3), что может быть связано с технологическими особенностями производства этого продукта. Однако за счет большего содержания СО2 в пробе коэффициент игристых свойств данного напитка был на 1,5 % лучше, чем у пива «Крым».
Сравнение динамики десорбции СО2 из безалкогольного и алкогольного пива других производителей (рис. 1b—d) показало одинаковую картину: на начальном этапе выделение диоксида углерода из безалкогольного пива шло интенсивнее, чем из алкогольного, затем процесс замедлялся. В то же время десорбция СО2 из алкогольного пива протекала более равномерно, хотя скорость и угол наклона
кривой десорбции диоксида углерода в таком пиве были выше, чем в безалкогольном. Равномерному течению десорбции может способствовать большая вязкость и наличие связанных форм диоксида углерода в алкогольном пиве, которые замедляют процесс выделения СО2. Однако на конечном этапе процесса десорбции СО2 более существенную роль начинал играть коэффициент растворимости диоксида углерода в напитках, который снижался с увеличением концентрации спирта.
Подобная картина прослеживается и при сравнении двух игристых вин с разным содержанием этилового спирта (рис. 1е). Безалкогольное игристое вино на 5 минуте процесса десорбции выделяло в 2 раза больше СО2, чем алкогольное игристое вино. Затем на 41 минуте количество выделяемого СО2 сравнялось и уже из алкогольного игристого вина выделялось больше. Несмотря на то что скорость и угол наклона кривой десорбции в алкогольном игристом вине были выше, чем в безалкогольном, значение коэффициента игристых свойств было выше у алкогольного напитка за счет большего количества связанных форм диоксида углерода (табл. 4).
Пенистые свойства у алкогольного пива и вина были лучше, чем у безалкогольных аналогов (табл. 5). Следует отметить, что высота пены и максимальный ее объем двух сравниваемых образцов пива были одинаковыми, отличия отмечены только в пенистости и в процессе разрушения пены. Это имело корреляцию с содержанием белка и полифенолов, которые образуют с белками комплексы и стабилизируют пену [23].
В случае игристых вин в обоих образцах пенистые свойства были невысокими, что было связано с низким содержанием белковых веществ в результате обработок оклеивающими веществами. Даже небольшое содержание белка в игристом вине (4 мг/дм3) способствовало улучшению пенистых свойств напитка в сравнении с безалкогольным игристым вином, в котором белок присутствовал в количестве 0,5 мг/дм3.
При сравнении кислотности пива, а также показателя рН установлено, что их значения были очень
Таблица 2. Органолептическая оценка пива и пивных напитков с разным содержанием этанола Table 2. Beer and beer drinks with different ethanol content: sensory evaluation
Наименование напитка Дегустационная оценка, балл
Напиток «Крым безалкогольное», сильногазированный Не оценивался
Пиво фильтрованное «Крым светлое» 23,0
Пивной напиток безалкогольный «Хейнекен 0,0» 20,5
Пиво светлое «Хейнекен» 22,5
Пиво «Стелла Артуа» безалкогольное светлое 21,5
Пиво «Стелла Артуа» светлое 23,5
Пиво светлое «Балтика безалкогольное» № 0 21,0
Пиво светлое «Балтика классическое» № 3 23,5
Напиток безалкогольный сильногазированный Light house sparkling 8,8
Вино игристое белое брют акратофорное 8,9
О О
0,25
0,20
0,15
0,10 -
0,05
,0000
^ 0,30
10 20 30 40 50
Время, мин
Алкогольное п иво «Крым» — Безалкогольное пиво «Крыш»>
a
60
Время, мин
-Алкогольное пиво «(Стелла Артуа» Безалкогольное пиво ««Стеллм Артуа»»
0,05
О О
25
0,25
0,20
0,15
Й 0,10 -
0,05
0,00
>- 0,05
О о
0,30
0,25
§ 0,20 (D
3 0,15
i-Q И
§ 0,10 о
а 0,05
S 0,05
0,00
10 20 30 40 50 60 Время, мин Алкогольлое пиво «Хайнекен » ^-Безалкогольное пиво «Хайнемен»
b
10 20 30 40 50 60 Вре мя,мин
-Алкогольное пипо «Б«лтика»
— Безалкогольное пипо «Б«лтика»
d
10 20 30 40 50 60 Время, мин
Алкогольное пгристое вино Безалкогольное пгриотое вино
e
Рисунок 1. Динамика десорбции диоксида углерода из пива и игристых вин с различным содержанием этанола Figure 1. Carbon dioxide desorption from beer and sparkling wines with different ethanol content
0
c
Таблица 3. Показатели игристых свойств напитков Table 3. Sparkling properties
Наименование напитка Содержание СО2 в пробе, г Скорость десорбции СО2 из пробы на отрезке времени (0-60 мин), мг/мин Угол наклона кривой десорбции СО2, ° Коэффициент игристых свойств (отношение содержания СО2 в пробе к скорости десорбции СО2)
Напиток «Крым безалкогольное», сильногазированный 0,343 4,150 0,2378 82,65
Пиво фильтрованное «Крым светлое» 0,307 3,767 0,2158 81,50
Пивной напиток безалкогольный «Хейнекен 0,0» 0,367 4,050 0,2320 90,62
Пиво светлое «Хейнекен» 0,370 4,417 0,2531 83,77
Пиво «Стелла Артуа» безалкогольное светлое 0,331 4,117 0,2359 80,40
Пиво «Стелла Артуа» светлое 0,376 4,733 0,2712 79,43
Пиво светлое «Балтика безалкогольное» № 0 0,356 4,717 0,2702 75,48
Пиво светлое «Балтика классическое» № 3 0,397 5,333 0,3056 74,44
Напиток безалкогольный сильногазированный Light house sparkling 0,348 4,883 0,2798 71,26
Вино игристое белое брют акратофорное 0,472 5,317 0,3046 88,78
Таблица 4. Содержание различных форм диоксида углерода в напитках (в бутылке) Table 4. Content of various forms of carbon dioxide in beverages, per bottle
Наименование напитка РСО2, тСО2 тСО2 тСО2 тСО2 юСО2
кПа общ., г раств., г газ, г связ., г связ., %
Пиво «Стелла Артуа» безалкогольное светлое 230 (270) 2,424 2,274 0,078 0,072 3,0
Пиво «Стелла Артуа» светлое 220 (240) 2,305 2,100 0,076 0,129 5,6
Напиток безалкогольный сильногазированный Light house sparkling 500 (650) 7,501 7,033 0,136 0,331 4,4
Вино игристое белое брют акратофорное 345 (445) 5,160 4,454 0,126 0,579 11,2
Примечание: РСО2 - равновесное давление СО2 (в скобках давление после встряхивания); тСО2 общ. - общее содержание СО2; тСО2 раств. - содержание растворенного СО2; тСО2 газ - содержание СО2 в воздушной камере бутылки с напитком; тСО2 связ. -содержание связанных форм СО2; юСО2 связ. - массовая доля связанных форм СО2.
Note: PCO2 is the equilibrium pressure of CO2; the after-shaking pressure is given in brackets; тСО2 общ. is the total content of CO2; тСО2 раств. is content of dissolved СО2; тСО2 газ is the content of СО2 in the air chamber of the bottle; тСО2 связ. is the content of bound СО2;
близки между собой, что может свидетельствовать о схожести процессов приготовления напитков (основного брожения), во время которого образуются основные кислоты пива (уксусная, молочная, янтарная, лимонная, яблочная и др.). В игристом вине значение показателя рН было ниже, чем в безалкогольном, а массовая концентрация титруемых кислот в пересчете на винную была на 20 % выше. Это связано как с сортовыми особенностями используемого виноматериала, так и с технологией приготовления вина.
Следует отметить, что алкогольное пиво визуально имело более интенсивный светло-янтарный цвет, о чем свидетельствовали показатели цвета и жел-
тизны. У игристых вин более интенсивный светло-золотистый цвет был у безалкогольного вина, в то время как алкогольное игристое имело бледный светло-соломенный цвет. В обоих случаях цвет продукта зависел от состава и общего содержания фе-нольных веществ. Корреляция между показателем желтизны и суммой фенольных веществ составила к = 0,905, а между показателем желтизны и массовой концентрацией полимерных форм фенольных веществ - к = 0,892. В пиве также отмечена высокая корреляция между показателем цвет и концентрацией меланоидинов (к = 0,965).
На рисунке 2 представлены спектры соответствующих напитков.
юСО2 связ. is the mass fraction of bound CO2
Таблица 5. Физико-химические показатели напитков Table 5. Physical and chemical indicators
Наименование К рН G Ц, В, Vmax, t раз, ВП, П, Б, М, ОФ, МФ, ПФ,
напитка ц.ед мм2/с см3 с см мин мг/дм3 мг/дм3 мг/дм3 мг/дм3 мг/дм3
Пиво 1,7 4,340 29,7 0,48 1,0819 > 1200 3529 70 4 2750 147 310 267 43
«Стелла Артуа»
безалкогольное
светлое
Пиво «Стелла 1,6 4,345 33,3 0,59 1,2484 > 1200 8917 70 6 4375 172 326 220 106
Артуа» светлое
Напиток 5,6 3,250 11,7 - 1,0837 60 2 - - 0,5 - 275 270 5
безалкогольный
сильногазированный Light house sparkling
Вино игристое белое 7,1 3,200 6,2 - 1,3982 100 3 - - 4 - 190 188 2
брют акратофорное
Примечание: К - кислотность пива (к.ед.) и массовая концентрация титруемых кислот вина (г/дм3); рН - водородный показатель; G - показатель желтизны; Ц - цвет; В - значение динамической вязкости; Vmax - максимальный объем пены; t - время разрушения пены; ВП - высота пены; П - пенистость; Б - содержание белка; М - содержание меланоидинов; ОФ - общее содержание фенольных веществ; МФ - содержание мономерной фракции фенольных веществ; ПФ - содержание полимерной фракции фенольных веществ. Note: K is the acidity of beer (c.u.) and mass concentration of titratable acids of wine (g/dm3); pH is the pH value; G is the yellowness index; Ц is the color; В is the dynamic viscosity value; Vmax is the maximal foam volume; t is the foam destruction time; ВП is the foam thickness, П is the foaminess, Б is the protein content, M is the melanoidin content, ОФ is the total content of phenolic substances, МФ is the content of monomeric fraction of phenolic substances, ПФ is the content of polymeric fraction of phenolic substances.
ч
с «
s
о
и
s
H
с О
300 350 400 450 500 550 600 Длина волны, нм
А Алкогольное пиво «Стелла Артуа» Б Бкзалкогольное пиво ««Стелла Артуа»
400 450 500 Длина волны, нм
-Алкогольное игристое вино Безалкогольное игристое вино
b
Рисунок 2. Спектр оптической плотности пива и игристых вин с различным содержанием этанола Figure 2. Beer and sparkling wines with different ethanol content: optical density spectrum
Анализ спектров показал, что алкогольное пиво на всех измеренных длинах волн показывало большее значение оптической плотности, чем безалкогольное (рис. 2а). Для игристых вин (рис. 2Ь) картина была обратной: безалкогольное вино имело более высокие значения оптической плотности. Максимальное значение оптической плотности наблюдалось при длине волны 350 нм, а небольшое искривление -при длине волны 380 нм. Значение оптической плот-
ности при длине волны 350 нм имело высокую корреляцию с концентрацией суммы фенольных веществ (к = 0,983), значение оптической плотности при длине волны 380 нм - высокую корреляцию с концентрацией полимерных форм фенольных веществ (к = 0,877).
Провели сравнительный органолептический анализ пива по 6 дескрипторам по суммарной 25-балльной шкале (прозрачность - до 3 баллов, цвет -
a
Прозрачность
Алкогольное «Стелла Артуа» Безалкогольное «Стелла Артуа»
Рисунок 3. Органолептический профиль пива Figure 3. Beer: sensory profile
Кислый
Алкогольное игристое вино Безалкогольное игристое вино
Рисунок 5. Вкусовой профиль игристых вин Figure 5. Sparkling wines: taste
до 3 баллов, вкус - до 5 баллов, хмелевая горечь -до 5 баллов, аромат - до 4 баллов, пенообразова-ние - до 5 баллов) (рис. 3).
Было установлено, что по прозрачности и хмелевой горечи оба образца были практически одинаковыми. У алкогольного пива был более насыщенный цвет, чуть более полный вкус и лучше (типичнее) аромат и пенистость, хотя качество безалкогольного пива было высоким и характерным для данного вида продукции.
Сравнительный органолептический анализ ароматического профиля вина проводили по 8 дескрипторам по 5-балльной шкале для каждого дескриптора (рис. 4) и вкусового профиля вина по 6 дескрипторам по 5-балльной шкале для каждого дескриптора (рис. 5).
Ароматический комплекс сильно отличался у алкогольного и безалкогольного игристого вина, что было связано как с сортовыми особенностями использованных виноматериалов, так и с технологией производства. Алкогольное игристое вино было вы-
Луговые травы
-Алкогольное игристое вино
-Безалкогольное игристое вино
Рисунок 4. Ароматический профиль игристых вин Figure 4. Sparkling wines: flavor
работано из виноматериалов сорта Рислинг рейнский, что способствовало появлению цветочных и сенных оттенков, а также оттенков луговых трав с легкой пряной нотой. Безалкогольное игристое вино было выработано из виноматериала сорта Сильванер с добавлением виноградного сусла. В связи с этим в вине появились цветочно-медовые, фруктовые оттенки и оттенки тропических фруктов, а также сладкие, пряные и сенные.
Анализ вкусового профиля вин показал, что у алкогольного вина был достаточно гармоничный свежий кислотный вкус с пикантной горчинкой и легкими пряными оттенками. Безалкогольное вино отличалось более мягким, менее свежим и менее кислотным вкусом со сладкими медовыми и леденцовыми оттенками. Тем не менее в таком исполнении безалкогольное вино было гармоничным во вкусе.
Выводы
В результате проведенного анализа типичных свойств напитков с различным содержанием этанола установлено, что коэффициент игристых свойств безалкогольного пива на 1,2-7,5 % выше, чем в алкогольном пиве. Это связано с лучшей растворимостью диоксида углерода в безалкогольном пиве. Коэффициент игристых свойств алкогольного игристого вина был на 19,7 % выше, чем у безалкогольного игристого. Это связано с большим содержанием связанных форм диоксида углерода в алкогольном напитке. На начальном этапе выделение диоксида углерода из безалкогольного пива и вина шло интенсивнее, чем из алкогольных напитков, затем этот процесс замедлился и на последней стадии скорость десорбции СО2 из алкогольных напитков была выше. Более равномерному течению процесса десорбции СО2 из алкогольных напитков способствовали присущие им большие динамическая вязкость и содержание связанных форм диоксида углерода.
Пенистые свойства были лучшими в алкогольных напитках, что имело корреляцию с содержанием белков. По цветовым характеристикам основные различия были связаны с содержанием суммы фенольных веществ и полимерной фракции фе-нольных веществ, а в пиве еще с содержанием мела-ноидинов. Установлена высокая корреляция оптической плотности при длине волны 350 нм с массовой концентрацией суммы фенольных веществ (к = 0,983) и при длине волны 380 нм с содержанием полифенолов (к = 0,877), а также корреляция значения показателя желтизны и суммы фенольных веществ (к = 0,905) и показателя желтизны и массовой концентрации полимерных форм фенольных веществ (к = 0,892). Кроме того, показатель цвета пива коррелировал с содержанием меланоидинов (к = 0,965).Органолептические характеристики алкогольного и безалкогольного пива были близки между собой. У алкогольного пива был более насыщенный цвет, более полный вкус и лучше (типичнее) аромат, выше устойчивость пены. Ароматический и вкусовой профиль игристых вин отличался, что было связано с сортовыми особенностями используемого сырья и его составом.
Полученные данные свидетельствуют о том, что современные технологии производства безалкогольного пива и вина позволяют вырабатывать продукцию по своим типичным свойствам близкую к аналогичным алкогольным напиткам. Необходимо дальнейшее их совершенствование с целью
улучшения качества безалкогольной продукции за счет сохранения в ней связанных форм СО2, белков, фенольных веществ и аромата.
Критерии авторства
И. П. Лутков - планирование экспериментов, формулирование цели и проведение исследований, подготовка статьи. Д. В. Ермолин - редактирование статьи и формулирование выводов.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности
Выражаем благодарность Н. А. Шмигельской.
Contribution
I.P. Lutkov designed the experiments, set up the goals, conducted the research, and wrote the manuscript. D.V. Yermolin proofread the manuscript and formulated the conclusions.
Conflict of interest
The authors declare that there is no conflict of interest regarding the publication of this article.
Acknowledgements
The authors express their sincere gratitude to N.A. Shmigelskaya.
References/Список литературы
1. Kharlamova LN, Danilyan АV, Sinelnikova MYu, Matveeva DYu. Non-alcoholic beer: Confirmation of quality. Production Quality Control. 2021;(10):44-47. (In Russ.). https://doi.org/10.35400/2541-9900-2021-10-44-47
2. Trius-Soler M, Vilas-Franquesa A, Tresserra-Rimbau A, Sasot G, Storniolo CE, Estruch R, et al. Effects of the non-alcoholic fraction of beer on abdominal fat, osteoporosis, and body hydration in women. Molecules. 2020;25(17). https:// doi.org/10.3390/molecules25173910
3. Osorio-Paz I, Brunauer R, Alavez S. Beer and its non-alcoholic compounds in health and disease. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020;60(20):3492-3505. https://doi.org/10.1080/10408398.2019.1696278
4. Nardini M, Garaguso I. Characterization of bioactive compounds and antioxidant activity of fruit beers. Food Chemistry. 2020;305. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125437
5. Boronat A, Soldevila-Domenech N, Rodriguez-Morato J, Martinez-Huelamo M, Lamuela-Raventos RM, de la Torre R. Beer phenolic composition of simple phenols, prenylated flavonoids and alkylresorcinols. Molecules. 2020;25(11). https:// doi.org/10.3390/molecules25112582
6. Wannenmacher Ju, Gastl M, Becker T. Phenolic substances in beer: Structural diversity, reactive potential and relevance for brewing process and beer quality. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2018;17(4):953-988. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12352
7. Tomaskova L, Prusova B, Baron M, Kumsta M, Sochor J. The study of polyphenols in dealcoholized wine. Mitteilungen Klosterneuburg. 2017;67:139-148.
8. Muller C, Neves LE, Gomes L, Guimaraes M, Ghesti G. Processes for alcohol-free beer production: A review. Food Science and Technology. 2020;40(2):273-281. https://doi.org/10.1590/fst.32318
9. Mangindaan D, Khoiruddin К, Wenten IG. Beverage dealcoholization processes: Past, present, and future. Trends in Food Science and Technology. 2018;71:36-45. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2017.10.018
10. Ambrosi А, Motke МВ, Souza-Silva ЕА, Zini СА, McCutcheon JR, Cardozo NSM, et al. Beer dealcoholization by forward osmosis diafiltration. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2020;63. https://doi.org/10.1016/ j.ifset.2020.102371
11. Kobelev KV, Volkova TN, Selina IV, Sosinova MS. Methods of alcohol-free and low alcohol beer production. Beer and Beverages. 2020;(2):24-30. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/2072-9650-2020-10017
12. Kobelev KV, Volkova TN, Selina IV, Sosinova MS. Non-saccharomyces yeasts in low alcohol beer production. Beer and Beverages. 2020;(3):6-12. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/2072-9650-2020-10024
13. De Francesco G, Sannino C, Sileoni V, Marconi O, Filippucci S, Tasselli G, et al. Mrakia gelida in brewing process: An innovative production of low alcohol beer using a psychrophilic yeast strain. Food Microbiology. 2018;76:354-362. https:// doi.org/10.1016/j.fm.2018.06.018
14. Bellut K, Michel M, Zarnkow M, Hutzler M, Jacob F, De Schutter DP, et al. Application of non-Saccharomyces yeasts isolated from kombucha in the production of alcohol-free beer. Fermentation. 2018;4(3). https://doi.org/10.3390/ fermentation4030066
15. Bellut K, Michel M, Hutzler M, Zarnkow M, Jacob F, De Schutter DP, et al. Investigation into the potential of Lachancea fermentati strain KBI 12.1 for low alcohol beer brewing. Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2019;77(3):157-169. https://doi.org/10.1080/03610470.2019.1629227
16. Iorizzo M, Coppola F, Letizia F, Testa B, Sorrentino E. Role of yeasts in the brewing process: Tradition and innovation. Processes. 2021;9(5). https://doi.org/10.3390/pr9050839
17. Huang J, Ren Y, Wang X, Li H, Wang Y, Zhang J, et al. Dealcoholization of kiwi wine by forward osmosis: Evaluation of membrane fouling propensity and product quality. Chemical Engineering Research and Design. 2022;178:189-198. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2021.12.032
18. Esteras-Saz J, de la Iglesia O, Pena C, Escudero A, Tellez C, Coronas J. Theoretical and practical approach to the dealcoholization of water-ethanol mixtures and red wine by osmotic distillation. Separation and Purification Technology. 2021;270. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.118793
19. Lutkov IP. Evaluation of sparkling properties of beverages. Magarach. Viticulture and Vinemaking. 2022;24(1):63-70. (In Russ.). https://doi.org/10.35547/IM.2022.78.26.010
20. Patrikeeva AM, Kanarskaya ZA, Kanarskiy AV. Sensory indicators of Baltika light beer. Fundamental and applied aspects of modern science: a collection of papers based on the materials of the International Competition for Research Papers; 2020; Ufa. Ufa: SPC Herald of Science; 2020. p. 26-31. (In Russ.). [Патрикеева А. М., Канарская З. А., Канарский А. В. Исследование органолептических показателей светлого пива «Балтика». Фундаментальные и прикладные аспекты развития современной науки: сборник трудов по материалам Международного конкурса научно-исследовательских работ. Уфа, 2020. С. 26-31.]. https://www.elibrary.ru/NIRIEQ
21. Müller М, Gastl М, Becker Т. Key constituents, flavour profiles and specific sensory evaluation of wheat style non-alcoholic beers depending on their production method. Journal of the Institute of Brewing. 2021;127(3):262-272. https:// doi.org/10.1002/jib.663
22. Arroyo BL, Roberts RP. How specific wine tasting descriptors are? Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2015;198:287-299. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.07.447
23. Lu Y, Bergenstähl B, Nilsson L. Interfacial properties and interaction between beer wort protein fractions and iso-humulone. Food Hydrocolloids. 2020;103. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.105648
