Технология темного безалкогольного пива Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 664.44

Технология темного безалкогольного пива

Е. М. Моргунова, канд. техн. наук, доц.; Г. И. Косминский, д-р техн. наук, проф.;

Ю. С. Назарова, магистрант; Н. А. Шелегова, асп.; Д. В. Купчин, студ. Могилевский государственный университет продовольствия (Беларусь)

Безалкогольное пиво — напиток, по вкусу похожий на традиционное пиво, но почти не содержащий алкоголя (в нем содержится около 0,5 % алкоголя — меньше, чем в квасе). Он предназначен, прежде всего, для тех, кто по какой-то причине не может употреблять обычное пиво, к которому уже имеется привычка. Такими причинами могут быть ухудшение здоровья, ситуация, не совместимая с опьяняющим воздействием алкоголя, например управление транспортным средством.

Приготовить безалкогольное пиво можно несколькими способами, среди которых можно выделить две группы: методы, состоящие в устранении спирта из полностью или частично сброженного пива; методы, ведущие к образованию низкого содержания спирта в процессе брожения.

При производстве безалкогольного пива методами, основанными на производственных процессах первой группы, вначале спирт из пива удаляли только отгонкой в вакууме. В последнее время широко распространен способ удаления спирта из пива путем так называемого обратного осмоса. С помощью обратного осмоса из пива удаляется только спирт и сохраняются другие летучие вещества пива. По литературным данным, вкусовые свойства приготовленного таким образом напитка очень напоминают исходное пиво [1].

Ко второй группе способов производства пива с низким содержанием спирта относят методы, при которых на стадии сбраживания сусла предотвращают образование спирта, или, по крайней мере, значительно ограничивают его количество. Это достигается, например, использованием специальных культур микроорганизмов, таких, как Termobacterium mobile или Streptococcus lactis [1]. Главным показателем такого пива служит содержание спирта, которое

Ключевые слова: солод карамельный, брожение, кислород, степень насыщения, сусло пивное, пиво безалкогольное

согласно стандарту не должно быть выше 0,5 %.

Производство пива с низкой концентрацией алкоголя имеет тенденцию к росту, так как все шире пропагандируется здоровый образ жизни без употребления алкоголя. В будущем ожидается существенное увеличение выпуска этого напитка [1].

Ранее была изучена и доказана возможность получения безалкогольного пива за счет дополнительного насыщения пивного сусла кислородом воздуха перед главным брожением с целью ограничения образования спирта в процессе сбраживания [2]. Используя эффект Пастера [3], была осуществлена попытка частичного перевода процесса брожения на процесс дыхания, что способствует снижению образования спирта ниже 0,5 об. % и одновременному увеличению дрожжевой биомассы. В соответствии с эффектом Кребтри [3] при наличии кислорода в присутствии незначительного количества сбраживаемых сахаров в сусле (свыше 0,1 г/дм) вместе с дыханием дрожжи частично осуществляют и процесс брожения, в результате чего в ходе сбраживания накапливаются побочные продукты брожения, обусловливающие вкус и аромат пива.

Цель данной научной работы — исследование возможности получения темного безалкогольного пива с использованием карамельного солода.

В качестве материалов исследования были использованы: светлый солод (по ГОСТ 5060-86); карамельный солод (по ГОСТ 29294-92); хмель гранулированный (по ГОСТ 21948-76); пивное сусло, при затирании которого были взяты светлый

солод и различные дозы карамельного солода (от 5 до 25 %).

Для проведения исследований использовали охмеленное сусло с массовой долей сухих веществ 7 % и разводку чистой культуры дрожжей расы 96, приготовленных в лабораторных условиях. Во время предыдущих исследований было установлено, что раса 96 наиболее оптимальна для приготовления безалкогольного пива [4].

Образцы лабораторного и охмеленного сусла готовили настойным методом.

Для исследования принят режим затирания со скачкообразным нагревом затора — способ затирания с до-ливом кипящей воды до установленной температуры, что способствует уменьшению конечной степени сбраживания. Затирание проводили при начальных температурах затирания 35 °С путем приготовления густого затора (1:3) с добавлением кипящей воды, доводя температуру затора до 70...72 °С. При данной температуре (оптимум действия а-амилазы) определяли полноту осахаривания затора по йодной пробе. Благодаря такому режиму затирания «проскакивает» мальтозная пауза 35 °С/30' 50.52 °С/30Ч 70.72 °С/30Ч 76 °С/20'.

В работе исследовали качественные показатели солода, лабораторного и охмеленного сусла, готового пива, а также характер изменения физико-химических показателей сусла во время брожения. Для анализа сырья, полупродуктов и готового пива применяли методы, общепринятые в пищевой промышленности, научных учреждениях и за рубежом [5].

Опыты проводили в трехкратном повторении, причем аналитические определения для каждой пробы осуществляли в трех повторениях. Обсуждали только те результаты, которые были воспроизводимы в каждом опыте.

Анализ качественных показателей исходного сырья (светлого пивоваренного и карамельного солодов) показал, что по всем показателям сырье соответствует требованиям ГОСТа и может быть использовано для приготовления нового сорта пива.

С целью выявления оптимальной дозы карамельного солода для получения темного безалкогольного пива

были приготовлены шесть образцов 7%-ного сусла настойным способом. Первый образец (контроль) — при затирании был использован 100%-ный светлый солод. Остальные пять образцов были опытными — при затирании часть светлого солода была заменена карамельным солодом. В результате были получены образцы с содержанием карамельного солода от 5 до 25 %.

Эффективность процесса затирания оценивали по следующим показателям: продолжительности осахаривания и фильтрации, содержанию аминного азота и мальтозы, вязкости, рН, кислотности, цвету лабораторного сусла.

Анализ полученных данных свидетельствует, что увеличение дозы карамельного солода от 5 до 25 % ведет к снижению содержания редуцирующих сахаров от 3,08 до 2,66 г/100 см3 и аминного азота — от 28,8 до 21,8 мг/100 см3, что объясняется присутствием меланоидинов в карамельном солоде. Увеличивается продолжительность осахаривания

от 14,0 до 27,0 мин и фильтрации — от 44,0 до 64,0 мин; возрастают цвет и вязкость сусла.

Образцы, содержащие до 15 % карамельного солода, имеют показатели, соответствующие требованиям стандарта, и могут быть применены для получения темного пива.

Для охмеления сусла использовали хмель гранулированный. Предварительно была рассчитана доза задаваемого хмеля. В качестве контроля использовали охмеленное сусло, приготовленное из 100%-ного солода.

Анализ физико-химических показателей шести образцов 7%-ного охмеленного сусла с различным содержанием карамельного солода (от 5 до 25 %) показал, что показатель вязкости увеличивается в охмеленном сусле во всех образцах по сравнению с неохмеленным суслом. При этом с увеличением дозы карамельного солода от 5 до 25 % содержание аминного азота и редуцирующих сахаров в охмеленном сусле уменьшается. Это свидетельствует о том,

что при кипячении произошла реакция меланоидинообразования. Кроме того, при кипячении сусла с хмелем вследствие реакций карамелизации сахаров, меланоидинообразования, окисления полифенольных веществ и растворения красящих веществ хмеля показатель цвета охмеленного сусла увеличился во всех образцах сусла.

Образцы, содержащие 20 и 25 % карамельного солода, имеют после охмеления пониженное содержание аминного азота в пределах 20-23 мг/100 см3 и мальтозы в пределах 2,5-2,6 г/100 см3. Это еще раз доказывает, что данные образцы не могут быть использованы в дальнейших исследованиях. Остальные образцы имеют показатели, находящиеся в допустимых пределах, соответствующих требованиям стандарта. Следовательно, только образцы с содержанием карамельного солода 5; 10; 15 % могут быть использованы для получения темного пива.

Так как для получения безалкогольного пива было предложено

2,5 -г—-

1,5--

I

I ^

1-е сутки

3-е сутки Контроль (до 10 мгО2/дм3)

5-е сутки

0,9 0,8

| 0,5 | 0,4 5 0,3 0,2 0,1 0

0,7 -0,6 --

I I I

1-е сутки

3-е сутки 30-40 мгО2/дм3

5-е сутки

1,2 1

# 0,8

* 0,6 I

5 п,

1—1

р-1 -гг-1 -ггшп

1-е сутки

3-е сутки 20-30 мгО2/дм3

5-е сутки

0,8 0,7 0,6

^ 0,5

^ 0,4.

I

5 0,3

0,2 0,1 0

1—,

-г-и-1

1-е сутки

3-е сутки 40-50 мгО2/дм3

5-е сутки

□ Контроль □ 5 % □ 10 % □ 15 % □ 20 % □ 25 %

Рис. 2. Изменение содержания спирта в зависимости от суток брожения в образцах

с различной дозой карамельного солода при разной степени насыщения кислородом

применять аэрацию сусла, то в ранее выполненных работах была определена оптимальная доза кислорода — 40-50 мгО2/дм3 [4].

Но это количество было установлено для сусла, приготовленного из 100%-ного светлого солода. Во время опытов часть светлого солода заменена карамельным, поэтому кроме установленного количества было предложено дополнительно провести исследования с образцами, проаэрированными уменьшенной дозой — 20-30, 30-40 мгО2/дм3 кислорода, что объясняется присутствием в карамельном солоде меньшего количества образовавшихся сахаров. Таким образом, на брожение поступили образцы, содержащие — 20-30, 30-40 мгО2/дм3 и 40-50 мгО2/дм3 кислорода, т. е. опытные; а также контроль — с незначительным содержанием кислорода (до 10 мгО2/ дм3). В сусло задавали чистую культуру дрожжей расы 96. Главное брожение проходило при 5...6°С в течение 5 сут [3, 4].

Контроль главного брожения осуществляли ежесуточно по следующим показателям: кислотность, содержание аминного азота и мальтозы, биомасса дрожжей, массовая доля спирта, видимый и действительный экстракт, цвет.

Результаты, полученные в процессе главного брожения, представлены на рис. 1-4. На рис. 1 изображены диаграммы изменения содержания аминного азота в зависимости от суток брожения в образцах с различной дозой карамельного солода при разной степени насыщения кислородом. Анализ полученных данных свидетельствует, что во время главного брожения количество аминно-го азота во всех образцах уменьшается примерно на 3-5 мг/ 100 см3. Уменьшение аминного азота начинается в образцах с содержанием карамельного солода 20; 25 %. Наибольшее количество аминного азота накапливается в образцах с 10 % (21,1 мг/100 см3) и 15 % (22,6 мг/ 100 см3) карамельного солода и с со-

держанием кислорода в сусле 30-40, 40-50 мгО2/дм3.

Диаграммы изменения содержания спирта в процессе брожения представлены на рис. 2. Анализ полученных данных свидетельствует, что с увеличением задаваемой дозы карамельного солода от 5 до 25 % наблюдается снижение образования этилового спирта почти в 2 раза, причем у образца с 15 % карамельного солода отмечено наименьшее количество спирта (0,07 мас. %). Использование аэрации сусла дозой кислорода 40-50 мгО2/дм3 для получения безалкогольного пива оптимально подходит для образца с содержанием 100 % светлого солода. При применении карамельного солода в качестве добавки достаточное содержание кислорода в сусле 20-30, 30-40 мгО2/дм3, так как уже при таком количестве кислорода получается безалкогольное пиво с содержанием спирта до 0,1 об. % в отличие от образца с содержанием кислорода 40-50 мгО2/дм3. Следовательно, при

2

0

0

получении темного безалкогольного пива целесообразно проводить аэрацию сусла уменьшенной дозой кислорода — 20-30, 30-40 мгО2/дм3.

С увеличением содержания кислорода в образцах наблюдается небольшое повышение значений мальтозы — на 2-3 г/100 см3 по сравнению с контрольными образцами (см. рис. 3), что можно объяснить эффектом Пастера: в аэробных условиях дрожжи расходуют меньшее количество сахара, чем в анаэробных. Однако во всех случаях по окончании 5 сут брожения значения мальтозы соответствуют значениям молодого пива (около 2 г/ 100 см3). Это еще раз подтверждает, что для получения безалкогольного пива достаточно проводить главное брожение в течение 5 сут.

Зависимость изменения биомассы дрожжей от суток брожения представлена на рис. 4. Анализ полученных данных свидетельствует, что в процессе главного брожения биомасса дрожжей во всех образцах значительно увеличивается —

в 1,5-2 раза. С увеличением дозы насыщения кислородом происходит небольшой прирост биомассы дрожжей, в среднем на 5 млн кл.

Наблюдается уменьшение действительного экстракта во время главного брожения. Причем при уменьшении дозы карамельного солода с 25 до 5 % и аэрации сусла это происходит быстрее и выраженнее. При аэрации сусла до 20-30 и 30-40 мгО2/дм3 наименьшие значения действительного экстракта (5,23-5,36 %) имеют образцы с дозой карамельного солода 10; 15; 20 %.

На основании данных, полученных в конце главного брожения, для приготовления темного пива был выбран образец, содержащий 15 % карамельного солода. А для получения безалкогольного пива установлена доза кислорода 30-40 мгО2/ дм3 — для аэрации пивного сусла, содержащего карамельный солод.

В таблице представлены показатели готового пива, полученного путем аэрации пивного сусла кислородом. В готовом пиве определяли следую-

щие показатели: рН, кислотность, массовую долю спирта, содержание видимого и действительного экстракта, цвет, видимую и действительную степень сбраживания.

Таким образом, во время проведенных исследований рассмотрена возможность получения темного безалкогольного пива на основании использования аэрации пивного сусла перед началом главного брожения. При затирании часть светлого солода была заменена карамельным для придания пиву специфических вкусов и ароматов.

При добавлении карамельного солода оптимальное значение содержания кислорода в пивном сусле перед началом главного брожения для получения безалкогольного пива снижается до 30-40 мгО2/дм3.

Оптимальная доза карамельного солода для получения безалкогольного темного пива, показатели которого соответствуют требованиям стандарта, должна составлять до 15 %.

Разработанный сорт темного безалкогольного пива имеет приятный,

35 т

30 -■■

25 ...

и 20---

и 15--

10 - -

1-е сутки

40 35 30 25 20 15 10

3-е сутки Контроль (до 10 мгО2/дм3)

5-е сутки

1-е сутки

3-е сутки 20-30 мгО2/дм3

5-е сутки

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

1-е сутки

3-е сутки 30-40 мгО2/дм3

5-е сутки

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

■

1-е сутки

3-е сутки 40-50 мгО2/дм3

5-е сутки

□ Контроль □ 5 % □ 10 % □ 15 % □ 20 % □ 25 %

Рис. 4. Изменение биомассы дрожжей в зависимости от суток брожения в образцах с различной дозой карамельного солода при разной степени насыщения кислородом

Физико-химические показатели 100%-ный светлый солод 15%-ное содержание карамельного солода

Содержание кислорода, мгО2/дм3 Контроль(до10) 30-40 Контроль (до 10) 30-40

Массовая доля сухих веществ в начальном сусле, (±0,15) % 7,0 7,0 7,0 7,0

Содержание видимого экстракта, % 1,62 2,81 1,53 2,98

Содержание действительного экстракта,% 1,97 2,97 1,90 3,12

Массовая доля спирта, об. % 3,26 1,42 2,94 0,48

Кислотность, к. ед. 2,12 2,16 2,2 2,23

Цвет, ед. ЕВС 5,58 5,93 16,9 17,42

рН 4,26 4,21 4,19 4,15

Действительная степень сбраживания, % 71,81 57,58 72,90 55,4

Видимая степень сбраживания, % 76,91 59,86 78,20 57,43

освежающий вкус и легкий, гармоничный аромат.

Производство темного безалкогольного пива не требует сложного аппаратурного оформления и больших затрат на приобретение дополнительных единиц оборудования и поэтому может быть осуществлено на предприятиях пивоваренной промышленности.

Выпуск нового сорта пива экономически выгодно, так как расширение ассортимента способствует более полному использованию производственных мощностей, а следовательно, снижению издержек на единицу продукции, что в конечном итоге ведет к увеличению прибыли предприятия.

Кроме того, цена нового сорта пива значительно ниже цены выпуска-

емого в Республике Беларусь безалкогольного пива, что положительно повлияет на конкурентоспособность данного пива на рынке.

ЛИТЕРАТУРА

1. Нарцисс Л. при участии В. Бака. Краткий курс пивоварения/Пер. с нем. А. А. Куре-ленкова. — СПб.: Профессия. 2007.

2. Купце В., Мит Г. Технология солода и пива/ Пер. с нем. — СПб.: Профессия. 2001.

3. КосминскийГ.И., МоргуноваЕ.М., Иванчи-кова О. И. Определение оптимальных параметров процесса аэрации пивного сусла при приготовлении безалкогольного пи-ва//Известия вузов. Пищевая технология. 2006. № 5. С.35-37.

4. Косминский Г. И., Моргунова Е. М., Иван-чикова О. И. Выбор расы пивоваренных дрожжей для безалкогольного пива//Пиво и напитки. 2006. № 2. С. 32-33.

5. Косминский Г. И. Технология солода, пива и безалкогольных напитков. Лабораторный практикум по технохимическому контролю производства. — Минск: Дизайн ПРО. 2001. &

5

5

0

0