Научная статья на тему 'Тритикале - перспективная зерновая культура для натуральных напитков брожения'

Тритикале - перспективная зерновая культура для натуральных напитков брожения Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
191
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Пиво и напитки
ВАК
Ключевые слова
АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ СУСЛА / КОНЦЕНТРАТЫ СУСЛА / НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ / СВЕТЛЫЙ И ТЕМНЫЙ СОЛОД ИЗ ТРИТИКАЛЕ / ТРИТИКАЛЕ / УГЛЕВОДНЫЙ СОСТАВ / ФЕРМЕНТНЫЕ ПРЕПАРАТЫ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Кобелев Константин Викторович, Гернет Марина Васильевна, Хурушудян Сергей Азатович

Тритикале зерновая культура, представляющая гибрид, полученный путем объединения хромосом пшеницы и ржи, и характеризующаяся ценными свойствами. Авторы исследовали 6 сортов озимой тритикале, выращенных в Ростовской, Кировской и Московской областях для дальнейшей переработки их на светлый и темный тип солода. Исследования показали, что светлый солод, полученный из сортов тритикале Зимогор, Легион и Бард, оптимальны по показателям массовой доли экстракта: 83,5 %, 84,1 и 83,7 % соответственно, и высокому уровню a-амилаз, что объясняет низкую продолжительность осахаривания. Темные солода характеризовались высокой массовой долей экстракта 79,7-90,9 %, кислотностью 55,3-83,0 к. ед. и цвета 23,4-29,8 ц. ед. Из опытных образцов светлого и темного солода, различных количеств несоложеного тритикале и использованием комплекса ферментных препаратов на основе термостабильной a-амилазы, пентозаназы и b-глюканазы в различных дозировках получали образцы сусла с последующим концентрированием их на вакуум-выпарном аппарате до содержания СВ 73-77 % при температуре 60...70 °С для светлого концентрата и 75...80 °С до содержания СВ 68-72 % с последующей термообработкой при 110...115 °С в течение 10-15 мин для темного концентрата. Светлый тип концентрата обладал цветностью 0,7-1,3 ц. ед. в 10 %-ном водном растворе, кислотностью 10,0-15,5 к. ед.; темный концентрат характеризовался цветностью в 8,9-9,9 ц. ед., кислотностью 16,0-40,0 к. ед. Углеводный состав сусла, полученного из светлого и темного солодов, несоложеного тритикале показал наличие глюкозы, мальтозы и мальтотриозы. Общее содержание углеводов составляло от 2,0 до 4,40 г / дм3, а аминокислотный состав представлен полным набором аминокислот, в том числе незаменимых. Результаты исследований показали, что из тритикале можно получать высококачественные солод и концентрированное сусло для промышленного производства, поэтому по результатам исследований была разработана техническая документация на солод из тритикале, а также на производство концентратов сусла из тритикалиевого сырья.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Кобелев Константин Викторович, Гернет Марина Васильевна, Хурушудян Сергей Азатович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Triticale - a Promising Crops for Natural Fermented Beverages

Triticale is a new hybrid cereal crop, derived by combining the wheat and rye chromosomes, with essential properties. The authors investigated 6 samples of winter triticale crop, which grow in regions of Rostov, Kirov and Moscow for further malting and obtaining light and dark malt types. The studies have shown that Zymohiria, Legion and Bard classes light malt triticale, have most optimal indicators such as extractivity 83.5 %, 84.1 and 83.7%, respectively, high level of a-amylase, which explains the low saccharification length. Dark malts were characterized by a high extractivity level 79.7-90.9 %, acidity 55.3-83.0 ac. un., and the color 23.4-29.8 c. un. The light and dark malt samples, various unmalted triticale samples and complex enzyme preparations with thermostable a-amylase, tolerant pentosanase and b-glucanase at various amounts a worts were prepared, with further concentration wort samples on vacuum-evaporation setting to 73-77 % dry substances at the temperature of 60...70 °C in light concentrate sample and 68-72 % of dry substances at temperature 75...80 °C with further heat treatment at 110...115 °C during 10-15 min for dark concentrate sample. Light concentrate sample had color level 0.7-1.3 c. un. in 10 % aqueous, acidity 10.0-15.5 ac. un; dark concentrate sample had color level 8.9-9.9 c. un., acidity 16.0-40.0 ac. un. The carbohydrate wort composition, obtained from light and dark malt samples and unmalted triticale samples, have shown glucose, maltose and maltotriose substances presence. The carbohydrate total content is 2.0-4.40 g / l; amino acid were full set such substances including essential amino acids. The investigation results showed that high-level malt and concentrated triticale wort samples can be obtained of triticale for industrial production, so the triticale malt and wort triticale malt concentrates technical documentation were developed in the course of the work.

Текст научной работы на тему «Тритикале - перспективная зерновая культура для натуральных напитков брожения»

УдК 633.11; 633.14

Тритикале - перспективная зерновая культура для натуральных напитков брожения

К. В. Кобелев,

канд. техн. наук; М. В. Гернет,

д-р техн. наук, профессор; С. А. Хуршудян,

д-р техн. наук, профессор ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

Тритикале — зерновая культура, представляющая новый гибрид, полученный путем объединения хромосомных комплексов двух различных родов — пшеницы и ржи, и объединяющая в себе ценные свойства этих сельскохозяйственных культур. Тритикале дает более высокие урожаи при посеве на обедненных почвах, как в отношении озимых, так и яровых посевов; устойчива ко многим болезням, свойственным зерновым культурам [1].

В практике отечественной пищевой промышленности в основном используется мука из тритикале при изготовлении хлебобулочной, кондитерской и макаронной продукции и пищеконцентратов [2]. Существенное применение тритикале возможно в производстве напитков, но дальше отдельных исследований, выпуска опытных партий дело не пошло [3, 4].

Тритикале синтезирует а-ами-лазу, что значительно облегчает ее переработку при солодоращении [5].

Чтобы максимально использовать пищевой и технологический потенциал тритикале, необходимо было провести комплекс работ, включающий следующие этапы (рисунок).

Первый этап. В Государственном реестре селекционных достижений РФ в 2015 г. числится 74 сорта зернового тритикале, из них 63 озимых [6].

В процессе предварительного исследования были отобраны 6 сортов озимой тритикале: Зимогор, Консул, Легион, Бард, Гермес, Немчиновский 56.

Указанные сорта выращены в Ростовской (ФГБНУ Донской Зональный НИИСХ), Кировской (ФГБНУ НИИСХ Северо-Востока) и Московской областях (ФГБНУ

Комплекс мероприятий по использованию тритикале в производстве напитков

Выбор сортов тритикале, пригодных для приготовления солодов

Разработка технологии солодов и исследование их основных физико-химических показателей

Получение концентрированного сусла и исследование физико-химических и органолептических показателей

Основные этапы переработки тритикале для получения натуральных напитков брожения

26 ПИВО и НАПИТКИ

3 • 2016

Московский НИИСХ «Немчи-новка»).

Все представленные образцы тритикале отличались, в первую очередь, высокой прорастаемостью, которая составила 95,8-97,4 %. Содержание белковых веществ варьировалось в пределах 10,7-13,5 %, содержание некрахмальных полисахаридов — пентозанов — 5,26,4 %.

Второй этап. Работа по соло-доращению предусматривала получение двух типов тритикалевого солода: светлого и темного. Технология солода включала в себя стадии замачивания, проращивания, томления (для темного солода) и сушки. Анализ физико-химических показателей образцов светлого солода из тритикале приведен в табл. 1.

Представленные результаты, как и ранее полученные данные, свидетельствуют о возможности использования данных зернопро-дуктов в производстве напитков брожения [7]. Причем солод, полученный из сортов Зимогор, Легион и Бард, предпочтительнее. Данные солода имели высокий показатель массовой доли экстракта 83,5%, 84,1 и 83,7 % соответственно, и достаточный уровень активности комплекса амилолитических ферментов, что отражается на небольшой продолжительности осахари-вания.

Качественные показатели готового темного солода из исследуемых сортов тритикале представлены в табл. 2. Исследуемые солода отличаются высокими показателями массовой доли экстракта при горячем экстрагировании — 79,7-90,9%, кислотности — 55,383,0 к. ед. и цвета — 23,4-29,8 ц. ед., что свидетельствует об их пригодности для получения солода темного типа.

Третий этап. Получение концентрированного сусла — важный этап для промышленного выпуска, обеспечивающий стабильность характеристик выпускаемой продукции, включая органолептические показатели.

В процессе выполнения работы были проведены опытные варки сусла для светлого и темного концентратов с использованием как солодовой составляющей, так и различных количеств несоложе-

Таблица 1

Показатель Зимогор Консул Легион Бард Гермес Немчиновский 56

Массовая доля влаги, % 4,2 4,5 3,3 3,9 4,2 3,4

Массовая доля экстракта в сухом веществе солода тонкого помола, % 83,5 82,8 84,1 83,7 84,3 81,8

Продолжительность осахаривания, мин 10 15 15 15 20 10

Содержание белка, % 11,6 12,3 10,9 10,4 11,4 12,7

Содержание пентозанов, % 5,3 5,0 4,8 4,9 4,7 4,4

Амилолитическая активность, ед./г 425 370 389 392 329 458

Протеолитическая активность, ед./г 0,34 0,33 0,42 0,36 0,36 0,38

Лабораторное сусло:

цвет, ц. ед. 1,3 1,3 0,9 0,7 0,9 0,8

кислотность, к. ед. 16,5 15,2 11,9 12,4 13,4 15,0

Таблица 2

Показатель Зимогор Консул Легион Бард Гермес Немчиновский 56

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Массовая доля влаги, % 8,2 8,8 9,3 8,0 8,8 9,2

Массовая доля экстракта в сухом веществе солода, %:

при холодном экстрагировании 50,3 48,5 57,4 51,4 61,0 54,4

при горячем экстрагировании с вытяжкой из ячменного солода 86,7 79,7 90,9 89,1 87,3 81,0

Кислотность при холодном экстрагировании, к. ед. 60,0 55,3 83,0 67,6 66,9 70,4

Цвет при холодном экстрагировании, ц. ед. 23,4 25,8 28,7 25,4 29,7 29,8

ного тритикале с использованием комплекса ферментных препаратов: «Дистицим БАТ» — термостабильная а-амилаза (дозировка — 100 см3 / т), «Дистицим XL» — термостабильная толерантная пентозаназа и р-глюканаза (дозировка — 150 см3 /т), «Дистицим БГ» — термостабильная р-глюканаза (дозировка — 300 см3 / т), «Дистицим Протацид Экстра» — бактериальная протеи-наза (дозировка — 400 см3 / т).

Образцы светлого и темного сусла из светлого, темного солода и несоложеного тритикале, полученные с использованием комплекса ферментных препаратов, были сконцентрированы на вакуум-выпарном аппарате.

Концентрирование светлого сусла осуществляли до содержания сухих веществ (СВ) 73-77 % при температуре 60...70 °С. Темное

сусло выпаривали при 75...80 °С до содержания СВ 68-72 % с последующей термообработкой при 110...115 °С в течение 10-15 мин.

Органолептические показатели образцов концентратов сусла из тритикале представлены в табл. 3.

Физико-химические показатели концентратов сусла из тритикале представлены в табл. 4.

Цвет светлых концентратов сусла из тритикале составил 0,71,3 ц. ед. в 10%-ном водном растворе, а кислотность 10,0-15,5 к. ед.

Концентраты темного сусла из тритикале имели цвет 8,9-9,9 ц. ед. и кислотность 16,0-40,0 к. ед.

Ниже приведен углеводный (табл. 5) и аминокислотный состав (табл. 6) сусла.

Углеводный состав сусла, приготовленного с использованием светлого и темного солодов, а также

3 • 2016 ПИВО и НАПИТКИ 27

Таблица 3

Показатель Характеристика концентрата сусла из тритикале

светлый темный

Внешний вид Непрозрачная вязкая густая жидкость, без посторонних включений, не свойственных продукту

Цвет Светло-коричневый Темно-коричневый

Вкус и аромат Чистый кисловато-сладковатый, хлебный вкус с хлебно-солодовым ароматом, без постороннего привкуса и аромата Чистый кисловато-сладкий, хлебный вкус с незначительно выраженной горечью, с солодово-карамельным ароматом, без постороннего привкуса и аромата

Растворимость в воде Полная, в растворе допускается опалесценция

Таблица 4

Показатель Норма для концентрата сусла из тритикале

светлый темный

Массовая доля СВ, % 75,0±2,0 70,0±2,0

Цвет (в 10%-ном водном растворе), ц. ед. 1,0±0,3 9,4±0,5

Кислотность, к. ед. 10,0-15,5 16,0-40,0

Таблица 5

Сахар Содержание в образцах сусла, г/дм

Зимогор Консул Легион Бард Гермес Немчиновский 56

Фруктоза — — — — — 0,2

Глюкоза 1,2 1,9 1,1 1,4 2,7 2,8

Сахароза 0,20 0,10 0,30 0,25 0,28 0,30

Мальтоза 0,5 0,6 0,4 0,5 0,6 0,7

Мальтотриоза 0,3 0,1 0,2 0,3 0,4 0,4

Общее содержание 2,20 2,70 2,00 2,45 3,98 4,40

Таблица 6

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Аминокислота Содержание в образцах сусла, мг/дм

Зимогор Консул Легион Бард Гермес Немчиновский 56

Аспарагиновая кислота 22,0 18,9 25,4 30,2 23,3 26,6

Глютаминовая кислота 35,1 27,6 33,2 28,3 30,3 31,0

Аспарагин 21,1 22,0 23,2 30,5 29,3 48,1

Гистидин 32,0 27,1 26,0 35,0 33,1 37,8

Серин 7,1 5,5 8,6 11,2 10,7 11,7

Глютамин 81,2 63,1 64,2 78,1 81,1 95,3

Аргинин 23,8 20,4 18,3 34,5 30,0 40,3

Глицин 9,5 10,3 9,9 10,4 9,5 11,0

Треонин 8,9 7,2 8,0 9,3 8,6 9,7

Аланин 16,5 17,8 24,2 24,7 21,9 25,1

Тирозин 34,3 33,9 31,8 30,8 31,6 36,9

Валин 27,9 23,5 27,5 28,4 26,2 31,7

Метионин 3,2 3,0 3,4 3,5 3,8 4,0

Триптофан 16,2 16,4 19,3 15,8 15,6 12,9

Изолейцин 22,1 25,3 23,1 26,0 27,8 30,5

Фенилаланин 36,7 34,8 39,9 33,2 31,1 40,7

Лейцин 43,3 40,0 41,6 41,6 41,3 52,7

Лизин 20,6 19,2 21,4 26,1 24,0 30,3

Общее содержание 461,5 416,0 449,0 497,4 479,2 576,4

несоложеного тритикале, состоял из глюкозы, мальтозы и мальтотри-озы. Общее содержание углеводов составляло от 2,0 до 4,40 г/дм3.

Аминокислотный состав сусла представлен полным набором аминокислот, в том числе незаменимых, имеющих место в сусле при переработке традиционного сырья, используемого для производства концентрата квасного сусла.

Результаты исследований показали, что из тритикале можно получать высококачественные солод и концентрированное сусло для промышленного производства.

Нормативно-техническая документация. Весьма сдерживающим фактором промышленного использования тритикале служит отсутствие НТД на пищевой тритикале, технологические и другие методики и инструкции. В процессе проведенной работы были разработаны технические условия ТУ 9184-134-00334600 «Солод из тритикале» и технологические инструкции по производству солода из тритикале ТИ

9184-194-00334600, «Технологическая инструкция по производству концентратов сусла (светлого и темного) из тритикале» ТИ

9185-217-00334600 и впервые разработаны технические условия ТУ 9185-145-00334600 «Концентраты сусла из тритикале».

Полученные результаты позволяют приступить к промышленному выпуску концентрированного сусла из светлого и темного солода из тритикале. На основе концентрированного сусла возможно создание большой гаммы новых напитков от квасов до различных безалкогольных напитков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гордеев, А. В. Тритикале/ А. В. Гордеев, В. А. Бутковский // Россия — зерновая держава. Москва. — 2009. — С. 51-54.

2. Смирнов, С. О. Биохимические и микробиологические характеристики новых видов муки из зерна тритикале / С. О. Смирнов, Т. В. Быковченко // Повышение качества, безопасности и конкурентоспособности продукции агропромышленного комплекса в современных условиях: Сборник научных трудов молодых ученых и специалистов. — М.: ФГБНУ ВНИИПБиВП, 2015. — С. 297-303.

28 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2016

3. Тертычная, Т.Н. Теоретические и практические аспекты использования тритикале в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности/Т. Н. Тертычная: авто-реф. дисс... д-ра с.-х. наук, Москва, 2010.

4. Патент РФ 2220194 С12С 1/18. Способ получения ферментированного трити-

калиевого солода / Н. А. Болотов Н. А., Е. Д. Фараджева, Заявка 2002116265/ 13 2003.

5. Волкова, Т. Н. Микробиота зерна озимой тритикале как пивоваренного сырья/Т. Н. Волкова, И. В. Селина, М. С. Со-зина и др. // Пиво и напитки. — 2015. — № 5. — С. 26-31.

6. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Том 1. Сорта растений. — М.: 2015. — 468 с.

7. Кобелев, К. В. Производство солода из тритикале для напитков брожения/К. В. Кобелев, А. В. Бойков, И. Н. Грибкова и др. // Пиво и напитки. — 2014. — № 5. — С. 36-39. &

Тритикале — перспективная зерновая культура для натуральных напитков брожения

Ключевые слова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

аминокислотный состав сусла; концентраты сусла; нормативно-техническая документация; светлый и темный солод из тритикале; тритикале; углеводный состав; ферментные препараты.

Реферат

Тритикале — зерновая культура, представляющая гибрид, полученный путем объединения хромосом пшеницы и ржи, и характеризующаяся ценными свойствами. Авторы исследовали 6 сортов озимой тритикале, выращенных в Ростовской, Кировской и Московской областях для дальнейшей переработки их на светлый и темный тип солода. Исследования показали, что светлый солод, полученный из сортов тритикале Зимогор, Легион и Бард, оптимальны по показателям массовой доли экстракта: 83,5%, 84,1 и 83,7 % соответственно, и высокому уровню а-амилаз, что объясняет низкую продолжительность осахаривания. Темные солода характеризовались высокой массовой долей экстракта — 79,7-90,9 %, кислотностью — 55,383,0 к. ед. и цвета — 23,4-29,8 ц. ед. Из опытных образцов светлого и темного солода, различных количеств несоложеного тритикале и использованием комплекса ферментных препаратов на основе термостабильной а-амилазы, пентозаназы и р-глюканазы в различных дозировках получали образцы сусла с последующим концентрированием их на вакуум-выпарном аппарате до содержания СВ 73-77 % при температуре 60...70 °С для светлого концентрата и 75...80 °С до содержания СВ 68-72% с последующей термообработкой при 110...115 °С в течение 10-15 мин для темного концентрата. Светлый тип концентрата обладал цветностью 0,7-1,3 ц. ед. в 10%-ном водном растворе, кислотностью — 10,0-15,5 к. ед.; темный концентрат характеризовался цветностью в 8,9-9,9 ц. ед., кислотностью 16,0-40,0 к. ед. Углеводный состав сусла, полученного из светлого и темного солодов, несоложеного тритикале показал наличие глюкозы, мальтозы и мальтотриозы. Общее содержание углеводов составляло от 2,0 до 4,40 г/ дм3, а аминокислотный состав представлен полным набором аминокислот, в том числе незаменимых. Результаты исследований показали, что из тритикале можно получать высококачественные солод и концентрированное сусло для промышленного производства, поэтому по результатам исследований была разработана техническая документация на солод из тритикале, а также на производство концентратов сусла из тритикалиевого сырья.

Авторы

Кобелев Константин Викторович, канд. техн. наук; Гернет Марина Васильевна, д-р техн. наук, профессор; Хурушудян Сергей Азатович, д-р техн. наук, профессор ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности, 119021, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, institute-beer@mail.ru, kobelev@vniinapitkov.ru, xca020149@rambler.ru

Triticale — a Promising Crops for Natural Fermented Beverages

Key words

amino acids wort composition; wort concentrates; standard technical documentation; light and dark triticale malt; triticale grain; carbohydrates composition; enzyme preparations.

Abstract

Triticale is a new hybrid cereal crop, derived by combining the wheat and rye chromosomes, with essential properties. The authors investigated 6 samples of winter triticale crop, which grow in regions of Rostov, Kirov and Moscow for further malting and obtaining light and dark malt types. The studies have shown that Zymohiria, Legion and Bard classes light malt triticale, have most optimal indicators such as extractivity — 83.5%, 84.1 and 83.7%, respectively, high level of a-amylase, which explains the low saccharification length. Dark malts were characterized by a high extractivity level — 79.790.9%, acidity — 55.3-83.0 ac. un., and the color — 23.4-29.8 c. un. The light and dark malt samples, various unmalted triticale samples and complex enzyme preparations with thermostable a-amylase, tolerant pentosanase and p-glucanase at various amounts a worts were prepared, with further concentration wort samples on vacuum-evaporation setting to 73-77% dry substances at the temperature of 60...70 °C in light concentrate sample and 68-72% of dry substances at temperature 75...80 °C with further heat treatment at 110...115 °C during 10-15 min for dark concentrate sample. Light concentrate sample had color level 0.7-1.3 c. un. in 10% aqueous, acidity — 10.0-15.5 ac. un; dark concentrate sample had color level 8.99.9 c. un., acidity 16.0-40.0 ac. un. The carbohydrate wort composition, obtained from light and dark malt samples and unmalted triticale samples, have shown glucose, maltose and maltotriose substances presence. The carbohydrate total content is 2.0-4.40 g/l; amino acid were full set such substances including essential amino acids. The investigation results showed that high-level malt and concentrated triticale wort samples can be obtained of triticale for industrial production, so the triticale malt and wort triticale malt concentrates technical documentation were developed in the course of the work.

Authors

KobelevKonstantin Victorovich, Candidate of Technical Science; Gernet Marina Vasilyevna, Doctor of Technical Science, Professor; Hurushudjan Sergey Azatovich, Doctor of Technical Science, Professor All-Russian Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industries, 7 Rossolimo St., Moscow, 119021, Russia, institute-beer@mail.ru, kobelev@vniinapitkov.ru, xca020149@rambler.ru

3 • 2016 ПИВО и НАПИТКИ 29

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.