CC BY
51
технологические решения для обеспечения качества пивоваренной продукции
тема номера
УдК 633.162:663.43
Влияние биологических особенностей сортов ярового ячменя
на урожайность и пивоваренные качества зерна и солода
М. Б. Хоконова,
д-р с.-х. наук, профессор Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В. М. Кокова
С. Е. Терентьев,
канд. с.-х. наук, доцент Смоленская государственная сельскохозяйственная академия
Около половины всех площадей ячменя сосредоточены на Северном Кавказе, где производство зерна исторически специализировалось в направлении использования на фуражные цели. Более широкое распространение двурядных ячменей в качестве пивоваренных объясняется их высокой урожайностью и более высокими пивоваренными качествами [1]. Пивоваренными называются специальные сорта ячменя, выведенные с учетом получения особо качественного зерна и солода. Такими сортами в подавляющем большинстве являются яровые и редко — озимые.
Пивоваренные сорта ярового ячменя, главным образом двурядные (Hordeum distichum L), относятся преимущественно к разновидности Nutans, реже к Erectum и Zedritnon. Более широкое распространение дву-рядных ячменей в качестве пивоваренных объясняется их высокой урожайностью и лучшими пивоваренными качествами. Многорядные (Hordeum vulgare) ячмени популярны в США, где они занимают 85% от общего производства пивоваренного ячменя.
Очень важные их признаки — хорошая прорастаемость и непродолжительный период послеуборочного дозревания, зависящие от сорта. Отсутствие периода покоя нежелательно, поскольку в условиях дождливого уборочного периода это приводит к прорастанию зерна в колосьях. Зерно хороших сортов вскоре после уборки должно приобрести максимальную энергию прорастания и интенсивно впитывать влагу; прорастание должно происходить энергично, одновременно и быстро.
Наибольшее значение исследователи придают оценке сорта по количеству
и качеству белка в зерне. По С. В. Гончарову и др., содержание белка в большей степени зависит от сорта, нежели от урожайности [2]. Сортовые отличия в содержании белковых веществ вторичны по отношению к контролируемому физиологическому процессу, что зависит от ассимиляции и залегания белка в зерне [3].
В связи с этим, цель работы — это определение влияния биологических особенностей сортов ярового ячменя на урожайность и пивоваренные качества зерна, солода и лабораторного сусла.
Исследования проводились в 20122014 гг. в условиях предгорной зоны КБР на ЗАО НП «Чегем» Чегемского района КБР, ООО «МЭЛТ» Урванско-го района КБР, ОАО «Халвичный завод «Нальчикский» и на кафедре «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» КБГАУ им. В. М. Кокова.
В качестве объектов исследования использовали четыре районированных и интродуцируемых сорта ярового ячменя, производственный пивоваренный солод, полупродукты на стадиях приготовления пивного сусла. В табл. 1 представлена биолого-хозяйственная характеристика исследуемых сортов ярового ячменя.
Яровой ячмень высевали в период 1-10 апреля с нормой высева 5,0 млн всхожих зерен на гектар. Для выполнения поставленной цели были заложены и проведены полевые опыты, математическо-статистические и лабораторные анализы.
Сорта ярового ячменя Приазовский 9, Гетьман, Виконт имеют почти одинаковую продолжительность вегетационного периода — 71-96 дней.
10 ПИВО и НАПИТКИ
3 • 2016
ТГЕХНОЛОГИЧЕСКИЕРЕШЕНИЯ для ОБЕСПЕЧЕНИЯКАЧЕСТВАПИВОВАРЕННОИПРОДУКЦИИ
Сорт Мамлюк — это раннеспелый сорт, вегетационный период его составляет 65-85 дней. Остальные сорта среднеспелые.
При практически одинаковом количестве растений на единице площади, в том числе и продуктивных, и даже незначительной разнице в количестве зерен в колосе, исследуемые сорта отличались друг от друга по абсолютной массе и числу зерен в колосе. Наибольшие показатели по ним отмечены у сорта Приазовский 9 — 45,2 г при 21 зерне в колосе. В табл. 2 отражено влияние сорта ярового ячменя на структуру урожая зерна.
Гетьман и Виконт отстают от него соответственно на 0,5 и 0,7 г только по массе 1000 зерен, а количество зерен в колосе у всех трех сортов было одинаковым. Мамлюк отличается от перечисленных сортов меньшей озерненностью колоса — 19 шт. и минимальной среди них абсолютной массой зерна 41,6 г.
Только по этой причине урожайность зерна сорта Приазовский 9 повысилась в среднем за годы исследований по сравнению с показателями, достигнутыми по сорту Гетьман — на 0,2 т/га, Виконт — на 0,5 т/га, Мамлюк — на 0,9 т/га (табл. 3).
Крупность зерна исследуемых сортов весьма высока и колеблется в широких пределах. В табл. 4 отражено влияние сорта на пивоваренные качества зерна ярового ячменя. Сорта Виконт и Мамлюк обладают средней крупностью зерна, а у сортов Приазовский 9 и Гетьман она выше на 3-4%.
Пивоваренный ячмень должен иметь высокие энергию и способность прорастания [4]. Показатели последнего по всем исследуемым сортам ячменя были одинаковыми — 98,1-98,8%, то есть сорт не оказывал влияния на способность прорастания зерна. То же самое можно сказать и по энергии прорастания двух сортов — Гетьман и Виконт — по 98%. Близкие значения получены по Мамлюку, но Приазовский 9 имел пониженную на 2,2-2,8% энергию прорастания, по сравнению с другими сортами. В общем, оба показателя — энергия и способность прорастания — у исследуемых сортов оказались очень высокими.
В наших опытах сорт оказывал весьма слабое влияние на натуру зерна — 680 (сорт Мамлюк) — 687 г / дм3 (сорт Гетьман).
Содержание белка пивоваренного ячменя не должно превышать 12,0%.
Таблица 1
Показатели Яровые
Приазовский 9 Гетьман Виконт Мамлюк
Ботаническая разновидность Нутанс Нутанс Нутанс Нутанс
Высота растений, см 76-81 75-80 74-80 70-80
Продолжительность вегетационного периода, сут 71-87 79-96 73-96 65-85
Масса 1000 зерен, г 39-46 42-54 42-54 46-52
Содержание белка в зерне, % 11-13 11-12,5 11-12,5 12-14
Устойчивость к полеганию Выше средней Выше средней Высокая Средняя
Сроки созревания Среднеспелый Среднеспелый Среднеспелый Раннеспелый
Направление использования Ценный по качеству Пивоваренный Зернофуражный пивоваренный Зернофуражный
Засухоустойчивость Средняя Средняя Выше среднего Средняя
Урожайность, т/га 3,2 3,1 2,8 2,4
Таблица 2
Сорт Число растений, шт/м2 Коэффициент продуктивной кустистости Количество продуктивных стеблей, шт/м Число зерен в колосе, шт.
Приазовский 9 304 1,36 413 21
Гетьман 309 1,35 411 21
Виконт 305 1,35 412 21
Мамлюк 310 1,32 409 19
Таблица 3
Сорт Урожайность зерна, т/га Прибавка к контролю
биологическая фактическая т/га %
Приазовский 9 4,00 3,3 0,9 27,2
Гетьман 3,74 3,1 0,7 22,5
Виконт 3,63 2,8 0,4 14,2
Мамлюк (контроль) 3,00 2,4 0 0
НСР05 0,50 0,55
Три из исследуемых нами сортов отвечали этим требованиям. В зерне ячменя сорта Гетьман белка содержалось 11,2%, Приазовского 9 — 11,4, Виконт 11,8%, максимальное количество его — 12,1% находилось в зерне Мамлюка.
Сорт оказывает значительное влияние на пивоваренные качества зерна ячменя (рисунок).
Для оценки пивоваренного качества ячменя важным показателем служит экстрактивность его зерна [5]. По данным некоторых ученых [6], пивоваренные ячмени высокого качества должны иметь экстрактивность не ниже 79%. В наших исследованиях ее показатель по трем первым сортам оказался более высоким, по сравнению с указанным, и примерно одинаковым — 79,2-80,2%. Только у Мамлюка она оказалась ниже — 77,1%. Таким образом, исследованные нами сорта ярового ячменя, кроме Мамлюка, по этому показателю следует признать вполне пригодными для использования в качестве сырья для пивоваренной промышленности.
Степень замачивания и водопоглоти-тельная способность зерна в значительной степени зависят от возделываемого сорта. По полученным нами данным о влиянии сорта на качество солода (табл. 5), Гетьман интенсивнее других сортов впитывает влагу, Приазовский 9 имеет константную водопоглотитель-ную способность, тогда как у Мамлюка она сильно зависит от климатических условий года.
Наибольшее экономическое значение в пивоварении имеет экстрактив-ность солода тонкого помола. Все исследуемые нами сорта по этому показателю можно объединить в две группы. В первую группу с примерно одинаковой и более высокой экстрактивностью солода входят Приазовский 9 (81,2%) и Гетьман (81,6%), во вторую группу — Виконт (78,6%) и Мамлюк (79,9%).
Разность экстрактов солода тонкого и грубого помолов характеризует растворимость солода. Сорта Мамлюк и Виконт, с разницей по этому показателю соответственно 1,8 и 2,4%, занимают более выгодное положение, поскольку остальные сорта имеют боль-
0
1 <
§
ш I-
3 • 2016
ПИВО и НАПИТКИ 11
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕРЕШЕНИЯ для ОБЕСПЕЧЕНИЯКАЧЕСТВАПИВОВАРЕННОЙПРОДУКЦИИ'
Таблица 4
Сортячменя Крупность, % Натура, г/дм3 Масса 1000 зерен, г Энергия прорастания, % Способность прорастания, % Содержание белка, % Содержание крахмала, % Экстрактивность, %
Приазовский 9 94 682 47,2 95,2 98,1 11,4 60,6 79,9
Гетьман 94 687 47,6 98,0 98,8 11,2 62,8 80,2
Виконт 90 685 45,6 98,0 98,8 11,8 59,0 79,2
Мамлюк 91 680 44,2 97,4 98,7 12,1 57,6 77,1
ш I-
700
300
200
100
Крупность, % Натура, г/дм3 Масса 1000 Содержание Содержание Экстрактивность, зерен, г белка, % крахмала, % %
Приазовский Гетьман Виконт Мамлюк
Влияние сорта ярового ячменя на пивоваренные качества зерна
шую разницу в экстрактивности — по 4,0% — и худшую растворимость солода.
Твердость солода также зависит от сорта. Мамлюк отличается твердым солодом. Зерна всех других сортов имеют меньшую сопротивляемость механическому усилию, что объясняется, по-видимому, большей активностью цитоли-тических ферментов у данных сортов.
Наибольший выход муки грубого помола у сорта Мамлюк — 44,9%, у остальных сортов он достоверно снижается: Виконт — на 6,1%, Приазовский 9 — на 8,3%, Гетьман — на 10,7%.
Осахаривание сусла из муки сорта Гетьман происходит быстрее — за 5 мин, чем Приазовского 9-6,5 мин, Виконта и Мамлюка — 7,2-7,7 мин.
Содержание белка в солоде зависит от содержания его в ячмене, а также от степени гидролиза в процессе прорастания. В среднем содержание белка в
солоде несколько меньше, чем в зерне, и составляет в солоде сорта Гетьман 11,0%, Приазовского 9-11,4%, Виконт — 11,6%, Мамлюк — 11,9%.
Степень растворимости белка характеризуется числом Кольбаха. Геть-ман по этому показателю значительно превосходит другие сорта — 41,2%, у Приазовского 9 он составляет 39,2%, у Виконта и Мамлюка — 35,1 -35,3%. Следовательно, сусло из зерна сорта Мамлюк отличается пониженной растворимостью белка, чем других сортов. Повышенная растворимость белка, по нашему мнению, служит одной из причин высокой экстрактивности сырья из сортов Гетьман и Приазовский 9.
Качество лабораторного сусла зависит от качества солода. У сорта Мамлюк обнаруживается наименее окрашенное сусло — цветность 3,0 см3 раствора йода /100 см3 воды. К этой же группе сортов можно отнести и Ви-
конт. Два других сорта — Гетьман и Приазовский 9 — следует отнести ко второй группе сортов с более интенсивной окраской сусла 3,6-3,8 см3.
Сорт Гетьман отличается самой высокой кислотностью сусла — 1,1 см3 раствора №ОН/100 см3. Достоверно низкое и одинаковое значение 0,940,96 см3 показывает она у сортов Виконт и Мамлюк.
Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что исследуемые сорта отличались друг от друга по абсолютной массе и числу зерен в колосе. Наибольший показатель по ним отмечен у сорта Приазовский 9 — 45,2 г при 21 зерне в колосе. Урожайность зерна сорта Приазовский 9 повысилась в среднем за годы исследований по сравнению с показателями, достигнутыми по сорту Гетьман — на 0,2 т/га, Виконт — на 0,5 т/га, Мамлюк — 0,9 т/га. В наших исследованиях экстрактивность по трем первым сортам оказалась более высокой: 79,2-80,2%. Только у Мамлюка она оказалась ниже — 77,1%. У сорта Мамлюк обнаруживается наименее окрашенное сусло — цветность 3,0 см3 раствора йода/100 см3 воды. К этой же группе сортов можно отнести и Виконт. Разница в указанных показателях между ними 0,2 см3. Два других сорта — Гетьман и Приазовский 9 — следует отнести ко второй группе сортов с более интенсивной окраской сусла 3,6-3,8 см3. Установлено, что более пригодный для солодоращения сорт ярового ячменя — Гетьман. Полученный солод соответствует 1-му классу согласно ГОСТ 29294-2014 «Солод пивоваренный. Технические условия».
600
500
400
Таблица 5
Сорт Степень замачивания, % Экстрактивность тонкого помола, % Разность экстрактов, % Твердость солода, ед.Брабендера Выход муки грубого помола, % Диастатическая сила, ед. Виндиша-Кольбаха Время осахаривания, мин. Содержание белка, % Число Кольбаха,% Цветность, см3 р-ра йода/ 100 см3 воды Кислотность, см3 р-ра NaOH/ 100 см3 сусла
Приазовский 9 43,8 81,2 2,0 414 36,6 250 6,5 11,4 39,2 3,8 1,0
Гетьман 43,1 81,6 1,5 407 34,2 257 5,0 11,0 41,2 3,8 1,1
Виконт 43,4 78,6 2,7 476 38,8 224 7,2 11,6 35,3 3,2 0,96
1 Мамлюк 42,9 79,9 2,3 409 44,9 231 7,7 11,9 35,1 3,0 0,94 |
12 ПИВО и НАПИТКИ 3 • 2016
ÇUUAI/vni
ТГЕХНОЛОГИЧЕСКИЕРЕШЕНИЯ для ОБЕСПЕЧЕНИЯКАЧЕСТВАПИВОВАРЕННОИПРОДУКЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
1. Блиев, С. Г. Новое в товароведении зерна и продуктов его переработки/С. Г. Блиев, Б. Х. Жеруков // Учебник. — Нальчик: По-лиграфсервис и Т, 2002. — 368 с.
2. Гончаров, С. В. Пивоваренный ячмень/ С. В. Гончаров, В. А. Федотов, И. В. Матвеев // Монография. — Москва, 2015. — 288 с.
3. Косминский, Г. И. Технология солода, пива и безалкогольных напитков/Г. И. Кос-минский // Лабораторный практикум по технохимическому контролю производства. — Минск: Дизайн ПРО, 2001. — 352 с.
4. Третьяк, Л. Н. Технология пива с заданными свойствами/Л. Н. Третьяк // Монография. — СПб.: Профессия, 2012. — 463 с.
5. Хоконова, М. Б. Оптимизация технологии пивоваренного производства и выращивания ячменя в предгорьях Северного Кав-каза/М. Б. Хоконова // Дисс. на соиск. докт. с.-х. наук. — Махачкала: ДГСХА, 2012. — 269 с.
6. Brewing Handbook/Rethink Tomorrow. — Bagsvaerd: Novozymes: Food & Beverages, version 1, 2013. — P. 124.
0
I <
§
ш h
Влияние биологических особенностей сортов ярового ячменя на урожайность и пивоваренные качества зерна и солода
Ключевые слова
качество; лабораторное сусло; пивоваренный солод; продуктивность; сорт; структура урожая; яровой ячмень.
Реферат
Около половины всех посевных площадей ячменя сосредоточены на Северном Кавказе, где производство зерна исторически специализировалось в направлении его использования на фуражные цели. Более широкое распространение двурядных ячменей в качестве пивоваренных объясняется их высокой урожайностью и более высокими пивоваренными качествами. Целью работы было определение влияния биологических особенностей сортов ярового ячменя на урожайность и пивоваренные качества зерна, солода и лабораторного сусла. Исследования проводились в предгорной зоне КБР на ЗАО НП «Чегем» Чегемского района КБР, ООО «МЭЛТ» Урванского района, ОАО «Халвичный завод «Нальчикский» и на кафедре «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» КБГАУ им. В. М. Кокова. В работе исследовали районированные и интродуцируемые сорта ярового ячменя — Приазовский 9, Виконт, Мамлюк; производственный пивоваренный солод, пивное сусло. Яровой ячмень высевали в период 1-10 апреля с нормой высева 5,0 млн всхожих зерен на гектар. Проведенные исследования позволили установить, что исследуемые сорта различались по абсолютной массе и числу зерен в колосе. Наибольший показатель по ним отмечен у сорта Приазовский 9 — 45,2 г при 21 зерне в колосе. Урожайность зерна сорта Приазовский 9 повысилась в среднем за годы исследований по сравнению с показателями, достигнутыми по сорту Гетьман — на 0,2 т/га, Виконт — на 0,5 т/га, Мамлюк — 0,9 т/га. Результаты исследований свидетельствуют, что для оценки пивоваренного качества ячменя важный показатель — экс-трактивность его зерна. Пивоваренные ячмени высокого качества должны иметь экстрактивность не ниже 79%. В наших исследованиях ее показатель по трем первым сортам оказался более высоким, по сравнению с указанным, и примерно в одинаковым — 79,2-80,2%. Только у Мамлюка она оказалась ниже — 77,1%. Таким образом, исследованные нами сорта ярового ячменя, кроме Мамлюка, по этому показателю следует признать вполне пригодными для использования в пивоваренной промышленности. Качество лабораторного сусла зависит от солода. У сорта Мамлюк обнаруживается наименее окрашенное сусло — цветность 3,0 см3 раствора йода/100 см3 воды. К этой же группе сортов можно отнести и Виконт. Разница в указанных показателях между ними 0,2 см3. Два других сорта — Гетьман и Приазовский 9 — следует отнести ко второй группе сортов с более интенсивной окраской сусла 3,63,8 см3. Установлено, что более пригодный для солодоращения сорт ярового ячменя Гетьман. Полученный солод соответствует 1-му классу согласно ГОСТ 29294-2014 «Солод пивоваренный ячменный. Технические условия».
Авторы
Хоконова Мадина Борисовна, д-р с.-х. наук, профессор Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова 360030, КБР, г. Нальчик, пр. Ленина, д. 1 в, dinakbgsha77@mail.ru Терентьев Сергей Евгеньевич, канд. с.-х. наук, доцент Смоленская государственная сельскохозяйственная академия 214000, г. Смоленск, ул. Б. Советская, д. 10/2, serg_pivo@mail.ru
The Influence of Biological Peculiarities of Species of Spring Barley on Productivity and Beer Brewing Qualities of Grain and Malt
Key words
quality; laboratory wort; brewery malt; productivity; grade; crop structure; spring barley.
Abstract
About half of all areas of barley in Russia are concentrated in the North Caucuses where the production of grain was historically specialized in the direction of using on forage purposes. Two-rowed barley sowing are more widely used in beer production so it has high yield and highly qualities of beer brewing. The aim of this work is to determine and explain the influence of biological peculiarities of spring barley species on productivity and beer brewing qualities of grain, malt and laboratory wort. The investigations were carried out in the pre-mountain zone of KBR on the factory «Chegem» Chegem region of KBR, in SLR «Malt» of Urvan region of KBR, and in SLR «Khalvichny» Nalchic and on the chair of «Technology of production and processing of agricultural products» KBSAU named after V. M. Kokov. In this work it was investigated districted and introduction species of spring barley as Priazov 9, Viscount, Mamluk, on the productivity of beer brewing malt, semiproducts on the stages of producing beer brewing wort. The spring barley was sowed during the period 1-10 April with the normal sowing 5 million sprouts per hectare. The carried out investigations were to determine the species under research. They differed by absolute mass and quantity of grained ears. The most indicated of the is in Priazov 9 species — 45.2 gr. at the quantity of 21 grains per ear. It was determined that productivity of grain in the species is the following: Priazov 9 — is increased in average by the years of research work in comparison with the species Getman — by 0.2 ton per hectare; Viscount — by 0.5 ton per hectare, Mamluk — by 0.9 ton per hectare. The results of investigations are testified that for valuation of beer brewing quality of barley is the most important index of extract of its grains. The beer brewing species of barley must have the extract not less than 79%. In our research its index by the first three species were turned out higher with the comparison of pointed above and approximately equal to 79.2-80.2%. Only the species Mamluk has lower index — 77.1%. So, the investigated species by us, except Mamluk, by this indicator must be suitable for using as raw material for beer brewing industry. The species Mamluk has the colorless wort the colour is 3.0 cm3 solution of iodine per 100 cm3 of water. We can carry off Viscount to the same group. The difference in the given index between them is 0.2 cm3. Two of the species Getman and Priazov 9 must be carried off to the second group of species with more intensive coloring of wort — 3.6-3.8 cm3. It was determined that suitable for malt-growing species of spring barley is Getman. The obtained malt is conformed to the first class according to GOST 29294-2014 «Malt beer brewing. Technical conditions».
Authors
Hokonova Madina Borisovna, Doctor of Agriculture Science, Professor
Cabardino-Balcarian Agriculture University by V. M. Kokov
1v, pr. Lenina, Nalchik, CBR, 360030, Russia, dinakbgsha77@mail.ru
Terentjev Seregey Evgenjevich, Candidate of Agriculture Science, Associate Professor
Smolensk State Agriculture Academy,
10/2 B. Sovetskaya St., Smolensk, 214000, Russia, serg_pivo@mail.ru
3 • 2016 ПИВО и НАПИТКИ 13
