CC BY
23
ТЕХНОЛОГИЯ^
УДК 663.443:669.22 (045)
Влияние наночастиц серебра на результаты затирания в пивоварении
Д. В. Карпенко, д-р техн. наук, доцент; Ю. А. Уваров, аспирант Московский государственный университет пищевых производств
Ключевые слова: затирание; наночастицы серебра; показатели пивного сусла. Keywords: mashing; silver nanoparticles; wort indicators.
Ранее сообщалось, что на кафедре «Процессы ферментации и промышленного биокатализа» ФГБОУВПО МГУПП проводятся исследования влияния наночастиц и наноматериалов на сырье и процессы пивоваренного производства. Установлено, что присутствие в питательной среде / сусле наночастиц серебра подавляет развитие дрожжевой популяции в тем большей степени, чем более высока концентрация этого наноматериала. Кроме того, показано, что присутствие наносеребра в последней замочной воде приводит к снижению степени прорастания пивоваренного ячменя, а также ухудшает характеристики вытяжки, полученной из свежепроросшего солода, контактировавшего с наночастицами на стадии замачивания. Эти результаты позволили выдвинуть предположение о том, что наночастицы серебра оказывают ингибирующее действие, в том числе на ферменты солода. В этом случае присутствие наносеребра в технологической воде может привести к снижению эффективности действия технологически важных гидролитических ферментов на стадии затирания пивоваренного производства. Для проверки высказанного предположения была проведена серия экспериментов. Ввиду большого количества определений, проводившихся для каждого образца, в каждой серии были изучены три варианта, одним из которых был контроль (без наночастиц серебра), а в двух других наносеребро присутствовало в различных концентрациях. При этом каждая серия проводилась в одинаковых условиях, которые описаны ниже. Поэтому при подготовке данной статьи было решено привести сводную таблицу результатов, полученных в нескольких сериях экспериментов.
Условия их проведения сводились к следующим.
Затирание проводили настойным способом с тремя паузами по 20 мин каждая, при гидромодуле 1:4, по температурной схеме, приведенной на рисунке. Затирали 100% ячменного солода. Наночастицы серебра вносили в налив так, чтобы обеспечить заданную для данного варианта концентрацию. Значения исследованных концентраций
40-
30-
20-
10-
приведены в табл. 1. В качестве источника наносеребра использовали сере-бросодержащий препарат «Арговит» («Витар») ветеринарного назначения (производитель ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск, Россия), в котором стабилизатором служил медицинский поливинилпирролидон. После достижения затором температуры 78 °С и отбора йодокрахмальной пробы на полноту осахаривания его передавали на фильтрование, которое вели до растрескивания фильтрующего слоя.
В полученном таким образом первом сусле измеряли содержание сухих веществ (СВ, рефрактометрически), редуцирующих веществ (РВ, по методу с динитросалициловой кислотой), аминного азота (АА, по числу карбоксильных групп в водно-спиртовых растворах). Полученные результаты приведены в табл. 1.
Присутствие в заторе наночастиц серебра привело к снижению ряда показателей неохмеленного сусла, од-
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 Продолжительность, мин
Схема изменения температуры при проведении затирания
Таблица 1
Измеряемый Концентрация наночастиц серебра в наливе, мкг/см3
показатель 160,0 32,0 1,6 0,4 0 (контроль)
РВ, % 10,5 11,2 11,6 11,3 11,7
СВ, % 17,8 16,8 17,8 17,0 17,6
АА, мг/ см3 1,162 1,140 1,114 1,131 1,168
Таблица 2
Измеряемый Концентрация наночастиц серебра в наливе, мкг/см3
показатель 160,0 32,0 1,6 0 (контроль)
РВ, % 6,8 8,1 8,1 8,3
СВ, % 11,6 12,6 12,0 12,8
АА, мг/ см3 0,864 0,868 0,879 0,885
90
80
70
60
50
0
0
5
6 ПИВО и НАПИТКИ
2•2012
'ТЕХНОЛОГИЯ
нако, вопреки нашим ожиданиям, это снижение было не очень значительным и коснулось прежде всего содержания редуцирующих веществ. Так, при концентрации наносеребра в заторе, равной 160 мкг/см3, содержание редуцирующих веществ было всего на 10,3% меньше, чем в контрольном варианте, не содержавшем наночастиц металла. Более того, присутствие наносеребра даже в высоких концентрациях практически не влияло на содержание сухих веществ. Увеличение концентрации наночастиц серебра вначале привело к снижению содержания в первом сусле аминного азота, а затем — к его повышению практически до контрольного уровня.
Такие результаты могут объясняться некоторыми неизбежными различиями условий проведения отдельных серий экспериментов или какими-либо неучтенными факторами. Для уточнения результатов было решено провести дополнительную серию экспериментов в условиях, аналогичных вышеописанным, за исключением того, что вариант с концентрацией наносеребра в наливе, равной 0,4 мкг / см3, не ставили и, кроме того, после окончания фильтрования затора (растрескивания фильтрующего слоя) к дробине добавляли воду температурой 75 °С в объеме, равном 66% от объема налива. После фильтрования собирали промывные воды, присоединяли их к первому суслу, получая таким образом неохмеленное сусло, в котором определяли те же показатели, что и в предыдущей серии экспериментов. Полученные результаты приведены в табл. 2.
По нашему мнению, в условиях данного эксперимента наблюдалась более закономерная зависимость характеристик неохмеленного сусла от концентрации наночастиц серебра: повышение последней приводило к более выраженному снижению всех трех анализируемых показателей. Однако и в этом случае наибольшее снижение наблюдалось для концентрации редуцирующих веществ: в варианте с 160 мкг/см3 наносеребра в наливе она была на 18% ниже, чем в контрольном варианте. При этом снижение содержания аминного азота в том же варианте в условиях данного эксперимента составило всего 2,4%, а концентрации сухих веществ — 9,4%.
Все это позволило нам сделать вывод о том, что наиболее существенным оказывается негативное воздействие наночастиц серебра на амилолитиче-ские ферменты ячменного солода. С
точки зрения пивоваренного производства это крайне нежелательно, так как даже при сохранении остальных показателей на приемлемом уровне недостаточная активность амилаз может привести к пониженной степени гидролиза крахмала зернового сырья, снижению концентрации сбраживаемых сахаров в начальном сусле, меньшей концентрации этанола в готовом пиве и нежелательному изменению органолептических характеристик готового напитка.
Следует также учитывать, что на многих современных пивоваренных предприятиях с целью повышения степени гидролиза крахмала и выхода
сбраживаемых сахаров используют амилолитические микробные ферментные препараты. Если наночастицы серебра оказывают инактивирующее воздействие и на микробные амилазы в случае присутствия этого нанометал-ла в технологической воде, необходимо будет проводить специальные технологические мероприятия.
По этой причине нами было решено продолжить исследования и изучить влияние наночастиц серебра на амило-литические ферменты как ячменного солода, так и микробных ферментных препаратов, используемых в пивоварении. О результатах исследований будет сообщено позднее. &
KRONES FlexiFruit - дозирует фрукты так, как будто Вы делаете это вручную.
www.krones.com
Anuga Food Tee 2012
Кельн, 27-30 марта Павильон 6.1, Проход В020/С029
We do more.
)( KRONES
