CC BY
16
Влияние состава бинарных соковых смесей на показатели пива специального
Б. В. Кругликов, В. М. Перелыгин, М. В. Гернет
Московский государственный университет пищевых производств
лее двух соков, с помощью математической модели использовали формулу
В настоящее время отмечается рост производства слабоалкогольных напитков. К числу популярных из них относят пивные коктейли, или бирмиксы, которые в Западной Европе, Соединенных Штатах, да и других регионах мира считаются изысканными и фирменными напитками [1]. В России, согласно существующей классификации, эти напитки пока отнесены к группе «Пиво специальное».
Производство пива специального в России — новый, успешно развивающийся сегмент рынка. Покупая пиво специальное, потребители получают вкусный напиток со сниженным содержанием алкоголя, т.е. в соответствии с девизом «Вкуснее, но меньше алкоголя!» [2].
В настоящее время при разработке многокомпонентных напитков подбор ингредиентов производится эмпирическим путем.
Эмпирический подход в создании рецептов многокомпонентных напитков затрудняет систематизацию результатов исследований отдельных соков и их смесей и моделирование свойств разрабатываемых напитков. В связи с этим актуально совершенствование процесса разработки рецептур многокомпонентных напитков с применением методов математического моделирования, особенно в области моделирования органолептических свойств.
Цель настоящего исследования — разработка математической модели создания рецептуры пива специального, в состав которого входит более двух соков, в части прогнозирования его физико-химических и органолептических свойств.
Рк = (х, + х,)2 Fi¡ [X = х,/(х, + х,)] +
+ (х +х)2 ^ X = х/(х{ + х)1 + + (х, + хЛ2 F¡, [X = х,/(х, + х.)] -
(1)
- Р0х2'- Рх2 - Р
11
70 ¿2 кхк,
Для контроля использовали пиво специальное, полученное с помощью традиционного подхода к разработке рецептур, основыванного на эмпирическом подборе ингредиентов, удачное соотношение которых оценивает дегустационная комиссия.
Исходные компоненты при проведении экспериментов:
пиво светлое с экстрактивностью начального сусла 11 % и содержанием спирта не менее 4,5 об. % — основа пива специального;
соки: малиновый, клубничный, персиковый, полученные разведением соответствующих концентратов обратноосмо-тической водой до концентрации сухих веществ 4 мас. %.
Пиво светлое и соки анализировали по физико-химическим и органолептиче-ским показателям. Дегустацию проводили по 20-балльной системе (20-балльная система была выбрана потому, что пено-стойкость напитка в лабораторных условиях сложно было объективно оценить, в связи с этим этот показатель не учитывался). Результаты анализов представлены в табл. 1.
При разработке рецептуры пива специального, в состав которого входит бо-
где Р,к — значение физико-химического или органолептического показателя пива специального, зависящего от состава пива специального в состав которого входят три сока (смесь из трех соков), с учетом исходных точек; Р, Р. и Р.к — значение физико-химического или орга-нолептического показателя пива специального, зависящего от состава бинарной соковой смеси с учетом исходных точек; х,, х. и хк — массовые доли соков в их смеси; ро, Р0 и Р"к — физико-химический или органолептический показатель бинарных соковых смесей; X, X. — количество г-го или /-го сока в бинарной соковой смеси г — /, г — к, / — к пива специального с тремя соками.
Для обеспечения функционирования формулы [1] в качестве исходных данных необходимо иметь значения физико-химических и органолептических показателей бинарных смесей пиво — сок, сок — сок и пива специального, содержащего бинарную смесь сок — сок. Поэтому для математического моделирования процесса приготовления пива специального были определены физико-химические и орга-нолептические показатели в смеси соков. Для этого все соки были попарно смешаны (клубничный сок — малиновый сок; клубничный сок — персиковый сок; малиновый сок — персиковый сок) в соотношениях 0,1 : 0,9 до 0,9 : 0,1 и проанализированы.
Основной фактор, влияющий на орга-нолептические показатели готового про-
Таблица 1
Физико-химические показатели Соки Пиво светлое
малиновый клубничный персиковый
рН 3,47 3,45 4,26 4,40
Вязкость, мм2/с 38,49 39,61 50,45 50,13
Кислотность, мл 0,1 н. NaOH 1,09 1,1 0,75 8,0
Таблица 2
Физико-химические показатели Соотношение компонентов бинарной смеси пиво — сок
1,0: 0 0,9: 0,1 0,8: 0,2 0,7: 0,3 0,6: 04 0,5: 0,5 0,4: 0,6 0,3: 0,7 0,2: 0,8 0,1: 0,9 0: 1,0
рН
Пиво — клубничный сок 4,40 4,23 4,13 4,03 3,92 3,85 3,76 3,70 3,61 3,53 3,45
Пиво — малиновый сок 4,40 4,20 4,06 3,96 3,89 3,78 3,73 3,62 3,59 3,52 3,47
Пиво — персиковый сок 4,40 4,37 4,34 4,31 4,30 4,29 4,29 4,28 4,27 4,27 4,26
Кислотность, мл 0,1 н. NaOH
Пиво — клубничный сок Пиво — малиновый сок Пиво — персиковый сок
8,0 6,5 6,0 5,0 4,25 3,75 3,0 2,5 2,0 1,5 1,1
8,0 6,5 5,5 4,5 3,5 3,0 2,75 1,75 1,5 1,25 1,09
8,0 6,5 6,0 5,0 4,5 4,0 3,5 2,5 1,5 1,0 0,75
Вязкость, мм2/с
Пиво — клубничный сок 1,4157 1,3984 1,3821 1,336 1,2869 1,2632 1,2211 1,172 1,1477 1,1302 1,1186
Пиво — малиновый сок 1,4157 1,4083 1,3948 1,3527 1,3064 1,2428 1,2273 1,1604 1,1403 1,1129 1,087
Пиво — персиковый сок 1,4157 1,4162 1,4168 1,4179 1,4193 1,4202 1,4207 1,4202 1,4233 1,4233 1,4247
дукта, — соотношение сырьевых компонентов [4].
Для определения зависимости физико-химических или органолептических показателей пива специального от состава бинарной смеси сок — сок использовали формулу
F.. = F0 х2. + F0 х2. + ¡..х.х, (2)
ч II 1 1 'г1 г 1
где F ч — значение физико-химического или органолептического показателей пива специального, зависящих от соста-
Таблица3
Физико-химические показатели Соотношение соков в пиве специальном
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
расчетные 3,9 3,9 3,9 3,9 3,91 3,91 3,92 3,92 3,93
рН эксперимент (контроль) 3,89 3,89 3,89 3,90 3,90 3,91 3,91 3,92 3,93 3,93 3,94
Кислотность, расчетные 9,78 9,73 9,68 9,63 9,60 9,58 9,59 9,59 9,57
мл 0,1 н. NaOH эксперимент (контроль) 9,80 9,80 9,80 9,70 9,60 9,60 9,60 9,55 9,55 9,50 9,50
расчетные 1,2680 1,2706 1,2745 1,2787 1,2879 1,2668 1,2907 1,2946 1,2984
Вязкость,
мм2/с (контроль) 1,2683 1,2714 1,2745 1,2767 1,2801 1,2835 1,2858 1,2883 1,2914 1,2959 1,3021
Таблица 4
Физико-химические Соотношение соков в пиве специальном
показатели 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
расчетные 3,9 3,92 3,96 4,00 4,06 4,12 4,18 4,23 4,29
рН эксперимент (контроль) 3,89 3,93 3,96 3,99 4,02 4,06 4,09 4,12 4,19 4,26 4,34
Кислотность, мл 0,1 н. NaOH расчетные эксперимент (контроль) 9,8 9,68 9,6 9,54 9,4 9,37 9,2 9,19 9,1 9,01 9,0 8,87 9,0 8,77 8,9 8,73 8,9 8,72 8,8 8,7
Вязкость, расчетные 1,2853 1,3145 1,3417 1,3637 1,3838 1,4069 1,4352 1,4634 1,4739
мм2/с (контроль) 1,2683 1,3451 1,3558 1,3682 1,3832 1,3874 1,3967 1,4027 1,4114 1,4179 1,4326
ва бинарной соковой смеси г — / с учетом исходных точек; х. и х. — массовые доли г-го и /-го соков в их смеси г—/; F0 и F'00 — физико-химический или органолеп-тический показатели бинарной соковой смеси I—/; ¡.. — зависимость физико-химического или органолептического показателя от состава бинарной смеси г — /.
Поэтому на первом этапе эксперимента определяли № х2. и F^>. х2. , для чего готовили бинарные смеси: пиво — клубничный сок; пиво — малиновый сок; пиво — персиковый сок. Для этого пиво и сок смешивали в соотношениях от 0,1 : 0,9 до 0,9 : 0,1 пива и сока соответственно. Физико-химические показатели бинарных смесей пиво — сок представлены в табл. 2.
Полученные значения были ниже значений, лимитируемых ГОСТ 5117498, пункт 4.1.8 «Пиво специальное», поэтому отдать предпочтение какой-либо бинарной смеси по полученным результатам не представлялось возможным.
В связи с этим мы применили метод органолептической оценки полученных образцов пива специального. Результаты дегустации представлены на рис. 1.
На основании полученных дегустационных данных было выбрано оптимальное соотношение бинарной смеси для приготовления пива специального. Это соотношение 60 : 40. Данный образец отличался гармоничным, слаженным вкусом и развитым ароматом, типичным для данного вида напитка и получил самую высокую дегустационную оценку.
На втором этапе эксперимента для определения зависимости физико-химических показателей от состава бинарной смеси пиво — сок (¡.) с учетом выбранного ранее оптимального соотношения бинарной смеси пиво — сок 60 : 40 были приготовлены контрольные образцы пива специального. В композицию данных образцов входило два вида сока, смешанных в соотношениях от 0,1 : 0,9 до 0,9 : 0,1. В приготовленных контрольных образцах пива специального экспериментальным путем определяли физико-химические и органолептические показатели, которые для определения оптимального качественного и количественного составов пива специального были обработаны по методу наименьших квадратов. Экспериментальные (контрольные) и расчетные данные
физико-химических и органолептиче-ских показателей приведены в табл. 3-5 и рис. 2 соответственно.
Из данных табл. 3-5 и рис. 2 следует, что уравнение (2) описывает физико-химические и органолептические показатели пива специального со следующей точностью: для показателя рН — 2,25 %; для показателя кислотности — 2-4,48 %, для показателя вязкости — 2,6-4,5 %, по органолептическим показателям — 1,3-4,5 %.
Затем, на третьем этапе эксперимента, для подтверждения работы формулы (1) 28 значений F.. и 28 значений ¡.. были под-
ч 'ч "
ставлены в эту формулу и по полученным значениям составлены 7 вариантов рецептур пива специального, в состав которого входят 3 вида сока. В качестве контроля было приготовлено семь образцов пива специального по рецептурам, полученным расчетным путем. В композицию контрольных образцов входило 3 вида сока (клубника : малина: персик), смешанных между собой в соотношениях: 0,2 : 0,3 : 0,5; 0,3 : 0,2 : 0,5; 0,25 : 0,375 : 0,375; 0,25 : 0,5 : 0,25; 0,5 : 0,3 : 0,2; 0,2 : 0,5 : 0,3; 0,35 : 0,3 : 0,35. Все образцы были проана-
2 • 2008
27
Таблица 5
Физико-химические Соотношение соков в пиве специальном
показатели 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
расчетные 3,99 4,05 4,10 4,15 4,18 4,21 4,24 4,27 4,31
рН эксперимент (контроль) 3,94 3,99 4,03 4,08 4,13 4,19 4,22 4,26 4,29 4,31 4,34
Кислотность, мл 0,1 н. МаОН расчетные эксперимент (контроль) 9,5 9,43 9,5 9,39 9,4 9,34 9,4 9,29 9,3 9,22 9,3 9,15 9,1 9,06 9,0 8,97 8,9 8,85 8,8 8,7
Вязкость, расчетные 1,3182 1,3370 1,3530 1,3653 1,3756 1,3866 1,4003 1,4164 1,4305
мм2/с эксперимент (контроль) 1,3021 1,3268 1,3379 1,3425 1,3617 1,3825 1,3929 1,4015 1,4135 1,4235 1,4326
20
1 18
¡3 16 \о
3 14
ш
¡? 12 СЦ
£ 10
I 8
Пиво — Пиво — Пиво — клубника — клубника — малина — малина персик персик
| | Расчетный путь Эмпирический путь
Рис. 2. Сравнительная дегустационная
оценка образцов пива специального, приготовленных по рецептуре, полученной разными способами (эмпирическим и расчетными путями)
16,5
з 16
| | Расчетный путь Эмпирический путь
Рис. 3. Сравнительная дегустационная оценка образцов пива специального по рецептуре, полученной разными способами (эмпирическим и расчетным путями)
Таблица 6
Физико-химические | Соотношение соков клубничный: малиновый : персиковый в пиве специальном |
показатели 0,2 : 0,3 : 0,5 0,3 : 0,2 : 0,5 |0,25:0,375:0,3751 0,25 : 0,5 : 0,25 | 0,5 : 0,3 : 0,2 0,2 : 0,5: 0,3 | 0,35 : 0,3 : 0,35 |
рН
Расчетные данные 4,11 4,13 4,02 3,98 3,92 3,97 4,05
Эмпирические данные 3,99 4,01 3,91 3,84 3,88 3,84 3,91
Кислотность, мл 0,1 н. NaOH
Расчетные данные 9,19 9,22 9,47 9,45 9,59 9,49 9,63
Эмпирические данные 8,83 8,96 9,13 9,07 9,23 9,17 9,24
Вязкость, мм2/с
Расчетные данные 1,4877 1,4594 1,3755 1,3381 1,3428 1,3565 1,3725
Эмпирические данные 1,4402 1,4140 1,3366 1,2996 1,3038 1,3151 1,3281
лизированы по физико-химическим и орга-нолептическим показателям. Результаты анализов приведены в табл. 6 и на рис. 3.
Из данных табл. 6 и рис. 3 следует, что уравнение (1) описывает физико-химические и органолептические показатели пива специального, в композицию которого входят 3 вида сока со следующей точностью: для показателя рН — 3-4,89 %, для показателя кислотности — 2,9-4,22 %, для показателя вязкости — 2,91-3,3 %, по органолептиче-ским показателям — 2,1-4,01 %.
Таким образом, в данной работе предложен оригинальный подход к созданию
рецептур пива специального, который состоит в расчете его органолептических и физико-химических свойств по уравнению (1) с использованием коэффициентов (искомых) формулы (2), которые определяются экспериментально на основе зависимости вкуса, аромата и физико-химических свойств от состава бинарных смесей.
Наличие банка данных о физико-химических и органолептических свойствах бинарных систем, т.е. численных
значениях F.. и /.. дает возможность мо-
1.1
делировать и оптимизировать составы пива специального.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абашина Н. В., Кобелев В. К., Шубина О. Г. Напитки на основе пива//Пиво и напитки. 2002. № 2. С. 78-79.
2. Куевда О. В. Надо знать, как правильно смешивать! Пиво обретает новый вкусовой импульс! //Пиво и напитки. 2002. № 2. С. 72-73.
3. Поваляева Н. А., Макарова Е. В. Новые концепции компании «Союзснаб» в области напит-ков//Пиво и напитки. 2003. № 5. С. 42-43.
4. Кацерикова Н. В., Солопова А. Н., Одышев Н. И. Моделирование показателей качества безалкогольных напитков на основе экстрактов растительного сырья//Пиво и напитки. 2007. № 3. С. 38-39. &
