CC BY
7УДК 663.422
Хоконова М. Б. Khokonova M. B.
ЗАВИСИМОСТЬ КИСЛОТНОСТИ СРЕДЫ ОТ ПАРАМЕТРОВ ЗАТИРАНИЯ ПИВНОГО СУСЛА
DEPENDENCE OF ACIDITY OF ENVIRONMENT FROM PARAMETERS BREATHING OF BEER OIL
Применение несоложеных зернопродуктов повышает рН затора и понижает его буфер-ность. В результате в заторе не накапливается достаточное количество сбраживаемых углеводов и не достигается максимальное извлечение экстрактивных веществ зернового сырья. Для выяснения оптимального значения рН несоложеного затора при его термической обработке повышенными температурами на биохимические процессы при затирании после соединения несоложеной части затора с солодовой в опытах рН несоложеной части затора перед его термической обработкой доводили до значений от 6,0 до 4,7 путем подкисления молочной кислотой. Установлено, что снижение рН несоложеного затора перед термической обработкой и термическая обработка при повышенной температуре ведут к изменению в процессе затирания рН общего затора в кислую сторону. С увеличением доли несоложеного ячменя в заторе рН общего затора снижается в большей степени, так как буферные системы несоложеного сырья беднее солодовых. Анализ образцов сусла, полученных при различных значениях рН несоложеного затора показывает, что снижение рН несоложеного затора обеспечивает накопление в сусле большего количества редуцирующих веществ. Изучение азотистого состава сусла показало, что снижение рН несоложеного затора с последующей термической обработкой ведет к увеличению в сусле содержания общего и аминного азота. Это объясняется тем, что при соединении несоложеного затора с солодовым в общем заторе создается рН 5,50-5,58, наиболее благоприятная для действия проте-олитических ферментов солода. Одновременно можно сделать вывод, что в случае использования несоложеного ячменя свыше 40%, термическая обработка несоложеного затора не обеспечивает накопления в сусле необходимых форм и количества азотистых веществ.
The use of unmalted grain products increases the pH of the mash and lowers its buffering. As a result, a sufficient quantity of fermentable carbohydrates does not accumulate in the mash and maximum extraction of extractive substances of grain raw material is not achieved. To clarify the optimal pH of the unmalted mash when it was heat treated with elevated temperatures for biochemical processes after mashing after the unmixed portion of the mash was mixed with the malt, the pH of the unmalted portion of the mash before its thermal treatment was adjusted to values from 6,0 to 4,7 by acidification with lactic acid. It was found that a decrease in the pH of the unmalted mash before the heat treatment and heat treatment at an elevated temperature leads to a change in the mashing process of the pH of the common mash to the acidic side. With an increase in the proportion of un-malted barley in the mash, the pH of the general mash decreases to a greater extent, since the buffer systems of unmalted raw materials are poorer than malt. Analysis of the wort samples obtained at various pH values of the non-mashed mash shows that lowering the pH of the unmalted mash ensures that more reducing substances are accumulated in the wort. A study of the nitrogenous composition of the wort has shown that a decrease in the pH of the unmalted mash, followed by thermal treatment, leads to an increase in the wort content of total and amine nitrogen. This is due to the fact that when the unmixed mash with malt is combined in a common mash, a pH of 5,50-5,58 is created, which is most favorable for the action of proteolytic enzymes of the salt. At the same time, it can be concluded that in the case of using unmalted barley of more than 40%, the thermal treatment of the un-malted mash does not ensure the accumulation in the wort of the necessary forms and the amount of nitrogenous substances.
Поскольку снижение рН несоложеного затора перед термической обработкой и последующая термическая обработка при повышенной температуре ведет к увеличению в сусле несбраживаемых углеводов, необходимо снижать рН несоложеного затора перед его термической обработкой до значения 5,4. Это обеспечивает создание в общем заторе величины рН 5,50-5,58, благоприятной для действия ферментов солода, что в конечном итоге позволяет достичь повышения выхода экстракта при использовании 40% несоложеного ячменя в заторе. Таким образом, определены следующие основные технологические параметры предварительной термической обработки несоложеного ячменя перед затиранием: создание в несоложеном заторе активной кислотности среды 5,4, термическая обработка его при температуре 138°С, продолжительность обработки 30-45 минут.
Ключевые слова: затор, кислотность среды, биохимические процессы, пивное сусло, доля несоложеного ячменя.
Since a decrease in the pH of the unmalted mash before the heat treatment and subsequent heat treatment at an elevated temperature leads to an increase in non-fermentable carbohydrates in the wort, it is necessary to reduce the pH of the unmalted mash before it is thermally treated to a value of 5,4. This ensures the creation in the general mash of a pH value of5,50-5,58, favorable for the action of malt enzymes, which ultimately allows for an increase in the yield of the extract with 40% unmixed barley in the mash. Thus, the following main technological parameters of preliminary heat treatment of unmalted barley before mashing are established: creation in an incoherent mash of active acidity of medium 5,4, its thermal treatment at a temperature of 138°C, processing time of 30-45 minutes.
Key words: congestion, acidity of the environment, biochemical processes, beer wort, fraction of unmalted barley.
Хоконова Мадина Борисовна -
доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции, ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик Тел.: 8 928 717 24 17 Е-mail: dinakbgsha77@mail.ru
Khokonova Madina Borisovna
Doctor of Agricultural Sciences, Professor of Department of Technology Production and Processing of Agricultural Product, FSBEI HE Kabardino-Balkarian SAU, Nalchik Tel.: 8 928 717 24 17 E-mail: dinakbgsha77@mail.ru
Введение. Применение несоложеных зер-нопродуктов повышает рН затора и понижает его буферность. В результате в заторе не накапливается достаточное количество сбраживаемых углеводов и не достигается максимальное извлечение экстрактивных веществ зернового сырья [9, 10].
Методология проведения работ. Для выяснения оптимального значения рН несоложеного затора при его термической обработке повышенными температурами на биохимические процессы при затирании после соединения несоложеной части затора с солодовой в опытах рН несоложеной части затора перед его термической обработкой доводили до значений от 6,0 до 4,7 путем под-кисления молочной кислотой.
Термическую обработку несоложеного затора проводили при температуре 138°С в течение 30-45 минут.
Экспериментальная база. Исследования проводились в условиях ООО «МЭЛТ» в 2015-2016 гг.
Результаты исследований. Влияние рН несоложеного затора при его термической обработке на гидролитические процессы при затирании представлены в таблице 1.
Как видно, снижение рН несоложеного затора перед термической обработкой и термическая обработка при повышенной температуре ведут к изменению в процессе затирания рН общего затора в кислую сторону [1, 2]. С увеличением доли несоложеного ячменя в заторе рН общего затора снижается в большей степени, так как буферные системы несоложеного сырья беднее солодовых.
Таблица 1 - Влияние рН несоложеной части затора при его термической обработке на биохимические процессы при затирании
Содержание несоложеного ячменя в заторе, % рН Продолжительность осахарива-ния затора, мин. Продолжительность фильтрации затора, мин. Выход экстракта на сухое вещество, %
несоложеной части затора общего затора
20 6,00 5,78 13 70 79,00
5,70 5,66 12 68 79,10
5,40 5,58 12 65 79,25
5,00 5,53 11 65 79,30
4,70 5,50 10 63 79,34
30 6,00 5,80 15 75 78,85
5,70 5,62 15 73 78,90
5,40 5,60 15 71 79,00
5,00 5,52 14 70 79,10
4,70 5,50 13 70 79,25
40 6,00 5,85 22 90 78,05
5,70 5,68 22 88 78,72
5,40 5,55 20 85 78,89
5,00 5,50 20 85 79,00
4,70 5,45 19 80 79,17
50 6,00 5,85 26 97 78,21
5,70 5,60 25 95 78,47
5,40 5,50 23 93 78,65
5,00 5,45 23 90 78,70
4,70 5,40 22 90 78,74
Создание рН в несоложеном заторе перед его термической обработкой в пределах 6,04,7 и обработка при температуре 138°С в течение 30-45 минут обеспечивают снижение рН общего затора на 0,3-0,45 и создают более благоприятные условия для действия ферментов солода. В результате, биохимические процессы при затирании протекают более глубоко - снижается продолжительность оса-харивания заторов, повышается выход экстракта [3].
Анализ образцов сусла, полученных при различных значениях рН несоложеного затора, показывает (табл. 2), что снижение рН несоложеного затора обеспечивает накопление в сусле большего количества редуцирующих веществ.
Однако, анализ конечной степени сбраживания сусла дает основание считать, что при снижении рН несоложеного затора до 5,4 увеличение содержания редуцирующих ве-
ществ в сусле происходит за счет сбраживаемых углеводов - конечная степень сбраживания сусла возрастает [4]. При дальнейшем снижении значения рН несоложеного затора до 4,7 конечная степень сбраживания сусла не изменяется. Это связано с тем, что при величине рН несоложеного затора 5,0 и 4,7 с последующей термической обработкой при повышенной температуре усиливается гидролиз некрахмалистых полисахаридов ячменя -пентозанов до конечных продуктов гидролиза - пентоз [8].
В результате в сусле накапливаются также обладающие редуцирующей способностью несбраживаемые вещества [6].
Изучение азотистого состава сусла показало, что снижение рН несоложеного затора с 6,0 до 4,7 с последующей термической обработкой ведет к увеличению в сусле содержания общего и аминного азота. Так, содержание общего азота в сусле с 20% несоложеного
ячменя увеличивается с 79,1 до 81,5 мг на 100 см3, содержание аминного азота - с 18,0 до 19,5 мг. При использовании 50% несоложеного ячменя содержание общего азота в сусле возрастает с 61,6 до 64,3 мг, аминного -с 13,1 до 14,6 мг на 100 см3. Это объясняется тем, что при соединении несоложеного затора с солодовым в общем заторе создается рН
Изменение цветности сусла в сторону ее снижения (с 0,29 до 0,20 см 0,1 моль/дм3 раствора йода на 100 см3 воды при использовании 20% несоложеного ячменя; с 0,3 до 2,2 -при 30%; с 0,35 до 0,22 - при 40% и с 0,40 до 0,25 см3 0,1 моль/дм3 раствора йода на 100 см3 воды - при использовании 50% несоложеного ячменя) свидетельствует, что в более кислой среде несоложеного затора при
5,50-5,58, наиболее благоприятная для действия протеолитических ферментов солода. Одновременно можно сделать вывод, что в случае использования несоложеного ячменя свыше 40%, термическая обработка несоложеного затора не обеспечивает (при данном солоде) накопления в сусле необходимых форм и количества азотистых веществ.
его термической обработке повышенными температурами происходит меньшее выщелачивание дубильных и красящих веществ оболочки ячменя [7].
Поскольку снижение рН несоложеного затора с 5,4 до 4,7 перед термической обработкой и последующая термическая обработка при повышенной температуре ведет к увеличению в сусле несбраживаемых углеводов,
Таблица 2 - Изменение показателей пивного сусла в зависимости от величины рН несоложеной части затора и доли несоложеного ячменя в заторе
Доля несоложеного ячменя в заторе, % рН Показатели сусла
несо-ложе-ной части затора общего затора редуцирующие вещества, % мальтозы конечная степень сбраживания, % цветность, 3 см р-ра йода/100 3 см воды кислот- 3 ность, см р-ра ШОН/ 100 см3 сусла общий азот, мг/100 3 см аминный азот, мг/100 см3
20 6,00 5,78 5,32 73,00 0,29 0,99 79,1 18,0
5,70 5,66 5,35 73,40 0,25 1,10 79,9 18,3
5,40 5,58 5,37 73,80 0,24 1,18 80,7 18,7
5,00 5,55 5,38 73,80 0,22 1,25 81,0 19,0
4,70 5,50 5,40 73,75 0,20 1,30 81,5 19,5
30 6,00 5,80 5,26 72,80 0,30 0,99 77,7 16,9
5,70 5,62 5,28 73,00 0,27 1,12 78,1 17,2
5,40 5,60 5,30 73,50 0,24 1,16 78,9 17,5
5,00 5,52 5,31 73,45 0,24 1,27 79,5 17,8
4,70 5,50 5,32 73,45 0,22 1,31 80,5 18,7
40 6,00 5,85 4,65 73,10 0,35 1,00 65,1 15,2
5,70 5,68 4,67 73,80 0,30 1,10 66,0 15,6
5,40 5,55 4,69 74,00 0,25 1,25 66,5 16,0
5,00 5,50 4,72 74,00 0,22 1,30 67,3 16,5
4,70 5,45 4,74 73,80 0,22 1,36 68,0 16,7
50 6,00 5,85 4,34 73,00 0,40 1,10 61,6 13,1
5,70 5,60 4,37 73,80 0,35 1,28 62,0 13,5
5,40 5,50 4,39 73,50 0,32 1,36 63,7 13,7
5,00 5,45 4,42 73,50 0,30 1,38 64,0 14,2
4,70 5,40 4,45 73,50 0,25 1,40 64,3 14,6
необходимо снижать рН несоложеного затора перед его термической обработкой до значения 5,4. Это обеспечивает создание в общем заторе величины рН 5,50-5,58, благоприятной для действия ферментов солода, что в конечном итоге позволяет достичь повышения выхода экстракта на 1,0 -1,3 % при использовании 40 % несоложеного ячменя в заторе.
Область применения результатов: пивоваренная промышленность.
Выводы. Таким образом, установлены следующие основные технологические параметры предварительной термической обработки несоложеного ячменя перед затиранием: создание в несоложеном заторе активной кислотности среды 5,4, термическая обработка его при температуре 138°С, продолжительность обработки 30-45 минут.
Литература
1. Ашапкин В.В. Контроль качества продукции физико-химическими методами: учеб. пособие для студ. вузов. Ч. 4. Вино и виноматериалы. М.: ДеЛи принт, 2005. 124 с.
2. Биохимия / под. ред. Е.С. Северина. 5-е изд., испр. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. 316 с.
3. Блиев С.Г. Проблемы качества зерна. Нальчик: Эль-фа, 1999. 380 с.
4. Блиев С.Г., Жеруков Б.Х. Новое в товароведении зерна и продуктов его переработки. Нальчик: Полиграфсервис и Т, 2002. 368 с.
5. Князев Б.М., Хоконова М.Б. Удобрение, урожай и качество зерна ярового ячменя // Зерновое хозяйство. 2004. № 3. С. 21.
6. Посыпанов Г.С., Долгодворов В.Е., Жеруков Б.Х. Растениеводство. М.: Колос, 2006. 612 с.
7. Технология пищевых производств / под. ред. А.П. Нечаева. М.: Колос, 2007. 189 с.
8. Фараджева Е.Д., Федоров В.А. Общая технология бродильных производств: учеб. пособие. М.: Колос, 2002. 408 с.
9. Хоконова М.Б. Применение ферментных препаратов в производстве пивоваренного солода // Известия Кабардино-Балкарского ГАУ. Нальчик. 2016. № 1 (11). С. 35-40.
10. Хоконова М.Б., Терентьев С.Е. Технология пивоваренного солода и хмеля // Пиво и напитки. Москва. 2014. № 3. С. 36-38.
References
1. Ashapkin V.V. Kontrol kachestva pro-duktsii fiziko-khimicheskimi metodami: ucheb. posobie dlya stud. vuzov. Ch. 4. Vino i vinoma-terialy. M.: DeLi print, 2005. 124 s.
2. Biokhimiya / pod. red. E.S. Severina 5-e izd., ispr. i dop. M.: GEOTAR-Media, 2008. 316 s.
3. Bliev S.G. Problemy kachestva zerna. Nalchik: El-fa, 1999. 380 s.
4. Bliev S.G., Zherukov B.Kh. Novoe v tova-rovedenii zerna i produktov ego pererabotki. Nalchik: Poligrafservis i T, 2002. 368 s.
5. Knyazev B.M., Khokonova M.B. Udobre-nie, urozhay i kachestvo zerna yarovogo yach-menya // Zernovoe khozyaystvo. 2004. № 3. S. 21.
6. Posypanov G.S., Dolgodvorov V.E., Zherukov B.Kh. Rastenievodstvo. M.: Kolos, 2006. 612 s.
7. Tekhnologiya pischevykh proizvodstv / pod. red. A.P. Nechaeva. M.: Kolos, 2007. 189 s.
8. Faradzheva E.D., Fedorov V.A. Obschaya tekhnologiya brodilnykh proizvodstv: ucheb. posobie. M.: Kolos, 2002. 408 s.
9. Khokonova M.B. Primenenie fermentnykh preparatov v proizvodstve pivovarennogo soloda // Izvestiya Kabardino-Balkarskogo GAU. Nalchik. 2016. № 1 (11). S. 35-40.
10. Khokonova M.B., Terentev S.E. Tekhno-logiya pivovarennogo soloda i khmelya // Pivo i napitki. Moskva. 2014. № 3. S. 36-38.
