CC BY
63
УДК 663.45
Харандюк Т. В., астрант, Косiв Р. Б., к. т. н., доцент, Березовська Н. I., к. х. н., доцент, Паляниця Л. Я., к. х. н., доцент ©
Нацюнальний утеерситет «Льегеська полгтехнгка», м. Лье1е, Украгна
ВПЛИВ КОНЦЕНТРАЦП ДР1ЖДЖОВИХ КЛ1ТИН
НА ЗБРОДЖУВАННЯ ВИСОКОГУСТИННОГО ПИВНОГО СУСЛА
Дослгджено еплие концентрацгг дргжджоеих клгтин на шеидкгсть бродгння та стутнь зброджуеання пиеа за участю низового штаму пиених дргжджге Saflager Ж— 34/70. Визначено фгзико-хгмгчнг показники молодого пиеа, отриманого при дослгджуеаних концентрациях дргжджге.
Вияелено, що при енесеннг 22,5-50 млн. клгтин на 1 см3 шеидкгсть бродтня сусла егдргзнялась незначно та була еищою, нгж при нормах енесення дргжджге 15 г 7,5 млн. клтин на 1 см3, за яких збгльшуеалась триеалгсть затримки бродгння. При збтьшент концентрацИ дргжджге егд 7,5 до 15 млн. клтин е 1 см емгст етанолу е молодому пиег та стутнь його зброджуеання збгльшуеались несуттеео. При нормг енесення 22, 5 млн. клтин на 1 см спостер1гали утеорення максимальног кглькостг етанолу та досягнення максимального значення ступеня зброджуеання. При тдеищеннг концентрацгг до 30 г 50 млн. клтин е 1 см3 ц1 показники були незначно нижчими. При есгх дослгджуеаних нормах енесення дргжджге, кргм 7,5 млн. клтин на 1 см3, емгст ещинальних дгкетонге буе е межах норми для пиеа перед стадгею доброджуеання та дозргеання.
Встаноелено, що для зброджуеання 16 %-го пиеного сусла з адекеатною шеидкгстю та отримання молодого пиеа з егдпоегдними фгзико-хгмгчними показниками оптимальна норма енесення дргжджге станоеить 22,5 млн. клгтин на 1 см3 сусла.
Ключое1 слова: пиео, дргжджг низоеого бродгння, еисокогустинне пиеоеаргння, концентрацгя дргжджоеих клгтин, гнтенсифгкацгя бродгння.
УДК 663.45
Харандюк Т. В., аспирант, Косив Р. Б., к. т. н., доцент, Березовская Н. И., к. х. н., доцент, Паляныця Л. Я., к. х. н., доцент
Национальный униеерситет «Льеоеская политехника», м. Льеое, Украина
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ДРОЖЖЕВЫХ КЛЕТОК НА СБРАЖИВАНИЕ ВЫСОКОПЛОТНОГО ПИВНОГО СУСЛА
Исследоеано елияние концентрации дрожжееых клеток на скорость брожения и степень сбражиеания пиеа с участием низоеого штамма пиенъгх дрожжей Saflager Ж-34/70. Определены физико-химические показатели молодого пиеа, полученного при исследуемых концентрациях дрожжей.
Выяелено, что при енесении 22,5-50 млн. клеток на 1 см3 скорость брожения сусла отличалась незначительно и была еыше, чем при нормах енесения дрожжей 15 и 75 млн. клеток на 1 см3, при которых уееличиеалась продолжительность задержки брожения. При уееличении концентрации дрожжей от 7,5 до 15 млн. клеток е 1 см3 содержание этанола е молодом пиее и степень его сбражиеания уееличиеались незначительно. При норме енесения 22,5 млн. клеток на 1 см3 наблюдали образоеание максимального количестеа этанола и достижение максимального степени сбражиеания. При поеышении концентрации до 30 и 50 млн. клеток е 1 см3 эти показатели были незначительно ниже. При есех исследуемых нормах енесения дрожжей, кроме 7,5 млн. клеток на 1 см3, содержание еицинальных дикетоное было е пределах нормы для пиеа перед стадией дображиеания и созрееания.
Устаноелено, что для сбражиеания 16%-го пиеного сусла с адекеатной скоростью и получения молодого пиеа с соотеетстеующими физико-химическим
© Харандюк Т. В., Коав Р. Б., Березовська Н. I., Паляниця Л. Я., 2016
133
показателям оптимальная норма внесения дрожжей составляет 22,5 млн. клеток на 1 см3 сусла.
Ключевые слова: пиво, дрожжи низового брожения, високоплотное пивоварения, концентрация дрожжевых клеток, интенсификация брожения.
UDC 663.45
Kharandiuk T. V., PhD student, Kosiv R. B., PhD, Associate Professor, Berezovska N. I., PhD, Associate Professor, Palianytsia L. Ia., PhD, Associate Professor
National University «Lviv Polytechnic», Lviv, Ukraine
EFFECT OF CONCENTRATION OF YEAST CELLS ON THE FERMENTATION OFHIGH GRAVITY BEER WORT
The effect of the concentration of yeast cells on fermentation rate and the degree of beer fermentation involving lager brewing yeast strain Saflager W-34/70 was studied. physical and chemical characteristics of the young beer obtained with studied concentrations of yeasts were determined.
It was found that the fermentation rate of wort with the yeast pitching rate of 22,550 million cells per 1 cm3 di3ffered slightly and was higher than with the pitching rate of 15 and 7,5 million cells in 1 cm , which increased the delay of fermentation. With the increasing of yeast cells concentrations in the wort at the start offermentation from 7,5 to 15 million cells in 1 cm3, content of ethanol in young beer and its degree of fermentation were increased slightly. Pitching rate of 22,5 million cells per 1 cm3 stimulated the formation of the maximum quantity of ethanol and achieving the maximum degree of fermentation. When the yeast concentration increased to 30 and 50 million cells in 1 cm3 these parameters were slightly lower. At all investigated pitching rates of yeast, exept 7,5 million cells per 1 cm3, the content of vicinal diketones was in the normal range for young beer before the maturation stage.
It was established that to achive the fermentation of 16 % beer wort with adequate fermentation rate and to get the young beer with relevant physico-chemical parameters, the optimal pitching rate is 22,5 million cells per 1 cm3 of wort.
Key words: beer, lager brewing yeast, high gravity brewing, concentration of yeast cells, the intensification of fermentation.
Вступ. Для нарощування потужносп пивоварних виробництв у даний час вводить технолопчш 3Mi™ в класичну технолопю пива, прискорюючи так технолопчш операци, як фшьтращю, бродiння, доброджування. Можливють пришвидшити ферментацию - це питання, яке поспйно щкавить пивоварiв.
Процес бродшня починаеться з введения дрiжджiв у початкове сусло. Вад норми внесення дрiжджiв залежать швидшсть бродiння та стушнь зброджування [1]. Шдвищення норми внесення дрiжджiв - найпроспший споиб пришвидшити бродшня без негативних насладив.
Актуальтсть теми. Одним i3 сучасних методiв тдвищення ефективност виробництва пива е зброджування сусла з високою концентращею сухих речовин -високогустинне пивоварiния (ВГП). Його переваги - зменшення витрат енергоноспв, ефектившше використання обладнання, зменшення собiвартостi пива, тдвищення продуктивности виробництва [2].
Зниження бродильно! активносп дрiжджiв в умовах високогустнного пивоваршня внаслвдок впливу стресових умов середовища на дрiжджовi клгтини може швелювати позитивний економiчний ефект ВГП [3, 4]. Для подолання такого недолiку слад вжити заходiв, як дозволяють збшьшити швидшсть бродiння, зокрема збшьшити норму внесення дрiжджiв [7].
Кшькють внесених дрiжджiв повинна бути такою, щоб при початковiй температурi сусла 5-6 °С першi ознаки бродшня з'являлися протягом 12-16 год. Звичайна норма внесення дрiжджiв ставить приблизно 15 млн. клiтии в 1 см3. Така норма внесення дрiжджiв може бути знижена в бюлопчно чистому суслi та за вищих
134
температур сусла при внесенш дрiжджiв. Шдвищена норма рекомендована для сусла, сильно шфшованого термобактерiями, для холодшших бродильних цехiв i неiзольованих бродильних резервуарiв.
На норму внесения дрiжджiв впливае 1х фiзiологiчний стан. Тривале зберiгання дрiжджiв потребуе збiльшения 1х дозування. У сусло для темного, густого та мщного пива вносять тдвищену норму дрiжджiв, оскiльки сусло для темного пива мае знижений вмiст амшокислот i несприятливий склад цукрiв, а в шших варiантах осмотичнi характеристики сусла чинять на дрiжджi негативну дiю. Якщо початкове сусло не вдаеться в достатнш мiрi забезпечити киснем, то необхвдно також збшьшити шльшсть дрiжджiв.
Норма внесення дрiжджiв мае суттевий вплив не лише на швидшсть бродiння та стушнь зброджування, а й на шльшсть i склад побiчних продуктов бродiния, як ввдграють вирiшальну роль у забезпеченнi якост готового пива. Так, при шдвищенш нормi введення дрiжджiв знижуеться утворення вищих спиртiв, а швидшсть розпаду дiацетилу сильно залежить вiд концентрацп дрiжджiв в молодому пивi. Тому актуальним е пошук оптимально! норми внесення дрiжджiв у сусло в умовах високогустинного пивоварiния.
Мета I завдання дослгдження - дослвдити вплив концетрацл дрiжджових клiтии на зброджування висококонцентрованого пивного сусла, визначити оптимальну норму внесення дрiжджiв.
Матерiали i методи. Об'ектами дослiджень обрано пивш дрiжджi низового бродiння штаму W-34/70, як показали кращi осмо- та спирто-толерантш властивостi [5]. Дрiжджi культивували на пивному неохмеленому стерильному су^ з концеитрацiею сухих речовин (СР) 10 % у три етапи при послвдовному пересiваннi (10 см3, 50 см3 i 200 см3) за температури 25 °С впродовж 24 год. на кожнiй стадп. Надалi проводили зброджування охмеленого сусла (200 см3) концентрацiею 16% СР при температурi 12 °С протягом 7 дiб з внесенням дрiжджiв до досягнення !х концентраци в сусл (млн. клiтии в 1 см3): 7,5, 15, 22,5, 30 i 50. Процес бродшня контролювали за масою видiленого вуглекислого газу. У молодому пивi визначали рН, кислотнють, ступiнь зброджування, вмiст екстракту, етанолу та вiцинальних дiкетонiв (ВДК) за прийнятими в галузi методиками [6].
Результати дослщження. Для ^енсифшацп процесу бродiння в технологи ВГП дослвджували вплив норми внесення дрiжджiв на дииамiку зброджування 16 %-го сусла (рис. 1).
1 2 3 4 5 6 7 Тривал1сть ородшня, дю
Рис. 1. Динамжа головного бродiння висококонцентрованого сусла при рiзнiй концентрацп дрiжджiв (млн. клiтин на 1 см )
7.5 15 22 30 50 Концентрация клшш. млнУсмЗ
Рис. 2. Залежшсть початковоТ швидкостi бродiння високогустинного сусла вщ концентрацп дрiжджiв (млн. кттин в 1 см3)
Результати дослвджень показали, що при внесенш 22,5-50 млн. юлтин на 1 см сусла швидшсть бродiння вiдрiзнялась незначно, адже кути нахилу кривих були близькими. При концеитрацiях 15 i 7,5 млн. клiтин в 1 см3 бродiння вiдбувалось значно повшьшше.
135
Значна B^MiHrncib швидкостей зброджування дослщжуваних зразюв спостерп'алась на 1-у добу бродння (рис. 2). Така динампса початкового етапу процесу пов'язана 3i збтьшенням тривалост затримки бродiння - перiоду часу мгж внесенням др1ждж1в i видимим початком бродiння. При звичайному бродшш дрiжджовi клiтини розмножуються, поки не досягнуть оптимально! концентраций при якш зброджуван цукри швидко споживаються, перш нж дрiжджi осядуть iз суспензи та перейдуть в стан спокою. Внесення недостатньо! юлькосп дрiжджiв приводить до того, що дрiжджi припинять розмноження, перш нж буде досягнута оптимальна концентрацiя клiтин, при цьому бродiння затягуеться. Крiм цього, при затримуванн бродшня сусло найбтьш вразливе до зараження мiкроорганiзмами, такими як бактерп або дик др1ждж1.
Для пошуку оптимально! норми внесення дрiжджiв порiвнювали фiзико-хiмiчнi показники молодого пива, отриманого при рiзних !! значеннях (табл.).
Таблиця
Фiзико-хiмiчнi показники молодого пива_
Показники молодого пива Концентращя дожджових клпин, млн. клпин в 1 см3
7,5 15,0 22,5 30,0 50,0
Вмют екстракту (% мас.): видимий дшсний 4,76 6,70 4,56 6,69 4,01 6,24 4,27 6,46 4,05 6,27
Вмют етанолу, % мас. 4,65 4,70 4,93 4,84 4,91
Стутнь зброджування (%): видимий дшсний 70,25 58,12 70,79 59,20 74,31 62,01 72,70 60,73 74,04 61,80
рН 4,378 4,246 4,224 4,259 4,291
Кислотшсть, см3 розчину 1моль/дм3 Na0H/100 см3 3,2 3,5 2,9 3,2 3,0
Вмют ВДК, мг/дм3 0,34 0,27 0,3 0,29 0,27
При вах нормах внесення дрiжджiв отримано зразки молодого пива, як за фiзико-хiмiчними показниками повнiстю вiдповiдають нормам для пива, одержаного з 16 %-го сусла: вмют дшсного екстракту 6,24-6,7 % мас. (в готовому пиы не бшьше 6% мас., в молодому пивi - на 1-1,5 % бшьше), вмют етанолу вiд 4,65 до 4,93 % мас. (не менше 4,2 % мас.), величина рН 4,224-4,378 (не вище 4,5), кислотнють 2,9-3,5 см3 1 моль/дм3 розчину NaOH на 100 см3 (2,5-4,5).
Встановлено, що при збшьшенш концентрацп дрiжджiв вiд 7,5 до 15 млн. клггин в 1 см3 вмют етанолу в молодому пивi та стутнь його зброджування збшьшувались несуттево. При нормi внесення 22,5 млн. клгтин на 1 см3 спостер^али утворення максимально! юлькосп етанолу та досягнення максимального значення ступеня зброджування. При пiдвищеннi концентрацп до 30 i 50 млн. кттин в 1 см3 щ показники були незначно нижчими. Проте внесення надмiрно! к1лькост^ засiвних дрiжджiв може мати негативн1 наслiдки: може ввдбуватися автолiз дрiжджiв, у результат! якого пиво набуватиме присмаку дрiжджiв; збiльшення втрат хмелевих речовин i зниження рiвня естерiв, а, як наслвдок, погiршення органолептичних властивостей пива; збшьшення тривалост^ освiтлення пива. При вах дослiджуваних нормах внесення длждоюв, крiм 7,5 млн. клiтин на 1 см3, вмют ВДК був в межах норми для пива перед стадiею доброджування та дозрiвання (менше 0,3 мг/дм3).
Висновок. Для зброджування 16 %-го пивного сусла з адекватною швидкютю та отримання пива з ввдповвдними фiзико-хiмiчними показниками оптимальна норма внесення дрiжджiв становить 22,5 млн. клiтин на 1 см3 сусла.
Перспективи подальших дослщжень. Окрiм норми внесення дрiжджiв, суттевий вплив на ефективн1сть бродiння сусла чинять температура, концентрацiя сусла та тривалють процесу. Тому важливо визначити оптимальш значення цих параметрiв при !х сумiснiй дi!.
Л1тература
1. Net effect of wort osmotic pressure on fermentation course, yeast vitality, beer flavor, and haze [Text] / K. Sigler, D. Matoulkova, M. Dienstbier, P. Gabriel. // Microbiol Biotechnol. -2009. - P. 1027-1035.
136
2. Evaluation of fermentation parameters during high-gravity beer production. [Text] / R. Almeida, J. Silva, U. Lima. // Brazilian Journal of Chemical Engineering. - 2001. - P. 459-465.
3. High gravity brewing-an inducer of yeast stress [Text] / P. Pratt-Marshall, S. Brey, S. deCosta. // Brewer's Guardian. - 2002. - С. 22-26.
4. Changes in the Yeast Metabolism at Very High-Gravity Wort Fermentation [Text] / J. Patkova, D. Smogrovicova, P. Bafrncova, Z. Domeny. // Folia Microbiol. - 2000. - С. 335-338.
5. Вплив концентрацш сухих речовин та етанолу на бродильну актившсть пивних дршдж1в [Текст] / Т. Харандюк, Р. Коав, Л. Паляниця, Н. Березовська, Н. Паньшв // Матерiали 81-о!' М1жнародно! науково! конференций молодих учених, астранттв i студенлв «Науковi здобутки молодi - виршенню проблемы харчування людства у ХХ1 столгтп». — Ки!в, 2015. — Ч. 1. — С. 226-227.
6. Меледина Т. В. Физиологическое сосцяние дрожжей: Учебное пособие. [Текст] / Т. В. Меледина, С. Г. Давыденко, Л. М. Васильева. — СПб: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. — 48 с.
7. Сучасш способи активаци процесiв розмноження та ферментацп пивоварних дрiжджiв [Текст] / М. В. Карпутша, З. М. Романова, В. М. Сидор, Д. Д. Карпутша // Обладнання та технологи харчових виробництв. - 2012. - Вип. 28. - С. 125-130.
References
Sigler, K., Matoulkova, D., Dienstbier, M., Gabriel, P. (2009). Net effect of wort osmotic pressure on fermentation course, yeast vitality, beer flavor, and haze [Text] / Microbiol Biotechnol. 1027-1035.
Almeida R. , Silva J., Lima U. (2001). Evaluation of fermentation parameters during high-gravity
beer production. [Text] / Brazilian Journal of Chemical Engineering. 459-465. Pratt-Marshall, P., Brey, S., deCosta, S. (2002). High gravity brewing-an inducer of yeast stress
[Text] / Brewer's Guardian. 22-26. Patkova, J. Smogrovicova, D., Bafrncova, P., Domeny Z. (2000). Changes in the Yeast
Metabolism at Very High-Gravity Wort Fermentation [Text] / Folia Microbiol. 335-338. Kharandyuk, T., Kosiv, R., Palyanytsya, L., Berezovs'ka, N., Pan'kiv, N. (2015). Vplyv kontsentratsiy sukhykh rechovyn ta etanolu na brodyl'nu aktyvnist' pyvnykh drizhdzhiv [Tekst] / Materialy 81-oyi Mizhnarodnoyi naukovoyi konferentsiyi molodykh uchenykh, aspirantiv i studentiv «Naukovi zdobutky molodi - vyrishennyu problemy kharchuvannya lyudstva u KhKhl stolitti». — Kyyiv, 1, 226-227. (in Ukrainian). Meledyna, T. V., Davydenko, S. H., Vasyl'eva, L. M. (2013). Fyzyolohycheskoe sostjyanye
drozhzhey: Uchebnoe posobye. [Tekst] / SPb: NYU YTMO; YKhyBT, 48. (in Russian). Karputina, M. V., Romanova, Z. M., Sy'dor, V. M., Karputina, D. D. (2012). Suchasni sposoby' akty'vaciyi procesiv rozmnozhennya ta fermentaciyi py'vovarny'x drizhdzhiv [Tekst] / Obladnannya ta texnologiyi xarchovy'x vy'robny'cztv. - 28, 125-130. (in Ukrainian).
Стаття надтшла до редакцп 30.04.2016
УДК 641.5:634.14
Хомич Г. П., професор, д. т. н. (homichg@mail.ru) © Васюта В. М., професор, д. с.-г. н., Левченко Ю. В., асистент (yuliya_12@ukr.net)
ВНЗ Укоопстлки «Полтавський утверситет економжи i торг1вл1», м. Полтава, Украгна
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ЯКОСТ1 ПЮРЕ З ХЕНОМЕЛЕСУ ТА ЙОГО ВПЛИВ НА СТРУКТУРОУТВОРЮЮЧ1 ВЛАСТИВОСТ1 ФРУКТОВИХ СОУС1В
Обгрунтовано актуальтсть виготовлення соуав в умовах ресторанного господарства. Запропоновано доцшьтсть використання рослинног сировини в технолога фруктових соуав. Пдтверджено, що хеномелес - уткальна сировина для використання в технологи харчування, як джерело оргатчних кислот, L-аскорбтовог кислоти, пектинових та фенольних речовин. Наведено ращональт способи попередньог обробки хеномелесу для отримання пюре. Проведено аналiз фiзико-хiмiчних показниюв пюре з хеномелесу. Визначено якюний склад оргатчних кислот та цу^в в пюре з хеномелесу та гх вплив на оргатзм людини. Шляхом хроматографiчних до^джень iдентифiковано в складi пюре з хеномелесу яблучну, хтну, лимонну i янтарну кислоти,
© Хомич Г. П., Васюта В. М., Левченко Ю. В., 2016
137
