CC BY
163
Ферменты
в производстве кваса
Радивой Главарданов
«Новозаймс» (Австрия)
Радивою ГЛАВАРДАНОВУ
лет!
Радивой Главарданов начал свою трудовую деятельность пивовара 11 июня 1956г. (52 года назад!) на пивзаводе в г. Бечей (Югославия), где проработал 14 лет, в том числе 8 лет — техническим директором. После этого он 9 лет работал в должности руководителя отдела пищевых продуктов в дистрибьюторе фирмы «Ново-Индустри». Двадцать пять лет назад он начал работать в венском офисе «Ново-Индустри» (позднее «Ново-Нордиск», затем «Но-возаймс»), где работает по настоящее время.
Еще в 60-х годах, работая на пивзаводе, он стал производить пиво с 30 % ячменя, применяя в качестве ичсточника ферментов свежепро-росший солод. Тогда же он одним из первых в мире уже применял вакуум-выпарную установку для улучшения ароматики сусла такого пива. Р. Главарданов одним из первых принес в страны бывшего СССР ферментные технологии не только в пивоваренную, но и соковую, спиртовую, а также хлебопекарную и многие другие отрасли пищевой промышленности.
Находясь в тесном контакте с пивоварами многих стран, Р. Главарданов предлложил и внедрил применение с помощью ферментов необез-жиренного кукурузного зерна, производство пивоваренного сиропа, применение ферментов в производстве концентрата квасного сусла, в ускорении брожения и созревания пива и многое-многое другое. Радивой — автор с многолетним стажем журнала «Пиво и напитки».
Многие годы, отданные отрасли, его незаурядный подход к решению вопросов лю-
бой сложности, творческие и инновационные решения, а также энциклопедические знания в различных отраслях — все это позволило ему стать желанным гостем на многих больших и маленьких пивоварнях, где его любят и называют ласково «Раде».
Радивой и сегодня активно путешествует по пивоваренным заводам, помогая находить наиболее экономически выгодные технологические решения для пивзаводов стран Восточной Европы и СНГ в свете нелегкой ситуации нехватки солода и роста цен на него.
Мы любим Раде за умение дружить, понимать не только производственные проблемы, но и человеческие души!
От всего сердца желаем крепкого здоровья, благополучия во всем, творческого долголетия на ниве одного из самых важных и непростых направлений пищевой промышленности — производстве пива!
С юбилеем, Радивой!
1
Поздравляем с юбилеем!
?
Квас — напиток, отличающийся приятно кисловатым, освежающим вкусом, готовится с использованием прерываемого комбинированного спиртового и молочно-кислого брожения экстракта хлебных злаков. Первые упоминания о нем появились в 989 г. в декрете об обеспечении народа питанием — «медом да квасом», подписанном киевским князем Владимиром [1].
Промышленное изготовление кваса началось много позже, в XIX в., и имеются данные, что его годовое потребление накануне Первой мировой войны в Российской империи было около 100 л на душу населения. До распада СССР доля кваса в общем производстве безалкогольных напитков составляла 40 %, а в 1995 г. она сократилась до 9 %. Затем популярность кваса начала возрастать, и сегодня по потребле-
нию он находится на четвертом месте среди безалкогольных напитков.
Производство кваса осуществляется спиртовым и молочно-кислым брожением квасного сусла, приготовленного из концентрата. Но также изготовление кваса возможно непосредственно из квасного сусла, получаемого способом, напоминающим производство пивного сусла, из ферментированного и неферменти-рованного ржаного солода и ржаной муки. В последнее время значительную часть ржаного солода заменяют ячменным солодом и немложеным сырьем, а именно рожью, кукурузой, пшеницей и ячменем.
Характеристики ферментированного и неферментированного ржаного солода
Показатели качества ферментированного и неферментированного ржаного солода для производства кваса приведены в табл. 1.
Светлый неферментированный ржаной солод, используемый для производства концентрата квасного сусла, характеризуют технологические показатели качества, приведенные в табл. 2. Рядом с ними приведены те же самые показатели качества для ячменного пивоваренного солода.
Производство квасного сусла
Квасное сусло для приготовления кваса путем брожения чаще всего изготовляют из концентрата квасного сусла, но иногда и непосредственно из ржаного солода (ферментированного и неферментированного) и несоложеных зерно-продуктов в виде ржаной, кукурузной, реже пшеничной или ячменной муки и даже из ячменного солода.
Ввиду того что концентрат квасного сусла (ККС) получают выпариванием последнего, он тоже является продуктом, изготовленным непосредственно из ржаного, ячменного солода и несоложеного зернового сырья.
В обоих вариантах производства квасного сусла, подготовленного для брожения, осуществляется единый технологический процесс, который очень похож на производство пивного сусла настойным способом с предварительной обработкой несоложеных зер-нопродуктов в форме предотварки.
Так, например, при тестировании применения ферментов в исследовательской лаборатории в качестве сырья использовали 50 % ржаной муки, 35 % ферментированного ржаного со-
Таблица 1
Показатель | Нормативные документы | Неферментированный солод Ферментированный солод |
Органолептические показатели*
Цвет ГОСТ Р52061-2003 Светло-желтый с сероватым оттенком Коричневый
Запах ГОСТ Р52061-2002 Свойственный для данного типа солода Свойственный для данного типа солода
Вкус ГОСТ Р52061-2003 Сладковатый Кисло-сладкий, напоминающий вкус ржаного хлеба
Физическо-химичестие показатели
Содержание воды, % ГОСТ Р52061-2003 5,4- -7,0 6,0-8,5
Экстрактивность в горячей воде, % сухого вещества ГОСТ Р52061-2003 86,0- -89,0 84,0-89,5
Экстрактивность в холодной воде, % сухого вещества ГОСТ Р52061-2003 42,0-48,0
Продолжительность осахаривания, мин ГОСТ Р52061-2003 10- 15 —
Кислотность экстракта в горячей воде, ед. ГОСТ Р52061-2003 11,0- 13,0 35,0-45,0
Цвет солода (цвет экстракта в горячей воде), ед. ГОСТ Р52061-2003 0,4- 1,5 16,0-25,0
Цвет, ед. ЕВС Швейцарская лаборатория 41-11-26 110-140
Проход через сито с отверстиями 900 мкм, % ГОСТ Р52061-2003 90- 96 94-96
Содержание белков, % сухого вещества Швейцарская лаборатория 41-11-11 9-12,5
рН сусла Швейцарская лаборатория 41-11-15 4-5
* В массе размолотого солода не должно быть плесени.
лода и 15 % ячменного солода с применением следующей «стандартной» диаграммы затирания: ржаную муку и половину от общего количества ячменного солода (7,5 %) затирают в воде при температуре 45 °С; выдерживают при 45 °С в течение 30 мин; нагревают при 70 °С; выдерживают при 70 °С 30 мин; нагревают и кипятят в течение 15 мин.
Таблица 2
Показатель Светлый ржаной солод Ячменный солод
Вязкость, мПа-с 4,43 1,5
Экстрактивность, % СВ 87 81
Разница экстракта тонкого и грубого помола солода, % СВ 0,7 1,2
Белки, % СВ 10,5 10
Число Кольбаха, % 65,8 40
Число Гартонга, относительный экстракт на 45 °С 56,0 37
Конечная степень сбраживания (действительная), % 76,4 75
Свободный а-аминный азот (FAN), мг/100 г СВ 150 170
Таблица 3
Показатель 100 200 300 Max 100 Max 200 Max 300 Mix Term MAX Term
р-1люканаза:ксиланаза 70:30, г/т 100 200 300 200
Ксиланаза-цитолический препарат, г/т 100 200 300 200
Термостабильная а-амилаза, г/т 200 200
Начальный pH 5,4
Количество фильтрата через 60 мин, мл 18 19 22 25 26 29 17 31
Через 60 мин pH 5,3
Глюкан, мг/л 265 151 104 157 106 83 151 109
Экстракт, °P1ato 17,32 17,37 17,40 17,14 17,29 17,38 17,36 17,36
Вязкость, при 20 °С, мПа-с 13,5 11,2 9,8 12,5 10,3 9,0 10,6 10,7
мг/л 600
500
400
300
200
100
мПа-с - 14
О Глюкан
Я я х >< S S г g
О Вязкость
Рис. 1. Влияние ферментов на содержание _Р-глюканов и вязкость сусла_
мл 60
°P
17,6
17
17
17,0
c\j m ^ ^
О Фильтрат О Экстракт
Рис. 2. Влияние ферментов на фильтруемость сусла и выход экстракта
Полученную таким образом отварку охлаждают добавкой холодной воды до 52 °С, в нее добавляют ферментированный ржаной солод и остаточное количесто ячменного солода вместе с ферментами, после чего процесс продолжают следующим образом: выдерживают при температуре 50 °С 30 мин; нагревают до 63 °С; выдерживают при 63 °С в течение 60 мин; нагревают до 70 °С; выдерживают при 70 °С 30 мин; нагревают до 75 °С и выдерживают до отрицательной реакции на йод. Далее следует отделение квасного сусла от дробины.
Ферменты в производстве кваса
Применение ферментов в производстве кваса имеет свою традицию. Так, например, в книге «Технология бродильных производств» П. М. Мальцева [3] указано: «...несоложеная мука и ферментированный солод отличаются недостаточными активностями ферментов для обеспечения необходимой степени расщепления углеводов и белков, добавляется свежепро-росший (зеленый) неферментиро-ванный ржаной или ячменный солод,
3•2008
20
9
10
0
8
0
48
а также и различные ферментные препараты».
Исходя из собственного опыта автора, можно сказать, что в производстве квасного сусла прежде всего применяют следующие ферментные препараты: бактериальную а-амилазу с оптимумом температуры 75 °С и оптимумом рН 6,5; термостабильную а-амилазу с оптимумом температуры 90 °С и оптимумом рН 6,5; термостабильную а-ами-лазу с оптимумом температуры 84 °С и оптимумом рН 5-5,7; р-глюканазу: бактериальную с оптимумом температуры 60 °С и оптимумом рН 6,5; грибную с оптимумом температуры 65 °С и оптимумом рН 5,0; ксиланазу с оптимумом температуры 75°С и оптимумом рН 5,0.
Указанные термостабильные а -амилазы в первую очередь применяют для предотварки, т. е. для разваривания несоложеных зерноприпасов. Для основного затора используют бактериальную а-амилазу, а в случае большого (больше чем 20 %) содержания ферментированного ржаного солода — термостабильную а-амилазу с оптимумом рН 5-5,7, а потом бактериальную и грибную р-глюканазу и ксиланазу.
В уже упомянутой исследовательской лаборатории, где использовали указанные состав сырья и диаграмму затирания, установлено, что с приме-
Таблица 4
Показатель 100 200 300 Max 100 Max 200 Max 300 Mix Term Солод ферментированный
р-1люканаза:ксиланаза 70:30, г/т 100 Ксиланаза/цитолический препарат, г/т 200 300 100 200 300 200 100
Термостабильная а-амилаза, г/т 200
Начальная pH 4,76 4,30
Количество фильтрата через 120 мин, мл 25 27 31 30 35 38 32 31
pH через 120 мин 4,85 4,27
Глюкан, мг/л 192 189 167 < 20 < 20 < 20 < 20
Экстракт, ° Plato 17,6 17,6 17,7 17,6 17,6 17,7 17,8 ca. 16,5 Вязкость при 20 °С, мПа-с 8,3 7,4 7,0 8,1 7,2 6,6 7,3 > 40
мг/л 600
500
400
300
200
мПа-с - 10
Е
I I Глюкан
О Вязкость
Рис. 3.Влияние ферментов
на содержание р-глюканов и вязкость сусла
Таблица 5
Сырье Российский пивзавод Украинский производитель кваса Украинский производитель концентрата квасного сусла Украинский пивзавод
Светлый ржаной солод, % — 24 — —
Ржаной ферментированный солод, % 38 24 25 25,1
Ячменный солод, % 12-15 — 25 68,4
Ржаная мука, % 25-40 52 50 —
Кукурузная мука, % 10-25 — — 6,5
Ферментные препараты, кг/т:
термостабильная а-амилаза 0,5 — 0,5 —
в-глюканаза/ксиланаза 70/30 0,2 0,3 — —
термостабильная а-амилаза рН 5-5,7 — 0,36 — 0,2
цитолитический комплекс — — 0,2 0,2
нением комбинированного р-глюканаз-но-ксиланазного ферментного препарата улучшается процесс производства квасного сусла с понижением вязкости и увеличением эффективности использования сырья.
В биотехнологической лаборатории в Швейцарии делали пробы с применением светлого неферментированного ржаного солода (табл. 3, рис. 1 и 2) и смеси светлого ферментированного и неферментированного ржаного солода в пропорции 50 : 50 % (табл. 4, рис. 3 и 4)
с использованием термостабильной а-амилазы (рН в пределах 5,0-5,7), бактериально-грибного р-глюканаз-ного препарата в смеси с ксиланазой (70 : 30) и ксиланазного цитолитиче-ского ферментного препарата, изменяя комбинации и количества ферментов. Полученные результаты приведены в табл. 3 и 4 и на рис. 1 -4.
Результаты применения ферментов для ржаного солода и смеси, состоящей из 50 % неферментированного и 50 % ферментированного ржаного
мл 60
50
40
30
20
10
°р
17,8
17,2
23
I I Фильтрат
о о F ^ о о Е о ^ с^ m tu ^ ¡±
] Экстракт
Рис. 4. Влияние ферментов
на фильтруемость сусла и выход экстракта
солода, показывают, что активности ферментов влияют на снижение содержания р-глюканов и вязкость сусла с одновременным улучшением филь-труемости сусла и эффективности использования экстракта. Причем максимальный эффект достигается с кси-ланазно-цитолитическим ферментным препаратом.
Примеры использования ферментных препаратов в производстве квасного сусла в России и Украине приведены в табл. 5.
Два завода-изготовителя (российский пивзавод и украинский завод по производству концентрата квасного сусла) выпускают квасное сусло с применением несоложеных зерно-продуктов и предотварки. Два других производителя — украинский завод по производству кваса и украинский пивзавод — используют настойный способ затирания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Интербизнес. — Киев. 2008, февраль, с. 150.
2. Пиво и жизнь (специальное издание). 2004, май, с. 3, 4.
3. Мальцев П. М. Технология бродильных про-изводств//Пищевая промышленность. 1980. С. 427. &
100
5
0
4
0
