CC BY
38
Микробиота пивоваренного ячменя
и ее изменения при получении солода
Т. С. Лозовая, Е. М. Кавандина
Иркутский государственный технический университет
Микроорганизмы обитают снаружи и внутри зерновок ячменя, образуя его эпифит-ную (поверхностную) и субэпидермаль-ную (внутреннюю) микробиоту. Совместное сосуществование микроорганизмов и зерна сопряжено с физиологическими и биохимическими изменениями последнего, так как микроорганизмы обладают высокой интенсивностью и пластичностью обмена веществ между клеткой и средой. Изменения в количестве и составе микроорганизмов ячменя неизбежно влияют на качество самого зерна и на процесс со-лодоращения. Известно, что поражение пивоваренного ячменя микроорганизмами способствует ухудшению технологических и органолептических показателей зерна и солода, загрязнению их канцерогенными микотоксинами, оказывает сильное влияние на химический состав сусла и качество пива [1-3].
Имеется немало исследований, посвященных изучению микробиоты ячменя. Но анализ доступной литературы пока-
зал, что российские и зарубежные исследователи несколько по-разному оценивают микробиоту ячменя и ее изменения. Например, в России основное внимание уделяется грибной микробиоте ячменя, а бактериальная остается в стороне [1, 3-8].
В связи с этим целью работы было подробное исследование состава и содержания микробиоты ячменя, а также ее изменений при получении солода.
Схема эксперимента: исследовали количественное содержание и качественный состав грибной и бактериальной эпифит-ной и субэпидермальной микробиоты ячменя и ее изменения при получении солода.
Объектами исследований служили: ячмень сорта Гонар (Белгородской и Курской областей) урожая 2004 г.; он же после замачивания; он же на третьи сутки солодоращения; он же на шестые сутки солодоращения; солод после сушки; солод, выдержанный 10 сут; готовый светлый солод (после выдержки).
Технологические свойства ячменя и светлого солода исследовали по общепринятым методикам [9-18].
Микробиологическую оценку ячменя и солода проводили по [19-21]. Общее количество бактерий и грибов эпифитной микробиоты зерна устанавливали по методу Коха. Определение зараженности зерна микроорганизмами изнутри вели путем стерилизации поверхности зерен с последующей их инкубацией на селективных питательных средах. В состав селективной среды для культивирования микроскопических грибов входили: дрожжевой экстракт — 5 мл/л, глюкоза — 20 г/л, хлорамфеникол — 0,1 г/л; рН среды 6,6. Для культивирования бактерий использовали сухой питательный агар (количество — согласно рецептуре производителя); циклогексимид (либо нистатин) — 0,1 г/л; рН среды 7.
Определение до рода выявленных бактерий вели по [22], мицелиальных грибов — по [3].
В результате исследований оказалось, что количество микроорганизмов на поверхности ячменя выше известной нормы — около 1 • 106 КОЕ/г зерна [6] — на 1 -2 порядка (рис. 1, 2). Уровень контаминации зерен бактериями и грибами изнутри достигал 100 % (при максимально допустимых для производства 50 % [21]). Такую высокую степень поражения зерна микроорганизмами можно объяснить либо условиями произрастания, либо, что более вероятно, перекрестным загрязнением по мере прохождения технологических операций после сбора урожая. Это
12
10
8
ср m
< 6 ■ -
о ^
^ 4- -
2
0 I 1 1 1 | 1 1 1 | 1 1 1 | 1 1 1 | 1 1 1 | 1 1 1 | 1 1 1 |
1 2 3 4 5 6 7
□ Белгородский ячмень
□ Курский ячмень
Рис. 1. Изменение количественного состава поверхностной бактериальной микробиоты ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — солод, выдержанный 10 сут;
7 — готовый солод (после выдержки)
8
7
6
2 5 &
m
< 4
о
га 3
2
□ Белгородский ячмень
□ Курский ячмень
1
0
1
2
3
4
5
6
7
Рис. 2. Изменение количественного состава поверхностной грибной микробиоты ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — солод, выдержанный 10 сут;
7 — готовый солод (после выдержки)
100 # 90 I 80
СЦ S
jü 70
1 60 I 50
а)
N
Ü 40
¡5 30 ф
щ 20
О
=1 10 0
1
2
3 4 5 6
□ Basilius □ Proteus
□ Micrococcus □ Enterobacter
□ Pseudomonas
Рис. 3. Изменение качественного состава поверхностной бактериальной микробиоты белгородского ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — готовый солод (после выдержки)
подтверждается тем фактом, что данное явление наблюдалось в обоих образцах ячменя независимо от их происхождения.
В результате исследований качественного состава субэпидермальной и эпифит-ной микробиоты зерновок ячменя было найдено и выделено в чистую культуру более 50 новых штаммов бактерий и мице-лиальных грибов. Все они были идентифицированы до рода. При этом впервые были обнаружены бактерии рода Proteus, ранее в ячмене не выявлявшиеся [1].
В бактериальный состав микробиоты ячменя входили грамположительные бактерии Bacillus и Micrococcus (рис. 3-6). Но основная масса (до 90 %) оказалась грамотрицательными бактериями, типично связанными с растительными тканями: Pseudomonas, Enterobacter, Proteus, Xant-homonas. Это противоречит имеющимся в литературе данным, согласно которым большинство бактерий ячменя грамполо-жительны [1]. Также считается, что среди грамотрицательных бактерий доля бактерий Pseudomonas обычно составляет не более 16 % [1]. В наших исследованиях доля данных бактерий достигала 77 %.
Исследованный ячмень был серьезно контаминирован на поверхности грибами хранения — Rhizopus до 100 % (рис. 7, 8), а изнутри — грибами полевыми — Coc-hliobolus (Bipolaris), Fusarium, Alternaria (рис. 9, 10). При этом полевой гриб Alternaria — косвенный показатель здорового ячменя [5, 6] — на поверхности ячменя отсутствовал, а внутри зерновок выявлялся в небольшом количестве. Такому составу грибной микробиоты могла поспособство-
□ Basilius □ Pseudomonas
□ Micrococcus □ Proteus
□ Xanthomonas □ Enterobacter
Рис. 4. Изменение качественного состава поверхностной бактериальной микробиоты курского ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — солод, выдержанный 10 сут;
7 — готовый солод (после выдержки)
100 90 I 80
СЦ S
с^
£ 70
I 60 I 50
а)
N
И 40
ш 30 ф
щ 20
О
=1 10 0
1 2 3
□ Basilius
□ Pseudomonas
4 5 6 □ Enterobacter
Рис. 5. Изменение качественного состава внутренней бактериальной микробиоты белгородского ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — готовый солод (после выдержки)
100 # 90' I 80'
СЦ S
jü 70' 1 60'
I 50'
а)
N
я 40'
¡5 30-
ф
щ 20
О
10'
0
=1=
1 2 3 4 5 6 7
□ Basilius □ Pseudomonas
□ Micrococcus □ Enterobacter
Рис. 6. Изменение качественного состава внутренней бактериальной микробиоты курского ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — солод, выдержанный 10 сут;
7 — готовый слод (после выдержки)
Образцы
Показатель
Белгородский ячмень Курский ячмень
Ячмень
Органолептика:
цвет Светло-желтый Светло-желтый с потемневшими кончиками
вкус Пресный Пресный
запах Свойственный зерну Нормальный
Влажность, % 13,3 13,0
Прорастаемость, % 91,1 91,0
Экстрактивность, % 71,25 на абс. СВ 72,97 на абс. СВ
Кислотность, град. 3,3 3,0
Белок, % 11,1 9,8
Крахмал, % 50,52 53,45
Солод
Влажность, % 5,2 4,9
Кислотность лабораторного сусла, ° 1,08 0,96
рН лабораторного сусла 6,02 6,06
Прозрачность лабораторного сусла Опалесценция
Цветность лабораторного сусла 4,01 4,5
Число Кольбаха, % 40,4 40,7
Амилолитическая активность, ед/г 270 257,4
вать несвоевременная сушка ячменя, создав благоприятные условия для развития опасных представителей мицелиальных грибов: Cochliobolus, Fusarium, Rhizopus.
Результаты микологического анализа ячменя свидетельствуют о начавшихся в зерне процессах порчи. Этот вывод подтверждается отклонением от нормы некоторых физико-химических показателей зерен (см. таблицу). Оба образца ячменя не соответствовали по свойствам требованиям ГОСТа: отличались низкой прорастаемостью, низкой экстрактивнос-
тью, повышенной кислотностью, низким содержанием крахмала. В курском ячмене помимо этого были потемневшие кончики зерен. Вероятно, противоречивые данные, полученные нами при изучении бактериального состава ячменя (значительное развитие грамотрицательных бактерий, в частности Pseudomonas), обусловлены именно низким качеством ячменя.
Была изучена динамика микробиоты ячменя при получении из него светлого пивоваренного солода в промышленных условиях.
3 • 2008
5
Показано, что при солодоращении имеет место 100-4000-кратное увеличение количества бактерий и грибов (т. е. в 5-10 раз выше зафиксированного [1]). Своего пика оно достигало на этапе замачивания либо на третьи сутки проращивания, хотя при проращивании здорового ячменя количество тех же мицелиальных грибов должно снижаться [1]. Сушка значительно повлияла на бактерии зеленого солода, снизив их количество в 64-150 раз. Количество грибов после сушки сократилось в 3-4 раза. Оказалось, что в готовом солоде уровень микроорганизмов не обязательно совпадает [1] или выше [4] уровня микроорганизмов в исходном ячмене: он может быть и на 1-2 порядка ниже (см. рис. 1, 2).
Новыми оказались изменения в качественном бактериальном составе микро-биоты при получении солода. При проращивании и замачивании в наибольшей степени возрастает доля не псевдомонад [1], а доля Bacillus spp. Возможно, это обусловлено тем, что последние являются хемо-органотрофами, обладают одновременно и дыхательным, и бродильным метаболизмом, образуют споры, очень устойчивые к внешним воздействиям. Таким образом
100
90
¿2
«0
\о 70
Ci
X 60
ш Я 50
п
л 40
-Г
30
си
СЦ 20
1=3
10
0
1 2
□ Pénicillium
□ Aspergillus
□ Rhizopus
□ Mucor
4 5 6
□ Fusarium
□ Alternaria
□ Cochliobolus
Рис. 9. Изменение качественного состава внутренней грибной микробиоты белгородского ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — готовый солод (после выдержки)
спорообразующие бактерии максимально приспособлены к существованию в условиях солодоращения. К сушке оказались наиболее устойчивы бактерии Bacillus и Micrococcus (см. рис. 3-6). В готовом солоде в различных соотношениях было представлено большинство бактерий, имевшихся в исходном ячмене. При этом
100
90
"s «0
\о 70
Ci
X 60
ш Я 50
40
-Т
30
(V
СЦ 20
f 1
1=1
10
0
12 3
□ Mucor
□ Pénicillium
4 5 f □ Rhizopus
Рис. 7. Изменение качественного состава
поверхностной грибной микробиоты белгородского ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — готовый солод (после выдержки)
100
90
¿2
"s «0
\о 70
Ci
X 60
ш Я 50
п
л 40
-Т
30
(V
СЦ 20
1=1
10
0
12 3
□ Pénicillium
□ Aspergillus
□ Rhizopus
□ Mucor
4 5 6 7
□ Fusarium
□ Alternaria
□ Cochliobolus
Рис. 10. Изменение качественного состава внутренней грибной микробиоты курского ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — солод, выдержанный 10 сут;
7 — готовый солод (после выдержки)
основными грамотрицательными бактериями были Enterobacter и Pseudomonas, грамположительными — Micrococcus.
В качественном грибном составе микробиоты при получении солода также произошли значительные изменения (см. рис. 7-10). Наибольшая степень разнообразия грибов приходилась на этап
100
90-
¿2
s «0-
Ж
\о s 70
Ci
X 60
ф g 50
Ci
л 40
х"
ф Ci 30
M
СЦ 20
о
10
1 2 3 4 5 6 7
□ Fusarium □ Penicillium
□ Mucor □ Rhizopus
Рис. 8. Изменение качественного состава
поверхностной грибной микробиоты курского ячменя при солодоращении. Точки отбора проб:
1 — ячмень исходный;
2 — ячмень после замачивания;
3 — третьи сутки солодоращения;
4 — шестые сутки солодоращения;
5 — солод после сушки;
6 — солод, выдержанный 10 сут;
7 — готовый солод (после выдержки)
замачивания или на третьи сутки проращивания солода. В течение всего процесса получения солода отмечено неуклонное снижение доли полевых грибов в пользу грибов хранилищного типа. В готовом солоде последние занимали доминирующее положение и на поверхности, и внутри зерна. На любом этапе технологического процесса всегда стабильно внутри зерен присутствовали грибы Fusarium. Наиболее опасные грибы — Penicillium и Aspergillus — развивались в значительном количестве только после сушки солода.
Высокая степень поражения ячменя микроорганизмами привела к снижению качества полученного из него солода. Оба полученных солода из разных ячменей не полностью соответствовали требованиям ГОСТа: в лабораторном сусле наблюдалась опалесценция, его цветность была выше нормы, отмечена низкая амилолити-ческая активность солодов (см. таблицу).
Можно заключить, что исследования выявили наличие нового рода бактерий, не встречавшегося в ячмене ранее, а также новые количественные и качественные изменения микробиоты ячменя при соло-доращении. Известные на данный момент модели развития микроорганизмов при получении солода нуждаются в дополнении. На их характер влияют исходный количественный и качественный состав микро-биоты ячменя, режимы его хранения и получения солода. Вероятно, для правильной оценки качества зерна и солода большое значение имеет качественный состав бактериальной микробиоты. Некоторые из бактерий могут служить дополнительным индикатором состояния зерен ячменя и солода.
о
3
V Всероссийский конкурс журналистов «Пиво и общество»
Союз российских пивоваров объявляет о начале V Всероссийского конкурса журналистов «Пиво и общество». Предыдущие 3 конкурса вызвали большой интерес у представителей федеральной и региональной прессы.
Конкурс проводится в целях оказания содействия более полному и объективному освещению в СМИ состояния и актуальных проблем отечественного пивоварения, а также влияния развития отрасли на экономику страны и регионов, социальную жизнь общества, стимулирование интереса представителей СМИ к теме пивоваренной отрасли, укрепление исторических традиций и культуры потребления пива.
Для оценки конкурсных работ сформировано жюри во главе с генеральным секретарем Союза журналистов России Игорем Яковенко и председателем исполнительного комитета Союза российских пивоваров Вячеславом Мамонтовым.
ПОЛОЖЕНИЕ
о Всероссийском конкурсе журналистов «Пиво и общество»
ЛИТЕРАТУРА
1. Микробиология пива/Под ред. Ф. Дж. Прист, Й. Кэмпбелл; Пер. с англ., под общ. ред. ТВ. Ме-лединой и Тыну Сойдла. — СПб.: Профессия, 2005.
2. Смирнова Т. А., Кострова Е. И. Микробиология зерна и продукты его переработки. — М.: Агро-промиздат, 1989.
3. Исаева В. С., Раттэль Н. Н., Волкова Т. Н. Краткий атлас посторонних микроорганизмов пивоваренного производства. — М.: Академия, 1997.
4. Лапина Т. П. Характеристика микрофлоры пивоваренных ячменей//Пиво и напитки. 2001. № 5. С. 22-23.
5. Чернова Е. В., Гернет А М, ШабуроваЛ. Н. Влияние активированных растворов на микрофлору пивоваренных ячменей и их качество//Пиво и напитки. 2003. № 1. — С. 34-35.
6. Bruns T., Rodemann B., AustH.-J. Untersuchungen zum Auftreten von Ahrenfusariosen in Braugerste (Изучение встречаемости колосовых фузариозов на пивоваренном ячмене)//МШ. Biol. Bundesanst. Land- und Forstwirt. Berlin-Uahlem. 2002. № 390. Р. 76.
7. Hedayati M. T., Badali H. Mycoflora of wheat stored in warehouses of Mazandran province-Iran//Toxicol. Lett. 2001. 123 (1). Р. 44.
8. ГОСТ 1358.6-3-83 Зерно. Правила приемки и методы отбора проб. Введен 01.07.84. — М.: Госстандарт России, Изд-во стандартов, 1983.
9. ГОСТ 10967-90 Зерно. Методы определения запаха и цвета. Введен 01.07.91. — М.: Госстандарт СССР, Изд-во стандартов, 1990.
10. ГОСТ 10968-88 Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастания. Введен 01.07.88. — М.: Госстандарт СССР, Изд-во стандартов, 1988.
11. ГОСТ 10845-98 Зерно и продукты его переработки. Метод определения крахмала. Введен 01.01.2000. — Минск: Межгосударственный стандарт, Изд-во стандартов, 1999.
12. ГОСТ 10846-91 Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка. Введен 01.06.93. — М.: Госстандарт СССР, Изд-во стандартов, 1992.
13. ГОСТ 1236-77 Зерно и продукты его переработки. Метод определения экстрактивности. Введен 01.06.78. — М.: Госстандарт СССР, Изд-во стандартов, 1995.
14. ГОСТ29294-92 Солод пивоваренный ячменный. Технические условия. Введен 01.06.93. — М.: Госстандарт СССР, Изд-во стандартов, 1992.
15. Косминский Г. И. Технология солода, пива и безалкогольных напитков. Лабораторный практикум по технохимическомцу контролю производства. — Минск: Дизайн ПРО, 1998.
16. Рекомендации по оценке качества пивоваренного ячменя при его закупке для переработки на солод. — М.: Изд-во Рос. акад. с.-х. наук, 1997.
17. ЕгоровН.С. Практикум по микробиологии — М.: Изд-во МГУ, 1976.
18. Метод оценки грибного заражения зерен ячменя и солода. — М.: Изд-во РАСХН, 1998.
19. Фомина О. Н, Левин А. М, Нарсеев А. В. Зерно: контроль качества и безопасности по международным стандартам. — М.: Протектор, 2001 и др.
Пивоваренная отрасль России традиционно привлекает внимание средств массовой информации отраслевой, экономической, общественно-политической и научно-популярной направленности. Объективное и профессиональное освещение вопросов развития отрасли — важнейший инструмент гармонизации коммуникационной среды рынка пивобезалкогольной продукции, способствует укреплению конструктивного взаимодействия прессы, бизнес-сообщества, государства и общества.
Цели конкурса. Содействие более полному и объективному освещению в средствах массовой информации (СМИ) состояния и актуальных проблем отечественного пивоварения, а также влияния развития отрасли на экономику страны и регионов, социальную жизнь общества, стимулирование интереса представителей СМИ к теме пивоваренной отрасли, укрепление исторических традиций и культуры потребления пива.
Участники конкурса. К участию в конкурсе приглашаются журналисты печатных и электронных СМИ России, ближнего и дальнего зарубежья.
Условия конкурса. На конкурс выдвигают материалы, опубликованные в период с 1 января 2008 г. по 31 декабря 2008 г. Принимаются материалы любых жанра, формата и объема, размещенные в печатных и электронных СМИ, Интернет-изданиях. Содержание материалов охватывает широкий спектр тем, связанных с пивоваренной отраслью России: история и культура потребления пива, экономика, социальная ответственность пивоваренного бизнеса, законодательное регулирование отрасли и т.д.
Рекламные материалы (видео-, аудиоролики, рекламные публикации, статьи) к рассмотрению на участие в конкурсе не принимаются.
Порядок выдвижения и сроки приема конкурсных материалов. На конкурс материалы выдвигают как непосредственно их авторы, так и редакции СМИ. Иностранные участники, принимающие участие в конкурсе, в случае, если их работы были выполнены на языке оригинала, должны представить копию материалов на русском языке. Материалы печатных СМИ должны быть в виде вырезок (ксерокопий либо в формате *.pdf), Интернет-изданий — в виде электронных версий, электронных СМИ (ТВ, радио) — на любых электронных или магнит-
ных носителях (формата Betacam SP, VHS, CD, DVD, MP3 и т.д.).
Заявку на участие в конкурсе подают в произвольной форме. Она должна содержать названия материала и издания, в котором он был опубликован, а также дату публикации, сведения об авторе (Ф.И. О., должность, полный адрес, контактный телефон, электронный адрес).
Все конкурсные работы по мере поступления будут опубликованы на сайте Союза (www.be-erunion.ru). Материалы для участия в конкурсе принимаются до 15 февраля 2009г.
Критерии отбора представляемых материалов. Конкурс проводится в один тур без предварительного отбора участников и квалификационных требований. При отборе победителей конкурсная комиссия руководствуется следующими критериями:
оригинальность идеи и профессиональное качество исполнения материалов;
соответствие материалов заявленной теме и целям конкурса;
общественно-социальная значимость материалов;
выразительность, точность и доходчивость изложения;
актуальность представленных материалов.
Победители конкурса будут награждаться ценными призами и почетными дипломами Союза российских производителей пивобезалкогольной продукции.
Подведение итогов конкурса и награждение. Итоги конкурса подводит и объявляет конкурсная комиссия не позднее 1 марта 2009 г. Церемония награждения победителей конкурса будет проходить в рамках IX Всероссийской конференции производителей пивобезалкогольной продукции в начале 2009 г.
Контактная информация. Конкурсные материалы необходимо направлять по адресу: 119021, г. Москва, ул. Россолимо, дом 7, офис 408, либо по e-mail: [email protected], [email protected], [email protected]. Тел/факс: (495) 245-50-01, 246-05-67, 245-71-54. Контактное лицо: Владимир Кузнецов.
