CC BY
57
Особенности биохимических методов получения безалкогольного пива
В. Г. Оганнисян, И. В. Смотраева
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий
Одна из очевидных тенденций потребительского рынка последних лет — увеличение спроса на безалкогольное пиво. Постепенное привыкание потребителей к этому продукту и наличие таких групп населения, для которых безалкогольное пиво предпочтительнее традиционного (больные острыми и хроническими заболеваниями, водители, беременные женщины), позволяют предположить, что эта тенденция будет сохранена.
Вместе с тем перед производителями безалкогольного пива достаточно остро стоит проблема улучшения органолеп-тических свойств этого напитка.
Для получения безалкогольного пива можно использовать физико-химические, технологические и биохимические методы.
В определенной степени биохимические методы могут быть отнесены и к технологическим, однако суть их заключается в направленном регулировании метаболизма дрожжей. При этом учитывается уникальность дрожжей S. cerevisiaе, которые обладают двумя путями энергетического метаболизма углеводов: аэробным, в результате
я 250 -1-;-;-;-;-
х i i ® 200 4 -----------j------------j-------------j------------i-------------
150------------i------------\-----------\------------\------------
У 100-----------------------i-------------I------------i-------------
Е i i
«э 50------------j------------\---------i------------г------------
1 0-1-i-i-i-i-
m 0 2 4 б 8 10
Концентрация сахара, %
Рис. 1. Зависимость выхода
биомассы от содержания сахара в солодовом сусле
реализации которого осуществляется синтез биомассы, и анаэробным, конечными продуктами в котором являются диоксид углерода и этиловый спирт. Одновременно с этим образуется большое количество побочных продуктов брожения и дыхания, от массовой доли которых зависит сенсорный профиль пива. Между тем именно вторичных метаболитов в безалкогольном пиве явно недостаточно, в результате чего к такому напитку потребитель предъявляет вполне обоснованные претензии.
Образование всех важных для формирования вкуса и аромата пива соединений связано с окислительно-восстановительными процессами в клетках и ростом дрожжей. В данный момент известно более 800 компонентов, участвующих в формировании сенсорного профиля пива. Наиболее значимы из них: высшие спирты, органические кислоты, эфиры, диацетил и сернистые соединения, в частности диметилсуль-фид. Синтез этих соединений и концентрация их в пиве определяются составом сусла и штаммовыми особенностями дрожжей. Важное значение имеют и такие технологические параметры процесса, как аэрация, температура, давление. При этом особенно важно отслеживать концентрацию растворенного в среде кислорода и массовую долю
сбраживаемых сахаров в сусле. Именно эти параметры определяют соотношение между путями обмена углеводов, а следовательно, и химический состав пива [6].
Так, снижение концентрации сбраживаемых сахаров в сусле способствует увеличению прироста биомассы (рис. 1), что, естественно, приводит к уменьшению содержания спирта в пиве. С другой стороны, увеличение расхода воздуха также способствует повышению прироста клеток (рис. 2). В то же время его излишнее количество приводит к увеличению окислительно-восстановительного потенциала, чрезмерному накоплению биомассы дрожжей, повышенному образованию продуктов метаболизма дрожжей, в частности органических кислот, что приводит к значительному увеличению кислотности пива (рис. 3) [6].
Таким образом, для уменьшения биосинтеза этанола необходимо снижать уровень сбраживаемых сахаров и увеличивать интенсивность аэрации сусла. При этом следует иметь в виду, что изменение метаболизма углеводов дрожжей влечет за собой изменение сенсорного профиля пива. В пиве возрастает концентрация органических кислот, таких, как молочная, янтарная, щавелевоуксусная, лимонная (три последние — промежуточные продукты цикла трикарбоновых кислот). Кроме того, увеличивается количество высших спиртов и альдегидов, причем в последнем случае это связано со снижением активности алкогольдегидро-геназы, чувствительной к кислороду. Естественно, что при увеличении расхода воздуха на аэрацию сусла возрастает синтез диацетила. Следовательно, основная задача при использовании данного метода — достижение определенного компромисса между синтезом биомассы и интенсивностью спиртового брожения.
5
Кис
12 10 8 б 4 2 0
20 40 б0
Расход воздуха, (л/ч)/л
80
Рис. 3. Влияние интенсивности аэрации на кислотность пива [6]
250
10-
- 0 (л/ч)/л;
4 б 8 10
Длительность культивирования, ч - 3 (л/ч)/л; - 7 (л/ч)/л; — 20 (л/ч)/л; — 60 (л/ч)/л
12
Рис.2. Кривые роста дрожжей при разном расходе воздуха (массовая доля сухих веществ в сусле 12%) [7]
0
0
2
0
ПИ
НАПИТКИ А 5- 2007
18
Показатель Лабораторные данные
Эксперимент Контроль
Начальная экстрактивность, % 5,4 11,91
Действительный экстракт, % 4,4 3,6
Видимый экстракт, % 3,67 2,8
Содержания спирта, об. % 0,53 4,9*/0,4
Содержания спирта, мас. % 0,42 0,32
Степень сбраживаемости, % 18,52 69,25
рН 4,62 4,2
Титруемая кислотность, ед. к. 0,9 2,1
Изогумулон, ед. ЕВС 12,6 17
Цветность, ед. цв. 1,7 0,5
Декстрины, г/дм3 26 42,5
Мальтотриоза, г/дм3 2,7 5,2
Мальтоза, г/дм3 6,7 18,8
Глюкоза, г/дм3 0,1 8,0
Фруктоза, г/дм3 0,2 0,1
ДМС, мкг/дм3 19 4
Диацетил, мкг/дм3 64 20
Пентадион, мкг/дм3 50 18
Помимо указанных параметров метаболизм дрожжей и, значит, синтез сенсорно значимых компонентов можно регулировать с помощью температуры и давления как в процессе главного брожения, так и при дображивании. Следовательно, температура — один из доступных способов регуляции метаболизма дрожжей. Однако поддержание повышенной температуры на стадии главного брожения наряду с интенсификацией сбраживания приводит к ухудшению качества готового пива.
Давление в танке во время брожения повышает содержание растворенной в пиве углекислоты. Вследствие этого подавляется размножение дрожжей и повышается содержание диацети-ла и ацетальдегида в пиве, в то время как уровень высших спиртов и эфиров снижается.
Учитывая все вышеизложенное, была поставлена серия экспериментов, направленных на изменение состава затора и режима брожения с целью повышения органолептических и аналитических показателей безалкогольного пива. Было установлено, что оптимальной концентрацией экстрактивных веществ в начальном сусле является массовая доля сухих веществ 5,5-6,0 %. При более высоких показателях в пиве ощущаются сладость и сусловый привкус, а при более низких — водянистость и пустота вкуса. При этом в состав за-сыпи для получения лучших сенсорных показателей помимо хорошо растворенного светлого солода были введены кислый и карамельный солода, а для снижения суммы сбраживаемых сахаров в сусле затирание начинали при 70...72 °С (рис. 4). Благодаря высокой температуре затирания инактивируется фермент р-амилаза, в результате чего снижается концентрация сбраживаемых углеводов в сусле. В то же время при температуре 70.72 °С активность фермента а-амилазы еще достаточно высока, поэтому в сусле накапливаются декстрины и олигосахариды, которые в реакции с йодным раствором не дают синюю окраску. В результате изменения режима затирания сумма сбраживаемых сахаров с 70-80 % уменьшалась до 53-55 %.
Далее с целью снижения содержания ароматических компонентов, придающих пиву сусловый и бумажный привкусы, полученное сусло кипятили с ароматным хмелем не 1,5 ч, как это делается в большинстве случаев, а более 2 ч, что также способствовало уменьшению суммы сбраживаемых в сусле сахаров, однако при этом возрастала его цветность.
Режим брожения предполагал регулирование метаболизма дрожжей таким образом, чтобы за короткий промежуток времени образовалось максимальное количество побочных продуктов брожения, так как процесс прерывали по достижении концентрации спирта 0,5 об. %. Для этого перед подачей в бродильное отделение сусло аэрировали стерильным воздухом, расход которого соответствовал содержанию растворенного в среде кислорода 16 мг/ дм3.
Брожение проводили при 8 °С. После достижения желаемой концентрации спирта пиво охлаждали до 1 °С, тем са-
мым прекращая процесс спиртового брожения. Однако даже при такой температуре синтез побочных продуктов продолжался, хотя и с очень низкой скоростью. В результате образовывался пивной аромат и исчезал вкус сусла, что связано с образованием эфиров и с уменьшением карбонильных соединений.
В таблице приведены результаты анализа пива, полученного предлагаемым методом.
Для сравнения физико-химического состава пива в качестве контрольного образца выбрано безалкогольное пиво, полученное методом диализа.
Данный технологический метод подавления накопления спирта в процессе главного брожения по сравнению с другими методами (обратный осмос, диализ, дистилляция) является самым дешевым, и пиво, полученное таким способом, обладает аналитическими и органолепти-ческими преимуществами по сравнению с другими технологическими способами подавления образования спирта. Не-
достаток способа — большая трудоемкость, постоянный контроль при брожении и дображивании, нестандартное количество образующегося в различных партиях напитки этанола.
Благодаря выбранному способу затирания и начальной экстрактивности сусла удалось сохранить баланс соотношений между моно-, ди- и олигосахарами, нарушение которого приводит к появлению сладковатости при избытке фруктозы, глюкозы, мальтозы и мальтотриозы либо обволакивающего ощущения при избытке декстринов.
Несмотря на столь низкую концентрацию начального сусла, действительный экстракт в готовом пиве составил 4,4 %, так как всего сбродило 18,5 % общего экстракта, что обеспечило полноту вкуса.
О вторичных метаболитах брожения можно судить на примере диацетила, концентрация которого в контрольном образце оказалась низка и составила всего 20 мкг/дм3. Это обстоятельство свидетельствует о том, что при диализе кроме этанола теряется также ощутимая часть вторичных продуктов метаболизма дрожжей. В пиве, полученном вышеописанным путем, содержание диацетила составило 64 мкг/ дм3. Этот показатель находится ниже порогового значения, но выше, чем в контрольном образце, и на примере диацетила можно судить о других ароматических веществах, формирующих сенсорный профиль пива.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лин Крюгер. Обмен веществ дрЪжжей и его влияние на вкус и аромат пива//Brewers guardian (Спутник пивовара). 1999. № 1-2. С. 31-48.
2. Ломми Х. Применение иммобилизованных дрожжей в непрерывно-поточном производстве пива. — СПб., 2001.
3. Чейка П. Факторы, влияющие на сенсорные свойства пива//Пиво и жизнь. 1998. № 4. С. 1-8.
4. Паюнен Э. Новые технологии производства пива. Дображивание с использованием иммобилизованных дрожжей/Международный Российско-Финско-Датский симпозиум. Научные аспекты совершенствования технологий производства солода и пива, — М., 1997.
5. Шморгровичова Д., Домены З., Нрвратил М. Производства безалкогольного пива с помощью дрожжей с дефектом в синтезе ферментов лимоннокислого цикла//Пиво и жизнь. 2002. № 5 (34). С. VII-IX.
6. Меледина Т. В. Научное обоснование и разработка высокоэффективных технологий дрожжей Saccharomyces cerevisiae: Дисс... д-ра техн. наук. — СПб: СПбГУНиПТ, 2002.
7. Меледина Т. В., Дарков Г. В., Тишин В. Б., Смирнова М. В. Культивирование пивных дрожжей низового брожения в кожухотрубном струй-но-инжекционном абсорбере/ZBrauwelt (Мир пива). № 1. 2002. С. 36-38. <S
IV Всероссийский конкурс журналистов «Пиво и общество»
Союз российских пивоваров объявляет о начале IV Всероссийского конкурса журналистов «Пиво и общество». Предыдущие 3 конкурса вызвали большой интерес 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»
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 2007 г. по 31 декабря 2007 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.bee-runion.ru). Материалы для участия в конкурсе принимаются до 15 февраля 2008г.
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. Кроме того, победители конкурса награждаются почетными дипломами Союза российских производителей пивобезал-когольной продукции.
Подведение итогов конкурса и награждение. Итоги конкурса подводит и объявляет конкурсная комиссия не позднее 1 марта 2008 г. Церемония награждения победителей конкурса будет проходить в рамках VIII Всероссийской конференции производителей пивобезалко-гольной продукции в начале 2008 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.
5•2007
20
