Производство пива из 100%-ного ячменя с применением Oндеа®Pro Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УдК 663.421

Производство пива из 100%-ного ячменя с применением Oндеа®Pro

Стин Ааструп

Компания «Новозаймс» (Дания) В. А. Абарышев

АО «Новозаймс» (Москва)

Ключевые слова: инновация; ячменное пивоварение; синергия ферментов; оптимизация процесса.

Kew words: innovation; barley brewing; enzymes synergy; process optimization.

Специалистами фирмы «Новозаймс» разработан инновационный продукт Ондеа®Рго, который позволяет производить высококачественное пиво из 100%-ного ячменя.

Данная статья описывает традиционное ячменное пивоварение, а также последние достижения в области применения 100%-ного несоложеного ячменя. Также в ней обозначены важнейшие различия между традиционным ячменным пивоварением и процессом варки пива с Ондеа®Рго, включая экспериментальные данные по производству пива СНт8, впервые полученного на датском пивзаводе НагЬое.

Ячмень и промышленные ферменты

Идея применения ячменя с коммерческими ферментами не нова. Ячмень являлся и является частью рецептур приготовления пива уже многие годы в различных странах мира. Промышленные ферменты повседневно применяются в пивоварении, оказывая помощь ферментам солода для обеспечения стабильно-

го производства при использовании солода низкого качества или смеси ячмень / солод. Радивой Главарданов (компания «Новозаймс») — один из пионеров ячменного пивоварения с более чем 40-летним опытом. Это отражено в его многочисленных работах и публикациях.

В табл. 1 представлены пять примеров использования ячменя и стандартных ферментов в пивоваренном производстве (2000-2008 гг.).

Идея попытаться объединить со-лодоращение и затирание в один процесс, трансформируя ячмень в сбраживаемые сахара, также не нова. На ЕВС-конгрессе в Эсториле в 1971 г. проф. Нильсен представил результаты тестов, показавших, что пиво может быть произведено из 100%-ного ячменя и промышленных ферментов.

В 2003 г. Ханнеманн опубликовал дополнительные данные по пивоварению как с низкомодифицирован-ным солодом, так и по успешному ячменному пивоварению без солода на пивзаводах в Кении [5]. В 2001 г. Бэмфорт [2] презентовал свою «новую пивоваренную парадигму» о производстве пива из эндосперма ячменя и коммерческих ферментов, данная идея была в дальнешем развита в 2009 г. [3].

Пивоварение с Ондеа®Рго основано на синергии ферментов самого яч-

Таблица 1

Состав помола, % Пивзавод

1 2 3 4 5

Солод 35 38 70 50 30

Ячмень 35 34 30 50 70

Кукурузная крупка 30 28 — — —

Используемые ферменты, ppm:

Ceremix 2XL, Plus MG 750* 1000* 450***

Ultraflo L, Max 200* 200*** 150*** 200*** 250***

Termamyl 120L, SC 600** 400** 130*** 210***

Neutrase 0,8 L 300* 700***

Attenuzyme 130*** 150 210***

Основа для расчета количества ферментов: * по ячменю; * * по помолу; *** по крупке.

Рис. 1. Синергия между 0ндеа®Рго и бета-амилазой ячменя

3^2010

36

Таблица 2

Состав сахаров

Глюкоза < 8 %

Фруктоза < 2 %

Мальтоза > 55 %

Мальтотриоза < 15 %

Декстрины (DP4+) < 20 %

меня с коммерческими ферментами, в результате чего сусло ведет себя как сусло из 100%-ного солода, что будет описано далее.

Традиционное ячменное пивоварение в сравнении с производством пива с Oндеа®Pro

В традиционном ячменном пивоварении ячмень используется в качестве просто несоложеного сырья, в основном как источник крахмала.

В пивоварении с Ондеа®Рго ячмень служит активным поставщиком ферментов вместе с ферментным препаратом Ондеа®Рго и источником всех требуемых веществ, необходимых для хорошего сбраживания сусла.

В пивоварении с Ондеа®Рго ферменты ячменя работают в синергии с ферментами Ондеа®Рго:

• бета-амилазы ячменя расщепляют

крахмал до мальтозы (рис. 1);

• экзопротеазы ячменя расщепляют

белки до образования свободного

аминного азота FAN (рис. 2).

В традиционном ячменном пивоварении можно очень близко подойти к рубежу использования 100%-ного ячменя, применяя обычные ферменты. Однако вкус и состав данного пива сильно отличаются от стандартного пилснерского пива в основном из-за того, что сусло данного пива практически на 100 % состоит из глюкозы. Сусло, производимое с помощью Ондеа®Рго, в результате получается на основе мальтозы (табл. 2).

Clim8 — самый первый промышленный пивной брэнд, приготовленный с ферментом Oндеа®Pro Данные исследований, проведенных на заводе Harboe (Дания), где было создано пиво Clim8, показывают незначительные различия между производством пива Clim8 и обычным производством с использованием

Таблица3

Исследуемая характеристика Начальное значение после розлива и транспортировки

FO (В0047ТК) F2O (В0048ТК) F4O (В0049ТК) F6O (В0050ТК) F8O (В0051ТК) F10O (В0052ТК)

Запах Чистота вкуса 3,8 3,7 3,9 3,8 4,0 3,8 3,9 3,7 4,2 3,7 3,8 3,6

Полнота вкуса 3,8 4,1 3,9 3,9 3,8 3,8

Игристость 3,9 4,3 4,2 4,2 4,2 4,1

Качество горечи 3,9 3,9 3,9 3,8 3,9 4,0

Примечание. FO — пиво из 100%-ного солода; F20 — 20% ячмень + 80% солод; F40 — 40% ячмень + + 60% солод; F60 — 60% ячмень + 40% солод; F80 — 80% ячмень + 20% солод; F100 — пиво из 100%-ного несоложеного ячменя

солода при дроблении на молотковой дробилке и фильтрации сусла на майш-фильтре Meura-2000.

Основные отличия при варке пива Clim8:

• количество ячменя должно быть на 10% больше, чем солода, вследствие того, что влажность ячменя выше влажности солода на 10%;

• расход электроэнергии при дроблении ячменя на 50 кВт больше для молотковой дробилки ввиду жесткости ячменя по сравнению с солодом;

• для обеспечения такого же количества сухих веществ в заторе, как при использовании солода, нужно на 1 т меньше воды. Оценка вкуса конечного пива, сделанная техническим университетом Берлина (TU Berlin) и другими компетентными институтами, показала отсутствие каких-либо существенных отличий в качестве пива, сваренного с Ондеа®Рго из 100%-ного несоложеного ячменя, пива, сваренного из 100%-ного солода, и приготовленного в различных соотношениях данных двух видов пива в брэнде (табл. 3).

Как применять Oндеа®Pro

Основываясь на уже проведенных промышленных испытаниях, ниже приведены экспертные данные и рекомендации по проведению варок со 100%-ным ячменем и Ондеа®Рго.

Фермент

Фермент Ондеа®Рго — уникальный ферментный продукт, включающий компоненты, снижающие вязкость и мутность, отвечающие за контроль питания дрожжей, а также компоненты по контролю сбраживания для обеспечения высокоэффективного производственного процесса и хорошего выхода экстракта, как и при работе на солоде.

Рекомендации по применению:

• соотношение ячменя и воды в заторе: 1:2.2-1:3.5;

• мальтозная пауза: 45-75 мин;

• степень сбраживания (RDF): от 66 до 70% и более (мальтозное сусло);

• дозировка фермента: 1,2-2,5 кг/т ячменя.

Ячмень

• Нет необходимости использовать только озимый ячмень.

• Соответствие пищевым стандартам согласно локальному законодательству.

• Качество ячменя проверяется с помощью лабораторного теста на «эффективность», который является модифицированным методом конгрессного затирания с ферментами, с измерением мутности, фильтруемости, свободного аминного азота (FAN), спектра сахаров, аминокислот, вязкости, содержания бета-глюканов и pH.

• Эндогенные ферменты ячменя должны быть активны.

Дробление

Молотковая дробилка:

• больше энергии (на 50-75%);

• возможно больший износ молотков.

Вальцовая дробилка:

• оболочка (шелуха) и эндосперм должны быть разделены, причем шелуха должна оставаться по возможности неповрежденной;

• более грубое дробление по сравнению с солодом:

• шестивальцовая дробилка предпочтительнее;

• с четырехвальцовой дробилкой помол будет более крупным;

• более частое обслуживание вальцов.

Лучшие результаты по фильтрации затора были получены при использовании шестивальцовой дро-

3^2010

37

билки с применением более грубого помола по сравнению с помолом солода (табл. 4).

Затирание

Для обеспечения активности фермента Ондеа®Рго и необходимой синергии между ферментами ячменя и Ондеа®Рго очень важно использовать правильные режимы затирания (рис. 3).

Гидромодуль: 1:2.2-1:3.5:

• рассчитывается с учетом большего содержания влаги в ячмене. Ондеа®Рго добавляется в начале

затирания:

• рекомендуемое значение pH 5,76,0 (коррекция pH в заторном котле не требуется);

• непрерывная работа мешалки в заторном котле.

Протеолитическая пауза при 54 °C для обеспечения образования FAN. Мальтозная пауза при 64 °C:

• время выдержки (45-75 мин) зависит от требуемого значения RDF (степень сбраживания) и дозировки Ондеа®Рго.

При завершении затирания тест на крахмал может быть положительным, но станет отрицательным во время фильтрации затора.

Фильтрация затора Если применяется майш-фильтр (пресс), то каких-либо специальных действий не требуется. Единственный момент заключается в контроле количества сухих веществ ячменя, чтобы не превысить максимальную загрузку фильтр-пресса. Расчет ведется с учетом содержания влаги в ячмене.

Использование фильтр-чана, однако, более критично. Чем грубее помол, тем более стандартная программа фильтрации затора должна применяться в отношении времени

Таблица 4

Сито Ячмень, % Солод, %

1 25-30 18

2 15-20 8

3 33-40 33

4 10-15 21

5 2-5 10

Самый низкий уровень 8-12 11

78...82 °С / 10 мин

64 °С / 45-47 мин

J/^

54 °С / 30 мин

Время, мин

Рис. 3. Диаграмма затирания

для пивоварения из 100%-ного ячменя с Ондеа®Рго

циркуляции и скорости фильтрации. Во время проведения первичных тестовых варок с Ондеа®Рго необходимо поставить рыхлитель в ручной режим, чтобы не допустить разрушения образовавшегося слоя. В реальности рыхлитель должен работать только на поверхностном слое. После сбора первого сусла необходимо инициировать один глубокий разрез, после чего убедиться, что рыхлитель вернулся в первую позицию и остался в ручном режиме. Для каждодневной работы с Ондеа®Рго должна быть создана отдельная автоматическая программа работы фильтр-чана.

Оптимизация процесса фильтрации затора обеспечит желаемый уровень вымываемого экстракта. Анализы пивной дробины в среднем показывают значение 0,5% остаточного экстракта и содержание вымываемого экстракта на уровне 1,2%.

Обработка сусла: в сусловароч-ном котле необходимо проводить

80601- 40- о 2000

0

■■ 24 ■■ 48 ■■ 72 ■■ 96 12 Время брожения, ч — 100%-ный ячмень — 100%-ный солод

Рис. 5. Качество брожения сусла из 100%-ного ячменя и 100%-ного солода

ПИ

НАПИТКИ

3^2010

38

80

60

* 40 <.

20 0

0 24 ■ 48 ^^В 72 ^^В 96

Время брожения, ч

— 100%-ный ячмень

— 100%-ный солод

Рис. б. Расход свободного аминного азота (FAN) во время брожения сусла из 100%-ного ячменя и 100%-ного солода

%

100 -г----------------------------------------

80---------- -------------------- ---------

60---------- -------------------- ---------

40---------------------------------------------------------------------

20---------- -------------------- ---------

0 -I---,---

Солодовое сусло Ячменном сусло

П Группа Л. Быстрая абсорбция. Глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота, аспарагин, глутамин, серин, треонин, лизин, аргинин П Группа В. Средняя абсорбция. Валин,

метионин, лейцин, изолейцин, гистидин □ Группа С. Медленная абсорбция. Глицин,

фенилаланин, тирозин, триптофан, аланин П Группа 0. Малая абсорбция или ее отсутствие. Пролин

Рис. 4. Распределение адсорбционных

групп свободных аминокислот ^АА) в солодовом и ячменном сусле

коррекцию рН сусла до значения < 5,2 для обеспечения необходимого pH в готовом пиве. Также требуется меньшее количество хмеля для достижения такого же уровня горечи, как у солодового пива.

Качество сусла и показатели брожения Ячменное сусло, произведенное с помощью Ондеа®Рго, имеет значительное количество легкоадсор-бируемых свободных аминокислот. Свободные аминокислоты (FAA как основная часть FAN) необходимы для питания дрожжей и формирования цвета, но также являются компонентами формирования альдегидов Штрекера и соответственно частью веществ, вызывающих старение пива.

Аминокислоты можно разделить на четыре группы [6] (рис. 4) в соответствии с их адсорбцией в дрожжевой клетке:

• рекомендуемое количество FAN для солодовых варок составляет 120-220 мг /л (12 % начальное сусло; 10,0-18,3 мг/л по шкале Плато);

• FAN, измеренный в 100 %-ном ячменном сусле, составляет 87170 мг/л (12% начальное сусло; 7,25-14,1 мг/л по шкале Плато);

• количество FAN может быть скорректировано дозировкой фермента или длиной паузы при 54 °C

100%-ное ячменное сусло показывает сравнимое качество брожения с меньшим уровнем FAN (рис. 5, 6).

Преимущества

Ондеа®Рго помогает производителям пива достигать экономии производства при использовании локального зернового сырья, оптимизации и упрощении производства, развитии линейки новых брэндов. В зависимости от года, страны и региона показатели экономической эффективности могут варьироваться из-за различных цен на ячмень, солод, а также цен на ферменты.

Кроме этого достигается снижение выбросов С02, так как исключается процесс солодоращения. Снижение выбросов С02 становится одним из самых востребованных трендов в мире по обеспечению защиты окружающей среды. В случае с датским брэндом СНт8, было подсчитано снижение выбросов С02 в атмосферу на 8% при переходе на 100 %-ный несоложеный ячмень, то есть 8 г С02 на каждую произведенную банку пива 0,33 л, что было использовано в маркетинговой кампании данного брэнда.

С помощью Ондеа®Рго видение некоторых ученых и экспертов-пивоваров стало реальностью — возможность производства пива из 100 %-ного несоложеного ячменя с отличным вкусом, который неотличим от вкуса солодового пива. Солодоращение и затирание стали одним единым действием: 1 нед производства солода и 2 ч его затирания заменены на 2 ч затирания ячменя.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ааструп С., Ханнеманн В. MBAA Congress. Keystone. 1999.

2. Бэмфорт С. В. Brewer International 2001. № 1 (2). Р. 26-29.

3. Бэмфорт С.В. J. of Cereal Science (article in press). 2009.

4. Нильсен Е. В. EBC Congress Proceedings, Estoril. 1971. Р. 149-170.

5. Ханнеманн В. 9th Brazilian Congress of Brewery Science and Technology. Florianopolis. 2003.

6. Джонс M, Пирс// J. Inst. Brew. 1964. № 70. Р. 307-315.

7. Главарданов Р. // Пиво и напитки. 1999. № 2. С. 26-31.

8. Главарданов Р. // Пиво и напитки. 2001. № 2. С. 46-48.

9. Главарданов Р. // Пиво и напитки. 2004. № 1. С. 32-34.

10. Главарданов Р. // Пиво и напитки. 2007. № 2-3. &

Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное учреждение ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПИВОВАРЕННОЙ, БЕЗАЛКОГОЛЬНОЙ И ВИНОДЕЛЬЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (ГУ ВНИИ ПБ и ВП)

Объявляет прием в аспирантуру по специальности

Ж д^ ж ^^^Н14 05.18.07 «Биотехнология пищевых продуктов (алкогольная и безалкогольная промышленность)»

Ни^ \ц---—f\ ШФ < 1 \ Иь \ ш - \ Телефон для справок (495)246-87-82

3^2010

ПИ]

НАПИТКИ

39