Применение скарификации для повышения качества солода

Применение скарификации для повышения качества солода

Э. Д. Будакова

Московский государственный университет пищевых производств

В процессе уборки и хранения зерно неоднократно подвергается ударам, сжатию и трению, что сопровождается травмированием поверхностных и внутренних тканей зерновок. Уровень трав-мированности зерна при уборке зависит от совершенства конструкции уборочных машин, режимов работы их рабочих органов, сроков и способов уборки и физико-механических свойств зерна в момент обмолота.

В последние годы для физической характеристики ячменя был введен термин «премалтинг», отражающий в том числе растрескивание и прорастание [1]. Растрескивание зерен преимущественно зависит от условий возделывания. В процессе солодоращения растрескивающиеся зерна перерастворяются или недорастворяются и часто инфицируются микроорганизмами. Кроме того, известно, что проращивание травмированного зерна ячменя заметно сокращает длительность солодоращения. Нарушение целостности или частичное удаление оболочки зерна способствует лучшему доступу воды и кислорода к зародышу зерна и алейроновому слою в процессе замачивания и проращивания, что приводит к активации биохимических процессов, происходящих в зерне при производстве солода.

Нами была проведена оценка степени травмированности зерна, выращенного

в Башкортостане, сорта Одесский 100 методом окрашивания и интроскопии на рентгенодефектоскопической установке, которая позволила определить скрытые дефекты зерна.

Метод окрашивания позволил выявить внешние дефекты зерна, степень травмированности при этом составила 29 % от общей массы. Интроскопия показала наличие внутренних дефектов, таких, как трещиноватость эндосперма (69,4 % зерен) и дефекты зародыша (17,6 %).

В процессе солодоращения эти дефекты могут отрицательно повлиять на равномерность прорастания — травмированное зерно достигает необходимой степени замачивания быстрее, чем целое. Такая разница приводит к неравномерному растворению веществ эндосперма зерна и не позволяет полностью осуществить растворение зерна и накопить достаточную активность ферментных систем в готовом солоде или к перерастворению части зерна и соответственно к увеличению потерь сухих веществ (СВ) на дыхание.

В дальнейших исследованиях образец ячменя, предназначенный для проращивания, разделили на целое и поврежденное зерно. Семена с выбитым зародышем, а также зараженные ми-целиальными грибами рода Fusarium исключали. Сортированный ячмень подвергли солодоращению. При этом продолжительность замачивания травмированного зерна сократилась с 72 до 48 ч, что вызвано облегчением проникновения сквозь поврежденную оболочку влаги и кислорода.

Интенсивный обмен веществ травмированного ячменя выразился в активном прорастании. Продолжительность проращивания травмированного зерна сократилась на 2 сут. Вещества ячменя претерпели глубокие морфологические изменения, тогда как биохимические превращения за 5 сут ращения не завершились. Через трещинки в цветочной оболочке зерна вода и кислород проникают к зародышу быстрее. Интенсивная аэрация и насыщение водой способствовали быстрому росту корешков и ростка, который пробивался наружу сквозь

поврежденную оболочку (не превышая требуемой длины), но при этом усиливалось дыхание, увеличился расход питательных веществ, возросли потери СВ зерна.

Солод, полученный из травмированного ячменя (табл. 1), характеризующийся недостаточной экстрактивностью и низким содержанием аминного азота, получился недорастворенным. При более быстром развитии зародыша растворение солода не достигло необходимого уровня, т.е. не произошло накопления гидролитических ферментов в количествах, необходимых для перевода нерастворимых веществ зерна в растворимые и достижения такого состояния структуры зерна, при котором в благоприятных условиях значительно облегчилось бы действие ферментов на высокомолекулярные соединения зерна.

Солод, полученный из травмированного ячменя, обладал лучшим ами-лолитическим растворением, о чем свидетельствуют показатели экстрак-тивности, разности экстрактов и продолжительности осахаривания, и худшим протеолитическим растворением по сравнению с солодом из целого зерна ячменя, что можно объяснить синтезом низкомолекулярных соединений для построения тканей ростка и корешков.

Принимая во внимание все вышеперечисленное, мы сочли необходимым в ходе дальнейших исследований для улучшения качества солода подвергнуть зерно предварительной механической скарификации и применить активатор и ингибитор роста при проращивании.

Агротехника ряда сельскохозяйственных культур предусматривает поверхностное повреждение твердых оболочек зерна для ускорения его прорастания — скарификацию — и применяется для увеличения способности прорастания твердокаменных семян перед их посевом.

Скарифицированный ячмень подвергли солодоращению с применением гибберелловой кислоты (ГК) — активатора роста — и хлорида натрия — ингибитора процесса дыхания.

Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что поврежденность ячменя способствует увеличению степени растворения зерна в недостаточной мере для получения солода хорошего качества. Поэтому нами предложен способ производства солода с использованием активатора роста и ингибитора дыхания, применение которых способствует ускорению протекания биохимических процессов в прорастающем зерне и в то же время предотвращает перерастворение солода и возникновение больших потерь СВ веществ при солодоращении.

Таблица 1

Солод из ячменя

Показатель целого травмированного

Экстрактивность, % от СВ 76,0 77,6

Разность массовых долей экстракта в СВ солода тонкого и грубого помола, % 3,3 2,7

Белок, % от СВ 11,2 11,1

Число Кольбаха, % 38,6 37,5

Аминный азот, мг/100 г экстракта 200 140

Продолжительность осахаривания, мин 25 20

Цветность лабораторного сусла, ц. ед. 0,40 0,45

Кислотность лабораторного сусла, к. ед. 1,30 1,15

98 -r-96 -94 -92 90 88 86 84 82 80

"Скарифицированное"

Целое

Скарифицированное

Контроль

0,1 0,2 Концентрация ГК, мг/кг

0,3

Рис. 1. Влияние концентрации ГК на энергию прорастания ячменя: Е — энергия прорастания, %; Е"р — способность прорастания, %

сп.пр ' '

E

пр

240

230

220

, 210

О м 200

ае

и 190

ра

о р 180

а

170

160

150

Контроль 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Концентрация NaCl (%) + 0,1 мг/кг ГК | | Солод из целого зерна Солод из скарифицированного зерна

Рис. 2. Влияние концентрации NaCL на накопление аминного азота в солоде

Известно, что использование химических стимуляторов прорастания может давать ощутимый эффект. Однако процесс их взаимодействия с клетками зерна неразрывно связан с водообменом при замачивании и проращивании. Известно также, что скорость насыщения зерновой массы влагой подчинена законам фильтрации и диффузии и даже для капиллярно-пористых тел, какими являются зерна ячменя, недостаточно велика. Следовательно, недостаток действия химических стимуляторов заключается в растянутости процесса во времени в связи с доставкой растворенных веществ к клеткам зерна. Повреждение плодовой и цветочной оболочек зерна перед солодоращением позволяет более эффективно использовать свойства регуляторов роста.

Учитывая известный факт, что гиб-берелловая кислота (ГК) индуцирует образование ферментов, а №С1 инги-бирует действие протеаз, установили взаимосвязь между их дозировками и прорастаемостью, а также изменением накопления аминного азота в солоде, характеризующего степень растворения белковых веществ (рис. 1 и 2).

При внесении ГК в концентрации 0,1 мг/кг отмечали максимальное значение энергии и способности прорастания зерна как целого, так и скарифицированного. Дальнейшее увеличение концентрации ГК привело к некоторому увеличению энергии прорастания обоих исследуемых образцов, но существенно не изменило показатели их способности к прорастанию. При этом на скарифицированное зерно внесение ГК оказало больший эффект, чем на целое. В дальнейшей работе приняли концентрацию ГК 0,1 мг/кг.

Активная жизнедеятельность зародыша предполагает его высокую протео-литическую активность, использование продуктов протеолиза на построение новых тканей ростка и корешков. Обработка зерна ГК усиливает поступление

Таблица2

Скарифицированный Целый

Показатель ячмень ячмень + ГК + NaCl ячмень ячмень + ГК + NaCl

Экстрактивность, % от СВ 81,4 84,5 78,7 80,8

Разность массовых долей экстракта в сухом веществе солода тонкого и грубого помола, % 2,0 1,7 2,9 2,3

Белок, % от СВ 11,3 11,5 11,5 11,5

Число Кольбаха, % 44,7 40,0 38,0 41,2

Аминный азот, мг/100 г экстракта 173 195 188 204

Продолжительность осахаривания, мин 15 10 26 20

Цветность лабораторного сусла, ц. ед. 0,30 0,40 0,20 0,25

Кислотность лабораторного сусла, к. ед. 1,4 1,3 1,0 1,2

азотистых веществ в зародыш ячменя, способствует продуцированию в нем глютатиона и цистеина. Усиление роста зерна, вызываемое ГК, увеличивает потери на дыхание и рост корешков. Чтобы устранить эти недостатки, между фазой замачивания и проращивания зерна в качестве ингибирования процессов роста вносили №С1. Соль подавляет протеоли-тическую активность в эндосперме зерна при прорастании, которая вызывает увеличение растворимости азотистых веществ и потемнение солода, сдерживает растворение белка, ускоряя вместе с тем цитолитический распад в эндосперме некрахмальных полисахаридов.

Учитывая результаты влияния ГК на прорастаемость, при обработке образцов замоченного ячменя раствором №С1 при проращивании определяли количество аминного азота в готовом солоде (рис. 2).

Известно, что хорошо растворенный солод должен содержать 180-230 мг аминного азота в 100 г экстракта. Внесение ГК и минимальной концентрации №С1 при получении солода из целого зерна привело к резкому увеличению количества аминного азота до предела, граничащего с состоянием перерастворения. Дальнейшее увеличение концентрации соли способствовало снижению его накопления.

Контрольный образец солода, полученного из скарифицированного зерна, содержал недостаточное количество аминного азота. Внесение ГК и минимальной концентрации №С1 привело к резкому увеличению количества аминного азота до состояния перерастворения. Увеличение концентрации соли способствовало снижению его накопления до значения недораство-ренного солода.

В результате при концентрации №С1 0,4 % к массе зерна солод обоих образцов накапливал необходимое количество аминного азота (в интервале 190-200 мг/100 г экстракта), соответствующее хорошему растворению.

После солодоращения образцы скарифицированного ячменя (как с регуляторами роста, так и без них) достигли необходимой степени замачивания за значительно более короткий срок (46 и 50 ч соответственно) по сравнению с нескарифицированным ячменем. Ускорению проникновения влаги в зерно способствовали нарушение целостности оболочек и трещиноватость эндосперма, также сократилась продолжительность проращивания и усилилось растворение эндосперма (табл. 2).

Солод из скарифицированного ячменя отличался высокой активностью ами-лолитических ферментов по сравнению

5 • 2008

71

с солодом из целого ячменя, о чем свидетельствуют более высокие значения экстрактивности, низкие показатели разности экстрактов и более короткие продолжительности осахаривания.

Наибольшей экстрактивностью обладал солод, приготовленный с обработкой скарифицированного ячменя ГК и NaCl, а меньшей — солод из необработанного целого зерна. Это объясняется тем, что через поврежденную оболочку зерна не только вода и кислород лучше поступают к зародышу, но и ГК, способствующая более быстрому образованию и накоплению ферментов, а трещиноватость эндосперма позволяет цитазам и протеа-зам более глубоко и равномерно растворить белково-гемицеллюлозный каркас. Проникновение же NaCl способствовало последующему ингибированию жизнедеятельности зародыша.

В целом проведение механической скарификации зерна ячменя позволяет улучшить качество получаемого солода и сократить продолжительность солодо-ращения.

Разработанный технологический прием производства солода из скарифицированного ячменя с применением гиб-берелловой кислоты и хлорида натрия может быть рекомендован для внедрения в пивоваренную промышленность, так как он способствует сокращению продолжительности замачивания и проращивания на 3 сут, а также улучшению показателей качества солода, сусла и пива за счет выравнивания свойств скарифицированного и травмированного зерна.

Ввиду того что травмирование цветочной и плодовой оболочек приводит к более быстрому проникновению влаги и кислорода внутрь зерновки, а внутренняя трещиноватость способствует лучшему растворению эндосперма, рекомендуем для повышения качества солода из ячменя, возделываемого в Башкирии, проводить скарификацию зерна. Сусло из опытного солода имело более низкий по сравнению с контролем рН и высокую концентрацию СВ (в том числе содержание редуцирующих веществ и аминного азота), что обеспечило высокую конечную степень сбраживания. То есть солод, полученный с применением скарификации, обладал более высокими амилолитическим и протеолитическим растворениями. Пиво из опытного солода соответствовало требованиям ГОСТ Р 51174 на пиво.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кунце В., Мит Г. Технология солода и пива. — СПБ.: Профессия, 2001

2. Ермолаева Г. А., Колчева Р. А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. — М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2000. <S

V Всероссийский конкурс журналистов «Пиво и общество»

Союз российских пивоваров объявляет о начале V Всероссийского конкурса журналистов «Пиво и общество». Предыдущие конкурсы 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»

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 пивобезалко-гольной 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: pr@beerunion.ru, admin@beerunion.ru, info@beerunion.ru. Тел/факс: (495) 245-50-01, 246-05-67, 245-71-54. Контактное лицо: Владимир Кузнецов.