Влияние структуры аминокислот на цветность солода

УДК 663.439

Влияние структуры аминокислот на цветность солода

С. В. Ермолаев,

канд. техн. наук; Б. Г. Кривовоз,

канд. техн. наук Московский государственный университет пищевых производств

Цветность карамельного и жженого солода в основном обусловлена тремя группами цветных веществ, образовавшихся в процессе его приготовления: мела-ноидинами, продуктами кислотно-щелочного распада углеводов и продуктами карамелизации. Согласно экспериментальным данным 65-85% цветности солода обусловлено продуктами меланоидиновой реакции, т. е. продуктами термической реакции сахара с аминокислотами.

Чтобы получить карамельный солод коричневого цвета с рубиновым оттенком, свежеприготовленный ячменный солод увлажняют до 4446%, загружают в обжарочный барабан и осахаривают продукты гидролиза крахмала в течение 40-50 мин, затем нагревают его до температуры 120...170 °С и выдерживают определенное время. Для получения светлого карамельного солода его нагревают при 120 °С в течение 3 ч. Солод средней цветности термостатиру-ют 2,5 ч при 130.150 °С, а солод темно-коричневый — 3,5-4 ч при 150.170 °С. При получении жженого солода конечную температуру термообработки поднимают до 220 °С.

Чтобы получить хороший вкус и аромат пива, оба солода после термообработки охлаждают, тщательно отделяют ростки, другие примеси, опрыскивают водой (1,5% воды к массе солода) и выдерживают 2 нед в темном помещении [1, 2].

Так как цвет, аромат, вкус пива зависят в основном от продуктов ме-ланоидиновой реакции [3], которая в отличие от других цветных реакций протекает по второму порядку

(т. е. при увеличении концентрации реактивов в п раз цветность возрастает в п2), была изучена роль различных аминокислот в этой реакции. Для этого в одинаковых условиях исследовали активность аминокислот с разным числом С- и ЫН2-групп и удаленностью аминных групп от карбоксильной группы. Опыты проводили в фосфатно-цитратных буферных растворах с концентрацией инвертного сахара 0,1 моль/ дм3 и аминокислоты 0,05 моль / дм3 при рН 7,6.

Приготовленные растворы объемом по 50 см3 помещали в ампулы из термостойкого стекла, герметично запаивали и термостатировали в кипящей водяной бане 180 мин. В тех же условиях параллельно термостатировали раствор ин-вертного сахара концентрацией 0,05 моль / дм3 без аминокислоты. Через 3 ч все ампулы одновременно охладили, вскрыли, установили рН до примерно одинакового значения, профильтровали и измерили в них оптическую плотность на фотоэлек-троколориметре КФК-3 при длине волны 540 нм. Результаты опытов расположили по нарастанию числа углеродных атомов в молекуле (см. таблицу).

Как следует из результатов опытов, аминокислоты по-разному влияли на реакцию меланоидино-образования. Например, на интенсивность цветности значительно влияли число аминных групп в молекуле аминокислоты и их удаленность от карбоксильной группы. Цветность была выше в растворе инвертного сахара с аминокислотой,

24 ПИВО и НАПИТКИ

6 • 2013

имеющей кроме ЫН2 в а-положении еще и концевую аминную группу, удаленную от карбоксильной группы. Например, шестиуглерод-ная а-, е-диаминомонокарбоновая кислота (лизин), а-,8-диамино-валериановая кислота (орнитин) или а-,у-диаминомасляная кислота имели наиболее интенсивный аромат, коричневый цвет с рубиновым оттенком и приятный карамельный запах.

Таким образом, слабоосновные аминокислоты, содержащие вторые концевые аминные группы, удаленные от карбоксильной группы, более активны в меланоидиновой реакции. Число углеродных атомов в молекуле аминокислоты (глицин с 2С, норва-лин с 5С) влияния на реакцию мела-ноидинообразования не оказывает. Но при наличии в аминокислоте второй аминной группы (удаленной от карбоксильной группы) с повышением числа углеродных атомов реакция покоричневения раствора усиливалась.

При анализе реакций сахара с серосодержащими аминокислотами (цистин и метионин) было установлено, что образование цветных веществ, наоборот, замедляется. По-видимому, это обусловлено наличием атомов серы в аминокислоте, которые блокируют альдегидные группы в сахаре, препятствуя их участию в реакции [4, 5].

В литературе встречаются и другие мнения. Предполагается, что

ЧОНТРОЛЬКАЧЕСТВА

Число групп Оптическая

C4+ -nh2 плотность

Глицин h2nch2cooh 2 1а 0,82

а-Аланин CH3CH2(NH2)COOH 3 1а 0,61

ß-Аланин h2nch2ch2cooh 3 1ß 1,35

а-Аминомасляная CH3CH2CH(NH2)COOH 4 1а 0,72

у-Аминомасляная h2nch2ch2ch2cooh 4 1y 1,43

а-у-Диаминомасляная H2NCH2CH2CH(NH2)COOH 4 2а, у 2,80

Норвалин CH3CH2CH2CH(NH2)COOH 5 1а 0,81

S-Аминомасляная h2nch2ch2ch2ch2cooh 5 15 1,30

Орнитин H2NCH2CH2CH2CH(NH2)COOH 5 2а, 5 3,00

Норлейцин CH3CH2CH2CH2CH(NH2)COOH 6 1а 0,98

Е-Моноаминокарбоновая h2nch2ch2ch2ch2ch2cooh 6 1е 1,42

Лизин H2NCH2CH2CH2CH2CH(NH2)COOH 6 2а, е 3,38

Инвертный сахар C6 H12O2 + C6H12O6 6 — 0,44

при сушке солода при температуре 80...105 °С меланоидины образуются в основном за счет серосодержащих аминокислот, обладающих большой химической активностью, например серина [4].

Таким образом, в результате исследования меланоидиновой реакции при солодоращении было установлено, что диаминокислоты более активно участвуют в формировании цветности солода. Большей реакционной активностью обладают пяти-и шестиуглеродные соединения (ор-нитин и лизин), имеющие концевые аминные группы, удаленные от карбоксильной группы.

Моноаминокислоты с одной аминогруппой в а-положении менее активны в реакциях меланоидино-образования, а серосодержащие ами-

нокислоты в реакциях практически не участвуют.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кунце, В. Технология солода и пива/В. Кунце, Г. Мит, перев. с нем. — СПб.: Профессия, 2008. — 1032 с.

2. Тихомиров, В. Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производств/В. Г. Тихомиров. — М.: Колос, 1998. — 448 с.

3. Грибкова, И. Н. Изменение низкомолекулярных веществ при сушке темного солода/И. Н. Грибкова, Г. А. Ермолаева // Пиво и напитки. — 2006. — № 3. — С. 50-52.

4. Сапронов, А. Р. Технология сахара/А. Р. Сапронов, Л. А. Сапронова, С. В. Ермолаев. — СПб.: ИД «Профессия», 2013. — 296 с.

5. Хелдт, Г.-В. Биохимия растений / Г.-В. Хелдт. — М.: Изд-во «Бином. Лаборатория знаний», 2011. — 463 с.

Влияние структуры аминокислот на цветность солода Ключевые слова

аминокислоты; буферные растворы; меланоидиновая реакция; моносахариды; солод; цветность.

Реферат

Исследовано влияние структуры различных аминокислот на образование цветных веществ (меланоидинов). В результате исследования меланои-диновой реакции при солодоращении установлено, что диаминокислоты более активно участвуют в формировании цветности солода. Большей реакционной активностью обладают пяти- и шестиуглеродные соединения (орнитин и лизин), имеющие концевые аминные группы, удаленные от карбоксильной группы. Моноаминокислоты с одной аминогруппой в а-положении менее активны в реакциях меланоидинообразования, а серосодержащие аминокислоты в реакциях практически не участвуют.

Авторы

Ермолаев Сергей Вячеславович, канд. техн. наук; Кривовоз Борис Григорьевич, канд. техн. наук Московский государственный университет пищевых производств; 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11; mailinbro@mail.ru

The influence of amino acid structure at color of malt Key words

amino acids; buffer solutions; melanoidin reaction; monosugars; malt; color.

Abstract

The influence on making colour (melanoidins) by structure of different has been investigated. Because of melanoidin reaction during malting that diaminoacids rather active in a reaction of forming a colour. The more active are molecules with five and six atoms of carbon (ornitin and lizin) with the end amino groups far from carboxyl groups. Monoaminoacids with one amino group at a-position less active in melanoidin reaction but sulfur acids practically do not take part in reaction.

Authors

Ermolaev Sergey Viyacheslavovich, Candidate of Technical Science; Krivovoz Boris Grigorievich, Candidate of Technical Science Moscow State University of Food Production, 11 Volokolamskoe shosse, Moscow, 125080, Russia; mailinbro@mail.ru

6 • 2013 ПИВО и НАПИТКИ 25