Особенности приготовления сусла для безалкогольного пива, полученного методом ограничения спиртового брожения

Особенности приготовления сусла для безалкогольного пива,

полученного методом ограничения спиртового брожения

Т. В. Меледина, д-р техн. наук, проф.; В. Г. Оганнисян, канд. техн. наук; Н.А. Петрова, магистр Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

В последнее время большое внимание уделяется выпуску безалкогольного пива. В связи с этим проводятся исследования с целью получения пива не только с низким содержанием алкоголя, но и с хорошими органолептическими характеристиками.

К технологиям получения безалкогольного пива относят мембранные, термические и технологические методы. Первые два метода требуют больших капиталовложений и эксплуатационных затрат, однако не гарантируют высокого качества пива. Технологические способы получения безалкогольного пива по сравнению с мембранными и термическими более дешевые, причем воздействовать на процесс можно как на этапе получения сусла, так и на этапе брожения [1].

Известно, что при приготовлении безалкогольного пива с применением технологических методов сбраживается всего 5-10 % сухих веществ пивного сусла, поэтому химический состав и органолептические свойства сусла изменяются незначительно. Причина этого состоит в изменении соотношения между сбраживаемыми и несбра-живаемыми углеводами, углеводами и белками, а также концентрациями сухих веществ в сусле и готовом напитке по сравнению с классическим пивом. Вкус и аромат пива в этом случае можно характеризовать как сусловый, зерновой и т.д. [2].

Стандартные термины ЕВС, используемые для описания органолептиче-ских показателей пива [3], приведены в табл. 1.

Для получения высококачественного безалкогольного пива необходимо начать работы по приближению химического состава пивного сусла к пиву уже с выбора сырья, а далее содержания массовой доли сухих веществ в начальном сусле и режимов затирания, направленных на уменьшение концентрации сбраживаемых углеводов и повышение содержания белковых веществ.

При оценке углеводного спектра сусла и пива применяли метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с рефрактометрическим детектором путем прямого ввода в хромато-графическую колонку разбавленной и отфильтрованной пробы. Содержание аминного азота определяли нинги-дриновым калориметрическим методом [Аналитика ЕВС]. Содержание общего азота оценивали по методу Кьельдаля. Массовую долю сухих веществ в сусле, действительную и видимую степень сбраживания, а также и массовую долю этанола в пиве определяли на приборе Anton Paar, цвет сусла и пива анализировали спектрофотометрическим методом при длине волны 440 нм, изо-гумулон — спектрофотометрическим методом при длине волны 275 нм. Содержание вицинальных дикетонов (диа-цетила и 2,3-пентандиона) определяли газохроматографическим методом на газоанализатор HP-6890-Plas.

Ранее были проведены исследования по влиянию состава засыпи на органо-лептические свойства пива [4].

В частности, установлено соотношение между различными типами солодов.

Таблица 1

Термины 1-го уровня Ощущение Описание, синонимы

1-й класс — ароматный, душистый, фруктовый, цветочный

0150 ацетальдегид Вкус, аромат Зеленых, мятых, битых яблок, срезанной яблочной кожуры

3-й класс — зерновой

0310 зерна Вкус, аромат Необработанного зерна

0320 солодовый То же Солода

0330 сусловый » Аромат свежего сусла

7-й класс — серный

0730 вареных овощей Вкус, аромат Диалкилсульфидов

9-й класс — кислый, кислотный

0910 уксусный Вкус, аромат Уксус

10-й класс — сладкий

1000 сладкий Вкус, аромат Сахароза 7,5 г/л

12-й класс — горький

1200 горький Вкус, аромат Горький

14-й класс — полнота вкуса

90 -80 -70 -\ 60 -! 50 -! 40 -J 3020 -10 -

2

6

3 4 5

Образцы сусла

I IТемпература О Сбраживаемые углеводы

Рис. 1. Влияние температуры на содержание сбраживаемых углеводов в сусле

7

900

Гидромодуль

Рис. 2. Зависимость изменения содержания общего азота в сусле от гидромодуля затора ^ = 52 °С)

Дальнейшие исследования касаются технологии затирания солодов, обеспечивающей хорошие сенсорные характеристики безалкогольному пиву. При этом цель затирания заключается в снижении количества сбраживаемых углеводов в сусле и повышении в нем концентрации азотистых соединений.

Из литературных источников известно, что на количество сбраживаемых углеводов и растворенного в сусле азота в первую очередь влияют температура затирания, его продолжительность, а также гидромодуль затора [4, 5, 6].

Исследования показали, что гидролиз крахмала до сахаридов достигает максимума в интервале температур 60...67 °С (рис. 1). Особенно благоприятное взаимодействие а- и р-амилаз происходит именно при 67 °С и приводит к образованию наибольшего количество сбраживаемых углеводов. Следовательно, затирание необходимо проводить при температуре, превышающей 67 °С. Например, уже при 71 °С количество сбраживаемых углеводов падает до 55 %. Рис. 1 наглядно демонстрирует влияние температуры на содержание сбраживаемых углеводов в сусле.

Дальнейшее повышение температуры хотя и снижает количество сбраживаемых углеводов, о чем свидетельствуют данные, приведенные на рис. 1, однако не приводит к полному осахариванию затора, что объясняется резким снижением активности а-амилазы и практически полной инактивацией р-амилазы.

Кроме углеводного состава на орга-нолептические свойства безалкогольного пива большое влияние оказывает азотистый состав пива [7], который можно регулировать путем изменения гидромодуля затора. Зависимость изменения содержания общего азота в сусле от гидромодуля затора 0 = 52 °С) приведена на рис. 2.

Экспериментальные данные показывают, что при одной и той же начальной температуре затирания содержание азотистых веществ выше при гидромодуле 1: 2,5, что объясняется более активным действием протеолитических ферментов в густых заторах [8].

На основе установленных закономерностей исследованы два способа затирания: при температуре 70.72 °С и со скачкообразным нагревом затора (рис. 3). Оба режима направлены на уменьшение содержания сбраживаемых углеводов и увеличение доли азотистых веществ в сусле. В качестве контроля было выбрано сусло, полученное настойным способом, при выдерживании всех температурных пауз.

Данные по углеводному и азотистому составу образцов сусла, приготовленного вышеуказанными способами, приведены в табл. 2, из которой следует, что оба способа затирания по сравнению с кон-

Таблица2

Соединения Способ затирания

при 71° С скачкообразный контроль

Фруктоза, кг/м3 1,4 1,30 0,9

Глюкоза, кг/м3 4,7 4,9 5,5

Дисахариды, кг/м3 19,8 21,2 26,8

Трисахариды, кг/м3 5,3 5,0 6,2

Несбраживаемые углеводы, кг/м3 21,8 20,6 14,0

Сумма сбраживаемых углеводов, кг/м3 31,2 32,4 39,4

Отношение сбраживаемых углеводов к несбраживаемым 1,43 1,57 2,82

Общий азот, мг/100 г СВ 764 857 807

Аминный азот, мг/100 г СВ 184 194 187

110-1 .100- и- 90- & й 80£ 70S Ф >- 60-

\

\

\

/

/

0 20 40 60 8 Продолжительность, мин — Затор — Горячая вода 0

Рис. 3. Способ затирания со скачкообразным нагревом затора

3,0 т 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0

1олн ота в куса

- — — — —^ < 1

1

С ладк ий вкус 1 I -ч—1-,

0 1 2 3 4 5 " 6 7 Массовая доля СВ начального сусла, %

Рис. 4. Влияние массовой доли СВ

начального сусла на вкус пива

8 9

трольным способствуют уменьшению образования сбраживаемых углеводов в сусле, в первую очередь дисахаридов. В результате сумма сбраживаемых са-харидов уменьшается на 21 % в случае режима при температуре 71 °С и на 18 % при скачкообразном режиме затирания. Что касается растворимого в сусле азота, в частности азота аминокислот (FAN), то первый образец практически не отличается от контрольного, в то время как при втором режиме затирания количество FAN возросло на 4 %.

Использование способа со скачкообразным нагревом затора позволяет повысить содержание общего и аминного азота в сусле по сравнению с другими вариантами, что обусловливает усиление полноты вкуса, повышение пено-образования и пеностойкости.

Химический состав сусла и выбор массовой доли СВ начального сусла тесно связаны, так как полнота вкуса и ощущение сладкого вкуса в пиве зависят не только от отношения сбраживаемых углеводов к несбраживаемым, но и от их концентрации.

Выбор массовой доли СВ начального сусла должен основываться на результатах дегустации безалкогольного пива с разным содержанием СВ начального сусла. Если графически изобразить модель трехбалльной системы дегустации безалкогольного пива, то четко видна зависимость между увеличением концентрации СВ в начальном сусле, усилением ощущения сладкого вкуса (пре-

дельно допустимое значение по результатом дегустации 1,7 балла) и полнотой вкуса (нижний предел 1,4 балла). Влияние массовой доли СВ начального сусла на вкус пива отображено на рис. 4.

Предложенный способ затирания зернопродуктов был использован для получения безалкогольного пива в условиях мини-пивоваренного предприятия. В качестве посевного материала применяли дрожжи с низкой бродильной активностью штамма А12 из коллекции Института биотехнологии (УГТ — Финляндия).

Дрожжи вносили в сусло, показатели качества которого следующие: массовая доля СВ — 5,5 %; рН — 4,95; фруктоза — 1,0 г/дм3; глюкоза — 4,5 г/дм3; ди-сахариды — 17,2 г/дм3; трисахариды — 5,4 г/дм3; олигосахариды — 23,0 г/дм3; сумма сбраживаемых углеводов — 28,1 г/дм3.

Охмеленное сусло охлаждали до температуры 9 °С и перекачивали в бродильные танки с коническим дном (ЦКТ). В поток сусла дозировали дрожжи из расчета содержания 3 млн клеток в 1 см3 сусла. После достижения концентрации этилового спирта 0,45-0,5 об. % пиво фильтровали и карбонизировали диоксидом углерода, который образовывался при брожении классического пива.

На пятый день брожения при достижении массовой доли СВ 4,9 % температуру бродящего пива в течение 24 ч снижали до 3 °С и параллельно поднимали давление над слоем жидкости

6 • 2008

27

до 1 бар. Созревание и дображивание молодого пива длилось 5 сут.

Безалкогольное пиво, полученное с использованием дрожжей штамма А12, имеет следующие физико-химические и орга-нолептические показатели качества:

видимый экстракт — 4,22 %; содержание этилового спирта — 0,38 мас. %; величина рН — 4,5; изогумулон — 17,6 ед. горечи (ЕВС); цвет — 0,6 ц. ед.; высота пены — более 3,5 мм; пеностой-кость — более 3,0 мин; олигосахари-ды — 23,0 г/дм3, в том числе: мальтотри-оза — 5,4 г/дм3; мальтоза — 7,5 г/дм3; глюкоза + фруктоза — 0,5 г/дм3; диа-цетил — 35 мкг/дм3; пентандион — 28 мкг/дм3.

Таким образом, применение скачкообразного режима затирания зернопродук-тов позволяет получить пиво с достаточно

высокой полнотой вкуса и пеностойко-стью. Однако не удалось избежать суслового и зернового аромата, а также более выраженного сладкого вкуса, которые не свойственны сортам лагерного пива.

Для приготовления безалкогольного пива методом ограниченного спиртового брожения с использованием способа затирания со скачкообразным нагревом наиболее приемлемые значения содержания СВ в начальном сусле лежат в интервале 5,2-5,8 %. В этом случае обеспечивается требуемая полнота вкуса пива, а ощущение сладкого вкуса, суслового и зернового аромата не выходит за рамки допустимых отклонений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кунце В., Мит Г. Технология солода и пива/Пер. с нем. — СПб: Профессия, 2001.

2. Нарцисс Л. Технология солода. — М.: Пищевая промышленность, 1980.

3. Меледина Т. В. Пивные дрожжи // Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. — СПб.: Профессия, 2003. С. 133-151.

4. Оганнисян В. Г. Разработка технологии безалкогольного пива, обогащенного вторичными продуктами метаболизма дрожжей: Дис... канд. техн. наук. — СПб., 2006.

5. Волькенштейн М. В. Биофизика: Учеб. руководство. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1988.

6. Меледина Т. В., Лебедева Е. П. Технологический подход к регулированию сенсорного профиля пива//Индустрия напитков. 2004. № 4. С. 10-14.

7. Ван Вейсберг Й. В. М., Бреда Л. Х. Нидерланды. Стабильность вкуса изначально зависит от качества солода и работы в варочном цехе. Bгauwelt//Мир пива. 2003. № 1. С. 39-41.

8. Нарцисс Л. Пивоварение. Т. II. — М.: НПО «Элевар», 2003. &

Новая книга

«Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества»

(способы и средства оздоровления человечества, продовольственных ресурсов и среды обитания). - М.: Пищепромиздат, 2007.

В 2009 г. выходит в свет уникальная, энциклопедическая книга «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества» (способы и средства оздоровления человечества, продовольственных ресурсов и среды обитания) автора А. А. Кудряшевой.

А. А. Кудряшева — известный в мире ученый-исследователь, изобретатель, целитель новейшими, с гарантией безопасности высокоэффективными естественными биокорректорами, педагог, писатель, непревзойденный специалист в области пищевой балансотерапии, ортомоле-кулярной медицины, биологической, продовольственной и экологической безопасности.

Александра Андреевна Кудряшева — автор более 500 научных статей, 600 научно-практических докладов, 20 учебников для вузов и монографий, 50 изобретений и 10 открытий, а также новейших уникальных теоретических, прикладных и учебно-методических разработок международной значимости. Основные наукоемкие системные исследования направлены на обеспечение экологической, биологической, продовольственной, медицинской безопасности и устойчивое развитие мирового сообщества.

В 1999 г. А. А. Кудряшева удостоена международного звания «Выдающийся ученый XX века в области биологических наук (Outstanding People of the 20th Century, IBC, Англия, Кембридж, июль 1999 г.). В США она отмечена как личность биографического рекорда, имеющая научные достижения мировой значимости и внесшая большой вклад в развитие мирового сообщества.

Ею впервые организованы и проведены три Международных симпозиума «Натуральные биокорректоры: питание, здоровье, экология» (1996, 1997, 2000 гг.) по новым научно-практическим направлениям высокой экологической, биологической, продовольственной и социально-экономической важности для человечества. Она действительный член Российской академии естественных наук, Международной академии информации генерального консультативного статуса социального и эконо-

мического Совета ООН, Международной академии бионатуропатии, Нью-Йоркской академии наук и др.; д-р технических, биологических и медицинских наук. Имеет большой опыт производственной, научно-исследовательской и учебно-методической работы. Доцент, профессор, зав. кафедрой, декан факультета экономической академии им. Г. В. Плеханова, президент Международного центра питания и восстановления здоровья (Нью-Джерси, США), научный консультант и руководитель проекта по линии ООН (Нью-Йорк), является президентом Академии продовольственной безопасности научно-практического центра.

Книга о важнейших жизненных проблемах написана академиком А. А. Кудряшевой в доступной форме на основе огромного количества новых фактических экспериментальных данных, с использованием отечественных и зарубежных литературных источников, документов ООН, решений международных конгрессов, съездов, форумов, нормативно-технических и других материалов законодательного характера. В ней также рассмотрены уникальные открытия и новейшие достижения автора мировой значимости, актуальные практические разработки применительно к безопасному решению кризисных проблем в области экологии, биологии, питания, медицины и устойчивого развития человечества.

Книга предназначена для специалистов, научных работников в области экологии, биологии, сельского хозяйства, науки о пище и питании, пищевой балансотерапии, медицины, управленческого и социально-экономического профиля, аспирантов, студентов высших учебных заведений, а также для лиц, интересующихся безопасным, оптимально сбалансированным питанием и здоровым образом жизни.

Всесторонне проанализированы аспекты экологической, продовольственной и медицинской безопасности населения планеты Земля, а также рассмотрены новейшие подходы, принципы, технологии и высокоэффективные натуральные средства, обеспечивающие быстрое и безопасное разрешение глобальных жизненных проблем.

Заявки на приобретение книги присылайте по факсу: 8 (495) 607-20-87.