Исследование содержания бетаина в ячмене и солоде

Исследование содержания бетаина в ячмене и солоде

А.К. Жанатаев, К.В. Кобелев, И.В. Селина, М.С. Созинова

ГУ«ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности» А.С. Лютый

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Пиво обладает способностью значительно повышать устойчивость клеток млекопитающих к мутагенному действию ксенобиотиков. Это связано с наличием в нем антимутагенных соединений, содержание и состав которых во многом зависят от вида используемого зернового сырья, его качества и технологических приемов, применяемых в пивоварении [1]. В качестве потенциального антимутагена, переходящего в пиво из зернового сырья, все большее внимание обращают на бетаин, синтезируемый в органах и тканях растений [2]. В связи с этим были изучены содержание бетаина в различных образцах ячменя, используемого в пивоварении, качество получаемого из него солода, баланс бетаина в солоде, а также предпринят поиск возможных технологических приемов, обеспечивающих надлежащий уровень содержания бетаина в готовом солоде.

Исследования были проведены в отделе технологии пивоварения ГУ ВНИИ ПБ и ВП с использованием микросолодовни Seeger. Анализ исследуемых образцов проводили стандартными методами, принятыми в пивоварении.

Содержание бетаина определяли по методике, разработанной сотрудниками НИИ фармакологии РАМН с использованием хроматографа с диодно-матрич-ным УФ-детектором. Для исследования были выбраны сорта ячменя, выращенные в различных областях, пригодных по почвенно-климатическим условиям для возделывания пивоваренных ячменей. Физико-химические показатели качества исследуемых образцов ячменя представлены в табл. 1. Полученные данные показывают, что содержание белка в различных образцах колебалось от 9,8 до 14, 8 %, все они имели достаточно высокую прорастаемость, приемлемую пленчатость, различную массу 1000 зерен и различную крупность. Содержание бетаина находилось в пределах от 0,82 до 1,90 мг/г. Причем у образца ячменя сорта Филадельфия, выращенного в Курской области с содержанием белка 9,8 %, содержание бетаина составило 0,98 мг/г, а сорт Пасадена, выращенный во Владимирской и Орловской областях, имеет содержание белка и бетаина соответственно 11,4 и 14,2 %; 1,26 и 1,35 мг/г.

Наивысший результат по содержанию бетаина среди исследуемых образцов показал озимый ячмень сорта Ми-хайло, выращенный в Краснодарском крае.

Бетаин — продукт полного метилирования глицина, основная роль которого состоит в регуляции клеточного осмоса, где он выступает в качестве осмо- и криопротектора за счет стабилизации структуры белков и защищает мембраны клеток от воздействия экстремальных факторов окружающей среды. Поэтому четкой зависимости между его содержанием в ячмене и уровнем содержания белковых веществ не выявлено. Очевидно, определенное влияние оказывают почвенно-климатические условия возделывания ячменя и его сортовая принадлежность.

Из представленных образцов ячменя в лабораторных условиях по стандартному технологическому режиму, который контролировался на автоматической солодовне, был получен солод, физико-химические показатели которого показаны в табл. 2.

Анализ представленных данных позволяет сделать вывод о том, что уровень содержания белковых веществ в солоде снизился на 0,3-0,5 %, а количество бетаина уменьшилось по сравнению с исходным ячменем на 20-30 %. Остальные показатели качества находились в интервалах, соответствующих качеству перерабатываемого ячменя, и вполне укладывались в прогнозируемый диапазон.

После анализа полученных результатов возникли вопросы: что произошло с бетаином и на что было израсходовано достаточно большое его количество. Ответ на эти вопросы дал анализ содержания

Таблица 1

Образец ячменя (сорт, зона произрастания) Влажность, % Белок, % Крупность, % Способность прорастания, % Массовая доля экстракта СВ ячменя, % Пленчатость, % Содержание крахмала, % Масса 1000 зерен на СВ, % Содержание бетаина, мг/г

Филадельфия, Курская обл. 14,5 9,8 98,0 95,6 80,1 8,8 57,2 48,5 0,98

Сармат (озимый), Краснодарский край 10,9 12,8 99,6 98,6 76,0 9,2 57,6 51,7 1,64

Зазерский 85, Владимирская обл. 8,7 11,1 94,0 98,0 78,0 8,9 61,7 40,3 0,97

Пасадена, Владимирская обл. 9,0 11,4 89 98,4 77,4 9,1 60,3 37,5 1,26

Пасадена, Орловская обл. 9,1 14,2 86 97,8 77,2 9,0 56,5 43,5 1,35

Михайло (озимый), Краснодарский край 9,1 13,2 95 97,4 75,2 9,4 56,6 47,3 2,09

Ратник, Волгоградская обл. 8,9 14,8 97 97,8 75,2 9,9 57,0 46,6 1,90

Атаман, Белгородская обл. 8,6 12,6 96 98,6 76,6 9,5 58,6 45,8 0,82

Мессина, Белгородская обл. 8,7 10,1 99 96,2 81,0 9,3 60,5 48,3 0,84

Маргет, Белгородская обл. 8,5 10,8 99 97,0 80,7 9,0 60,9 51,1 0,82

Европрестиж, Белгородская обл. 8,9 10,7 99 94,2 80,0 8,9 59,5 44,7 0,86

Эльф, Брянская обл. 11,5 12,2 90,2 97,0 79,9 9,3 63,2 44,5 0,93

Гетьман, Брянская обл. 8,5 13,2 82,8 96,8 77,6 8,9 60,6 43,4 0,88

Гонар, Брянская обл. 11,4 11,8 86,2 97,0 79,3 9,5 60,9 44,8 0,98

ПИ

НАПИТКИ

М- 2006

28

Таблица 2

Образец солода Влажность, % Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % Разница, % Массовая доля белковых веществ в СВ солода, % Число Кольбаха, % Продолжительность осахарива-ния, мин Цвет, ц.ед. Кислотность, к.ед. КСС, % Содержание а-аминного азота, мг/100 г СВ солода Содержание бетаина, мг/г

Из ячменя Филадельфия 4,3 81,8 1,5 9,4 42 10 0,20 0,9 80,2 260,8 0,73

Из озимого ячменя Сармат 4,9 75,8 3,4 12,3 33 10 0,20 0,9 74,1 251,1 0,99

Из ячменя Задерский 5,0 80,3 1,0 11,0 45 15 0,25 1,1 73,8 220,0 0,78

Из ячменя Пасадена, Владимирская обл. 4,9 80,4 0,9 11,1 49 10 0,29 1,2 79,9 240,0 0,85

Из ячменя Пасадена, Орловская обл. 6,3 77,5 0,9 13,5 50 15 0,30 1,2 80,3 257,0 1,02

Из озимого ячменя Михайло 6,2 76,0 1,3 12,8 36 10 0,2 1,0 73,9 314,0 1,48

Из ячменя:

Ратник 4,9 76,1 5,4 14,5 33 10 0,21 1,2 73,7 199,5 0,77

Атаман 4,8 77,5 3,6 12,3 35 10 0,25 1,3 74,7 204,8 0,69

Мессина 4,0 82,3 1,0 9,8 41 10 0,35 1,3 74,5 260,5 0,66

Маргрет 4,0 81,5 1,0 10,5 41 10 0,30 1,2 80,2 260,9 0,57

Европрестиж 4,4 80,8 2,3 10,4 40 10 0,25 1,2 80,9 184,8 0,55

Эльф 4,6 80,2 1,7 11,7 41 10 0,25 1,3 79,9 189,2 0,67

Гетьман 4,5 79,6 1,7 12,7 41 10 0,25 1,3 78,9 200,1 0,75

Гонар 4,6 80,0 2,2 11,5 40 10 0,24 1,2 80,1 201,2 0,79

Таблица 3

Показатель Солод из ячменя сорта Филадельфия Солод из ячменя сорта Сармат

Контроль Опыт Контроль Опыт

Влажность, % 4,3 4,6 4,9 4,7

Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % 81,8 81,9 75,8 76,2

Разница массовых долей экстрактов в СВ солода тонкого и грубого помолов, % 1,5 1,4 3,4 3,2

Массовая доля белковых веществ в СВ солода, % 9,4 9,3 12,3 12,0

Число Кольбаха, % 42 43 33 36

Продолжительность осахаривания, мин 10 10 10 10

Цвет, ц.ед. 0,20 0,21 0,21 0,20

Кислотность, к.ед. 0,9 0,9 0,9 1,0

Конечная степень сбраживания, % 80,2 80,4 74,1 75,6

Содержание аминного азота, мг/100 г СВ солода 260,8 261,4 251,1 259,3

Выход солода, % на ВСВ 79,1 80,6 78,3 79,5

Содержание бетаина, мг/ г 0,73 0,84 0,99 1,39

бетаина в ростках, которые, как известно, отделяют от готового солода после его сушки. Содержание бетаина в солодовых ростках составило 9,8-10,3 мг/г ростков. Полученные данные еще раз подтвердили тот факт, что бетаин в процессе проращивания зерна транспортируется во все органы и главным образом в корни.

Принимая во внимание полученные результаты, в дальнейших исследованиях была поставлена задача — провести технологический процесс производства солода таким образом, чтобы обеспечить максимальное сохранение содержания бетаина в готовом солоде по сравнению с исходным ячменем. Для этого были выбраны два сорта ячменя —

яровой Филадельфия, выращенный в Курской области, и озимый Сармат, выращенный в Краснодарском крае. При проведении серии опытов варьировали степень замачивания зерна различными способами, температурные режимы и продолжительность проращивания, а также режимы сушки солода.

В результате был смоделирован технологический процесс производства солода светлого пивоваренного ячменного, позволяющий максимально сохранить содержание бетаина по сравнению с исходным ячменем. Основные качественные показатели контрольного и опытного образцов солода представлены в табл. 3.

Представленные данные свидетельствуют о том, что по основным физико-химическим показателям контрольный и опытный солоды оставались практически на прежнем уровне, однако содержание бетаина у солода из ячменя сорта Филадельфия повысилось на 0,11 мг/г по сравнению с контрольным образцом, а у солода из озимого ячменя сорта Сармат — на 0,5 мг/г, что позволило сократить уровень снижения содержания бетаина в солоде по сравнению с исходным ячменем из сорта Филадельфия на 11,2 %, а у солода из сорта Сармат — на 24,4 %. Причем производство солода в опытном режиме позволяет повысить его выход на 1,2-1,5 %.

Таким образом, проведенные исследования показали, что в процессе производства солода снижается содержание бетаина по сравнению с исходным ячменем. Это в основном связано с тем, что значительное количество бетаина переходит в ростки, которые удаляются в процессе производства солода. Показана возможность сохранения определенного уровня содержания бетаина в готовом солоде за счет изменения технологических параметров процесса, что положительно сказывается и на увеличении выхода готового солода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кобелев К.В., Жанатаев А.К., Дурнев А.Д., Лютый А. С. Исследование параметров, определяющих функциональные свойства пива//Пиво и напитки. 2005. № 2. С. 18-19.

2. Graig S Betaine in human nutrition // Am. S Clin. Nutr. 2004. 80:539-549. &

1-2006

29