УДК 663.44 Химия и химические технологии, №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ЗАТИРАНИЯ НА ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО ПИВА

Г.И. Косминский, д.т. н., проф., Е.М. Моргунова, к.т. н., доцент, Ю.С. Назарова, магистрант

УО «Могилевский государственный университет продовольствия»

г. Могилев, Беларусь

В последние годы безалкогольное пиво получило широкое распространение. Его можно классифицировать по типу пива: пиво низового и верхового брожения, а также по способу приготовления: или брожение ведут до получения содержания спирта 0,5% об., или из нормально сброженного пива спирт впоследствии удаляют /1/.

В соответствии с действующими нормативными актами содержание алкоголя в безалкогольном пиве не должно превышать 0,5% /2/.

Производимое безалкогольное пиво не является абсолютно безалкогольным. Тем не менее содержание спирта менее 0,5% об. в физиологическом плане вредным не является. Во фруктовых соках, сокосодержащих напитках и нектарах, в хлебе и фруктах также присутствует незначительное количество спирта, так что в пищевых продуктах природного происхождения абсолютного отсутствия спирта не бывает /2/.

В безалкогольном пиве существенно меньше калорий, чем в "нормальном". Если в 7-7,5%-ом пиве, полученном методом прерывания брожения, содержится 270-290 ккал/кг (1140-1215 кДж), то в безалкогольном пиве существенно меньше (165 – 220 ккал или 690-920 кДж). При больших физических нагрузках (тяжелый физический труд, занятия спортом) большую роль играет "осмотичность" напитка. Эта "осмотичность" связана с осмотически давлением сыворотки крови (около 29 ммоль/кг), причем напитки, имеющие такое же осмотическое давление, что и кровь, называют изотоническими, напитки с существенно меньшим осмотическим давлением – гипотоническими, а с существенно большим – гипертоническими. "Осмотичность" безалкогольного пива, полученного методом прерывания брожения, является практически изотоноческой, а осмотичность такого же пива, приготовленного методом удаления спирта,- гипотонической. Изотонические напитки позволяют быстро возместить израсходованные организмом жидкости (воду), углеводы, минеральные вещества, аминокислоты и т.д., благодаря чему поддерживается физическая работоспособность /1/.

Вышесказанное определяет перспективы разработки безалкогольного пива в качестве продукта функционального назначения.

Ранее была изучена и доказана возможность получения безалкогольного пива за счет дополнительного насыщения пивного сусла кислородом воздуха перед главным брожением с целью ограничения образования спирта в ходе процесса сбраживания /3/. Используя эффект Пастера, была осуществлена попытка частичного перевода процесса брожения на процесс дыхания, что способствует снижению образования спирта ниже 0,5% об. и одновременному увеличению дрожжевой биомассы. В соответствии с эффектом Кребтри при наличии кислорода в присутствии незначительного количества сбраживаемых сахаров в сусле (свыше 0,1 г/дм³) вместе с дыханием дрожжи частично осуществляют и процесс брожения, в результате чего в ходе сбраживания накапливаются побочные продукты брожения, обуславливающие вкус и аромат пива /2/

Учитывая выше сказанное, есть все основания предполагать возможность получения безалкогольного пива с характерным вкусом и ароматом классического пива.

Целью данной научной работы является исследование влияния режимов затирания на процесс получения безалкогольного пива.

Для исследования приняты режимы затирания со скачкообразным нагревом затора – способ затирания с доливом кипящей воды до установленной температуры, что способствует уменьшению конечной степени сбраживания. Затирание проводили при начальных температурах затирания 35◦С путём приготовления густого затора (1:3) и добавляли к нему кипящую воду, доводя температуру затора до 70 - 72◦С. При данной температуре (оптимум действия α – амилазы) определяли полноту осахаривания затора по йодной пробе. Благодаря такому методу затирания можно провести исследование трех различных режимов затирания: с “проскоком” мальтозной паузы, с “проскоком” белковой и мальтозной пауз и со всеми ферментативными паузами.

Таким образом, были приняты следующие режимы затирания:

35◦С\30΄ → 70-72◦C\30΄ →76◦C\20΄ (режим 1)

35◦С\30΄ → 50-52◦C\30΄→ 70-72◦C\30΄→ 76◦C\20΄ (режим 2)

50-52◦C\40΄→ 62C\30→70-72◦C\30΄→ 76◦C\20΄ (режим 3)

На следующем этапе исследований проводили сбраживание образцов охмелённого сусла, причём часть образцов сбраживали без дополнительной аэрации, а часть образцов охмелённого сусла предварительно насыщали кислородом воздуха, а затем сбраживали в течение 7 суток.

Пивоваренные дрожжи расы 96 задавали в пивное сусло до момента аэрации, содержание дрожжевых клеток в сусле составляло 20-25 млн. кл. / см³ . /4/

Пивное охмеленное сусло с начальной концентрацией 7 % аэрировали с внесенными дрожжами на экспериментальной установке при температуре 5…6°С и давлении 0,3 МПа до содержания кислорода в нем от 8-10 мгО₂ /дм³ (контрольный образец) до 35-40 мгО₂ /дм³ через каждые 5 мгО₂ /дм³. Содержание кислорода контролировали с помощью кислородомера марки АЖА-101М.

Брожение вели при начальной температуре 5…6 °С в течение 7 суток. В образцах ежедневно определяли содержание этилового спирта и действительного экстракта дистилляционным методом, а также накопление биомассы дрожжей, содержание мальтозы, титруемую и активную кислотности, rH₂ - потенциал согласно принятым в пивоварении методам /5/. Все исследования проводили в трех-четырех повторностях.

В результате проведенных исследований было установлено, что применение режимов затирания с "проскоком" белковой и мальтозной пауз; с "проскоком" только мальтозной паузы; с выдержкой всех ферментативных пауз без использования аэрации пивного сусла не эффективны для получения безалкогольного пива.

Применение 1-го режима затирания (с "проскоком" белковой и мальтозной пауз) с использованием аэрации влечёт за собой недостаток азотистого питания для дрожжей, что негативно сказывается на их развитии.

Как следует из эффекта Пастера /2/, если в пивное сусло с внесенными дрожжами на некоторое время подать чистый воздух, тем самым создать аэробную среду для пивоваренных дрожжей, то за время аэрации дрожжи при дыхании будут потреблять сахара на накопление своей биомассы. В результате этого по окончании аэрации в сусле останется значительно меньшее количество сахаров, и, следовательно, в процессе главного брожения в сусле с заведомо низкой концентрацией сухих веществ будет накапливаться низкое количество спирта, соответствующее значениям для безалкогольного пива.

В готовом пиве, приготовленном по 1-му и 2-му режимам затирания с использованием аэрации, содержание действительного экстракта ниже, чем в неаэрированных образцах, уменьшение действительного экстракта при аэрировании связано с тем, что в аэробной среде дрожжи потребляют питательные вещества на накопление своей биомассы, не образуя алкоголя при этом.

Наибольшее количество сбраживаемых сахаров содержится в образце пива, приготовленном по 3-му режиму затирания. Это объясняется тем, что происходит выдержка всех ферментативных пауз с образованием соответствующих продуктов гидролиза.

Установлено, что аэрация сусла с внесёнными дрожжами по первым двум режимам затирания существенно не оказывает влияния на образование сбраживаемых сахаров, так как, несмотря на "проскок" мальтозой паузы, наряду с несбраживаемыми декстринами образуется незначительное количество сбраживаемых сахаров.

По содержанию этилового спирта все образцы, полученные с использованием процесса аэрации, по всем трем режимам затирания соответствуют требованиям, предъявляемым к безалкогольному пиву, т.е. не превышают 0,5% об. спирта. Соответственно при снижении образования этилового спирта в аэрированных образцах, одновременно отмечается существенный прирост дрожжевой биомассы (эффект Пастера), причем в количествах, значительно превышающих этот показатель в неаэрированных образцах.

Степень сбраживания у готового пива, приготовленного с использованием первых двух режимов затирания (24,9 и 24% соответственно), значительно ниже, чем у пива, полученного с использованием третьего режима затирания (45,7%).

Все остальные физико-химические показатели готового пива аэрированных образцов соответствуют требованиям стандарта.

Таким образом, режимы затирания с использованием "проскока" мальтозной и с "проскоком" одновременно белковой и мальтозной пауз совместно с аэрацией пивного сусла с внесёнными дрожжами способствуют наиболее минимальному образованию сбраживаемых сахаров, низкой конечной степени сбраживания и, как следствие, меньшему содержанию алкоголя, т.е. эти режимы наиболее приемлемы для получения безалкогольного пива, но наиболее эффективным следует считать режим с "проскоком" только мальтозной паузы.

Литература

1 Краткий курс пивоварения / Л. Нарцисс при участии В.Бака; пер.с нем. А.А. Куреленкова.- СПб.: Профессия, 2007.- 640 с., табл.

2 Кунце В, Мит Г., Технология солода и пива: пер с нем. – СПб.: Изд-во «Профессия», 2001.- 912 с. ил.

3 Косминский Г.И., Моргунова Е.М., Иванчикова О.И. Определение оптимальных параметров процесса аэрации пивного сусла при приготовлении безалкогольного пива // Известия ВУЗов. Пищевая технология, №5, 2006.- с.35-37.

4 Косминский Г.И., Моргунова Е.М., Иванчикова О.И. Выбор расы пивоваренных дрожжей для безалкогольного пива // Пиво и напитки, №2,2006.- с.32-33.

5 Косминский Г.И., Технология солода, пива и безалкогольных напитков. Лабораторный практикум по технохимическому контролю производства. – Мн.: Дизайн ПРО, 2001 – 352 с.: ил.