Харківський
державний університет харчування та торгівлі, Україна
Пивна галузь посідає важливе місце в
переробній промисловості України та є однією з найбільш динамічних. Проте
порівняно з європейськими ринками вітчизняний пивний ринок ще недостатньо розвинений. Перспектива покращення якості
пива, на якій зосередився професор Бемфорт – це використання
лише якісної натуральної сировини та контроль якості на всіх стадіях
виробництва [1].
Для того щоб утримати на ринку позиції своїх
брендів, виробники прагнуть освоїти нові маркетингові та креативні шляхи, у
тому числі використання в технології виробництва рослинної сировини або її
екстрактів [2–4]. Алкогольні та слабоалкогольні напої з додаванням
екстрактів рослин мають кращі органолептичні показники та менший негативний
вплив етанолу на організм людини завдяки вмісту комплексу вітамінів і мінералів
із рослинної
сировини [5–7].
Хміль – незамінний компонент будь-якого пива – має негативний вплив на
організм людини, оскільки з точки зору ботаніки він є найближчим родичем
коноплі, з якої виробляють такі наркотики, як марихуана та гашиш. У хмелі ці
наркотичні речовини також є, але в невеликій концентрації. Крім того, він мічтить невелику кількість морфіну – діючу речовину опіуму
та героїну. Унаслідок бродіння хмелю виділяється трупна отрута – кадаверин. Також у шишках хмелю міститься 8-пренілнаргенін
– речовина, що належить до фітоестрогенів. У готовому
продукті – пиві – його вміст досягає 36 мг/л, але цієї кількості достатньо для
виразного гормонального впливу на організм людини в разі надмірного його
вживання [8]. Очистити пиво від фітоекстрогенів,
які є аналогами жіночих статевих гормонів, неможливо, оскільки вони надходять
до напою з рослинної сировини [9].
На нашу думку, одним із перспективних напрямів для збагачення пива є
використання екстракту хвої сосни звичайної, яка містить велику кількість біологічноактивних речовин (БАР) – вітамінів
А, Е, С, мікроелементів (цинк,
кобальт, мідь, кальцій), смол, жирних і
органічних кислот, ефірної олії, глікозидів та фенольних сполук, які мають антиоксидантні властивості [10].
За результатами наших досліджень листя хвойних порід за хімічним,
мінеральним складом та показниками безпеки не поступається шишкам
хмелю [11; 12].
З огляду на зазначене, для зменшення
негативного впливу хмелю на організм людини та
збагачення пива БАР пропонуємо використання хвої сосни звичайної (Pinus sylvestris), якою частково
замінимо хміль.
Мета роботи – розробка та дослідження показників якості пива з додаванням
водного екстракту хвої сосни звичайної з покращеними антиоксидантними
властивостями. Для отримання хвойного екстракту обрано найпростіший варіант
екстрагування – настоювання (мацерація), екстрагент – вода. Гідромодуль,
температуру та тривалість процесу екстрагування визначали експериментально методом
математичного моделювання.
Масову частку сухих речовин у початковому суслі та масову частку спирту в
пиві визначали аерометричним і рефрактометричним методами, масову частку діоксиду вуглецю – вимірюванням тиску в газовому просторі над зразком в закупореному посуді.
Визначали антиоксидантну здатність пива, засновану на кулонометричному
титруванні бромом досліджуваного зразка.
Технологічний процес виробництва 10% світлого пива з додаванням хвойного
екстракту складається з таких операцій, як приготування затору, його
оцукрювання, фільтрування, кип’ятіння сусла, охолодження та додавання дріжджів,
бродіння сусла, доброджування молодого пива і розлив
пива, та здійснюється відповідно до чинної «Технологической
инструкции по производству солода и пива» ТИ 18-6-47-85.
Підготовка технологічної води. Підготовку технологічної води
для варіння пива проводили відповідно до вимог «Технологічної інструкції з
підготовки води для виробництва пива та безалкогольних напоїв» ТІ
14297558-291-2003.
Приготування пивного сусла. Приготування затору проводили
настійним (інфузійним) способом із таким
температурним режимом.
Початкова
температура затирання становить 35 ºС, після закінчення подрібнення затір
підігрівали до температури 45 ºС; рН затору
5,4–5,6; гідромодуль 1:2,5–3,0.
Витримування
затору за температури 45 °С – 15 хв.
Підігрівання до
температури 52 °С, витримування – 20 хв.
Підігрівання до
температури 63 ºС, витримування – 40 хв.
Підігрівання до
температури 72 ºС, витримування – 30 хв до
повного оцукрювання.
Підігрівання до
температури 76…78 ºС, перекачування на фільтрацію.
Фільтрацію затору
здійснюють на фільтрпресі. Під час фільтрації використовуються чотири промивні
води з температурою 78 ºС.
Концентрація
сухих речовин у промивній воді становить 0,7–1,0 %.
Кип’ятіння сусла
з хмелем упродовж 1 год 30 хв.
Норма гірких
речовин Гс = 0,4–0,7 г/дал. Використовуються гранули
гіркого та ароматичного хмелю.
Масова частка
сухих речовин у початковому суслі 10 %.
Приготування водного екстракту хвої сосни звичайної. Хвою сосни звичайної подрібнюють на дробарці до розміру часток 3,0–5,0 мм, який є достатнім для найбільшого виходу біологічно активних речовин.
Екстракцію здійснюють згідно з оптимальними умовами: гідромодуль 1:20; температура 60…75 ºС, час екстрагування 30–40 хв. Як екстрагент використовують воду технологічну. Готовий екстракт фільтрують і охолоджують до температури 8…10 ºС. Масова частка сухих речовин у готовому екстракті становить 3,25 %.
Головне бродіння та доброджування
пива. Готове
пивне сусло трубами перекачували в циліндричні танки, потім сусло охолоджували
до температури
8…10 ºС, додавали водний екстракт хвої сосни звичайної за нормою
600–620 мл/дал сусла та
зброджували пивними дріжджами низового бродіння.
Перед головним
бродінням доцільно проводити аерацію холодного сусла стерильним повітрям до
вмісту кисню в пиві 4–6 г/дал.
Норма введення
дріжджів 50–100 г/дал сусла.
Температурний
режим бродіння може коригуватися начальником пивоварного виробництва залежно
від інтенсивності бродіння, вмісту видимого екстракту, фактичної температури зброджуваного сусла. Максимальна температура бродіння
становить 14 ºС. Головне бродіння проводили до вмісту видимого екстракту
2,5–2,8 %.
Для доброджування молоде пиво перекачували в герметично закриті
металеві танки. Доброджування проводили впродовж не
менше 18 діб, без контакту з повітрям, під тиском СО2
від 0,04 до 0,06 МПа.
Бродіння та доброджування пива триває не менше 25 діб.
Освітлення та розлив пива. Освітлення (фільтрація) пива
здійснювали на кізельгуровому фільтрі. У разі
недостатньої насиченості пива діоксидом вуглецю
проводили додаткову карбонізацію за температури 0…2 ºС.
Після дозрівання
пиво перекачували у фарфаси для подальшого зберігання
та розливу. Зберігання пива у фарфасах проводиться за
температури від 0 до
2 ºС під тиском 1,5–2,0 атм.
Фільтроване пиво пастеризують у потоці перед безпосередньою подачею пива
на блок розливу або станцію наповнення кег-бочок.
Пастеризація здійснюється в автоматичному режимі відповідно до визначеної
програми процесу.
Розроблено рецептуру 10% світлого пива «Смарагд» із додаванням водного
екстракту хвої сосни звичайної (табл.).
Рішення щодо
оптимального співвідношення інгредієнтів було прийнято за результатами
математичного моделювання та органолептичного оцінювання. Вміст хвої сосни в перерахунку на сублімаційну речовину становить
не більше 20% за масою від розрахункової норми хмелю, що достатньо для
збереження гіркоти та аромату хмелю й насичення нового напою БАР.
Таблиця
Рецептурний
склад 10% світлого пива «Смарагд»,
витрати сировини на 1 дал пива
|
Інгредієнт |
Вміст інгредієнта |
|
Солод пивоварний ячмінний світлий |
1,0–5,0 кг |
|
Дріжджі низового бродіння |
0,1–0,3 л |
|
Гранули хмелю, норма гірких речовин |
0,23–0,25 кг |
|
Екстракт хвої сосни звичайної |
600-620 мл |
|
Вода технологічна |
Решта |
Рецептурний склад пива «Смарагд» затверджено на засіданні Спеціалізованої
галузевої дегустаційної комісії з оцінки якості пива, безалкогольних, слабоалкогольних
напоїв, мінеральних і питних вод, сиропів та концентратів, Укрпиво
(протокол № 19 від 15.09.2016 р.).
Розроблений напій має чистий, зброджений,
солодовий смак із яскраво вираженою хмельовою гіркотою та освіжаючим хвойним
тоном. За фізико-хімічними показниками 10% світле пиво відповідає вимогам ДСТУ
3888.
Пиво з додаванням хвойного екстракту має позитивне значення
відновлювальної здатності (178,1 Кл/100 г), що свідчить про високі
антиоксидантні властивості напою, пригнічення росту мікроорганізмів та краще
його зберігання.
Висновки. Запропонована нами технологія
виробництва пива може застосовуватися на підприємствах пивоварного або
слабоалкогольного виробництва, оскільки для своєї реалізації не потребує жодних
додаткових засобів: методика приготування хвойного
екстракту є доступною, а запропонована сировина в достатній кількості зростає
на території Східного регіону України і широко використовується в різних
галузях. Розроблене пиво повністю відповідає вимогам ДСТУ 3888 «Пиво. Загальні
технічні умови». За результатами досліджень отримано патент України на корисну
модель
№ 109200 «Спосіб виробництва пива “Смарагд”», розроблено і затверджено «Технологічну
інструкцію до виробництва 10% світлого пива «Смарагд» із рецептурою» ТІ
14297558-340:2016.
Література:
1.
Bamforth C. Beer. A Quality
perspective / C. Bamforth; Handbook of alcoholic beverages
series. – Academic Press, 2008. – 288 р.
2.
Палагина М. В. Разработка технологии пива специального с добавлением экстрактов из аралии
манчжурской / М. В. Палагина,
А. Г. Зимба // Вестник
ТГЭУ.
– 2007. – № 4. – С. 51–56.
3. Кучинська А. М. Наукові засади вибору рослинної сировини для
підвищення харчової цінності пива / А. М. Кучинська
// Вісник Чернігівського державного технологічного університету. – 2013. – № 3 (67). – С. 264–273.
4. Жебо А. В. Получение
экстракта из местного растительного сырья для обогащения растительных продуктов / А. В. Жебо, А. И. Окара // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в ХХI веке : ІІІ междунар. симп.,
28 авг. – 4 сент. 2008, материалы / изд-во ТГЭУ. Владивосток,
– 2008.
– С. 237–339.
5. Young I. S. Antioxidants
in health and disease / I. S. Young // J. Clin. Pathol.
– 2001. – Vol. 54, № 3. – P. 176–186.
6. Aruoma O. I. Antioxidant
actions of plant foods: use
of oxidative DNA damage as a tool
for studying antioxidant efficacy / O. I. Aruoma // Free Radic. Res. – 1999. – Vol. 30, № 6. – P. 419–427.
7. Bors W. Chemistry
of the antioxidant
effect of polyphenols / W. Bors,
C. Michel // Ann. N. Y. Acad. Sci. – 2002. – Vol. 957. – P. 57–69.
8. The endocrine activities
of 8-prenylnaringenin and related hop (Humulus
lupulus L.) flavonoids / S. R. Milligan [et al.] // Journal of Clinical
Endocrinology and Metabolism. – 2000. – № 85. – Р. 4912–4915.
9. Effects of moderate
alcohol consumption on cognitive function
in women /
M. J. Stampfer [et al.] // The New England Journal of Medicine – 2005. – № 352 (3). – Р.
245–253.
10.
Гужель Ю. А. Разработка технологии и товароведная оценка напитков брожения, полученных с добавлением экстракта хвои сосны обыкновенной
: дис. … канд. техн. наук : 05.18.15 / Гужель Юлия Александровна ; М-во образования и науки РФ, Кемеровский техн. ин-т пищ. пром. – Кемерово, 2014. – 123 с.
11.
Пенкіна
Н. М. Формування органолептичних властивостей пива з використанням листя
хвойних порід дерев / Н. М. Пенкіна, Л. В. Татар // Оздоровчі
харчові продукти та дієтичні добавки: технології, якість та безпека : Міжнар. наук.-практ. конф., 28–29 трав. 2015 р. : матеріали / Нац. ун-т харч. технологій.
– К., 2015. – С. 82–83.
12.
Пенкіна
Н. М. Шишки хмелю та листя хвойних порід дерев у виробництві слабоалкогольних
напоїв / Н. М. Пенкіна, Л. В. Татар // Cutting-edge science – 2015 : XI International research and practice
conference, April 30 – May 7, 2015 : матеріали, – Sheffield, 2015. – С. 72–75.