Даниэла Шмогровичова, Золтан Доемены, Ярослава Паткова, Петра Бафрнцова; Кафедра биохимической технологии, химический факультет Словацкого технического университета в Братиславе
1. ВВЕДЕНИЕ
В прошлом в качестве сырья для производства пива использовали солод, хмель, дрожжи и воду, однако затем по экономические соображениям распространилось использование более дешевых заменителей солода. В настоящее время немецкий закон о чистоте пива 1516 года “Reinheitsgebot”, который разрешает производить пиво исключительно из натурального сырья, действует, может быть, только в Германии. Да и там не затрагивает безалкогольных и слабоалкогольных сортов пива, при производстве которых разрешается использовать подсластители (заменители сахара). Даже когда Совет Министров EC признал этот закон критерием для немецкого пива, в остальных государствах-членах ЕС не набралось большинства голосов для его поддержки [1].
Немецкий закон “Reinheitsgebot” определяет заменители солода как “все, что не является солодом, хмелем или водой” [2]. Подготавливаемый ныне Продовольственный кодекс нашей республики, например, определяет заменители как “сырье, которое заменяет солод”, и говорит о следующих видах сырья: “сахаристыми заменителями солода являются сахароза, инвертный сахар, декстроза, фруктоза и глюкозный сироп; крахмалистыми заменителями солода являются ячмень, пшеница, кукуруза, рис и их различные производные” [3]. Что касается количества, солод разрешается заменять до 30% по массе крахмалистыми или сахаристыми заменителями [4]. В Чешской республике до трети общей массы экстракта охмеленного сусла можно заменить сахаром, зерновым крахмалом, ячменем, пшеницей или рисом [5]. Остальные страны определяют заменители солода по большей части как “источники сахаридов солода, образующиеся не из солода”. Под это определение подпадает широкий спектр продуктов.
Использование заменителей различного типа и их количество влияет на технологический процесс и сказывается на качестве готового пива, зависит от технического оснащения пивоваренных заводов, от возможностей технологии изготовления охмеленного сусла и вида производимого пива. Сахаристые заменители изготавливать очень легко, их применение не требует изменения технологии производства, поэтому они используются весьма охотно, даже если их цена несколько превышает цену крахмалистых заменителей. Глюкозно-мальтозные сиропы представляют собой выгодную альтернативу сахарозы не только с экономической точки зрения, они позволяют сохранить вкусовые особенности пива, так как их состав можно “изготовить на заказ” в зависимости от сорта производимого пива. За рубежом их используют также в сверхплотном пивоварении [6] и для производства специальных сортов пива.
В настоящей работе тестируются глюкозно-мальтозные сиропы фирмы “AMYLUM”, Slovakia [7] с точки зрения возможности использования их в качестве заменителя части экстракта охмеленного сусла при производстве пива; сравниваются аналитические свойства сортов пива, изготовленных таким способом, с сортами, произведенными по классической технологии.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Микроорганизмы: коллекционный штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae W96 (дрожжи низового брожения). Дрожжи были выращены в жидкой среде, содержавшей: глюкозу 10 г/л; (NH4)2SO4 5 г/л; дрожжевой автолизат 3 г/л; KH2PO4 2 г/л; MgSO4 . 7H2O 1 г/л; CaCl2 0,1 г/л; NaCl 0,1 г/л; pH – 5,8.
Методы анализа: Общие полифенолы, цвет и горечь по EBC, общий азот по Къелдалю, белковый азот при помощи красителя CBB (Comassi brilliant blue — Кумасси бриллиантовый синий), видимый и действительный экстракт перегонкой [8, 9] или на аппарате Servo Chem Automatic Beer Analyser (SCABA S 600, Tector AB, Швеция).
Этанол методом жидкостной хроматографии (FJD детектор, PORAPAK Q, CHROM 5), а летучие вещества после дистилляции и экстрагирования на аппарате Ликенс-Никерсона [10] методом жидкостной хроматографии (FJD детектор, наполнительная колонка с 8% FFAP, CHROM 5). Диацетил как общие вицинальные дикетоны (VDK) по Акеру [11].
Подготовка охмеленого сусла с заменителями экстракта: препарат Glucoplus 830, состоящий преимущественно из глюкозы и мальтозы; препарат Fermentose 352, состоящий преимущественно из мальтозы фирмы “AMYLUM”, Slovakia [7]; для сравнения сахароза. Эти препараты были использованы в такой концентрации, чтобы заменить 10, 20, 30, 40 или 50% экстракта охмеленного сусла. Препараты Glucoplus 830 и Fermentose 352 добавляли в сусла. Потом его кипятили с хмелевым экстрактом, чтобы все образцы охмеленного сусла были охмелены одинаково. Объем одной варки был 2,2 литра.
Условия брожения охмеленного сусла: брожения происходило однофазно в течение 12 дней при температуре 10°С в открытых бродильных цилиндрах объемом 2 литра, объем охмеленного сусла 1,8 литра, концентрация дрожжей после инокуляции 2,6.106 клеток/мл охмеленного сусла.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Препаратами Glucoplus 830 или Fermentose 352 и их смесью заменили часть экстракта 12-процентного охмеленного сусла. Получили охмеленное сусло, которое сбраживали пивными дрожжами Saccharomyces cerevisiae W96 при температуре 10°С.
Результаты показывают, что степень сбраживания и содержание этанола в пиве увеличиваются пропорционально проценту замены, а значения остальных параметров (количество азотных веществ, полифенолов, горечь, цвет пива), напротив, понижаются. Эти изменения меньше проявились при использовании глюкозно-мальтозных сиропов, чем сахарозы.
В процессе брожения охмеленного сусла помимо основных продуктов брожения – этанола и СО2 – образуется также множество побочных, органолептически активных метаболитов. Высшие спирты и эфиры являются самыми существенными по значению и массе из этих компонентов. Изменение их концентрации может серьезно повлиять на вкус и аромат пива. Эфиры – это, прежде всего, этилацетат и изоамилацетат (3-метилбутилацетат), спирты — амиловые (2- и 3-метилбутанол), 2-метилпропанол и бутан.
С повышением концентрации применяемых препаратов концентрация высших спиртов и эфиров понижается. Это понижение наиболее явно при использовании сахарозы и препарата Glucoplus 830; меньше – при смеси препаратов Glucoplus 830 и Fermentose 352; наименьшее при применении препарата Fermentose 352. Уменьшение количества высших спиртов и эфиров при препарате Fermentose 352 стало существенным только при замене более чем 30% экстракта.
Диацетил, который относится к самым органолептически активным компонентам пива, присутствуя в концентрации выше 0,2 мг/л, отрицательно сказывается на аромате пива, которое приобретает характерный запах испорченного старого масла. В отличие от изучаемых препаратов, которые лишь незначительно влияли на концентрацию диацетила, замена экстракта сахарозой более чем на 20% приводила к тому, что концентрация диацетила в пиве резко повышалась. Самой низкой она была при использовании препарата Fermentose 352.
Замены части экстракта различными препаратами влияет не только на компоненты пива, определяющие его вкус, но и в большей степени на те, от которых зависят полнота вкуса и пенообразование пива. При органолептическом анализе снова самым лучшим заменителем экстракта показал себя препарат Fermentose 352. Надо принять во внимание, что опыты производились только в лабораторных условиях, результаты необходимо проверить в производстве.
Препарат Fermentose 352, который по составу сахаридов более всего напоминает сусло, полученное из солода, меньше влияет на качество пива, чем сахароза; им можно заменить до 30% экстракта сусла при производстве 12-процентного пива без изменений в его аналитических и органолептических параметрах.
Литература
[1] An.: Brau. Forum 8, 1992, стр. 257
[2] NARZISS, L.: J. Inst. Brew. 90, 1984, стр. 351
[З] Продовольственный кодекс Словацкой республики, Третий том «Пиво», §49 Определение понятий, абз. 5, Проект от 25.02.1999
[4] Продовольственный кодекс Словацкой республики, Третий том «Пиво», § 51 Сырье, проект от 25.11.1999
[5] Проект нового положения Чешской республики о напитках. Раздел З, Пиво, §11, абз. а, новелла 2, Проект от 19.04.1999
[6] YOUNIS, O.S., STEWART, G.G.: L. Am. Soc. Brew. Chem. 57, 1999, стр. 39
[7] http://www.amylumgroup.com/
[8] БАСАРЖОВА и колл. Пивоваренные и солодовенные анализы. Мерканта, Прага, 1992
[9] Analytica EBC. 4. Edition. Brauerei- und Getranke-Rundshau, Zurich, 1987
[10] LIKENS s., NICKERSON G.: Proc.Am. Brew. Chem., 1964, стр. 13
[11] ACKER, M.E.: J. Am. Soc. Brew. Chem. 43, 1985, стр. 168.