Содержание
Наука лагерирования | ПодробнееПиво
« Вернуться к статьям
29.03.2022
Джек Хорземпа
Два основных процесса, которые происходят во время лагерирования, — это осаждение и созревание вкуса. Некоторые аспекты того, что происходит на этапе лагерирования (холодного кондиционирования), достаточно хорошо изучены, но созревание вкуса все еще является темой, требующей дальнейшего изучения.
Как ферментировали светлое пиво до лагерирования?
То, что необходимо/требуется на этапе лагерирования, во многом будет зависеть от того, что произошло на этапе ферментации. Сильное, здоровое брожение снимет часть давления во время лагерирования, чтобы «залечить раны».
Существует ряд побочных продуктов брожения, образующихся во время первичного брожения, с которыми лучше всего бороться на этом этапе, но при необходимости их можно уменьшить во время лагерирования.
Диацетил
Соединение диацетил, которое может иметь вкус масла, производится во время всех ферментаций, но для здорового брожения он очищается дрожжами в конце брожения.
Для лагерного пива некоторые пивовары проводят так называемую диацетиловую паузу ближе к концу брожения, чтобы побудить дрожжи «очистить» диацетил. На этом этапе температура пива повышается на несколько дней, чтобы помочь дрожжам переработать это соединение. Подробнее можно узнать здесь:
https://www.morebeer.com/articles/Diacetyl_Rest
Если по завершении первичного брожения в пиве остается заметный диацетил (например, пиво достигло конечной плотности), дрожжи могут дополнительно перерабатывать это соединение во время лагерирования, хотя холодные условия не так хорошо подходят для этого биохимического процесса. процесс. Перед тем, как перелить пиво в емкость для лагерирования, действительно лучше убедиться, что диацетил в нем не присутствует.
Ацетальдегид
Химическое соединение ацетальдегид, придающее вкус зеленому яблоку, также образуется во время ферментации, но ближе к концу ферментации дрожжи перерабатывают это соединение в спирт. Как и в случае с диацетилом, лучше всего проводить здоровую ферментацию, чтобы количество ацетальдегида в конце ферментации было ниже порога вкуса.
Как и в случае с диацетилом, существует вероятность того, что дрожжи во время фазы лагерирования могут снизить содержание ацетальдегида ниже порога вкуса, но холодные условия этому не способствуют.
Соединения серы
Штаммы дрожжей для лагера отличаются от штаммов дрожжей для эля тем, что известно, что некоторые штаммы дрожжей для лагера создают ряд соединений серы. Ниже приведена пара этих соединений серы с описанием аромата/вкуса:
- Сероводород (H 2 S) – тухлые яйца
- Двуокись серы (SO 2 ) – зажженная спичка
Другим соединением серы, которое иногда ассоциируется с лагерным пивом, является диметилсульфид (ДМС), но основная причина этого соединения связана с химическим предшественником S-метилметионином (СММ), преобладающим в пильзнерском солоде, который превращается в ДМС во время кипячения сусла. Обычно достаточно сильного бурного кипения с последующим быстрым охлаждением сусла, чтобы смягчить содержание ДМС в полученном пиве.
Когда я варю домашнее пиво с добавлением Pilsner Malt, я провожу интенсивное кипячение в течение 75 минут. Если вы когда-либо пробовали пиво Rolling Rock, вы пробовали DMS, который на мой вкус напоминает кукурузу в сливках. Этот аромат в Rolling Rock является задуманной особенностью и не является неприятным для меня, но другие здесь будут думать иначе.
Большая часть серы будет дегазирована во время первичного брожения, а в контексте сероводорода запах тухлых яиц очень заметен. Но в сброженном пиве все равно останется некоторое количество соединений серы. Типы и количество соединений серы в пиве будут зависеть от брожения, при этом выбранный конкретный штамм дрожжей является одной из переменных.
Что касается диоксида серы, я несколько раз испытывал это с пивом Jever. В некоторых случаях после первого наливания Jever в стакан ощущается едва уловимый, но весьма заметный запах зажженной спички в носу, и лично я нахожу это приятным. Он быстро рассеивается, и я ощущаю его только в первые пару глотков.
Для тех, кто не находит этот аспект приятным, вы можете просто оставить пиво на несколько минут, чтобы позволить диоксиду серы выйти из пивного бокала. Или пейте пиво из бутылки, так как вы не будете чувствовать нос пива.
Высшие спирты (сивушные масла)
Высшие спирты — это спирты, содержащие более 2 атомов углерода в химической цепи (у этанола два атома углерода). Их называют высшими спиртами, потому что они имеют более высокую молекулярную массу. Избыточное количество высших спиртов в пиве можно охарактеризовать как придающее пиву резкость и, как сообщается, вызывающее похмелье. Пиво с более высокой плотностью, как правило, содержит повышенное количество высших спиртов.
Цель фазы лагерирования
Два основных процесса, которые происходят во время лагерирования, — это осаждение и созревание вкуса. Эти процессы происходят одновременно, но определенные условия могут благоприятствовать одному процессу по сравнению с другим.
Процесс осаждения
Во время лагерирования и дрожжи, и белки/полифенолы будут осаждаться (осаждаться). Осадки обоих увеличиваются с более низкой температурой.
Большая часть дрожжей осаждается в результате флокуляции во время фазы первичного брожения, но это также продолжается во время лагерирования, когда холодные условия способствуют выпадению оставшихся дрожжевых клеток из раствора.
Белки в пиве несут положительный заряд, а полифенолы — отрицательный. Эти два соединения притягиваются друг к другу и из более крупных комплексов: белки/полифенолы. Закон физики, называемый законом Стокса, гласит, что чем больше диаметр частицы, тем быстрее она осядет на дно ферментера. Более низкие температуры способствуют этой активности.
Созревание вкуса
Этот аспект лагерирования до сих пор является предметом продолжающихся научных исследований, как описано в книге «Пивоварение: наука и практика» Бриггса и др. (глава 15):
«Вкус улучшается в процессе созревания, но это улучшение вкуса трудно охарактеризовать и оптимизировать».
А:
«Изменения в уровне соединений серы происходят при созревании, но это не до конца понятно».
Во время лагерирования дрожжи все еще активны, хотя и на более медленном уровне из-за низких температур. Чем ниже температура, тем медленнее дрожжи будут перерабатывать химические соединения. Если вы ферментировали лагерным дрожжевым штаммом, который создал достаточное количество соединений серы, и вы не хотите, чтобы в пиве присутствовали ароматы этих соединений серы (например, вкус тухлых яиц), вам необходимо создать условия, позволяющие соединениям серы обрабатываться. Более высокая температура (например, выше температуры замерзания) лучше всего подходит для стимулирования активности дрожжей (т.е. биохимии).
Рекомендации по лагерированию
Выбор емкости для лагерации
В домашнем пивоварении два основных варианта сосудов для выдержки — бутыли или банальные кеги. Это обсуждалось в сопутствующей статье:
Коммерческие пивовары используют большие резервуары из нержавеющей стали для лагерирования своего пива.
Некоторые пивоварни используют вертикально ориентированные резервуары, в то время как другие предпочитают использовать горизонтальные резервуары. На эти решения влияют размер пивоварни и площадь помещения; горизонтальные резервуары требуют больше квадратных футов пространства, в то время как вертикальные резервуары требуют высоких помещений. Некоторые преимущества горизонтальных резервуаров заключаются в том, что для процесса осаждения требуется меньше места по вертикали (т. е. меньшее расстояние для выпадения дрожжей и белково-полифенольных агрегатов из суспензии), а пониженное гидростатическое давление может быть полезным для выбранного штамма лагерных дрожжей.
Я читал, что некоторые пивоварни устанавливают горизонтальные резервуары, что является вариантом, если у пивоварни есть вертикальное пространство для этого.
Во время моего тура по Únětický Pivovar в Чешской Республике я увидел их лагерные цистерны, и они выбрали для лагерации вертикальные цистерны:
Продолжительность фазы лагерирования
Как обсуждалось ранее, состояние пива по завершении первичного брожения повлияет на необходимость дальнейшего созревания во время лагерирования.
Например, д-р Чарли Бэмфорт, который в настоящее время ушел в отставку с поста руководителя пивоваренной программы Калифорнийского университета в Дэвисе, обсуждал на различных форумах, что, пока он работал в Bass Brewing, они будут проводить ферментацию при повышенной температуре для Carling Lager. а затем провести очень сокращенную фазу лагерирования: всего несколько дней при –1°С (-30,2°). Идея заключается в том, что все аспекты вкуса учитываются во время первичной ферментации, и во время лагерирования не требуется дальнейшего созревания вкуса. Возможно, штамм лагерных дрожжей, используемый для брожения Carling, производит мало соединений серы?
В отличие от этого, я посетил несколько лагерных пивоварен в Чешской Республике (Pilsner Urquell, Staropramen и Únětický Pivovar), и они упомянули, что у них лагер на 30 дней (1 месяц). Я также слушал подкаст, в котором главный пивовар Weihenstephaner (Тобиас Золло) заявил, что они выдерживают свое пиво в течение одного месяца.
Оригинал Плотность пива
Ниже повтор обсуждения в статье «Как сварить светлое пиво»:
В книге «New Brewing Lager Beer» Грег Нунан предложил, чтобы пиво с более низкой плотностью выдерживалось в течение примерно 3-7 дней на каждые 2 °P OG пива.
Например, для пива крепостью 1,040 (10 °P) требуется выдержка от 15 до 35 дней. Для пива средней плотности он предлагает 7-12 дней на 2 °P. Например, для пива крепостью 1,048 (12 °P) рекомендуется лагерировать от 42 до 72 дней. Идея о том, что лагерированию пива с более высоким OG следует уделять больше времени, очевидна.
Ранее я отмечал, что при варке более плотного пива существует тенденция к образованию более высокого содержания спирта. Во время фазы лагерирования дрожжи могут превращать эти высшие спирты в сложные эфиры посредством процесса, называемого этерификацией. Длительный период лагерирования может быть полезен для таких сортов пива, как Doppelbock.
Какую температуру использовать для лагерирования
То, насколько холодным будет ваше пиво, будет зависеть от ряда факторов:
- Требуется ли созревание вкуса для партии пива?
- Вы ищете пиво быстрого оборота?
- Какой уровень уточнения желателен?
Я думаю, можно с уверенностью сказать, что лагерирование должно происходить при низких температурах (например, ниже 40 °F), но насколько близко к температуре замерзания (или ниже точки замерзания в случае с Carling Lager) — это вопрос вашего выбора.
Лагерирование при температуре близкой к заморозке оптимизирует процесс осаждения, но, возможно, с риском созревания вкуса.
Как обсуждалось ранее, для Carling Lager пивоварня решает просто выдерживать лагер в течение нескольких дней при очень низкой температуре. Я никогда не пробовал Carling Lager, который является добавочным лагером, но, судя по моим чтениям, это не то пиво, о котором высоко ценят нетрадиционные любители пива. Возможно, есть и обратная сторона короткого и слишком холодного лагерирования?
Можно ли варить пиво слишком долго?
Некоторые представители пивоваренной промышленности утверждают, что слишком долгое выдерживание пива может быть вредным.
В дискуссии подкаста с Тобиасом Золло, главным пивоваром Weihenstephaner, он упомянул, что не будет выдерживать лагер дольше 5 недель, поскольку в противном случае автолиз дрожжей привнесет в пиво негативные вкусы. Может быть, это больше беспокоит масштабы коммерческого пивоварения, а не масштабы домашнего пивоварения?
Я могу сообщить, что в своей практике домашнего пивоварения я использую продолжительность 1 месяц для лагерирования при 38 ° F для моих лагеров средней плотности, и это работает для меня.
Каждый домашний пивовар должен поэкспериментировать и решить, какая смесь штамма лагерных дрожжей, температуры и продолжительности лагерирования лучше всего соответствует его личному вкусу.
Авторские права на все содержимое принадлежат MoreFlavor Inc., 2022 г. Все права защищены. Никакая часть этого документа или связанных с ним файлов не может быть воспроизведена или передана в любой форме и любыми средствами (электронными, фотокопированием, записью или иным образом) без предварительного письменного разрешения издателя.
Ферментация яблочного сока с использованием выбранного штамма дрожжей, выделенного из ферментированных пищевых продуктов гималайских регионов, и его органолептические свойства
Введение
сельские районы, особенно горные и племенные жители, где ограниченные ресурсы поощряют использование этих продуктов для удовлетворения дополнительных потребностей в питании (Kanwar et al., 2007). Ноу-хау этих традиционных процессов и технологий, связанных с производством ферментированных продуктов, передаются из поколения в поколение как коммерческая тайна.
Эти ферментированные продукты производятся в примитивных условиях, что приводит к низкому выходу и низкому качеству, а иногда даже к порче продукта. Таким образом, необходимо выбрать специфическую микрофлору, связанную с этими продуктами, чтобы обеспечить постоянство их производства и качества. Наиболее важным организмом, связанным с ферментированными пищевыми продуктами, являются дрожжи, и было замечено, что среди нескольких дрожжей Saccharomyces cerevisiae — наиболее распространенный вид, связанный с процессами ферментации (Querol and Fleet, 2006). Для сохранения типичных органолептических свойств ферментированного продукта или напитка важно выбрать конкретный штамм дрожжей, который придает характерный органолептический и ароматический вкус ферментированному продукту/напитку. Уже сообщалось о производстве нескольких вин из некоторых тропических фруктов с использованием штаммов S. cerevisiae (Ezeronye, 2004; Capece et al., 2012). Яблоко является одним из самых популярных фруктов Западных Гималаев и очень скоропортящимся.
Следовательно, его необходимо перерабатывать, чтобы сохранить его питательную ценность и разработать продукты с добавленной стоимостью.
Регион Западных Гималаев является богатым хранилищем микробного генетического разнообразия. Сорок три местных изолята дрожжей уже были охарактеризованы на кафедре микробиологии Сельскохозяйственного университета штата Химачал-Прадеш в Палампуре из различных ферментированных пищевых продуктов Западных Гималаев. Двадцать три из них были идентифицированы как штаммы S. cerevisiae с помощью традиционных и молекулярных методов маркеров, таких как случайная амплификация полиморфной ДНК (RAPD), Inter Simple Sequence Repeats (ISSR), универсальные праймеры риса (URP) и дельта-маркеры ( Патания и др., 2010). Эти штаммы уже были изучены на предмет разнообразия на уровне штаммов с использованием области внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS) в качестве маркера (Keshani et al., 2015). Кроме того, на основе различий в пивоваренных качествах этих штаммов; они были дополнительно изучены на предмет их органолептического эффекта на генном уровне.
В процессе брожения дрожжевые клетки производят широкий спектр ароматических веществ, особенно летучих эфиров, которые сильно влияют на сложный вкус сброженных алкогольных напитков. Хотя эти вторичные метаболиты часто образуются только в следовых количествах, их концентрация определяет отчетливый аромат этих напитков. Наиболее известными ферментами, участвующими в синтезе сложных эфиров, являются алкогольацетилтрансферазы (ААТазы; EC 2.3.1.84). Эти ААТазы кодируются ATF1 , гомолог ATF1 генов Lg- ATF1 и ATF2 (Fujii et al., 1996; Yoshimoto et al., 1998; Yoshimoto et al., 1999). Верстрепен и др. (2003) продемонстрировали, что сверхэкспрессия ATF1 в коммерческом штамме пивовара приводит к значительному увеличению концентрации изоамилацетата и этилацетата в продукте. Эти результаты показывают, что уровень экспрессии ATF1 является важным ограничивающим фактором для синтеза сложных эфиров в промышленных условиях. Вариация на 9Ген 0005 ATF1 также может быть выявлен с помощью органолептических исследований и последующего сравнения профилей с вариациями, наблюдаемыми на генетическом уровне.
Это исследование также поможет в сравнении профилей сложных эфиров, кодируемых последовательностью гена ATF1 , выбранных штаммов для понимания и определения диапазона ароматических фенотипов (сложных эфиров), которые демонстрируют винные дрожжи Западных Гималаев, и того, как эти знания могут быть использованы. для разработки новых ароматоактивных дрожжей или включения этих диких дрожжей с большим ферментационным (вкусовым) потенциалом в промышленном секторе для лучшего использования на коммерческом уровне.
Материалы и методы
Изоляты дрожжей и поддержание культур
Из 23 штаммов S. cerevisiae , доступных в Отделе микробиологии, HPAU, Палампур, Индия, 10 штаммов были использованы в настоящем исследовании на основе изменчивости по своим пивоваренным качествам (таблица 1) и поддерживались на картофельно-декстрозном агаре при 4°C и в 50% (об./об.) глицерине при –80°C.
ТАБЛИЦА 1. Saccharomyces cerevisiae , использованных в настоящем исследовании, вместе с их источником, местом сбора и регистрационными номерами гена GenBank ATF1 .
ATF1 Gene Studies
Для выделения ДНК использовали набор для выделения ДНК дрожжей (Biobasic Inc.). Образцы запасов ДНК были количественно определены с использованием Nanodrop. Качество и чистоту ДНК проверяли электрофорезом в 0,8% агарозном геле. Для последовательности гена ATF1 использовали 293 п.н. вышестоящего, относящегося к промотору и блоку ТАТА, за которыми следовали 1578 п.н. ORF и 217 п.н. 3’UTR. Для амплификации и секвенирования этот участок длиной 2088 п.н. был разделен на три перекрывающиеся последовательности. Для амплификации этих трех перекрывающихся последовательностей использовали три отдельные пары праймеров, т. е. ATF1FL (TGCACTCGATGGTCTTCTCA) и ATF1FR (GACAAATTAGCCGCCAACTC) для первого контига, ATF1SL (TGCAATGTTCTGCACGTTATT) и ATF1SR (TAGTTGTGAGCGGCAATCTG) для второго контига и ATF1TL (GAACTTRGAATGGCTTF1CGG) TGCATGTTCTGCACGTTATT) для третьего контига. Амплификацию методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) проводили в термоциклере (BOECO, Германия) с начальной денатурацией при 95°С в течение 2 мин, затем 30 циклов 94°С в течение 30 с, 51°С в течение 30 с и 72°С в течение 90 с с конечной стадией элонгации при 72°С в течение 10 мин.
Продукт ПЦР анализировали на 1,2% агарозном геле. Для секвенирования ДНК очищенные продукты ПЦР сушили вымораживанием (CHRIST ALPHA I-2LD) и секвенировали по индивидуальному заказу (автоматический секвенатор ABI 3730xl) как с прямым, так и с обратным праймерами (Xcelris Labs Ltd., Ахмадабад, Индия). Перекрывающиеся области последовательностей ДНК были выровнены для получения полной последовательности гена. Поиск гомологии для 9Ген 0005 ATF1 проводили с использованием программы NCBI BLASTN http://www.ncbi.nih.gov/blast, а филогенетические анализы проводили в программе MEGA 5.1.
Органолептические исследования
Для проведения опытов был выбран сорт яблок Роял Делишес. Отбирали здоровые плоды, промывали их горячей водой, смешивали с 0,1% раствором метабисульфита калия и использовали для получения сока в гигиенических условиях. Физико-химический анализ яблочного сока проводился по различным параметрам, которые включали определение общего количества растворимых сухих веществ (TSS), рН, титруемой кислотности, соотношения кислот по шкале Брикса, общих сахаров, редуцирующих сахаров и аскорбиновой кислоты.
Закваска из шести отборных 9Штаммы 0005 S. cerevisiae , а именно Sc01, Sc02, Sc05, Sc12, Sc21 и Sc24, получали путем инокуляции 2% инокулята семян в пастеризованный яблочный сок и инкубировали при 28°C в течение 24 ч при встряхивании. Пастеризованный яблочный сок инокулировали 1% инокулята с добавлением диаммонийгидрофосфата (DAHP) (300 мг мас./об.) и инкубировали при комнатной температуре для ферментации. Отбирали периодические образцы, вращали при 6000 об/мин в течение 5 минут и анализировали на TSS, pH и содержание этанола до тех пор, пока не было замечено дальнейшего снижения °Brix. После завершения ферментации был проведен анализ конечного продукта по различным параметрам, т.е. оценка pH, общего количества растворимых сухих веществ, титруемой кислотности (Amerine et al., 19).67), соотношение Брикса и кислоты, содержание этанола (Caputi et al., 1968), содержание аскорбиновой кислоты (Ranganna, 1976), редуцирующих сахаров (Miller, 1950) и общее количество сахаров (Dubois et al., 1956).
Органолептическая оценка
Органолептическая оценка сидра проводилась на основе внешнего вида, цвета, вкуса, ощущения во рту и общей приемлемости группой из пяти судей. Принятие товаров потребителем оценивалось по девятибалльной «гедонистической шкале» (Amerine et al., 1965).
Статистический анализ
Все эксперименты были выполнены в трех экземплярах, и результаты были проанализированы статистически с помощью однофакторного дисперсионного анализа и представлены в виде средних значений со стандартной ошибкой, рассчитанной на уровне достоверности 95%.
Результаты и обсуждение
ATF1 Генетические исследования
В процессе ферментации дрожжевые клетки вырабатывают широкий спектр ароматоактивных веществ, которые сильно влияют на сложный вкус сброженных алкогольных напитков. Хотя эти вторичные метаболиты часто образуются только в следовых количествах, их концентрации определяют отчетливый аромат этих напитков. Вкусоактивные вещества, образующиеся при брожении клеток дрожжей, можно разделить на пять основных групп: серосодержащие молекулы, органические кислоты, высшие спирты, карбонильные соединения и летучие эфиры (Нюканен и Суомалайнен, 19).
83; Никанен, 1986; Хаммонд, 1993; Ламбрехтс и Преториус, 2000 г.; Писарницкий, 2001). Из них летучие сложные эфиры представляют самую большую и наиболее важную группу. Они ответственны за желаемый фруктовый характер пива и, в меньшей степени, других алкогольных напитков, таких как вино. Основные ароматоактивные эфиры в пиве — это ацетатные эфиры, такие как этилацетат (аромат, подобный растворителю), изоамилацетат (банановый аромат) и фенилэтилацетат (цветочный, розовый аромат). Кроме того, C 6 –C 10 Этиловые эфиры жирных кислот со средней длиной цепи, такие как этилгексаноат (этилкапроат) и этилоктаноат (этилкаприлат), которые имеют аромат «кислого яблока», также важны для общего букета (Meilgaard, 2001).
Средства контроля синтеза сложных эфиров во время промышленной ферментации пива очень ограничены (Verstrepen et al., 2001). Хорошо известно, что образование сложных эфиров сильно зависит от используемого штамма дрожжей (Peddie, 1990) и от определенных параметров ферментации.
Альварес и др. (1994) обнаружил четкую корреляцию между концентрациями этилацетата и изоамилацетата в пиве, что указывает на то, что эти сложные эфиры могут быть синтезированы одним и тем же ограничивающим скорость ферментом. Наиболее известными ферментами, участвующими в синтезе сложных эфиров, являются так называемые алкогольацетилтрансферазы (ААТазы; КФ 2.3.1.84), кодируемые генами ATF ( ATF1, ATF2 и Lg-ATF1 ). Эти ферменты катализируют образование ацетатных эфиров из двух субстратов: спирта и ацетил-КоА. Было показано, что во время ферментации скорость образования ацетатного эфира соответствует схеме, соответствующей активности ААТазы (Malcorps et al., 19).91). В одном из исследований сверхэкспрессия ATF1 , полученного из штамма пивных дрожжей промышленного лагера, привела к 27-кратному увеличению продукции изоамилацетата и 9-кратному увеличению продукции этилацетата по сравнению с трансформантами с пустым вектором (Fujii et al. ., 1994). Эти исследования показывают, что уровень экспрессии ATF1 является важным ограничивающим фактором для синтеза сложных эфиров в промышленных условиях.
В отобранных штаммах S. cerevisiae 9Было обнаружено, что ген 0005 ATF1 состоит из 1566 п.н. открытой рамки считывания, кодирующей 522 аминокислоты. Эти результаты показали расхождение с более ранним исследованием, в котором сообщалось об открытой рамке считывания 1578 п.н. структурного гена, кодирующего 525 аминокислот в S. cerevisiae (Fujii et al., 1994). Последовательности кодирующих белок областей гена ATF1 показали широкое разнообразие в пределах этих десяти местных штаммов. Множественное выравнивание последовательностей выявило около 103 замен нуклеотидов в разных местах без каких-либо делеций или вставок. Последующий анализ аминокислотных последовательностей генов ATF1 выявили различия примерно в 47 аминокислотах среди местных штаммов дрожжей, что свидетельствует о больших различиях в аромате и вкусе пивоваренных продуктов. Верстрепен и др. (2003) также показали, что избыточная экспрессия разных аллелей ATF1 и ATF2 приводит к разной скорости продукции сложных эфиров, указывая на различия в ароматических профилях штаммов дрожжей, которые могут быть частично связаны с мутациями в их генах ATF .
В филогенетических деревьях (рис. 1 и 2), основанных на анализе нуклеотидной и аминокислотной последовательности, 9Было обнаружено, что последовательность 0005 ATF1 штамма KF429732 (Sc01) сильно отличается от других штаммов, использованных в исследовании. Этот штамм также обладал наиболее желаемыми органолептическими свойствами, что подтверждается исследованиями, проведенными с крепким яблочным сидром (таблица 5). Филогенетическое древо, полученное после анализа аминокислотной последовательности гена ATF1 (рис. 2), было практически аналогично полученному после анализа нуклеотидных последовательностей. Как видно из результатов, ген ATF1 может быть использован для выявления различий в образовании эфиров среди этих аборигенных штаммов дрожжей на генетическом уровне.
РИСУНОК 1. Филогенетическое дерево, изображающее вариации последовательностей генов ATF1 со шкалой 0,005 замен на положение нуклеотида.
РИСУНОК 2.
Филогенетическое дерево, изображающее вариации последовательностей генов ATF1 со шкалой 0,005 замен на положение аминокислоты.
Органолептические исследования
Сидр — один из самых популярных напитков во всем мире. В странах-производителях яблок урожай яблок и его последующая переработка для получения производных (бренди, уксус, яблочный сок и т. д.) имеет огромное коммерческое, экономическое и социальное значение. Для производства сидра используется множество различных штаммов дрожжей и методов ферментации. Интерес к продуктам местного производства растет из-за заботы потребителей об окружающей среде, недоверия к промышленным продуктам питания и спроса на продукты высокого качества. Яблоки являются преобладающей фруктовой культурой штата Химачал-Прадеш, и переработка яблок в сидр может внести значительный вклад в развитие рынка. Выбор штамма дрожжей в качестве заквасочной культуры может сильно повлиять на вкусовой профиль ферментированных напитков (Nurgel et al.
, 2009).). Во время ферментации яблочного сока скорость и содержание этанола, сахаров, дубильных веществ, сложных эфиров, метанола и летучих кислот являются одними из характеристик качества, на которые может влиять конкретный штамм дрожжей (Joshi et al., 2002). Физико-химический состав яблочного сока оценивался на основе химического анализа и представлен в таблице 2.
ТАБЛИЦА 2. Физико-химическая характеристика яблочного сока.
Установлено, что условия брожения, такие как начальная концентрация сахара и температура, оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на качество напитка. Взаимодействие между температурой и концентрацией сахара может определять конечное качество напитка (Llaurado et al., 2002). Поэтому уровень сахара в мякоти доводили до 18 °Brix с использованием гранулированной сахарозы. В пульпу инокулировали 1% шести выбранных штаммов дрожжей (Sc01, Sc02, Sc05, Sc12, Sc21 и Sc24) для оценки различий в их ферментативном поведении.
Образцы инкубировали при комнатной температуре (25°С). Изучение динамики брожения показало, что для приготовления крепкого сидра оптимально 15 дней, а для мягкого – 3 дня. Значительные изменения и различия до 13 дней были зарегистрированы во время ферментации крепкого сидра для каждого штамма. Большинство параметров показали значительно разные значения после 15 дней ферментации (таблица 3).
ТАБЛИЦА 3. Сравнительный физико-химический анализ яблочного сидра, приготовленного шестью штаммами S. cerevisiae через 15 дней.
Образцы яблочного сидра были подвергнуты органолептическому анализу, чтобы определить его приемлемость для дегустаторов. Мягкий и крепкий яблочный сидр оценивались комиссией из пяти судей по 9-балльной «гедонистической шкале». Мягкий сидр, приготовленный из штамма Sc21 S. cerevisiae , оказался лучшим среди всех других препаратов сидра (таблица 4), а крепкий сидр, приготовленный из штамма Sc01, оказался стандартного качества (таблица 5) и содержал 5,43% спирта (v /v) и 7 °Brix сахара.
ТАБЛИЦА 4. Органолептическая оценка мягкого сидра, приготовленного с использованием шести штаммов S. cerevisiae .
ТАБЛИЦА 5. Органолептическая оценка крепкого сидра, приготовленного с использованием шести штаммов S. cerevisiae .
Заключение
Исследования гена ATF1 выявили широкое разнообразие среди 10 местных штаммов дрожжей, что свидетельствует о большом разнообразии аромата и вкуса пивоваренных продуктов. Эти находки означают, что этот ген может играть роль в выявлении различий в образовании эфиров среди местных S. cerevisiae штаммов. Однако необходимо дальнейшее изучение других групп генов, связанных с этим признаком, поскольку они также являются важными факторами, определяющими аромат и вкус пивоваренных продуктов. Было обнаружено, что последовательность гена ATF1 Sc01 отличается от других штаммов, использованных в исследовании, и органолептические свойства этого штамма были наиболее желательными среди всех местных штаммов дрожжей.
Органолептический анализ показал, что Sc21 и Sc01 являются лучшими штаммами для мягкого и твердого яблочного сидра, соответственно, что указывает на их роль в повышении качества яблочных продуктов.
Вклад авторов
Все перечисленные авторы внесли существенный, непосредственный и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее для публикации.
Финансирование
Д-р Кешани благодарит Департамент науки и технологий правительства Индии в Нью-Дели за получение стипендии INSPIRE в соответствии с приказом № DST/INSPIRE Fellowship/2010/321 от 30 марта 2011 г.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Резюме этого исследовательского доклада было опубликовано на Международной конференции по этническим ферментированным продуктам и напиткам: микробиология и польза для здоровья, проходившей в Сиккимском университете, Гангток, Сикким, Индия, 20–21 ноября 2015 г.
Ссылки
Альварес, П.П., Малкорпс, А., Алмейда, С., Феррейра, А., Мейер, А.М., и Дюфур, Дж.П. (1994). Анализ свободных жирных кислот, сивушных спиртов и эфиров в пиве: альтернатива экстракции CS2. Дж. Ам. соц. Варить. хим. 52, 127–134.
Google Scholar
Америн, М. А., Берг, Х. В., и Крюсс, В. В. (1967). Технология виноделия. Вестпорт, Коннектикут: AVI Publishing Company Inc, 692.
Google Scholar
Америн, М. А., Пангборн, Р. М., и Ресслер, Э. Б. (1965). «Монографии по пищевой науке и технологии», в Принципы органолептической оценки пищевых продуктов , изд. MA Amerine (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Academic Press), 338–339.
Капече А., Романьелло Р., Сиесто Г. и Романо П. (2012). Разнообразие дрожжей Saccharomyces cerevisiae , связанных со спонтанным брожением винограда из итальянского «героического виноградарства». Пищевой микробиол. 31, 159–166. doi: 10.1016/j.fm.2012.03.010
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Капути А.
, Уеда М. и Браун Т. (1968). Спектрофотометрическое определение этанола в вине. утра. Дж. Энол. Витикул. 19, 160–165.
Google Scholar
Дюбуа М., Гиллс К. А., Гамильтон Дж. К., Робертс П. А. и Смит Ф. (1956). Колориметрический метод определения сахаров и родственных им веществ. Анал. хим. 28, 350–356. doi: 10.1021/ac60111a017
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Эзерони, О. У. (2004). «Профиль использования питательных веществ Saccharomyces cerevisiae из пальмового вина при ферментации тропических фруктов», в Antonie van Leeuwenhoek , изд. Ingenta Connect (Дордрехт: Kluwer Academic Publishers), 235–239.
Реферат PubMed | Google Scholar
Фуджи Т., Нагасава А., Ивамацу Т., Богаки Ю., Тамаи Т. и Хамачи М. (1994). Молекулярное клонирование, анализ последовательности и экспрессия гена дрожжевой алкоголь-ацетилтрансферазы. Заяв. Окружающая среда. микроб. 60, 2786–2792.
Google Scholar
Фуджи Т.
, Йошимото Х. и Тамаи Т. (1996). Производство ацетатного эфира Saccharomyces cerevisiae , в котором отсутствует ген ATF1, кодирующий алкогольацетилтрансферазу. Дж. Фермент. биоинж. 81, 538–542. doi: 10.1016/0922-338X(96)81476-0
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Hammond, JRM (1993). «Пивные дрожжи», в Дрожжи , Vol. 5, ред. Х. А. Роуз и Дж. С. Харрисон (Лондон: Academic Press), 7–67.
Google Scholar
Джоши В.К., Сандху Д.К., Такур Н.С. и Валия Р.К. (2002). Влияние различных источников брожения на вкусовой профиль яблочного вина методом описательного анализа. Акта Алимент. 31, 211–225. doi: 10.1556/AAlim.31.2002.3.2
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Канвар С.С., Гупта М.К., Каточ К., Кумар Р. и Канвар П. (2007). Традиционные ферментированные продукты региона Лахаул и Спити штата Химачал-Прадеш. Индийский журнал J. Tradit. Знай. 6, 42–45.
Google Scholar
Кешани С.П.Н., Шарма К.
Д. и Канвар С.С. (2015). Молекулярное и функциональное разнообразие Saccharomyces cerevisiae штаммов традиционных ферментированных продуктов Северо-Западных Гималаев. Энн. микробиол. 65, 2265–2275. doi: 10.1007/s13213-015-1068-3
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ламбрехтс, М. Г., и Преториус, И. С. (2000). Дрожжи и их значение для аромата вина: обзор. Южная Африка Дж. Энол. Витик. 21, 97–129.
Google Scholar
Ллаурадо Дж., Розес Н., Роберт Р., Мас А. и Контанти М. (2002). Низкотемпературное спиртовое брожение виноградного сусла с высоким содержанием сахара. J. Food Sci. 67, 268–273. doi: 10.1111/j.1365-2621.2002.tb11396.x
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Малкорпс П., Шеваль Дж. М., Джамиль С. и Дюфур Дж. П. (1991). Новая модель регуляции синтеза эфира алкогольацетилтрансферазой у Saccharomyces cerevisiae . Дж. Ам. соц. Варить. хим. 49, 47–53.
Реферат PubMed | Google Scholar
Meilgaard, MC (2001).
Влияние инноваций в пивоваренном оборудовании и обработке на вкус: обзор. Дж. Инст. Варить. 107, 271–286. doi: 10.1002/j.2050-0416.2001.tb00098.x
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Миллер, Г. Л. (1950). Использование реагента динитросалициловой кислоты для определения редуцирующих сахаров. Анал. хим. 32, 426–428.
Google Scholar
Нургель К., Эртен Х., Канбас А., Джабароглу Т. и Селли С. (2009). Влияние штаммов Saccharomyces cerevisiae на ферментацию и вкусовые соединения белых вин, изготовленных из эмира, выращенного в Центральной Анатолии. Турция. J. Ind. Microbiol. Биотехнолог. 29, 28–33. doi: 10.1038/sj.jim.7000258
PubMed Abstract | Полный текст CrossRef
Никанен, Л. (1986). Формирование и появление ароматических соединений в вине и дистиллированных алкогольных напитках. утра. Дж. Энол. Витик. 37, 84–96.
Google Scholar
Нюканен Л. и Суомалайнен Х. (1983). «Ароматические спирты», в Аромат пива, вин и дистиллированных алкогольных напитков , изд.
Л. Никанен (Дордрехт: издательство D. Reidel Publishing Company), 272–29.8.
Патания, Н., Канвар, С.С., Джанг, Т., Кундал, К.Р., и Шарма, Т.Р. (2010). Применение различных молекулярных методов для расшифровки генетического разнообразия дрожжевых изолятов традиционных ферментированных пищевых продуктов Западных Гималаев. World J. Microbiol. Биотехнолог. 26, 1539–1547. doi: 10.1007/s11274-010-0329-3
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Peddie, HAB (1990). Образование сложных эфиров при пивоваренном брожении. Дж. Инст. Варить. 96, 327–331. doi: 10.1002/j.2050-0416.1990.tb01039.x
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Писарницкий А. Ф. (2001). Формирование аромата вина: оттенки и несовершенства, вызванные второстепенными компонентами: обзор. Заяв. Биохим. Микро. 37, 552–560. doi: 10.1023/A:1012390731145
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Керол, А., и Флит, Г. Х. (2006).
« Дрожжи в продуктах питания и напитках » в Справочник по дрожжам , редакторы А. Керол и Г. Х. Флит (Берлин: Springer-Verlag), 335–379.
Ранганна, С. (1976). Руководство по анализу плодоовощной продукции. New Delhi: McGraw Hill, 77.
Google Scholar
Verstrepen, K.J., Bauer, F.F., Winderickx, J., Derdelinckx, G., Dufour, J.P., Thevelein, J.M., et al. (2001). Генетическая модификация Saccharomyces cerevisiae : соответствие потребностям современного пивовара. Церевизия 26, 89–97.
Google Scholar
Verstrepen, K.J., Van Laere, S.D.M., Vanderhaegen, B.M.P., Derdelinckx, G., Dufour, J., Pretorius, I.S., et al. (2003). Уровни экспрессии генов дрожжевой алкоголь-ацетилтрансферазы ATF1. Lg-ATF1 и ATF2 контролируют образование широкого спектра летучих эфиров. Заяв. Окружающая среда. микроб. 69, 5228–5237.
Реферат PubMed | Google Scholar
Йошимото Х., Фудзивара Д., Момма Т., Танака К.