Размножение дрожжей в пивном сусле ограничивается в связи с недостатком в нем ассимилируемого азота, солей цинка, железа и пантотеновой кислоты. Недостаток железа может компенсироваться ионами магния, концентрация которых в несколько раз превышает потребности дрожжей, в то время как лимит ионов цинка, пантотеновой кислоты и аминного азота может быть восполнен внесением этих компонентов в пивное сусло. С этой целью при получении пива для обогащения среды факторами роста и микроэлементами применяют различные препараты и «подкормки» для дрожжей (табл. 7.15).
Применение препаратов направлено на улучшение физиологического состояния семенных дрожжей, увеличение коэффициента их прироста, интенсификацию процесса главного брожения и улучшению органолептических свойств пива за счет увеличения стойкости дрожжей к автолизу и высокой степени сбраживания.
Эффект от внесения «подкормки» зависит от длительности и условий хранения семенных дрожжей (их физиологического состояния), состава сусла (особенно содержания в нем аминного азота), номера генерации семенных дрожжей, способа главного брожения, сорта пива (светлое, плотное, темное).
С увеличением номера генерации ухудшается физиологическое состояние дрожжей вследствие адсорбции на их поверхности белково-дубильных комплексов, хмелевых горьких веществ и инфицирующих пиво бактерий. В этом случае расход препаратов увеличивается до максимально рекомендуемой нормы. Следует отметить, что при значительной обсемененности дрожжей посторонними микроорганизмами не рекомендуется использовать препараты, стимулирующие размножение дрожжей, так как одновременно с интенсификацией процессов размножения дрожжей и сбраживанием сусла наблюдается размножение посторонних микроорганизмов.
Таблица 7.15
Препараты, применение которых направлено на интенсификацию роста и размножения дрожжей и увеличение их бродильной активности
Название | Фирма | Состав |
Питание для дрожжей Yeast Food GF |
Неорганические вещества (соли аммония, калия, цинка, марганца) Органические вещества (соевая мука) Факторы роста |
|
Alcoten | Murphy and Son Ltd | Смесь витаминов группы В и аминокислот |
Дрожжевая подкормка Rhodia Zumesite | Rhodia LTD | Смесь неорганических веществ (солей аммония, марганца, цинка) |
HY-VIT | Hydralco Hydracolloide GmbH |
Неорганические вещества (соли кальция, цинка, аммония) Аминокислоты Витамины группы В Пептон |
Yeastex | I.E.Siebel Sons Company | Смесь неорганических веществ (солей аммония, марганца, цинка) |
Brewer's yeast food | Biocon India, Ltd | Комбинация неорганических и органических веществ и факторов роста |
Литература
♦ Аннемюллер Г., Мангер Х.-Й. Границы и последствия размножения дрожжей в пивном сусле // Brauwelt, Мир пива. - 2000. - № 2. - С. 12-17.
♦ Бурьян Н. И. Микробиология виноделия. Ялта: Институт винограда и вина «Магарач». – 1997.-431с.
♦ Достижения в технологии солода и пива / Под ред. А. П. Колпакчи. – М.: Пищевая промышленность. – Прага СНТЛ:. Издательство технической литературы, 1980. – 351 с.
♦ Ерошкина Е. В. Исследование новых рас пивных дрожжей для интенсификации процессов брожения и дображивания пива и улучшение его качества: автореф. дисс. на соиск. учен, степ. канд. техн. наук. – Воронеж, 2000. – 18 с.
♦ Жвирблянская А. Ю, Исаева В. С. Дрожжи в пивоварении. – М.:. Пищевая промышленность. 1979. - 246 с.
♦ Кишковский 3. Н., Скурихин И. М. Химия вина. – М.: Агропромиздат, 1988. – 254 с.
♦ Кунце В., Мит Г. Технология солода и пива. – Пер. с нем. – СПб.: Профессия, 2001. – 912 с.
♦ Патент № 2066350 (Россия), Способ получения пивных дрожжей / Т. В. Меледина, В. Г. Черныш, С. А. Анисимов. - Опубл. БИ, № 25. - 1996.
♦ Меледина Т. В.Роль штаммовых характеристик дрожжей в формировании вкуса и аромата пива // Brauwelt, Мир пива. - 1997. - № 1. - С. 35-37.
♦ Меледина Т. В., Черныш В. Г. Применение активных сухих пивных дрожжей в производстве пива //Brauwelt, Мир пива. - 1996. - № 1. - С. 30-31.
♦ Меледина Т. В., Гудь И. В.Влияние условий реактивации на репродуктивные процессы в клетках активных сухих пивных дрожжей// Вестник международной академии холода – 1998. – № 3-4. – С. 18-19.
♦ Меледина Т. В., Гудь И. В., Дарков Г. В. Теория и практика дегустации пива // ВЕКО о напитках. - 1999. - № 1(5). - 1999. - № 2(6). - С. 12-14.
♦ Перт С. Дж.Основы культивирования микроорганизмов и клеток. – М.: Мир, 1978. – 331с.
♦ Хорунжина С. И.Биохимические и физико-химические основы технологии солода и пива. – М.: Колос, 1999.-312 с.
♦ Черепенникова Е. Б.Пути интенсификации стадии брожения в технологии светлых сортов пива: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. – М.: 2001. – 25 с.
♦ Back W., Diener С, Sacher В.Hуfeweizenbier – taste spectrum and technology // Brauwelt, Мир пива. - 2000. -N 2. - С. 112-117.
♦ HeyseK-U.Handbuch der brauerei-praxis.3 edicion. Gуfranke-Fachverlag. – 1989. – 865 p.
♦ Kreger-van Rij, NJ.W.The yeasts a taxonomic stady. – 1984. – 3-nd Edition, Elsevier- North-Holland, Amsterdam.
♦ Young T.W.The biochemistry and physiology of yeast growth // Brewing Microbiology. – New York, 1987. - Chapt. 2. - P. 15-45.
♦ Ohno T. Tacashi R.The role of wort aeration in the brewing process. Part 1. Oxygen uptake and biosynthesis of lipid by the final yeast. Part 2. Optimal condition for the brewing process // J. Inst. Brew. - 1986. - Vol. 92. - P. 84-87, 88-92.
♦ Suihko M.-L.VTT mikrobikokoelman panimopintahiivat Eripainos Mallas ja Olut. – N 3. – P. 69-77; N 4. - P. 101-110.
♦ Vallee B. L. Zinc and other Active Site Metals as Probes of Local Confirmation and Function of Enzymes // Carlsberg Research Commun. - 1980. - Vol. 45. - P. 423-441.
Бродильная активность дрожжей – важный технологический признак дрожжей, так как определяет длительность главного брожения, физико-химические свойства пива, его биологическую стойкость. Она оценивается по таким показателям, как скорость потребления сахаров, количество выделившегося при этом диоксида углерода, и величина конечной степени сбраживания сусла (метод определения КСС дан в приложении 8). По степени сбраживания все штаммы дрожжей делят на 3 группы: низкосбраживающие, среднесбраживающие и высокосбраживающие.
Скорость и степень сбраживания сусла связаны с активностью мальтозопермеазы, мальтотриозопермеазы, α-глюкозидазы, β-фруктофуранозидазы, алкогольдегидрогеназы – ферментов, участвующих в сбраживании сахаровсусла. Существует тесная взаимосвязь между бродильной активностью и флокуляционной способностью дрожжей: чем выше степень флокуляции, тем позже достигается конечная степень сбраживания пива.
Для оценки штаммов все показатели, характеризующие их свойства, должны определяться в одинаковых условиях. К сожалению, таких сведений нет. Поэтому приводится сравнительная характеристика бродильных свойств дрожжей, полученная по двум методам; в первом случае для оценки выбран метод определения КСС сусла (табл. 7.3), во втором – бродильную активность оценивали по количеству диоксида углерода, выделившегося в процессе брожения (табл. 7.4). При сопоставлении данных, при веденных в табл. 7.3 и 7.4, можно придти к заключению, что среднесбраживающими дрожжами являются штаммы 776, 8а (М), S-Львовская, 44, 41, Р, 69. Высокую бродильную активность имеют дрожжи штаммов 11,129,145,148,34,199 и Н.
Таблица 7.3
Оценка бродильной активности штаммов низовых дрожжей по величине конечной степени сбраживания сусла
Обозначение штамма | Конечная степень сбраживания сусла, % |
776 | 71,7 |
8а (М) | 74,9 |
129 (П) | 79,8 |
145 (П) | 79,4 |
148 (П) | 80,0 |
34 (Н) | 81,4 |
69 (Н) | 76,0 |
199 (Н) | 79,9 |
П – штаммы из Санкт-Петербургской лаборатории микробиологии, биохимии и технологии дрожжей.
Н – немецкие штаммы дрожжей (данные Gresser, цит. по HeyseK.-U., 1989).
Таблица 7.4 Количество диоксида углерода, образующееся при сбраживании 100 мл сусла с массовой долей сухих веществ 11% в течение 7 суток
Обозначение штамма | гСО2/100мл |
776 | 2.70 |
44 | 2,40 |
41 | 2,70 |
S-Львовская | 2,88 |
11 | 2,96 |
Р | 2,08 |
8а (М) | 2,05 |
Н(В) | 2,81 |
В – штамм Воронежской государственной академии.
М - штамм МГУПП.
7.3.2.1.Технологические факторы, определяющие бродильную активность дрожжей
Скорость и степень сбраживания экстракта пивного сусла зависит от состава питательной среды и, в частности, от соотношения между сбраживающимися сахарами (глюкоза : мальтоза: мальтотриоза). При увеличении концентрации глюкозы в среде снижается активность пермеаз, осуществляющих транспорт мальтозы и мальтотриозы в клетки, при этом наблюдается снижение скорости сбраживания сусла. Но это явление не всегда имеет место, так как существуют штаммы дрожжей, у которых глюкозная репрессия не происходит.
Бродильная активность клеток дрожжей взаимосвязана со скоростью их размножения, которая важна для быстрого сбраживания сусла. Скорость роста и размножения клеток в свою очередь зависит от сбалансированности состава сусла (содержания в нем α-аминного азота, факторов роста и некоторых микроэлементов) и наличия в нем растворенного кислорода (более 8 мг/л).
Большую роль играет физиологическое состояние дрожжей и их концентрация в сусле. С увеличением величины засева скорость сбраживания Сахаров сусла возрастает, в результате снижается длительность главного брожения. Так, при увеличении начальной концентрации клеток в сусле с 11 до 208 млн/мл, длительность главного брожения уменьшается с 5 суток до 1 дня. Длительно используемые дрожжи, а также дрожжи, не правильно хранившиеся, имеют низкую бродильную активность.
alternativa-sar.ru
Есть ли практический потенциал у разработок в области генно-модифицированных продуктов и что они сулят пивоварам и просто любителям пенного напитка? Об этом портал Profibeer побеседовал с Татьяной Мелединой, заведующей кафедрой пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья факультета пищевых биотехнологий и инженерии Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО).
— Несмотря на неоднозначное отношение, исследования в области генно-модифицированных продуктов, в частности — дрожжей, уже давно являются предметом интереса ученых разных стран мира, и сегодня можно говорить о некоторых практических результатах этой деятельности, в разной степени применимых и в пивоварении. Например, уже получены рукотворные дрожжи, которые не синтезируют диацетил, что имеет большой потенциал для пивоваров, однако ученым еще предстоит исследовать и изучить эти расы с точки зрения других признаков. В Японии выведены дрожжи, которые полностью сбраживают не только сахара, такие как мальтоза и мальтотриоза, но и высокомолекулярные углеводы.
В принципе, должна сказать, я не разделяю истерию по поводу ГМ-продуктов, и дрожжей в частности. Даже очень беглый взгляд на историческое развитие дрожжей показывает, что с течением времени их геном изменялся и без вмешательства ученых — тысячи лет назад дрожжи были только анаэробами, и мы используем это при брожении. Потом, с появлением кислорода, у дрожжей сформировались митохондрии (дыхательный аппарат) и они смогли эффективно наращивать биомассу. И это тоже нашло применение в пивоварении: на этапе главного брожения концентрация клеток в бродильном танке возрастает в 3-5 раз. Кстати, именно благодаря этому процессу в пиве появляются различные органические кислоты и падает величина рН, а также образуется биологическая энергия (АТФ), которая необходима для синтеза эфиров, определяющих запах пива. Затем возникли факультативно-анаэробные виды дрожжей. Естественность процесса геномных мутаций обусловливается и тем, что все факторы, которые ученые используют в селекционной работе, включая самые агрессивные химические мутагены, присутствуют в окружающей среде в нативном состоянии.
Я думаю, исследовательское любопытство ученых в конечном счете окажется сильнее страха и предрассудков и изучение генно-модифицированных организмов ждет большое будущее. Просто сейчас наше сознание еще не готово принять этот факт из-за недостатка осведомленности об этом процессе, но кто знает, как изменится наше мировоззрение через десятки лет?.. В любом случае остановить это направление в науке уже невозможно, так не разумнее ли взять его под контроль, благо такими методами мы располагаем, и направить в правильное русло? Кстати, молодое поколение пивоваров не видит в использовании ГМО ничего страшного — я задавала им этот вопрос на занятиях по формированию органолептических свойств пива и влиянии на это штаммов дрожжей.
Впрочем, противникам ГМО рано бить тревогу. В России и многих странах Европы использование ГМ-продуктов законодательно запрещено. А результаты исследований в области геномных модификаций, несмотря на появление отдельных открытий, требуют колоссальных инвестиций и являются предметом дальней перспективы. И безусловно, есть более приоритетные сферы использования этих разработок, нежели пивоварение. Да и у пивоваров есть множество способов воздействовать на вкус конечного продукта, помимо генно-модифицированных дрожжей. Так что, думаю, как минимум еще десяток лет эта тема будет дискутироваться исключительно в теоретическом ключе.
profibeer.ru
В производстве пива одновременно с основными продуктами брожения (этанолом и диоксидом углерода) образуется целый ряд побочных продуктов, которые играют существенную роль в формировании органолептических свойств напитка. К этим веществам относятся глицерин, высшие спирты, летучие и жирные кислоты, эфиры, альдегиды и их производные, серосодержащие соединения. Все эти компоненты представляют незначительную часть сухих веществ пива за исключением глицерина, содержание которого в зависимости от массовой доли сухих веществ в сусле может составлять 1,3-2,0 г/л. Тем не менее все побочные продукты брожения, даже не достигающие пороговых значений концентрации (табл. 7.5), определяют вкусовой профиль пива.
Таблица 7.5
Критерии оценки аромата пива (характеристика побочных продуктов брожения)
Компонент | Концентрация, мг/л | Пороговое значение концентраций, мг/л | Оценка аромата | ||
по Mandl und Geiger |
по Miedaner |
по Mandl und Geiger | по Miedaner | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Высшие спирты | |||||
Пропиловый спирт (С3) или пропанол | 9 | – | 2-50 | - | Алкогольный |
Изобутиловый спирт (С4) или 2-метилпропанол | 8 | 5-20 | 15; 175* | 10; 200* | Алкогольный, аптечный, растворитель |
2-метилбутанол (С5) | 11 | 10-20 | – | 10; 65* | Алкогольный, растворитель |
3-мегилбутанол (С6) | 36 | 35-70 | - | 30; 70* | Алкогольный, банан |
2-феинлэтанол | 15 | 10-20 30-50* | 50-75* | 28; 125* | Цветочный (роза) у пшеничного пива |
Органические кислоты | |||||
Пируват | 60 | - | - | - | Солено-кислый |
D+L лактат | 60 | - | - | - | Молочно-кислый |
Цитрат | 165 | - | - | - | Лимонно-кислый |
Малат | 85 | - | - | - | Яблочно-кислый |
Глюканат | 35 | - | - | - | - |
Ацетат (С2) | 90 | - | - | - | Уксусно-кислый |
Масляная (С4) | - | 0,2-0,6 | - | 1,2-2,2 | Сырный, прогорклый |
Изовалерьяновая (С5) | - | 0,5-1,2 | - | 1,5-1,6 | Сырный, старый хмель |
Октановая (С8) или каприловая | – | 3-10 | – | 10-13 | Масляный |
Декановая (С10) или каприновая | – | 0,8 | – | 10 | Прогорклый |
Додекановая (С12) или лауриновая | – | 0,1-0,5 | – | 6 | Мыльный |
Эфиры | |||||
Этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты) | 17 | 5-30 | 30-93 | 25-30 | Фруктовый, карамель, вкус растворителя |
Бутилацетат (бутиловый эфир уксусной кислоты) | - | Менее 0,1 | - | 0,4; 1,6** | Фруктовый, банан (типичный для пшеничного пива) |
Изоамилацетат (изоамиловый спирт уксусной кислоты) | 2 | 0,5-2,5 | 2,0-2,3 | 0,4; 1,6** | Фруктовый (банан) |
Гептилацетат | - | 0,5-2,5 | - | 1,0-1,6 | Фруктовый, банан |
Этилбутират (этиловый эфир масляной кислоты) | – | 0,3 | – | 0,4 | Яблоко, папайя |
Этилкапронат (этиловый эфир гексановой кислоты) | - | 0,1-0,3 | - | 0,12-0,23 | Фруктовый, яблоко |
Этилкапринат (этиловый эфир додекановой кислоты) | - | 0,02 | - | 3,5 | Мыльный, эфирный, дрожжевые тона |
Этиловый эфир молочной кислоты | - | 0,1-0,5 | - | 250 | Фруктовый, земляничный (при биологическом подкислении) |
Карбонильные соединения | |||||
Общий диацетил | 0,1 | – | 0,1 | 0,10-0,15 | Похожий на мыло, масло с жженым сахаром, пахта |
Общий пентандион | 0,1 | - | 1,0 | - | Затхлый, вкус корицы |
Ацетоин | 3,0 | - | 3,0 | 8-20 | Фруктовый, затхлый |
Ацетальдегид | 8 | - | 25-50 | - | Зеленое яблоко, кожура сырых яблок, давленные яблоки |
Сернистые соединения | |||||
Диметилсульфид | 0,1 | 0,03-0,12 | - | 0,10-0,12 | Вареные овощи |
* Значение для пшеничного пива.
** Значения при использовании технологии с биологическим подкислением.
(–) Сведений нет.
Порог ощущения или пороговое значение концентрации вкусоароматического вещества – это наименьшая концентрация вещества, вызывающая соответствующее ощущение (раздражение). Эта та концентрация вещества, которая выявляется дегустатором. С помощью этого показателя можно сравнить ароматическую активность различных веществ.
7.3.3.1. Высшие спирты
Большинство штаммов дрожжей во время брожения (при температуре 7-9°С) образует от 60 до 90 мг/л высших алифатических спиртов (табл. 7.6). В основном это пропиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты (табл. 7.6).
Таблица 7.6
Сравнительная характеристика штаммов дрожжей по синтезу некоторых высших спиртов
Штаммы низовых дрожжей | Концентрация высших спиртов в пиве, мг/дм3 | |||
Пропиловый | Изобутиловый | Изоамиловый | Сумма высших алифатических спиртов | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
776 | 7.92 | 13,71 | 41,52 | 63,15 |
44 | 7,95 | 14,05 | 38,17 | 81,83 |
41 | 7,84 | 13.72 | 34,33 | 55,89 |
S-Львовская | 8,36 | 14,18 | 40,51 | 85,59 |
11 | 9,18 | 17,23 | 41,75 | 68,16 |
F | 8,50 | 15,07 | 33,77 | 57,34 |
8а (М) | 9,10 | 17,78 | 46,39 | 73,27 |
70 | 8,57 | 14,69 | 44,16 | 67,42 |
129 (П) | 19,10 | - | 40,30 | - |
140(П) | 19,70 | - | 43,00 | - |
145 (П) | 11,80 | - | 44,50 | - |
146 (П) | 11,70 | - | 39,50 | - |
34 (Н) | 10,40 | - | - | 81,30 |
35 (Н) | 8,80 | - | - | 84,50 |
69 (Н) | 7,00 | - | - | 63,50 |
84(H) | 10,10 | - | – | 75,90 |
120(H) | 11,10 | - | - | 100,90 |
128(H) | 8,70 | - | - | 83,60 |
132(H) | 10.80 | - | - | 91,00 |
199(H) | 11,80 | - | - | 103,60 |
2036 (Д) | 19,00 | 19,00 | 72,00 | 110,00 |
2091 (Д) | 13,00 | 14,00 | 60,00 | 87,00 |
2155 (Д) | 14.00 | 16,00 | 67,00 | 97,00 |
2322 (Д) | 18,00 | 12,00 | 64,00 | 94,00 |
А15(Ф) | - | - | - | 76,00 |
А3(Ф) | - | - | - | 78,00 |
П – штаммы из Санкт-Петербургской лаборатории микробиологии, биохимии и технологии дрожжей.
Д – штаммы дрожжей из коллекции Alfred Jorgensen Laboratory – AJL (Дания).
H – немецкие штаммы дрожжей (данные Gresser цит. по Heyse K-U, 1989).
Ф – штаммы дрожжей из коллекции VTT (M-L.Suihko 1996, Финляндия).
(–) Сведений нет.
Из высших ароматических спиртов более всего влияет на вкусовой профиль пива 2-фенилэтанол. Этот компонент обусловливает цветочный аромат (аромат розы) и является индикатором пшеничного пива. Обычно содержание фенилэтанола в пиве низового брожения не превышает 20 мг/л, в то время как в пиве верхового брожения, в частности пшеничном пиве, уровень этого компонента достигает 50 мг/л. Из приведенных в табл. 7.6 штаммов, только штамм 199 синтезирует более 30 мг/л фенилэтанола. Этот же штамм, а также штаммы 120 (Н), 2036 (Д) более других склонны к накоплению высших спиртов, уровень которых превышает пороговую концентрацию для пива низового брожения.
7.3.3.2. Эфиры
Эфиры придают пиву фруктовый, цветочный, леденцовый привкус и аромат. Эти же соединения при более высокой концентрации являются причиной появления в пиве дрожжевого привкуса и запаха, а также привкуса и запаха растворителя. В зависимости от химической структуры эфиров изменяется их влияние на вкус и аромат пива (табл. 7.5). В небольших количествах (до значения пороговой концентрации) они способствуют появлению в пиве фруктового аромата (банан, земляника, яблоко, папайя). В том случае, когда содержание эфиров превышает порог ощущения, вкус и аромат пива изменяются. Например, при концентрации этилацетата более 30 мг/л пиво приобретает неприятный химический привкус.
В количественном отношении эфиры представлены главным образом этиловым эфиром уксусной кислоты (этилацетатом) (табл. 7.7). Концентрация этого эфира в зависимости от штамма дрожжей изменяется от 5,9 (штамм 146) до 26,0 мг/л (штамм 2036) (табл. 7.8). Максимальное количество эфиров жирных кислот образуют дрожжи 199 штамма (0,53 мг/л). Роль этих эфиров в восприятии вкуса и аромата пива весьма существенно, так как они, наряду с высокомолекулярными жирными кислотами, придают пиву дрожжевой привкус.
Таблица 7.7
Влияние штаммов на синтез эфиров (данные Gresser цит.по HeyseK-U, 1989)
Концентрация, мг/л | Штаммы низовых дрожжей | ||
34Н | 69Н | 199Н | |
Эфиры уксусной кислоты, в том числе: | 20,0 | 8,0 | 26,1 |
этилацетат | 17,7 | 6,9 | 22,1 |
изобутилацетат | 0,2 | 0,27 | 0,27 |
изопентилацетат | 1.8 | 0,7 | 3,1 |
фенилацетат | 0,3 | 0,16 | 0,62 |
Эфиры жирных кислот | 0,42 | 0,34 | 0,53 |
этилкапронат | 0,14 | 0,08 | 0,27 |
этилкаприлат | 0,24 | 0,22 | 0,22 |
этилкапринат | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
Таблица 7.8
Влияние штаммов на синтез этилацетата
Штамм низовых дрожжей | Концентрация этилацетата в пиве, мг/л | Штамм низовых дрожжей | Концентрация этилацитата в пиве, мг/л |
129 (П) | 12,5 | 120 (Н) | 15,9 |
140 (П) | 14,8 | 128 (Н) | 16,0 |
145 (П) | 9,0 | 132 (Н) | 10,7 |
146 (П) | 5,9 | 199 (Н) | 22,1 |
34 (Н) | 17,7 | 2036 (Д) | 26,0 |
35 (Н) | 14,6 | 2091 (Д) | 9.0 |
69 (Н) | 6,9 | 2155 (Д) | 16,0 |
84 (Н) | 17,6 | 2322 (Д) | 23,0 |
7.3.3.3. Карбонильные соединения
К ним относятся ацетальдегид, ацетоин и вицинальные дикетоны (диацетил, пентандион). Содержание этих компонентов значительно снижается к концу процесса брожения. Ацетальдегид придает пиву аромат зеленых яблок. Пороговое значение концентрации 10-25 мг/л. Содержание ацетальдегида в пиве изменяется в зависимости от штамма в широких пределах от 3 (штамм АЗ) до 26,3 мг/л (штамм 146), оставаясь при этом ниже пороговой концентрации (сравнить табл. 7.5 и 7.9).
С ацетоином связывают появление в пиве подвального, затхлого запаха, Все штаммы, за исключением 69 (Н) и 132(Н), не достигают пороговых концентраций этого карбонила.
Из вицинальных дикетонов наибольшее внимание, как индикатору созревания пива, уделяется диацетилу, который имеет специфический запах и привкус. Для этого вещества характерны очень низкие пороговые концентрации (ниже 0,1 мг/л). Содержание этого дикетона в пиве в зависимости от штаммовых особенностей дрожжей колеблется от 0,035 (для штамм АЗ) до 1,21 мг/л (штамм 44). Следует иметь в виду, что концентрация диацетила в пиве определяется не только штаммом дрожжей, но и технологией брожения и дображивания пива. При использовании одного и того же штамма содержание диацетила в пиве, полученном на разных заводах, может существенно отличаться. Поэтому на многих заводах концентрация диацетила в пиве постоянно контролируется по методике, предложенной ЕВС (см. приложение 14).
Таблица 7.9
Сравнительная характеристика штаммов дрожжей по синтезу карбонильных соединений
Штаммы низовых дрожжей | Концентрация в пиве, мг/л | |||
Ацетальдегид | Ацетоин | Диацетил | Пентандион | |
776 | - | 2,36 | 0,65 | - |
44 | - | 2,22 | 1,21 | - |
41 | - | 1,46 | 1,05 | - |
S-Львовская | - | 1.98 | 1,15 | - |
11 | - | 2,39 | 0,53 | - |
F | - | 2,65 | 1,04 | - |
8а (М) | - | 2,36 | 0,65 | - |
70 | - | 1,65 | 0,50 | - |
129 (П) | 7,1 | - | 0,09 | 0,07 |
140 (П) | 7,1 | - | 0,14 | 0,08 |
145 (П) | 13,8 | - | 0,28 | 0,10 |
146 (П) | 26,3 | - | 0,27 | 0,14 |
34 (Н) | - | 1.6 | 0,07 | 0,09 |
35 (Н) | - | 3,9 | 0,13 | 0,17 |
69 (Н) | - | 12,0 | 0,76 | 0,66 |
84 (Н) | - | 2,4 | 0,32 | 0,35 |
120 (Н) | - | 3,1 | 0,17 | 0,25 |
128 (Н) | - | 1.9 | 0,12 | 0,16 |
132 (Н) | - | 6,1 | 0,24 | 0,24 |
199 (Н) | - | 1,7 | 0,07 | 0.15 |
2036 (Д) | 18 | - | - | - |
2091 (Д) | 21 | - | - | - |
2155 (Д) | 13 | - | - | - |
2322 (Д) | 9 | - | - | - |
А15(Ф) | 4 | - | 0,12 | - |
АЗ(Ф) | 3 | - | 0,035 | - |
(– ) Сведений не обнаружено.
7.3.3.3.1. Биосинтез и редукция (восстановление) диацетила
Исходным метаболитом в синтезе диацетила является α-ацетолактат, который в зависимости от физико-химических условий среды и штаммовых особенностей дрожжей может с разной скоростью превращаться в валин и ацетоин. В виду того, что в процессе размножения дрожжей образуется большое количество α-ацетолактата, избыток его выделяется в бродящее сусло, где происходит оксидативное (в присутствии кислорода) декарбоксилирование α-ацетолактата в диацетил. Здесь следует обратить внимание на то, что образование диацетила из ацетолактата происходит не ферментативным путем (вне дрожжевой клетки). По мере снижения концентрации кислорода в бродящем сусле и уменьшения интенсивности размножения клеток, диацетил при участии фермента алкогольдегидрогеназы, локализованной в клеточной стенке дрожжей, превращается в ацетоин и далее в 2,3-бутандиол. Таким образом, процесс редукции диацетила связан с ферментативной деятельностью дрожжей, а, следовательно, определяется концентрацией клеток при дображивании (созревании) пива.
Установлено, что максимальное количество диацетила образуется в экспоненциальной фазе роста дрожжей. В зависимости от технологии получения пива пик синтеза диацетила может приходиться на 2-5 сутки процесса главного брожения. Затем, при дображивании пива, происходит превращение диацетила сначала в ацетоин (при участии редуктазы дрожжей), а затем в 2,3-бутандиол. Критерием завершенности технологического процесса получения пива является восстановление диацетила до бутандиола – вещества, которое не достигает значений пороговой концентрации восприятия.
7.3.3.3.2. Влияние штаммовых особенностей дрожжей на синтез и редукцию диацетила
На образование диацетила влияют следующие штаммовые особенности дрожжей:
♦ скорость утилизации валина;
♦ активность алкогольдегидрогеназы;
♦ активность ацетогидроксикислоты-синтетазы;
♦ бродильная активность дрожжей;
♦ флокуляционная способность дрожжей.
Синтез и восстановление диацетила связаны с метаболизмом аминокислоты валина, которая образуется также, как и ацетоин и диацетил из α-ацетолактата. В свою очередь, содержание в клетках α-ацетолактата определяется скоростью протекания реакции пируват → α-ацетолактат, которая зависит от активности фермента ацетогидроксикислоты-синтетазы. Предполагается, что валин ингибирует этот фермент и тем самым способствует снижению концентрации диацетила в пиве.
Синтез диацетила определяется бродильной активностью дрожжей: чем она выше, тем раньше накапливается диацетил в пиве и быстрее проходит его восстановление в бутандиол.
Главным показателем, характеризующим бродильную активность дрожжей, является степень сбраживания сусла, определяемая активностью ферментов, участвующих в диссимиляции Сахаров сусла (глюкозы, мальтозы, мальтотриозы). Также важны размеры клеток, тип флокуляции. Установлено, что чем раньше достигается максимальная концентрация диацетила, раньше наблюдается ферментативное восстановление дикетона алкогольдегидрогеназой дрожжей. Для ускорения этого процесса необходимо сохранять определенный уровень диспергированных в среде дрожжей после сбраживания экстракта, для чего даже вводят клетки из ранних стадий брожения. Пылевидные дрожжи образуют в 2-3 раза больше диацетила, чем флокулирующие, но эти дрожжи также быстро осуществляют его редукцию, так как длительное время находятся в пиве во взвешенном состоянии.
7.3.3.3.3. Влияние технологических показателей ведения процесса на синтез диацетила и его редукцию
Из технологических показателей, влияющих на биосинтез диацетила и его редукцию, следует выделить:
♦ состав сусла;
♦ норму введения семенных дрожжей;
♦ температуру;
♦ содержание кислорода в сусле;
♦ режим дображивания.
Синтез и редукция диацетила также зависят от физиологического состояния дрожжей, их возраста, условий предшествующего культивирования и режимов хранения.
7.3.3.4. Органические кислоты
Органические кислоты, как кислоты цикла Кребса (лактат, цитрат, малат, ацетат), так и жирные кислоты (С6-С12) вызывают падение величины рН в процессе сбраживания сусла дрожжами. В отличие от кислот цикла Кребса, жирные кислоты вызывают появление дрожжевого вкуса и снижают пенообразование. По синтезу жирных кислот штаммы не значительно отличаются друг от друга. При использовании различных штаммов концентрация С6-С12 жирных кислот в пиве составляет 5,4-7,3 мг/л. При таких колебаниях концентрации жирных кислот изменения пенообразования и пеностойкости не наблюдается.
alternativa-sar.ru
www.freepatent.ru
Меледина Татьяна Викторовна
д.т.н., проф.,
заслуженный работник высшей школы,
Член ученого Совета Д 212.227.09
Действительный член Международной академии холода
Тел (812)314-28-03
В 1971 г окончила Ленинградского химико- фармацевтический институт, факультет технологии биологически активных веществ.
С 1972 по 1986 г.г. работала в Ленинградском отделении Всесоюзного научно- исследовательского института хлебопекарной промышленности (ЛОВНИИХП), с 1986 г работает в ИХиБТ НИУ ИТМО (Ранее ЛТИХП, СПбГУНиПТ), с 2003 г заведующая кафедрой пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья
В 1980 г защитила кандидатскую диссертацию на соискание степени к.б.н., в 2002 г. – докторскую диссертацию на тему « Научное обоснование и разработка высокоэффективных технологий дрожжей Saccharomyces cerevisiae» по специальности 05.18.07. Биотехнология пищевых продуктов
Т.В. Меледина 42 года работает в области пищевой биотехнологии, из которых 27 посвящено подготовке специалистов разного уровня (студентов, магистров, аспирантов).
Является автором монографий: «Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении/Т.Меледина. – СПб.: «Профессия», 2003 г. – 304 с. Мойка и дезинфекция в пивоварении. /Меледина Т.В. СПб.:СПбГУНиПТ, 2009 г. – 99 с.; Качество пива: стабильность вкуса и аромата, коллоидная стойкость, дегустация // Меледина Т.В., Дедегкаев А.Т., Афонин Д.В. Спб : Профессия, 2011. – 220 с.; «Пищевые добавки и ароматизаторы. Физико-химические и функционально-технологические свойства СПб.:СПбГУНиПТ, 2009 г. – 216 с. Под ее редакцией вышел перевод монографии «Микробиология пива» из-во Профессия, 2005. – 368 с. В 2013 году вышли Учебные пособия Меледина т.в. Физиологическое состояние дрожжей// Т.В. Меледина, С.Г. Давыденко, Л.М. Васильева. СПб: НИУ ИТМО ИХиБТ.2013. 48 с.;
Мелединва Т.В. Биохимические процессы при производстве солода.// Т.В. Меледина, И.П. Прохорчик, Л.И. Кузнецова. СПб: НИУ ИТМО ИХиБТ.2013. 89 с.
Сфера научных интересов лежит в области биотехнологии дрожжей, солода, создания новых технологий пива и стабилизации его качественных характеристик, разработки функциональных и специализированных продуктов питания. В этом направлении под ее руководством 13 человек защитили кандидатские и 12 – магистерские диссертации. являлась консультантом докторской диссертации
Является руководителем двух магистерских программ по направлению подготовки 19.04.02 «Продукты питания из растительного сырья»
- Биотехнология алкогольных, слабоалкогольных и безалкогольных напитков
- Функциональные и специализированные продукты питания из растительного сырья.
Для студентов и магистрантов читает курсы «Инновационные технологии в пивоварении», «Научные основы культивирования микроорганизмов», «Научные основы производства пива и безалкогольных напитков», «Санитария и гигиена отрасли», «Теория и практика дегустации напитков»
Меледина Татьяна Викторовна является ведущим специалистом в области пищевой биотехнологии. Результатом исследований профессора Т.В. Мелединой и ее учеников явилось внедрение технологии получения и применения ксерорезистентных активных дрожжей на более чем 100 предприятиях России. Она является автором или соавтором более 120 научных трудов в области пивоварения и биотехнологии дрожжей. Имеет 3 патента РФ и 11 свидетельств на изобретение.
Т.В. Меледина пользуется авторитетом у работников предприятий пищевой отрасли. Награждена в 2012 г орденом «За заслуги в развитии пивоваренной отрасли».
За последние годы под ее руководством и непосредственном участии прошли повышение квалификации более 300 человек, работающих на предприятиях пивоваренной отрасли, в частности на заводах «ОАО «Пивоваренная компания Балтика», «Хайникен» и «ДЕКА» (Великий Новгород), Майкопский пивзавод, пивзаводы «Самко» ( Пенза), «Эфес» Москва, ОАО «Ставропольский пивзавод», «Орлинский пивзавод» (г.Орел, ООО «Пивоварни» (г. Ипатово), ООО Минусинский пивзавод (Красноярский край, ЗАО «Гелиос» (г. Братск), ООО «Пивоиндустрия» (Челябинская обл.), ООО «Наше пиво» ( Йошкар-Ола) и многие другие средние и малые пивоварни.
С 2012-1014 г.г. Являлась руководителем 4-х хоздоговорных тем
pbprs.ifmo.ru
В пивоварении используют два типа дрожжей: дрожжи низового брожения и дрожжи верхового брожения.
Дрожжи низового брожения или низовые дрожжи получили свое название из-за способности оседать (седиментировать, флокулировать) в конце брожения на дно бродильного аппарата в виде хлопьев. Пиво, полученное с их участием, назвали пивом низового брожения.
Верховые дрожжи во время брожения поднимаются на поверхность бродящего сусла и образуют густую пену, которая периодически удаляется. К концу главного брожения эти дрожжи не оседают и продолжают размножаться, поэтому их назвали верховыми дрожжами, а пиво получило название пиво верхового брожения. Однако при использовании современных технологий при получении пива верхового брожения этот признак отсутствует: дрожжи в конце брожения оседают на дно аппарата.
Штаммы дрожжей верхового и низового брожения хотя и относятся согласно современной классификации к одному роду и виду Saccharomucescerevisiae, имеют существенные различия по морфологическим, физиологическим и ряду производственно важных признаков. В частности, дрожжи верхового брожения отличаются от низовых дрожжей по морфологическим признакам. Верховые дрожжи склонны образовывать разветвленные сообщества клеток, в то время как низовые дрожжи не образуют цепочки неотпочковавшихся клеток. Но основное их отличие заключается в метаболизме трисахарида раффинозы, в максимальной температуре роста и синтезе некоторых специфических продуктов брожения.
7.2.1. Метаболизм раффинозы
Большинство штаммов низовых дрожжейполностью сбраживают раффинозу при участии ферментов β-фруктофуранозидазы, α-галактозидазы (мелибиазы) и эпимеразы; последняя осуществляет изомеризацию галактозы в глюкозу. Образующиеся при этом сахара (глюкоза и фруктоза) включаются в метаболизм (обмен веществ) дрожжей (уравнения 1-3):
Уравнения 1-3 (с. 134)
В отличие от низовых дрожжей, штаммы дрожжей верховогоброжения не содержат галактозидазу и эпимеразу, поэтому раффиноза ими сбраживается только на 1/3. Это связано с тем, что β-фруктофуранозидаза гидролизует раффинозу до фруктозы и дисахарида мелибиозы. Мелибиоза верховыми дрожжами не сбраживается.
7.2.2. Температура роста и брожения
Согласно современным технологиям температура, при которой сбраживают сусло с участием верховых дрожжей составляет 14-25°С, низовых – 6-18°С. Таким образом, в настоящее время деление штаммов дрожжей по отношению к температуре является несущественным признаком. Основное отличие заключается в значениях температуры, при которых наблюдается прекращение роста и размножения клеток, для низовых дрожжей эта температура составляет 37°С, для верховых – 42°С.
7.2.3. Основные различия в синтезе побочных продуктов брожения
Индикаторами пива верхового брожения (т. е. характерными компонентами для данного типа пива) являются такие побочные продукты брожения, как 4-винилгваякол, изобутиловый эфир уксусной кислоты (изобутилацетат) и 2-фенилэтанол (табл. 7.2). Также отличаются типы дрожжей по интенсивности синтеза этилацетата, который придает пиву особенно сильный ароматический оттенок. Концентрация этих эфиров в пиве верхового брожения достигает 35-40 мг/л, в то время как в пиве низового брожения она редко превышает величину 20 мг/л. Однако следует иметь в виду, что количество образовавшихся эфиров зависит не только от штамма дрожжей, но и от режимов брожения и дображивания.
Таблица 7.2
Сравнение дрожжей низового и верхового брожения по синтезу побочных продуктов брожения
Побочные продукты брожения, мг/л | Дрожжи | |
низовые | верховые типа Weizen | |
4-винилгваякол | 0 | 1,2-4,0 |
Изобутилацетат | Менее 0,1 | 0,05-0.8(1,6)* |
Этилацетат | 6-26 | 35-40 |
2-фенилэтанол (высший ароматический спирт) | 10-20 | 30-50 |
* Значения для технологии с биологическим подкислением.
В связи с оригинальным вкусом и ароматом, который придают напитку побочные продукты брожения верховых дрожжей, они нашли применение в производстве таких типов пива, как Портер (Porter), Эль (Ale), Стаут (Stout), Кёльш (Koelsch), Альт (Alt), белое пшеничное пиво и некоторых других. Из всех перечисленных типов пива в России производят пшеничное пиво. С 2001 года этот тип пива выпускают пивоваренные компании «Балтика» и «Степан Разин», пивоваренный завод «Бочкарев», «Тинькофф» и некоторые другие. Доля пшеничного пива в общем объеме выпускаемого пива в России очень мала. Между тем пшеничное пиво является наиболее популярным сортом в Германии. В1997 году оно стояло по сбыту на третьем месте. Причины его популярности заключаются в освежающем и бодрящем действии, которое оказывает высокое содержание диоксида углерода (6-10 г/л) и в специфичности аромата пшеничного пива. В Германии производят два основных типа пшеничного пива: пшеничное пиво с дрожжами (например, Hefeweizen – светлое, Hefeweizen – темное) и пшеничное пиво без дрожжей (например, Kristallweizen). В России популярно пиво с дрожжами типа Hefeweizen – светлое. Технология получения пшеничного пива приведена в разделе 4.3.
В отечественном пивоварении в основном получают лагерное пиво, для которого используют штаммы дрожжей низового брожения. При этом различают светлые, полутемные и темные типы пива (ГОСТ 51174-98). За рубежом штаммы низовых дрожжей используют для пива типа Пилзнер, Венское, Мюнхенское, светлый и темный бок и т. д.
alternativa-sar.ru
Пример видео 3 | Пример видео 2 | Пример видео 6 | Пример видео 1 | Пример видео 5 | Пример видео 4 |
Администрация муниципального образования «Городское поселение – г.Осташков»