При производстве безалкогольного пива

Расход солода на производства 1000 л напитка:

-  в контрольном образце (безалкогольное пиво полученное методом диализа) - 170 кг солода/1000 л

-  в опытном образце - 81 кг солода/1000 л

В контрольном образце светлый солод - 170 кг х 15 тг. = 2550 тг.

Хмель Perle1,24 х 165 тг. = 204,6 тг.

В опытном образце светлый солод - 56,1 кг х 15 тг. = 841,5 тг. солод мюнхенский - 13,8 кг х 17 тг. = 234,6 тг. солод мюнхенский карамельный - 9,2 кг х                                                           18 тг. = 165,6 тг.

солод светлый карамельный - 13,8 кг х 17 тг. = 234,6 тг.

солод кислый — 6,1 кг х 20 тг. = 122 тг.

Хмель Saaz2,34 кг х 150 = 351 тг.

Затраты на сырье для приготовления 1000 л безалкогольного пива составила: В контрольном образце 2754,6 тг.

В опытном образце 1949,3 тг.

Регулирование сенсорного профиля безалкогольного пива с помощью

Штаммов дрожжей

На основании данных, приведённых в обзоре литературы, был сделан вывод о том, что одним из способов получения пива с низким содержанием алкоголя является использование штамма, характеризующегося наименьшей бродильной активностью, в результате чего уменьшается доля сбраживаемых углеводов, идущих на образование этанола. Но при этом следует учитывать большую роль штаммовых характеристик в формировании органолептических свойств пива. В частности, штаммы отличаются по синтезу таких сенсорно важных компонентов, как высшие спирты, эфиры, сернистые соединения, карбонилы, в частности, диацетил, пентандион и другие. Причём, как при концентрациях, превышающих порог их ощущения, так и при слишком низком содержании этих соединенийв пиве, получается негармоничный вкус и неспецифический аромат данного напитка [71].

Необходимо учесть, что безалкогольное пиво - это напиток, который следует рассматривать как определённый сорт пива, имеющий присущий только ему сенсорный профиль. С этой точки зрения мы рассматриваем и пшеничное пиво, для которого характерно более высокое по сравнению с лагерным пивом содержание 2-фенилэтанола, изобутилацетата или изопентилацетата и 4-винилгваякола (характерное только для пшеничного пива), то по всей видимости безалкогольное пиво высокого качества также будет иметь свои отличительные черты, определяемые синтезом тех или иных компонентов [75]. В связи с этим, для исследований были выбраны четыре штамма дрожжей, значительно отличающихся друг от друга, прежде всего по скорости утилизации субстрата и по приросту биомассы, так как именно с этими показателями связан метаболизм этанола, синтез которого должен быть минимальным.

4.1 Сравнение штаммов по критерию активности брожения и накоплению

биомассы

Сравнение штаммов было проведено в одинаковых условиях (табл. 4.1). Испытания проводились в колбах, содержащих 2 литра пивного сусла с массовой долей СВ 10,5%. Величина засева составляла 2,5 г отцентрифугированных дрожжей на 1 литр сусла, что соответствует 0,5 г/см³ сухого вещества. Для дрожжей W34/70 - это соответствует примерно 18 ± 3 млн. клеток/см³. Температура брожения - 10° С. Испытания прекращали, когда видимая степень сбраживания достигала 80%, или срок брожения составлял 12 суток. Контрольным образцом для всех штаммов были дрожжи штамма W34/70, так как предыдущей главе все эксперименты вставлены на этих дрожжах.

Таблица 4.1 Показатели, хапактепизуюшие качество сусла

В процессе брожения пробы отбирали каждый день и в них определили содержание экстракта и количество дрожжей в бродящем сусле. В конце процесса брожения, кроме этого, определяли общую биомассу дрожжей, количество диацетила, ацетальдегида, эфиров (этилацетат, изоамилацетат, этилкапроат) и высших спиртов (3-метилбутанол, пропанол, 2-метилбутанол, изобутанол).

По скорости и степени брожения штаммы дрожжей отличаются друг от друга. Кривые, изображающие ход брожения показаны на рис. 4.1, а соответствующие кривые роста дрожжей с учётом их флокуляции - на рис. 4.2.

Скорость брожения контрольных дрожжейW34/70 была самой высокой. Степень сбраживания 71,5% была достигнута за 5,5 суток, конечная степень сбраживания - 81% была достигнута за 7 суток. Брожение продолжалось до степени сбраживания 81%. За десять дней дрожжи 129 и 145 также достигли степени сбраживания 79 - 80%.

Наименьшую степень сбраживания имели дрожжи штамма А12, которые через 12 суток потребили только 45% сахаров (рис. 4.3), при этом и концентрация дрожжей по сравнению с остальными также была минимальной

При этом прирост биомассы дрожжей штамма А12 был на том же уровне, что и у других штаммов (рис. 4.5).

Такие исключительно сильно флакулирующие дрожжи могут быть полезны в особых случаях, (безалкогольное, низкоалкогольное пиво), однако, не в обычном процессе пивоварения.

4.2 Сравнение штаммов по критерию образования побочных продуктов

метаболизма дрожжей Наряду с бродильной активностью, одной из важнейших характеристик

пивных дрожжей является синтез побочных продуктов брожения, таких как кислоты, высшие спирты, эфиры, карбонилы и сернистые соединения. Имея очень низкий порог восприятия, они определяют сенсорный профиль пива. В связи с этим, в работе, кроме показателей, характеризующих бродильную активность дрожжей, проведено также сравнение штаммов по их способности к синтезу вторичных продуктов метаболизма.

Диацетил образуется как побочный продукт синтеза валина. Он самый активный представитель вицинальных дикетонов, имеет очень низкий порог восприятия (0,1 мг/см ). Общее количество диацетила в момент окончания главного брожения составило 0,09 мг/см³ у штамма А12 и 0,06 - W34/70 (рис. 4.6). Для штамма А12 повышенное содержание диацетила, даже после 12 дня брожения, связано с низкой концентрацией дрожжевых клеток во взвешанном состоянии.

Ацетальдегид придает пиву аромат зеленых яблок (0150). Его концентрация в пиве является показателем завершенности процесса брожения. Пороговое значение вкуса составляет 10-25 мг/см³. Во время хранения часть ацетальдегида преобразуется в этанол, являющийся последним звеном в реакции спиртового брожения. Однако, возможно и обратное преобразование этанола в ацетальдегид, после чего - в другие соединения. Деятельность различных изо-ферментов спиртовой дегидрогиназы (ADH) может влиять на

Разницы между штаммами дрожжей в отношении ADHне замечено. Содержание ацетальдегида в молодом пиве, полученным на различных штаммах дрожжей, составило 3,4 - 7,8 мг/см³ (рис. 4.7), что значительно ниже порога ощущения.

Уровень эфиров в светлых сортах пива обычно составляет 10-25 мг/см³. Они в определенном количестве придают пиву фруктовый, цветочный аромат.

Все прочие спирты кроме этанола, образующиеся при спиртовом брожении, называются высшими спиртами. В светлых сортах пива их обычно 60 - 80 мг/см³, при повышенном содержании (более 100 мг/см³), они придают пиву алкогольный или сивушный привкус. В молодом пиве диапазон колебаний высших спиртов составил от 25,1 до 76,5 мг/см³ (рис. 4.9), причем меньше всего высших спиртов образовали дрожжи штамма А 12, что обусловлено низкой степенью сбраживания сусла.

Как следует из данных, приведённых на рис. 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, низкой степенью сбраживания обладают дрожжи штамма А12, при использовании которых даже через 12 суток брожения при температуре 10 °С была достигнута степень сбраживания сусла около 45% соответственно (рис. 4.2). Эти дрожжи являются осмочувствительными, в результате чего имеет место снижение концентрации биомассы в начале процесса, поэтому длительность лаг-фазы составила трое суток (рис. 4.2). В результате скорость сбраживания субстрата была значительно ниже, чем при использовании штамма W34/70. Штамм А12 обладал очень высокой флокуляционной способностью. Взаимосвязь между осмочувствительностью и флокуляционной способностью дрожжей ранее была отмечена в работах Мелединой Т.В. и Черепанова С.В. (2004г) [77].

С другой стороны, штамм А12 характеризуется высоким приростом биомассы, который превышал значения, полученные дрожжами штамма

W34/70.Это важно с точки зрения накопления в пиве кислот, которые образуются именно в процессе жизнедеятельности дрожжей (цикл трикарбоновых кислот).

Таким образом, дрожжи штамма А12, представляют определённый интерес для получения безалкогольного пива, что связано с их низкой бродильной активностью. Однако, отрицательным фактором является их пониженная способность синтезировать вкусо - ароматические компоненты пива, такие как высшие спирты и эфиры. Тем не менее, для дальнейших испытаний был выбран именно штамм А12. Приготовление пивного сусла В этой серии экспериментов технология приготовления сусла была без изменений, по сравнению с разделом 3.5, так как химический состав и количественное соотношение отдельных компонентов сусла удовлетворяли предложенной технологии. Показатели, характеризующие качество полученного сусла, приведены в табл. 4.2.

Брожение пивного сусла Охмелённое сусло охлаждали до температуры 9° С и перекачивали в ЦКТ. В поток сусла дозировали дрожжи из расчёта 3 млн/мл сусла. Через 24 часа от начала процесса ежедневно барботировали С0₂-газом, в течение 30 мин при расходе газа 8 м³/час. В процессе брожения и созревания постоянно контролировали температуру, давление, видимый экстракт и количество дрожжевых клеток в бродящем пиве (рис. 4.10).

После достижения концентрации спирта 0,45-0,5% об, пиво отфильтровали и карбонизировали диоксидом углерода, образующимся при брожении классического пива, по схеме указанной в разделе 3.4 (рис. 3.16).

Надо отметить, что процесс брожения с использованием штамма А12 протекает при более высоких температурах, а сахара утилизируются с более низкой скоростью по сравнению со штаммом W34/70, что даёт возможность более эффективно контролировать процесс. Это главным образом связано с низкой бродильной активностью и высокой флокуляционной способностью дрожжей штамма А12.

Максимальное количество дрожжевых клеток зафиксировали на пятый день брожения (6 млн/мл), но это не говорит о том, что прирост биомассы дрожжей составил всего лишь в два раза, так как каждый день перед барботажем из ЦКТ снимали остаточные дрожжи. Ежедневный съем остаточных дрожжей перед барботажем способствовал поддержанию низкой концентрации дрожжевых клеток во взвешенном состоянии в бродящем пиве, и тем самым, препятствовал увеличению скорости утилизации сахаров.

На пятый день брожения, при достижении массовой доли СВ 4,9%, температуру бродящего пива в течении 24 часов охлаждали до 3°С и параллельно поднимали избыточное давление над слоем жидкости до 1 бар (шпунтование). Созревание молодого пива длилось 5 сут при повышенных температурах, что возможно при использовании штамма А12 в отличие от штамма W34/70, с учетом его низкой бродильной активности. Повышенная температура дображивания способствовала наибольшему переходу а- ацетолактата в диацетил и его дальнейшему восстановлению до ацетоина и 2,3- бутандиола (табл. 4.3).

4.3 Результаты анализа и дегустационная оценка Результаты анализов безалкогольного пива, полученного с помощью

дрожжей штамма А12, представлены в таблице 4.3. для сравнения даны

результаты анализа безалкогольного пива приготовленный методом диализа,

где использованы дрожжи штамма W34/70.

По результатам анализов, приведенных в табл. 4.3, можно сказать, что оба сорта безалкогольного пива с небольшими расхождениями имеют похожий химический состав. Но все же они отличаются по значениям активной и титруемой кислотности, массовой доле остаточного экстракта, углеводному составу остаточного экстракта, которые подлежат обсуждению.

Титруемая кислотность у экспериментального образца на 0,2 ед. ниже, чем у контрольного, но у обоих образцов это значение находится в пределах нормы. Активная кислотность у экспериментального образца выше на 0,3 ед. pH, при нормальной кислотности, это объясняется тем, что в состав засыпи входит только солод, и как правило, такое пиво обладает высокой буферностью [42].

Углеводный состав остаточного экстракта предпочтителен у экспериментального образца, так как в нем намного меньше содержание сбраживаемых углеводов (13,7 г/л против 32,1г/л), которые придают продукту избыточную сладость. Кроме того, отношение сбраживаемых углеводов к несбраживаемым у экспериментального образца также более близок к классическому пиву, чем у контрольного (0,6 - эксперимент, 0,75 - контроль).

Содержание вицинальных дикетонов и ДМС в экспериментальном образце выше, чем в контрольном, но в обоих образцах их содержание не превышает порога ощущения.

Для описания органолептических свойств напитка был использован описательный тест сенсорного профиля вкуса и аромата пива. После дегустации составлялся протокол, и для получения конечного результата данные протокола каждого дегустатора обрабатывались с помощью

специальной компьютерной программы, и представились в виде профилограммы.

Диаграммы оценки образцов изображены в рис. 4.11. и 4.12.

Оценки дегустационной комиссии подтвердили данные анализов лаборатории. Из диаграмм (рис. 4.11, 4.12) видно, что за счет высоких концентрации остаточного экстракта и содержании сахаридов в контрольном образце наблюдался повышенная сладость и полнота вкуса, чего нельзя сказать об экспериментальном образце. Это свидетельствует о правильном выборе режимов приготовления сусла и значениях массовой доли СВ в начальном сусле.

Таким образом, можно сказать, что безалкогольное пиво полученное с использованием дрожжей штамма А12, по своим физико-химическим, химическим и органолептическими свойствами соответствует безалкогольному пиву. Кроме того, при использовании штамма А12, в отличие от штамма 34/70 в процессе брожения понижается риск перебраживания пива, что является немаловажным моментом, с учетом того, что диапазон колебания содержания спирта находится в узком пределе, 0,3 - 0,5% об.