Безопасность сырьевых компонентов в пивоварении - современный взгляд на проблему

Сегодня российский рынок пива находится в сложной ситуации, поскольку показатель загрузки производственных мощностей в данной отрасли составляет менее 60 % [1]. Общее сокращение рынка пива напрямую влияет на деятельность поставщиков. К сожалению, на сегодняшний день в России не каждая компания-поставщик может гарантировать высокое качество сырья [2].

В этих условиях российские производители должны производить продукцию, способную конкурировать с мировыми лидерами. Это становится возможным только в том случае, если в технологии производства пива используются сырьевые компоненты заданного уровня качества. Однако на сегодняшний день выполнение данного требования является сложной задачей, поскольку значительная часть сырьевых ресурсов не достигают номи- нального значения по некоторым показателям качества [3]. Такое сырье может быть источником опасных для здоровья человека веществ, которые попадают в него из окружающей среды [4–12].

При исследовании качества пива разных торговых марок, производимых различными предприятиями и реализуемых в Уральском регионе, мы определили, что качество напитка отечественного производителя по некоторым характеристикам уступает продукции зарубежных предприятий [3]. Данный факт является основанием предполагать, что для изготовления отечественного напитка использовались зерновые компоненты низкого качества.

Одним из важных факторов, определяющих качество зерна, является обилие и видовой состав микробиоты. Заселяющие зерно ячменя пивоваренного микроорганизмы ока- зывают существенное влияние на его технологические свойства. Поражение микроорганизмами зерна происходит в процессе вегетации и созревания. В состав микроорганизмов, обсеменяющих свежеубранное зерно, входят бактерии, мицелиальные грибы, вирусы, дрожжи и актиномицеты. Общее количество микроорганизмов в 1 грамме свежеубранного ячменя составляет в среднем 106 клеток.

В процессе уборки, перевозки и хранении количественный и качественный состав микрофлоры зерна постепенно изменяется. На начальном этапе зерно поражается «полевыми грибами» ( Alternaria , Fusarium , Bipolaris , Cladоsporium ), бактериальной микрофлорой ( Pseudomonas , Bacillus ) и в незначительном количестве дрожжами.

Грибы рода Alternaria представляют собой наиболее распространенный компонент микробиома зерна. Проблема альтернариозов зерновых культур возникла давно. В России первые сообщения о частом обнаружении грибов р. Alternaria на ячмене появились в 1903 году [13].

В настоящее время альтернариозы зерновых культур в нашей стране имеют широкое распространение, о чем свидетельствуют публикации последних лет [4, 14, 15–17]. Поэтому сегодня проблема микотоксинов приобретает большой масштаб. Многие учёные связывают это с интенсификацией земледелия и повсеместным применением пестицидов, которые нарушают естественный природный баланс [4, 5–12].

Исследования, которые проводились учеными, подтверждают, что афлатоксин представляет собой токсичное, мутагенное и канцерогенное соединение, которое загрязняет не только зерновое сырье, семена масленичных культур, некоторые фрукты, овощи, но и различные виды сельскохозяйственной продукции, среди которых арахис является одним из наиболее чувствительных продуктов питания [12, 18, 19].

Исследования, проведенные в Сербии и Германии, обнаружили высокие концентрации (более 50%) афлатоксинов после уборки урожая пшеницы в разные периоды [5, 20].

Для того, чтобы минимизировать риск получения зерновой массы низкого качества, необходимо своевременно использовать такие технологические возможности, которые позволят обеспечить экологическую безопасность пищевых производств. Одним из эф- фективных, на наш взгляд, является обеззараживание зерна ячменя энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Новизна и эффективность применения технологического решения подтверждена патентами Российской Федерации [22, 23]. Отличительная особенность технологического решения заключается в том, что обработку зерна ячменя проводят при влажности зерна 15,5–17,5 %, что позволяет сохранить способность зерна к прорастанию и повысить его технологические свойства.

Для подтверждения нашей гипотезы о том, что для изготовления отечественного напитка использовались сырьевые компоненты низкого качества, нами были проведены исследования качества зерна ячменя пивоваренного, взятого из разных партий.

Микологический анализ зараженности зерна ячменя пивоваренного выявил присутствие в микробиоте различных видов грибов, относящихся к родам Alternaria, Aspergillus, Fusarium, Bipolaris, Cladоsporium), Peni-cillium, Mucor и другие. Наиболее распространенными среди выявленных микромице-тов оказались представители Alternaria и Fusarium. Отмечался высокий процент зараженности зерна грибной инфекцией, в контрольных образцах этот показатель составил от 50 до 78 % в зависимости от партий (см. таблицу).

Воздействие грибов рода Alternaria на зерно ячменя отрицательно сказывается на качестве солода, сусла и пива. В связи с этим поиск путей минимизации опасных факторов позволит нам обеспечить эффективное использование сырьевых ресурсов и безопасность продуктов их переработки.

Одним из эффективных экологически безопасных является обеззараживание зерна энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты [21]. Нами было установлено, что данный вид электрофизического воздействия при скорости нагрева 0,6–0,8 °С/с и экспозиции обработки 60–90 с вызывает обеззараживающий эффект практически по всем видам грибной инфекции (см. рисунок) [22, 23].

При минимальных нагрузках СВЧ-поля наблюдается значительное снижение зараженности зерна грибами данного рода по сравнению с контролем даже при невысокой температуре нагрева (30 °С). Дальнейшее увеличение нагрузки СВЧ-поля (до 0,6 °С/с), независимо от экспозиции обработки, приводит к активному развитию микроорганизмов, зараженность

Экспериментальные данные исследования

Номер варианта	Температура нагрева, °С	Зараженность грибной инфекцией, %
		р. Alternaria
1	78	0
2	35	14
3	52	19
4	30	37
5	63	2
6	33	41
7	62	0
8	48	44
9	55	14
10	23	31

60.00

50.00

40.00

30.00

20.00

10.00

время обработки, с? 5

0.7

зараженность грибами рода Alternaria. %

0.00

0.6

0.5 скорость нагрева.

0.4               с/с

Зараженность зерна ячменя пивоваренного грибами р. Alternaria в зависимости от параметров СВЧ-поля зерна возбудителями данного рода грибов достигает 50–60 %. При таких условиях обильно развивается мицелий гриба, который может вызвать потемнение оболочки зерновки. При условии, когда скорость нагрева высокая (0,8 °С/с), а экспозиция достигает 30–90 с, зараженность зерна ячменя грибами рода Alter-naria исчезает либо падает до уровня допустимых величин.

Варианты со скоростью нагрева 0,4 °С/с и экспозицией 30–90 с, а также варианты со скоростью нагрева 0,8 °С/с и экспозицией 30–90 с могут считаться эффективными для данного рода патогенов.

Таким образом, обработка зерна ячменя в СВЧ-поле при скорости нагрева 0,6–0,8 °С/с и экспозиции обработки 60–90 с вызывает обеззараживающий эффект практически по всем видам грибной инфекции. Эффективное обеззараживающее действие на возбудители рода Alternaria оказывают и другие параметры СВЧ-поля, а именно: скорость нагрева – 0,4 °С/с, экспозиция обработки – 30–90 с (температура нагрева составляет 30–52 °С); скорость нагрева – 0,8 °С/с, экспозиция обработки – 30–90 с (температура нагрева составляет 34–77 °С).

В целом можно отметить, что развитие мицелиальных грибов на зерне ячменя в про- цессе хранения и производства солода можно устранить или значительно снизить при использовании энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты.