Исследование сырья и режима затирания для получения сусла с низкой степенью сбраживания
Автор: Керимбаева А.А., Байгазиева Г.И., Кекибаева А.К.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Технология пищевой и перерабатывающей промышленности
Статья в выпуске: 3 (141), 2023 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время на рынке производства напитков большую эффективность набирает потребление безалкогольной или низкоалкогольной продукции. Пивоваренное производство, занимая лидирующие позиции, стремится увеличивать ассортимент продукции, направленной на данного потребителя. Поэтому рынок производства безалкогольного пива увеличивается. Получать данное пиво, применяя мембранные технологии или диализ, можно только на заводах большой мощности. В представленных исследованиях изучена возможность производства безалкогольного пива технологическими методами, подобрав подходящее сырье и режимы затирания. Данная технология позволит получать безалкогольное пиво и на заводах малой мощности. В связи с этим целью исследования является обоснование и применение нетрадиционной зерновой культуры сорго сорта Казахстанская 16, отечественной селекции, при производсте пивоваренного сусла с низкой степенью сбраживания. Изучена микроструктура зерна, расчитан размер крахмальных зерен и обосновано его применение в производстве сусла с низкой плотностью. По результатам проведенных экспериментов исследована зависимость засыпи, гидромодуля и режима затирания на выход экстрактивных веществ в сусле. Подобран скачкообразный режим затирания с паузами 50-52°С, 72-74°С, минуя мальтозную паузу. На основе полученного низкосбраживаемого сусла произведено пиво, характеристики которого соотвествуют безалкогольному.
Пивоваренное производство, безалкогольное пиво, пивное сусло, экстрактивность, затирание, математическое планирование
Короткий адрес: https://sciup.org/140303441
IDR: 140303441 | DOI: 10.48184/2304-568X-2023-3-19-29
Текст научной статьи Исследование сырья и режима затирания для получения сусла с низкой степенью сбраживания
Отрасль производства напитков с каждым годом увеличивает свои масштабы. Чтобы оставаться конкурентоспособным на рынке, заводы расширяют ассортимент выпускаемой продукции, применяя новые технологии производства, используя нетрадиционные виды сырья повышенной пищевой ценности. Одним из лидирующих производств является пивоваренная отрасль [1,2]. На сегодняшний день интерес потребителей растет в пользу потребления безалкогольной и слабоалкогольной продукции.
Пиво, являясь натуральным продуктом естественного брожения, не теряет свои позиции и имеет своего потребителя на рынке. В настоящее время все больший интерес направлен, на производство безалкогольного пива [3]. Определение безалкогольного пива может варьироваться в зависимости от страны, но обычно оно относится к безалкогольным или слабоалкогольным продуктам, которые могут содержать до 0,5% спирта по объему [4,5]. Существует несколько способов получения такого пива: термический, подразумевает пастеризацию молодого пива для удаления этилового спирта, но при этом полностью теряется его профиль; применение мембранных технологий позволяет получать пиво по классической технологии, удаляя образовавшийся спирт методом диализа, обратного осмоса, по- лученное пиво сохраняет органолептические характеристики, данный способ эффективный, но дорогостоящий; технологический способ производства основан на изменении технологических режимов, применении низкосбражи-ваемых дрожжей и прерывании процесса сбраживания при образовании этилового спирта до 0,5%. Последний способ является более приемлемым, так как не требует перерасхода электроэнергии, установки дорогого оборудования и позволяет производить качественное безалкогольное пиво не заводах любой мощности. Различные технологии обработки для ограничения содержания спирта в пиве дают совершенно разные составы матриц и органолептические профили [6].
Технологические методы производства основаны на использовании в составе рецептуры различных соотношений солодов и нетрадиционных видов несоложенного сырья, также подбор оптимальных режимов затирания для получения пивоваренного сусла с низкой степенью сбраживания, что позволит в дальнейшем процессе брожения получить выход этилового спирта до заданного уровня [7].
Согласно проведенному мониторингу литературной информации наиболее перспективным видом нетрадиционного зернового сырья является культура сорго [8]. В настоящее время в работах ученых приводятся рецептуры соргового пива, произведенного по классиче- ской технологии с выходом этилового спирта 3,6-4,0 % об.
Для производства низкосбраживаемого сусла зерно сорго имеет среднее содержание крахмала в своем составе, что не снижает качества сусла при выходе экстрактивных веществ, при этом клейстеризация крахмала проходит при высоких температурах, что сыграло важную роль в использовании данной культуры в виде несоложенного сырья для производства безалкогольного пива [9].
Как известно, чем выше температура клейстеризации зернового сырья, тем меньше активируются амилолитические ферменты и гидролиз крахмала проходит не в полном объеме, что приводит к образованию меньшего количества сбраживаемых сахаров и высокому выходу декстринов. В результате пивоваренное сусло будет обладать низким содержанием экстрактивных веществ, чего и добиваются при производстве безалкогольного пива технологическим методом [10].
Сорго – уникальная злаковая культура, по содержанию крахмала не уступающая таким зерновым культурам как ячмень и пшеница. Неприхотлива к климатическим условиям, может культивироваться в засухоустойчивых регионах. Сорго занимает пятое место по мировому производству зерновых, при этом некоторые сорта, как сообщается, обладают хорошим пивоваренным и солодовенным потенциалом из-за присутствия в них пивоваренных ферментов (таких как альфа-амилаза, бета-амилаза и протеиназы) [11].
Целью представленного научного исследования является подбор сырья и режима затирания при получении пивоваренного сусла с низкой степенью сбраживания для производства безалкогольного пива.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
- обоснование и выбор зернового сырья для производства сусла с низкой степенью сбраживания,
-
- подбор режима затирания с применением нетрадиционного зернового сырья для производства сусла с низкой степенью сбраживания.
Материалы и методы исследований
Объектами исследования являлись зерна сорго сорта Казахстанский 16, 20, экспериментально выработанные и представленые для исследования ТОО «Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства» (Алматинская область, Казахстан), используемые в качестве несоложенного сырья. Также для приготовления пивоваренного сусла применяли светлый ячменный солод «Пильзен», карамельный солод 150, горь-кийхмель (α-кислота 15,2%) и ароматный (α-кислота 4,8%) ввиде гранул, дрожжи штамма SafBrew TM LA-01.
Научные исследования проводились в научно-исследовательском институте «Пищевая безопасность» Алматинского технологического университета, в Казахстанско-Японском инновационном центре при НАО «Казахский национальный аграрный исследовательский университет». Контрольная варка готового пива производилась в учебно-научном центре продуктов брожения Алматинского технологического университета на мини- пивоваренном заводе NANO BREWERY TYPE 50 L4.
Микроструктура зерна сорго сорта Казахстанская 16 исследовалась на сканирующем электронном микроскопе JoelJSM 6510LA. Данный микроскоп позволяет получать морфологический снимок поперечного среза зерна и рассчитывать размеры крахмальных зерен.
Методом математического планирования эксперимента выявлены зависимости зерновой засыпи и гидромодуля на выход экстрактивных веществ сусла и подобран оптимальный вариант. Поисковые эксперименты проводились по полнофакторному плану. Оптимизация проведена методом крутого восхождения.
Для построения графиков кривой нормального распределения в MS Excel для вычисления значений нормального распределения использовалась функция НОРМРАСП, которая вычисляет значения вероятности нормальной функции распределения для указанного среднего и стандартного отклонения.
Планирование эксперимента осуществлялось в программе Statistica 12.0. Получена матрица планирования, по которой проводился опыт, каждая точка подтверждена 3 параллельными опытами. При этом влияющими факторами являлись засыпь (х1), гидромодуль (х2), режим затирания (х3), а результирующим зависимым фактором - экстрактивность полученного сусла (у2) . Переменные факторы и уровни их варьирования во многофакторном эксперименте описаны в таблице 1[12].
Обзор литературы
В последние годы на рынке производства напитков наблюдается тенденция к увеличению спроса на безалкогольное пиво, а также повышаются требования к его качеству и стоимости [13]. Известно, что свойства продукта и затраты на производство в значительной степени зависят от выбранной технологии. В производстве безалкогольного пива используют два основных метода: физико-химические и технологические. Первые позволяют получать безалкогольное пиво хорошего качества, используя методы диализа или обратного осмоса, но применимы только на предприятиях высокой мощности. Технологические методы являются экономически выгодными для любых заводов. Суть процесса заключается в снижении содержания спирта на стадиях производства. На этапе затирания необходимо подобрать сырье и режим, в результате которых получится сусло с низким содержанием сбраживаемых сахаров. Это становится возможным только в том случае, если в технологии производства пива используются нетрадиционные сырьевые компоненты необходимого качества [14].
На сегодняшний день при производстве пива помимо традиционных ячменя и мягкой пшеницы используют зерна тритикале, киноа, гречихи, тритордеума, сорго и др [15,16,17]. Эти злаковые культуры применяются в виде несоложенного сырья с целью повышения экстрактивности сусла, расширения ассортимента продукции, получения определенных органолептических характеристик и снижения себестоимости конечного продукта. Причем некоторые из них обладают и другими функциональными свойствами, что повышает пищевую ценность напитка. Авторами [18] разработаны образцы безалкогольного пива, имеющие антиоксидантные свойства из-за содержания фенолов и флавоноидов, полученных из киноа. Нововведением [19] исследования является разработка технологии производства кислого безалкогольного пива (безалкогольного Sour Ale) с использованием сока из плодов красноокрашенного сорта кизила ( Cornus mas L.). Доказано, что помимо интересных органолептических качеств, таких как кислый вкус или аромат, данное пиво обладает другими ценными свойствами, такими как сильный антиоксидантный потенциал, а также содержит иридоиды, которые обнаружены в данных видах плодов.
Замена дорогостоящего пивоваренного солода несоложеным углеводсодержащим сы- рьем является одной из важнейших и актуальных задач пивоваренной отрасли. Для производства безалкогольного пива, применяя технологические методы, важно подобрать сырье, позволяющее получать полупродукт с низкой конечной степенью сбраживания, при этом не снижая органолептических характеристик готового напитка.
Как известно, что при производстве традиционного пива чем выше экстрактивность сырья, тем быстрее имеющиеся ферменты гидролизуют крахмал до простых сахаров. Следовательно выход сбраживаемых углеводов увеличивается, что положительно сказывается на процессе основного брожения и увеличения выхода этилового спирта. Также процесс затирания сопровождается клейсте-ризацией крахмала при нагревании. Клейсте-ризованный крахмал легче подвергается действию амилолитических ферментов, тем самым более глубже проводит процесс гидролиза крахмала, что также способствует повышению выхода экстрактивных веществ сусла [20]. Данные факторы противоречат производству пивоваренного сусла для безалкогольного пива, так как необходимым условием является неполный гидролиз крахмальных зерен с повышенным выходом декстринов. Для того, чтобы добиться оптимального углеводного состава сусла с низкой степенью сбраживания, необходимо подобрать сырье, отвечающее поставленной цели. В связи с этим согласно проведенному мониторингу научной литературы наиболее перспективным видом нетрадиционного зернового сырья, которое можно использовать при производстве безалкогольного пива может статьзерно сорго.
Зерновое сорго - уникальная злаковая культура, представляющая интерес для сельского хозяйства нашей республики. Проявляя свои засухоустойчивые свойства, ее можно культивировать в южных регионах с жарким климатом, давая неплохие урожаи. Неприхотлива к изменениям погодных условий, составу почву, способам обработки [21].
Исследования позволяют сделать вывод, что зерно сорго по содержанию крахмала не уступает ячменю или кукурузе, что положительно сказывается на выходе экстрактивных веществ. Имеет повышенную температуру клейстеризации, что позволяет провести неполный гидролиз крахмала. Поэтому исследования по изучению возможности при- менения зернового сорго в технологии безалкогольного пива являются актуальными.
Результаты и их обсуждение
Согласно проведенному мониторингу научно-технической информации обосновано применение технологических методов для производства безалкогольного пива. В связи с этим проведен ряд взаимосвязанных экспериментов.
Суть первой серии экспериментов заключается в получении сусла с низкой степенью сбраживания, что в дальнейшем приведет к низкому образованию этилового спирта в молодом пиве. Для этого большую роль играет подбор такого сырья, который позволит получить желаемый результат.
Для реализации поставленной задачи решено использовать зерновое сырье с более низкой экстрактивностью, чем у применяемого при производстве спиртосодержащего пива; подобрать определенные условия затирания, при которых в сусле будет накапливаться сравнительно небольшое количество сбраживаемых сахаров, при этом несбраживаемый экстракт, формирующий вкус готового пива, перейдет в жидкую фазу в достаточной степени.
На первом этапе исследования подобрано несоложенное сырье из нетрадиционных видов зерновых культур, которое по своим физико-химическим свойствам отвечает требованиям для производства качественного пива и в то же время позволило получить пивоваренное сусло с низкой степенью сбраживания. Данный результат способствует снижению себестоимости конечной продукции и, кроме того, позволяет использовать зерновые, культивируемые в регионах, где производится безалкогольное пиво. Такое зерно более доступно, уменьшаются расходы на его транспортировку и, следовательно, достигаются дополнительные экономические преимущества.
При применении несоложенного сырья общее количество вводимых несоложенных материалов может колебаться от 15 до 50 % от массы ячменного солода.
Сорго – уникальное злаковое растение, как по своим биологическим особенностям, так и по хозяйственным признакам. Основные посевы сорго на территории республики состредоточены в Южно-Казахстанской области. Из сортов сорго, разрешенных к применению в пищевой промышленности, являются сорта Казахстанский 16 и 20.
Анотомическое строение сорго состоит из 4 основных структурных частей: оболочка, алейроновый слой, эндосперм и зародыш.
Наружная оболочка покрыта тонким восковым налетом, далее следующая средняя оболочка (мезокарпий) имеет толщину от нескольких остатков клеток с небольшими клетками крахмала до 3-4 слоев клеток, в составе которых имеется значительное содержание крахмала. Зерно сорго является единственной зерновой культурой, у которой в этой части строения зерна имеются крахмальные зерна (рис. 1).
На рисунке 1 изображено сечение зерна сорго сорта Казахстанский 16: (а-эндосперм зерна, б- алейроновый слой). Согласно микроснимкам, эндосперм составляет более 75% от массы самого зерна. Следовательно, содержание крахмала в нем позволяет получить необходимый выход экстрактивных веществ.
На рисунках 1 г-д изображена микроструктура крахмальных зерен и просчитан их размер. Для зерна сорго их размер колеблется от 3,9-10 мкм, что значительно меньше, чем для зерен кукурузы (от 5 до 30 мкм) или ячменя (от 3 до 25 мкм). Данный факт говорит о том, что гранулы крахмала имеют малый размер и плотно расположены друг к другу, следовательно для их гидролиза потребуется более высокая температура и продолжительное время нагревания.
Сорго имеет умеренное содержание крахмала, не уступающее традиционным видам несоложенного сырья, при высокой температуре клейстеризации (78-85°С), что выше, чем для остальных зерновых культур (в среднем составляет 60-72 °С). В связи с этим изучены физико-химические свойства некоторых зерновых культур в производстве пива, которые распространены на территории Республики Казахстан (табл. 2).
По результатам таблицы 2 видно, что зерно сорго по своему химическому составу не уступает традиционным видам зерновых культур. В зависисмости от сорта содержание крахмала находится в пределах от 70 до 80%, что положительно сказалось на выходе экстрактивных веществ. При сбраживании низкоплотного сусла этот факт играет роль при образовании дрожжами вторичных продуктов брожения, определяющих профиль пива.
Также решающим фактором применения сорго в технологии производства низкоплотного сусла является температура клейсте-ризации. Клейстеризованный крахмал легче подвергается действию амилаз, тем самым более глубже проводит процесс гидролиза крахмала, что способствует повышению выхода экстрактивных веществ сусла, при производстве классических сортов пива.
При производстве безалкогольного пива важным условием является неглубокий гидролиз крахмальных соединений, с максимальным выходом несбраживаемых сахаров. Так как зерно сорго имеет большое количество крахмальных зерен маленького размера (менее 1 мкм) и они плотно прилегают друг к другу, для их клейстеризации и разжижения необходимо использовать повышенные температуры в процессе затирания (78-85°С). В связи с этим подобран определенный режим затирания, в котором крахмальные зерна сорго в меньшем количестве подвергнуты клейстеризации, следовательно активность амилолитических ферментов низкая, так как амилолиз возможен только после клейстеризации крахмала.
Следующим важным показателем качества зерновых культур, применяемых в пивоварении, является наличие белка. Белок зерновых культур отвечает за физико-химическую стабильность и пеностойкость пива.
Согласно данным, приведенным в таблице 2, в зерне сорго белок находится в пределах норм, установленных ГОСТ5060-2021 «Ячмень пивоваренный. Технические условия», но имеет широкий предел колебаний. Далее на рисунке 2 приведен состав белка сорго сорта Казахстанский 16 и 20 по фракциям в сравнении с традиционным несоложенным сырьем, применяемым в пивоварении.
Как видно из рисунка 2 соотношение содержания белка по фракциям у зерновых культур различно. Содержание альбуминов, определяющих стойкость пены готового пива, в зернах сорго выше, чем у традиционных зерновых культур. Альбумин-нейтральный белок, растворим в воде, поэтому подобранный гидромодуль 1:6 является оптимальным и позволяет произвести более полный протеолиз белка на стадии затирания.
Проламины – это белки, которые растворяются в спирте. Важное значение они занимают при брожении и дображивании пива. Их количество (17,3 и 18,5 %) в зерне сорго значительно меньше, чем в ячмене (36,3 %), следовательно при образовании меньшего количества спирта (для безалкогольного пива), проламины подвергнуты меньшему растворению что положительно скажется на мутности конечного продукта.
Глобулин более устойчив к нагреванию и труднее коагулирует в процессе затирания, в воде не растворим, но растворяется в растворах некоторых солей. При правильно подобранном режиме затирания и производстве пива глобулины не образуют холодной мути. Глютелины только растворимы в щелочных растворах.
Согласно вышесказанному, можно сделать вывод, что зерно сорго является альтернативным зерновым сырьем для производства безалкогольного пива. При использовании его в основной засыпи в виде несоложенного сырья можно получить пивоваренное сусло с низкой плотностью. Данный факт обусловлен наличием мелких гранул крахмала, что требует высокой температуры клейстеризации, при этом действие амилолитических ферментов будет максимально малым вследствие чего произойдет образование высокого содержания декстринов (несбраживаемых сахаров). Наличие белка и выдержка оптимального температурного режима для протеолитических ферментов позволит сохранить пеностойкость готового напитка на выходе.
После обоснования применения зерна сорго для производства низкосбраживаемого сусла следующим этапом исследования является подбор оптимального режима затирания. Для этого методом математического планирования подобран скачкообразный режим затирания, без выдержки мальтозной паузы, что сократит действие α- и β- амилаз, и позволит получить оптимальный углеводный состав для производства безалкогольного пива (рис. 3).
Первый режим затирания предусматривает приготовление затора на основе ячменного солода, зерна сорго, ароматного и горького хмеля, при этом выдержку затора проводили при температуре 50-52 °С - 15 минут, далее резко повышали температуру до 70-72°С в течении 15 минут проводили осахаривание, затем нагревали до температуры 78°С выдерживали еще 30 мин. По второму режиму затирания предусмотрен тот же состав, но после приготовления затора температуру резко повышали до 70-72 °С и выдерживали 45 мин, далее еще раз увеличивали до 78°С и направили на фильтрацию. Для подобранных режимов затирания установлено регламентированное значение рН 5,4-5,6, которое является благоприятным для выдержки подобранных пауз.
На рисунке 3 приведен сводный график функции желательности, где видны зависимости выхода экстрактивных веществ от соотношения засыпи, гидромодуля и режима затирания. Линейная зависимость, отображенная в формуле 1, показывает зависимость экстрактивности от гидромодуля и количества засыпи.
Z = 1,0947-0,0593×x-0,1858×y
Для экспериментальных исследований взяты соотношения в засыпи ячменный солод: зерно сорго 10 образцов: 95:5, 90:10,85:15, 80:20, 75:25, 70:30, 65:35, 60:40, 55:45, 50:50, так как более 50% несоложенного сырья не допускается использовать в пивоварении. При этом варьировали гидромодулем от 3 до 7, если уменьшить показатель, то сусло получается очень плотным, что неприемлемо в производстве безалкогольного пива, а повышение гидромодуля выше 7 приведет к снижению экстрактивных веществ и пустому профилю на-
Z = 1,0297-0,0636×x-0,0522×y
В зависимости, отображенной в формуле 3, показан выход экстрактивных веществ от гидромодуля и режима затирания, где также
Z = 1,0675-0,1871×x-0,0289×y
По представленному графику математической обработки данных можно сделать вывод, что для производства пивоваренного сусла с низкой степенью сбраживания, при применении в виде несоложенного сырья зерна сорго сорта Казахстанская 16 лучший результат будет при внесении в засыпи 60% ячменного солода и 40% зерна сорго, при этом гидромодуль составляет 1/6. Для данной рецептуры соответсвует первый режим затирания со скачкообразным температурным режимом, что позволяет получить оптимальный углеводный состав с выходом экстрактивных веществ 6,62%, что соответсвует низкоплотному суслу, на основе которого можно получить безалкогольное пиво.
Заключительным этапом исследования являлось проиводство безалкогольного пива на основе разработанного пивоваренного сусла. Для этого полученное сусло отфильтровали, провели кипячение с хмелем, удалили белковую взвесь и охладили до температуры брожения.
Для производства пива с низким содержанием спирта использовали низкосбражи-ваемые дрожжи штамма SafBrew TM LA-01.
питка. Согласно данным, отображенным в рисунке 2 показано, чем выше засыпь и ниже гидромодуль выход экстрактивных веществ будет повышен. Оптимальным является засыпь 60:40 при гидромодуле 1:6, экстрактивность будет соответствовать 6,62%.
Зависимость, отображенная в формуле 2, показывает выход экстрактивных веществ от соотношения засыпи и режима затирания, где наиболее эффективным при использовании сорта сорго Казахстанская 16 является первый режим затирания.
можно проследить, что наиболее эффективным является первый режим затирания.
Брожение проводили при температуре 6°С первые трое суток, затем сняли дрожжи и понизили температуру до 3°С, выдержали еще 1 сутки и направили на дображивание еще на 4 дня при температуре 0°С. По истечении 8 суток безалкогольное молодое пиво отфильтровали и исследовали физико-химические показатели (рис. 3) в соотвествии с ГОСТ 31711-2012 Пиво. Общие технические условия.
Согласно результатам экспериментальных исследований, приведенных на рисунке 4, пиво, полученное на основе разработанного низкосбраживаемого сусла с применением в виде несоложенного сырья зернового сорго, имело показатели, соответствующие установленным стандартам. Высота пены и пено-стойкость обусловлены, тем что при тепловом режиме затирания подобран скачкообразный режим с выдерживанием белковой паузы, что способствуют гидролизу белковых соединений. Экстрактивность начального сусла позволила сбродить пивное сусло до содержания этилового спирта до 0,5%об, что соответсвует безалкогольному пиву.
Рисунки и таблицы

а

б

в

г
Таблица 1-Переменные факторы и уровни их варьирования во многофакторном эксперименте
Наименование фактора |
Кодированное обозначение фактора |
Интервал варьирования фактора |
Уровни варьирования |
||
Нижний -1 |
Средний 0 |
Верхний +1 |
|||
гидромодуль |
Х 1 |
2 |
3 |
5 |
7 |
засыпь |
Х 2 |
45 |
10 |
55 |
100 |
режим затирания |
Х 3 |
1 |
1 |
1,5 |
2 |
Рисунок 1- Микроструктура зерна сорго сорта Казахстанская 16. а) эндосперм зерна; б) алейроновый слой; в) мучнистая часть эндосперма; г) микроструктура крахмальных зерен
Таблица 2- Физико-химические свойства некоторых зерновых культур
Показатель |
Вид зерна |
||||||
ячмень |
рис |
кукуруза |
сорго |
тритикале |
просо |
гречиха |
|
Влажность,% |
14,0-14,5 |
10,0-13,5 |
11,0-13,5 |
10,0-12,5 |
13,0-14,0 |
13,0-13,5 |
13,0-14,0 |
Экстракт, % СВ |
75,0-77,2 |
89,0-94,0 |
88,0-93,0 |
75,5-82,0 |
70,0-77,4 |
65,0-69,8 |
60,0-67,8 |
Жиры, % от СВ |
2,0-2,4 |
0,2-0,7 |
0,8-1,3 |
0,5-0,8 |
1,8-2,1 |
3,5-4,5 |
2,5-3,1 |
Крахмал, % от СВ |
76,0-80,0 |
67,0-88,0 |
71,0-74,0 |
70,0-81,0 |
60,0-75,0 |
67,0-72,0 |
|
Белок, % от СВ |
8,0-12,2 |
6,0-9,0 |
9,0-11,0 |
6,0-13,0 |
8,0-13,9 |
9,0-12,1 |
10,0-13,1 |
Зола, % |
1,8-2,6 |
0,9-1,5 |
1,4-1,8 |
1,6-2,5 |
1,5-2,2 |
2,5-4,3 |
0,8-2,8 |

Рисунок 2 - Фракционный состав белка зерна сорго сорта Казахстанский 16 и 20 и других зерновых культур
W 1,0947-0,0593 *x-0,1858*y

Рисунок 3 - Сводный график функции желательностизависимости экстрактивности от засыпи, гидромодуля и режима затирания

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Рисунок 4- Физико-химические показатели качества готового пива
Заключение, выводы
На основе проведенных экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:
-
1. Для получения пивоваренного сусла с низкой степенью сбраживания подобран вид
-
2. Методом математического планирования исследованы зависимости зерновой за-сыпи, гидромодуля и режима затирания на выход экстрактивных веществ. Наиболее эффективным является соотношение засыпи ячменный солод/сорго, 60/40, при гидромодуле 1/6, при этом режим затирания предусматривает выдержку белковой паузы далее минуя мальтозную сразу выдержку ферментативной паузы. В результате экстрактивность полученного сусла составляет 6,62%, что наиболее приемлемо для получения на выходе безалкогольного пива.
-
3. На основе разработанного пивоваренного сусла произведено безалкогольное пиво и изучены его физико-химические характеристики. Полученные данные соотвест-вуют установленным требованиям для безалкогольного пива.
несоложенного сырья зернового сорго сорта Казахстанский 16 отечественной селекции. Введение данной зерновой культуры обосновано наличием оптимального содержания крахмала (70,0-81,0 %) и повышенной температурой клейстеризации (78-85°С), что спо- собствует низкому гидролизу крахмальных зерен и высокому выходу декстринов.
Выражаем благодарность АО «ИП Эфес Казахстан» за спонсорское финансирование при приобретении мини пивоваренного завода NANO BREWERY TYPE 50 L4. Данный вклад дает возможность проводить многочисленные исследования в пивоваренной отрасли.
Авторы декларируют об отсутствии конфликта интересов относительно данного исследования, в том числе финансового, личностного характера, авторства или иного характера, который мог бы повлиять на исследования и его результаты, представленные в данной статье.
Список литературы Исследование сырья и режима затирания для получения сусла с низкой степенью сбраживания
- Груздева Е.Н. Опыт модернизации предприятий пивоваренной промышленности // Пиво и напитки. 2011.- №5.– С.4-5.
- Dziedziński M., Stachowiak B., Kobus-Cisowska J. Supplementation of beer with Pinus syl-vestris L. shoots extracts and its effect on fermentation, phenolic content, antioxidant activity and sensory pro-files // Electronic Journal of Biotechnology, 2023.- Vol. 63.- P. 10-17.
- Katainen А., Uusitalo L., Saarijärvi Н. Who buys non-alcoholic beer in Finland? Sociodemographic characteristics and associations with regular beer pur-chases//International Journal of Drug Policy, Vol. 113.-2023.- Р. 556-569.
- Ghasemi-Varnamkhasti M., Saeid Mohtasebi S, Ahmadi H. Classification of non-alcoholic beer based on aftertaste sensory evaluation by chemometric tools//Expert Systems with Applications, Vol. 39.- 2012.-P. 4315-4327.
- Хоконова М.Б., Кажаров Р.А. Разработка технологии безалкогольного пива // Инновационная наука. 2015. -№3.- С.65-68.
- Georg Krebs, Magdalena Müller, Thomas Becker, Martina Gastl. Characterization of the macro-molecular and sensory profile of non-alcoholic beers produced with various methods//Food Research Inter-national, Vol. 116.-2019.-P. 508-517.
- Оганнисян В.Г. Безалкогольное пиво и технологии его получения // Пиво и напитки, 2007. - №6. – С. 25-33.
- Матвиенко Е.В. Сорго как пищевая куль-тура // IACJ, 2020.- №3.- С. 102-108.
- Шакиров Д.Р., Кривов Н.В. Использование зернового сорго в качестве соложёного и несоло-жёного сырья при производстве пива // Вестник науки и образования Северо-Запада России, 2018.- №2. – С. 65-74.
- Борисенко Т.Н. Технология отрасли. Технология пива / Борисенко Т.Н., Кардашева М.В. — Кемерово: Кемеровский технологический ин-ститут пищевой промышленности, 2014.- 122 с.
- P. Othuke Akpoghelie, G. Iruoghene Edo, E. Akhayere. Proximate and nutritional composition of beer produced from malted sorghum blended with yel-low cassava//Biocatalysis and Agricultural Biotechnol-ogy.-2022, Vol. 45.- Р. 235-246.
- Kerimbayeva A., Iztayev А., Baigaziyeva G. The impact of grain sorghum on the carbohydrate composition of wort for non-alcoholic beer // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies.- 2022, №5/11 (119).-Р. 75‒82.
- Ramsey I, Yang Q, Ford R. Understanding the sensory and physicochemical differences between commercially produced non-alcoholic lagers, and their influence on consumer liking//Food Chemistry: X, Vol. 9,2021.- Р. 789-796
- Кобелев К.В., Волкова Т.Н., Селина И.В. Несахаромицетные дрожжи в производстве слабоалкогольного пива // Пиво и напитки, 2020.- №3.- С. 66-72.
- Gasiński А., Kawa-Rygielska J., Spychaj R. Production of gluten-free beer brewing from sorghum malts mashed without external enzyme preparations//Journal of Cereal Science, Vol. 112.- 2023.- Р. 256-266.
- García-Puebla, E. Heredia-Olea, J. Pedro López-Córdova. Use of durum wheat (Triticum Durum L.) with “yellow berry” as an alternative to malts in the production of ale-type beer: Physicochemical, quality of malts, and sensorial analysis // Journal of Cereal Science, 2023, Vol.109.- Р. 445-462.
- М. Zdaniewicz, A. Pater, A. Knapik.The effect of different oat (Avena sativa L) malt contents in a top-fermented beer recipe on the brewing process performance and product quality//Journal of Cereal Science, 2021, Vol. 101.- Р. 325-336.
- Prasad D. C, Vidyalakshmi R, Baskaran N, Tito Anand M. Influence of Pichia myanmarensis in fermentation to produce quinoa based non-alcoholic beer with enhanced antioxidant activity//Journal of Cereal Science, Vol. 103, 2022.-Р. 456-466.
- Adamenko К., Kawa-Rygielska J.Characteristics of Cornelian cherry sour non-alcoholic beers brewed with the special yeast Saccha-romycodes ludwigii // Food Chemistry, Vol. 312,2020.- Р. 789-796.
- Кунце В. Технология солода и пива.- СПб.: Профессия, 2009. - 912 с.
- Аскарбеков Э.Б., Байгазиева Г.И., Кеки-баева А.К. Ферментативнaя aктивность дрожжей, исследуемых для сбраживания сиропа сахарного сорго// Ізденістер, нәтижелер – Исследования, результаты. № 2 (78) 2018.- С.24-30.