Разработка технологии пива с амарантовой мукой

DOI:

For cite

В настоящее время пивоваренные компании на Западе выпускают достаточно широкий ассортимент пива и пивных напитков, каждый из которых находит своего потребителя. Пиво «варят» как по традиционной технологии, так и с применением несоложеного и нетрадиционного вида сырья, что вносит новые вкусовые ощущения во всем известный продукт.

Сегодня перед Российскими пивоварами, в связи с вступлением страны в новый этап мировых экономических взаимоотношений, с одной стороны, ставится задача выпуска пива, имеющего высокую коллоидную, вкусовую и биологическую стабильности при длительном хранении, но, с другой стороны, в условиях растущей конкуренции, не менее важной встает и проблема реализации продукции. Сложившаяся ситуация остро диктует необходимость расширения ассортимента с целью удовлетворения вкусовых предпочтений потребителя. Кроме того, пиво, приготовленное с использованием нетрадиционного сырья, имеет более низкую себестоимость, что, безусловно, важно для покупателя. В пивоварении давно используется пшеничный солод для приготовления пива верхового брожения, ячмень, как несоложеное сырье, а также кукуруза и рис [1, 2].

Амарант всегда привлекал к себе внимание исследователей [3–6].

Говоря об амаранте, следует сказать, что на территории России встречается 15 видов амаранта, но в Государственный реестр России входят 5 культур, которые используются в пищевой промышленности: Шунтук, Стерх, Атлант, Полесский, Чергинский [7]. Листья амаранта используется в животноводстве и в свежем виде, и для приготовления силоса, и для получения белково-витаминной муки и концентратов.

Аминокислотный состав белка листьев амаранта близок к идеальному, поэтому имеет высокую пищевую ценность. Амарант можно рассматривать как масличное сырье, т.к. основным продуктом в маслоэкстракционном производстве является амарантовое масло, получаемое из семян [8, 9] Оно отличается высоким содержанием редкого соединения – сквалена [10, 11]. Амарантовый шрот, образующийся при этом, является побочным продуктом. До сегодняшнего времени амарантовый шрот, обладающий высокой пищевой и биологической ценностью, в котором сохраняются практически все водорастворимые витамины, минеральные вещества и белки, содержащиеся в семенах амаранта, не нашел целевого практического использования. В силу низкого содержания глютена амарант находит широкое рас- пространение в технологии диетических без-глютеновых продуктов необходимых людям при заболевании целиакии [12–15]. Изучение биохимического белково-липидного состава амарантовой муки показало, что она может быть использована в пивоварении (таблица 1).

Т а б л и ц а 1

Сравнительная характеристика муки

Образец муки	Содержание, г / 100г
	белок	липиды
Амарантовая	17,0	2,5
Пшеничная	14,0	1.1
Кукурузная	13,0	2.1
Рисовая	8,5	1,25
Фасолиевая	27,2	0,85
Соевая	42,5	7,5

Целью этого исследования явилось определение оптимального процентного содержания амарантовой муки от массы засыпи и выбор способа затирания при разработке рецептуры пива с амарантовой мукой.

В работе использовали амарантовую муку двух видов: «белковую» и «углеводную», химический состав которых представлен в таблице 2. Обе партии были экспериментально выработаны из семян амаранта и предоставлены для исследований ООО «Агрос» (Калининградская область).

Т а б л и ц а 2 Химический состав «белковой»

и «углеводной» амарантовой муки

Показатель	Содержание, г/100 г
	Белковая мука	Углеводная мука
Белки, г	20,2	9,5
Жиры, г	3,1	3,9
Крахмал, г	16,7	52,6
Клетчатка, г	3,2	14
Зола, г	1,8	1,8

В ходе эксперимента вначале необходимо было установить зависимость экстрактивности первого сусла от количества вносимой муки и начальной температуры затирания, а также зависимость продолжительности осахаривания от тех же факторов.

Семена амаранта содержат уникальный крахмал, гранулы которого имеют размер приблизительно 1 мкм с достаточно гладкой поверхностью. Гранулы крахмала других культур в несколько раз больше. Кроме того, известно, что крахмал амаранта в значительной степени подвержен воздействию амилолитических ферментов. Такой размер и свойства гранул крахмала позволяют использовать его в пивоварении [16, 17].

Рассматривая «положительные» свойства данного сырья необходимо отметить, что по наличию незаменимых аминокислот амарантовая мука выигрывает на фоне пшеницы и бобовых. В большом количестве в ней содержатся лизин, метионин, цистеин, фенилаланин, тирозин. Отсутствие в белковой фракции серосодержащих аминокислот, способствующих образованию белковой мути также делает ее перспективным в пивоваренных технологиях. Но содержание «белковой» амарантовой муки в засыпи нужно контролировать, потому что слишком высокое ее содержание, а именно, альбуминовая фракция, может привести к обильной, но неустойчивой, а значит низкокачественной, с пивоваренной точки зрения, пене. Амарантовая мука также содержит важные для организма человека макро- и микроэлементы: калий, фосфор, кальций, железо, магний и медь. По концентрации железа, калия и меди амарантовая мука во много раз превосходит пшеничную муку. Железо и медь играют важную роль в кроветворении, калий и магний входят в число кардиопротекторных компонентов. Фосфор и кальций необходимы для нормального функционирования мышечной системы. Кроме этого, в составе амарантовой муки соотношение кальция и находятся в оптимальном для усвоения соотношении 1:2 [18].

В начале исследования оценивали влияние количества вносимой амарантовой муки и начальной температуры затирания на экстрактивность первого сусла и продолжительность осахаривания. В качестве материала использовали светлый ячменный солод PILSEN. Готовили засыпь в соотношении ячменный солод : амарантовая мука 90:10 и 80:20, соответственно. В процессе затирания был использован настойный способ без использования ферментов. Применялся гидромодуль 1:4. Затирание начинали с 40 или 50 ^оС в зависимости от требований эксперимента. Выдерживали в течение 30 мин – цитолитическая пауза. Белковая пауза была увеличена во времени для улучшения протеолиза белковых веществ и действия протеолитических ферментов и составляла 25 мин. Затем температуру повышали со скоростью 1 ^оС в мин до 62-63 ^оС, выдерживали 30 мин – мальтозная пауза . Поднимали температуру до 72 ^оС и выдерживали до полного осахаривания, которое определяли по йодной пробе. Осахаренный затор нагревался до 77-78 ^оС в течение 5 мин, а затем остужался и фильтровался.

Для исследования влияния таких параметров как количество вносимой муки в затор (Х1) и начальная температура затирания (Х2), была выбрана матрица планирования для двух факторов на двух уровнях. Опыты проводили в трехкратной повторности. Параметрами оптимизации были выбраны Y1 – экстрактивность 1го сусла, % и Y2 – продолжительность осахаривания, мин. В качестве контроля в засыпи использовали 100 % ячменный солод.

Экспериментальные данные экстрактивности сусла и его времени осахаривания от дозы вносимой муки в затор и начальной температуры затирания приведены в табл. 3, 4.

После математической обработки данных были получены уравнения регрессии по показателю оптимизации Y 1 (экстрактивность первого сусла):

Y = 9 + 1,3 X 1 – 0,1 X 2 – для «Белковой» муки;

Y = 13,5 + 0,4 X 1 – для «Углеводной» муки.

Т а б л и ц а 3

Показатели сусла при использовании «белковой» муки

Доза вносимой муки, %	Начальная температура затира-ния,оС	Экстрактивность сусла, %	Время осаха-рива-ния, мин
0 (контроль)	52	11	14
10	40	9	15
20	40	9	35
10	50	10,5	21
20	50	12,1	26

Т а б л и ц а 4

Показатели сусла при использовании «углеводной» муки

Доза вносимой муки, %	Начальная температура затира-ния,оС	Экстрактивность сусла, %	Время осаха-рива-ния, мин
0 (контроль)	52	11	14
10	40	10	15
20	40	10	25
10	50	10,5	21
20	50	12,2	18

Таким образом, экспериментальным путем была определена доза внесения амарантовой муки. Показано, что ее внесение приводит к увеличению экстрактивности первого сусла (12,1-12,2 %), но вид муки не оказывает влияния на этот показатель, поэтому при разработке технологии нового сорта пива, с точки зрения снижения себестоимости продукции, целесообразно использовать «углеводную» амарантовую муку в количестве 20 % от засыпи зернопродуктов. Кроме этого установлено, что начальная температура затирания не оказывает значительного влияния на экстрактивность первого сусла, но при увеличении количества муки в засыпи зернопродуктов увеличивается время осахаривания затора.

Далее в работе использовали экспериментальное сусло, полученное с добавлением «углеводной» муки, которое сбраживалось штаммом дрожжей Saccharomyces carsbergensis W/3470 . После брожения пиво отделялось от дрожжей фильтрованием и помещалось на доб-раживание, которое проводилось при температуре 4-5 ^oC в течение 14 дней.

Основные показатели сусла, молодого пива и готового пива указаны в таблице 5.

Контроль – светлое пиво из 100% ячменного солода.

Образец №1 – пиво с добавлением 10% амарантовой муки от засыпи зернопродуктов.

Образец №2 – пиво с добавлением 20% амарантовой муки от засыпи зернопродуктов.

Показатели полученного сусла и пива представлены в таблице 6.

На основании полученных результатов (таблица 6) следует, что внесение амарантовой муки вида «углеводная» приводит к увеличению экстрактивности сусла и незначительному снижению содержания спирта.

Дегустационная оценка очень важна при разработке новых напитков, так как она позволяет выявить все недостатки и достоинства нового продукт, а иногда это единственный способ сделать заключение о качестве продукта. Была проведена дегустационная оценка качества пива по основным показателям [19].

Т а б л и ц а 5

Физико-химические показатели пива

Показатель	Образец исследования
		№1	№2	Контроль
Экстрактивность первого сусла, %	Сусло	10	12,2	11
	Молодое пиво	9,0	10,0	9,0
Объемная доля спирта, %	Молодое пиво	3,7	3,7	3,8
	Готовое пиво	4,06	4,0	4,1
Видимая экстрактивность, %	Молодое пиво	4,2	4,5	3,8
	Готовое пиво	2,8	3,0	2,6
Видимая степень сбраживания, %	Молодое пиво	60,5	60,2	61,3
	Готовое пиво	73,2	72,6	74,3
Действительная степень сбраживания, %	Молодое пиво	56,3	55,8	57,1
	Готовое пиво	61,2	60,7	61,6
Аминный азот, мг/100 см3	Сусло	18,1	23,1	23,0
	Молодое пиво	9,1	11,3	11,0
Конечная экстрактивность, %	Молодое пиво	3,0	3,0	3,3
	Готовое пиво	3,2	2,6	2,9

Т а б л и ц а 6

Органолептическая оценка готового пива

Образец	Характеристика показателя		Балл (оценка)
№1	Прозрачность	Прозрачное, без блеска, с единичными мелкими взвесями	2 (хорошо)
	Цвет	соответствует типу пива,	2 (хорошо)
	Аромат	солодовый, слабо выражен	2 (удовлетворительно)
	Вкус	пустой	3 (удовлетворительно)
	Хмелевая горечь	мягкая	4 (хорошо)
	Пенообразование	Обильная, компактная, устойчивая, хорошо прилипающая пена	5 (отлично)
	Итого: 18 (хорошо)
№2	Прозрачность	Прозрачное, без блеска, с единичными мелкими взвесями	2 (хорошо)
	Цвет	соответствует типу пива	2 (хорошо)
	Аромат	очень выражен солодовый тон	3 (хорошо)
	Вкус	Выраженный, гармоничный вкус	4 (хорошо)
	Хмелевая горечь	мягкая	4 (хорошо)
	Пенообразование	Обильная, компактная, устойчивая, хорошо прилипающая пена	5(отлично)
	Итого: 20 (хорошо)

а

Рисунок 1. Диаграммы профиля органолептической оценки пива с «углеводной» амарантовой мукой: а – в количестве 20%, б – в количестве 10%

б

Фруктовый олодовый выи

Освежающий

Сладковатый

Привкус дрожжей

Горечь

—•—Образец с "углеводной" мукой (10%) В * Контроль

Гармоничный

Органолептическая оценка пива проводилась по 25 бальной системе, по следующим основным показателям (в баллах): прозрачность - 3, цвет – 3, вкус – 5, хмелевая горечь – 5, аромат – 4, пенообразование – 5. В таблице 6 приведены результаты влияния различных концентраций исследуемой амарантовой муки на органолептические показатели готового пива. Данные показатели являлись важнейшими критериями его качества, соответствовали типу пива и определялись посредством дегустации. При дегустации определялась прозрачность – пиво просматривали в проходящем свете. На основании дегустационной оценки пива была составлены диаграммы профиля полученных образцов (рисунок 1).

Одновременно обращали внимание на появление пузырьков СО 2 и их обильное или медленное выделение. При просматривании через стекло бокала пиво искрилось и давало блеск. Вкус и аромат оценивались, пробуя пиво