Специальное пиво с использованием экстракта из остовов шишек сосны сибирской (Pinus Sibirica)

Главным катализатором технологических нововведений в пивоварении выступает запрос аудитории на нестандартные виды продукции. Крафтовые сорта формируют обособленную нишу, позиционируясь между классическими лагерами и элями; при этом их классификационные рамки остаются намеренно размытыми.

По сравнению с обычным пивоварением производство специальных сортов технологически сложнее и часто требует дополнительных операций, уникальных микроорганизмов и оборудования, однако гармоничная интеграция традиционных методов пивоварения с использованием нетрадиционного растительного сырья обладает значительным потенциалом

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Кох Ж.А. и др. Вестник ВГУИТ, 2026, Т. 88, №. 1, С. 260-266 для создания функциональных напитков с повышенной биологической ценностью [1, 5, 8, 9].

Особый интерес в качестве источника биологически активных добавок представляют продукты переработки кедрового ореха – традиционного сибирского промысла. В лесном хозяйстве России ежегодно накапливается порядка 10 млн тонн биологических отходов, причем заметная часть этой массы приходится на остовы кедровых шишек, остающиеся после извлечения ореха. Сжигание подобного сырья, повсеместно практикуемое до сих пор, вступает в противоречие с современной концепцией биоэкономики и ресурсосбережения.

В соответствии с концепцией биопереработки, вторичное сырье растительного происхождения рассматривается как ценный источник биологически активных веществ для косметической, фармацевтической и пищевой промышленности [1, 3, 11].

Представители рода Pinus давно известны как продуценты природных антиоксидантов, роль которых выполняют главным образом фенолы – процианидины, флавоноиды и фенолокислоты. Экстракты сосны (в частности, из коры Pinus maritima) уже нашли применение в виде биодобавок к пище и фитохимических препаратов. За последние 30 лет различные экстракты сосны продемонстрировали значительную активность по улучшению памяти, а также потенциальную пользу при лечении ожирения и хронических воспалений, что может быть использовано в производстве функциональных продуктов и пищевых добавок [1, 6, 11, 12]. Pinus sibirica (сосна сибирская, кедровая) широко распространена в Сибири и на Дальнем Востоке России, а также в Северо-Восточном Китае. Ее шишки созревают 4 – 5 месяцев, опадают целиком, что делает их удобным объектом для сбора и промышленной переработки. После извлечения семян (кедровых орехов) остовы шишек долгое время считались отходами, но их химический состав обосновывает ценность как вторичного сырья [2, 7, 12, 13].

Изучение российских патентов свидетельствует: среди растительных ингредиентов, разрешенных для производства дистиллятов, лидируют семена кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) и их твердая оболочка. “На сегодняшний день зарегистрировано более 50 запатентованных рецептур алкогольной и безалкогольной продукции, где цельный кедровый орех заявлен как один из главных компонентов. В пересчете на 1000 дал готового напитка его массовая доля может достигать 120 – 250 кг. В целом по всем проанализированным патентам расход ореха колеблется от 0,8 до 250 кг на 1000 дал, а продолжительность экстракции методом настаивания занимает от 2 до 30 суток [4].

Примечательно, что именно скорлупа формирует вкусо-ароматический профиль таких напитков. Тем не менее примеры, где экстракт готовят исключительно из скорлупы, минуя ядро, в патентной литературе встречаются крайне редко [1].

Актуальные исследования подтверждают перспективность использования хвойного сырья в пивоварении. Dziedziński с соавторами (2023) исследовали, как добавление побегов Pinus sylvestris L. влияет на брожение, фенольный профиль, антиоксидантную активность и органолептику пшеничного пива. Опытный образец показал чуть более высокие значения алкоголя (4,04% об.) и горечи (15,83 IBU) относительно контроля. На стадии варки побеги обогатили напиток биологически активными соединениями: полифенольных кислот и флавонолов стало почти на 30% больше. Дегустационная комиссия высоко оценила ароматическое пиво с добавкой. После трех месяцев хранения микробиологические показатели остались в норме. Авторы делают вывод: побеги сосны пригодны в качестве функционального ингредиента для крафтовых сортов [10, 12, 13].

В профессиональных интернет-сообще-ствах пивоваров активно дискутируются способы введения хвойных добавок в рецептуру. Согласно сообщениям участников, хвоя сообщает напитку смолистые ноты, однако превышение дозировки приводит к появлению неприятного привкуса. Практикующие пивовары рекомендуют добавлять 225 г. свежих сосновых ветвей при кипячении в течение 20 минут. Кедровые семена при этом позиционируются как самостоятельный ингредиент, формирующий не столько хвойные, сколько маслянистоореховые оттенки вкуса; данная особенность считается наиболее ценной при разработке авторских (крафтовых) сортов [6, 8. 12, 13].

Ключевой проблемой при использовании кедрового ореха в пивоварении является высокое содержание масел в ядре (60–70%), что может негативно сказаться на пенообразовании и пеноустойчивости готового пива. Это подтверждается и опытом пивоваров-любителей: при добавлении орехов целиком масла экстрагируются и разрушают пену [3, 8]. В то же время скорлупа и остовы шишек содержат значительно меньше липидов и являются более подходящим сырьем для получения экстрактов, используемых в пивоварении.

Цель исследования – выбор оптимального способа производства специального пива на основе водно-этанольного экстракта из остовов шишек Pinus sibirica.

Материалы и методы

Объектами исследования служили остовы шишек сосны сибирской ( Pinus sibirica ), собранные после промышленного обрушения кедрового ореха в Красноярском крае. Сырье подвергали механоактивации (измельчение до фракции менее 1 мм) для деструкции клеточных стенок.

Получение экстракта. Экстракцию проводили 40% водно-этанольным раствором при гидромодуле 1:10, температуре 50–60 °C. Для определения кинетики накопления экстрактивных веществ настаивание вели в течение 5; 10; 15; 20; 25 и 75 часов. В полученных извлечениях определяли содержание экстрактивных веществ (гравиметрическим методом) и дубильных веществ (титриметрическим методом) [2, 5, 13]. Органолептические и физикохимические показатели экстракта оценивали по стандартным методикам [4, 14].

Для приготовления специального пива использовали лагер с начальным экстрактом сусла 12,5% и горечью 1,2. Чтобы снизить улетучивание ароматических компонентов, экстракт добавляли в сусло в период основного брожения. Соотношения пиво: экстракт – 50:50; 60:40; 40:60; 30:70. Главное брожение вели до видимого экстракта 2,6–2,9%; брожение и дображивание – не менее 25 суток. Фильтрацию проводили на кизельгуровом фильтре. Показатели качества: органолептические (сенсорный анализ), массовая доля сухих веществ, спирта, кислотность (прямое титрование), цветность (колориметрически), стабильность (визуально), высота и устойчивость пены оценивали по органолептическим и физико-химическим показателям в соответствии с ГОСТ 31711–2012 [4, 14].

Результаты и обсуждения

На первом этапе была определена динамика накопления экстрактивных и дубильных веществ в экстрактах из остовов шишек сосны сибирской. Результаты исследования представлены в таблице 1.

На основании полученных результатов установлено, что интенсивная фаза экстрагирования наблюдается в течение первых 20 часов. В последующий период (20–75 часов) скорость экстракции снижается, что свидетельствует о приближении системы к равновесному состоянию. Оптимальное время настаивания, обеспечивающее достижение 90–95% выхода экстрактивных веществ при технологически приемлемой продолжительности цикла, составляет 24 часа. Экстракт из механоактивированных остовов шишек Pinus sibirica (40% этанол, 24 ч) характеризовался: содержанием экстрактивных веществ: 9,2–9,5%; содержанием дубильных веществ: 11,5–12,5%; цвет: янтарно-коричневый; аромат: выраженный хвойно-смолистый; вкус: терпкий с древесными нотами

Таблица 1.

Динамика накопления экстрактивных и дубильных веществ в зависимости от продолжительности экстракции

Table 1.

The dynamics of extractive and tannin substance accumulation in relation to the duration of extraction

Время настаивания, ч Extraction time	Содержание экстрактивных веществ, % Content of extractables	Содержание дубильных веществ, % Tannin concentration
5	2,68 ± 0,83	3,15 ± 0,91
10	4,25 ± 0,81	4,79 ± 0,82
15	6,38 ± 0,79	8,25 ± 0,88
20	8,88 ± 0,82	10,18 ± 0,91
25	9,51 ± 0,86	12,15 ± 0,94
75	10,95 ± 0,88	15,75 ± 0,95

На основании полученных результатов установлено, что интенсивная фаза экстрагирования наблюдается в течение первых 20 часов. В последующий период (20–75 часов) скорость экстракции снижается, что свидетельствует о приближении системы к равновесному состоянию. Оптимальное время настаивания, обеспечивающее достижение 90–95% выхода экстрактивных веществ при технологически приемлемой продолжительности цикла, составляет 24 часа. Экстракт из механоактивированных остовов шишек Pinus sibirica (40% этанол, 24 ч) характеризовался: содержанием экстрактивных веществ: 9,2–9,5%; содержанием дубильных веществ: 11,5–12,5%; цвет: янтарно-коричневый; аромат: выраженный хвойно-смолистый; вкус: терпкий с древесными нотами

Полученные показатели сопоставимы с характеристиками экстракта «Кедровый орешек» (ТУ 9185–011–44601108–2010), который представляет собой коричневую прозрачную жидкость с массовой концентрацией общего экстракта не менее 0,5 г/см³ [1].

Следующим этапом исследования было оценить влияние экстракта на качество пива. При внесении экстракта в сусло наблюдалось помутнение, интенсивность которого возрастала с увеличением доли экстракта. После фильтрации на кизельгуровом фильтре получены прозрачные образцы янтарного цвета.

В таблице 2 представлены результаты анализа физико-химических характеристик образцов специального пива, полученных при варьировании соотношения базового пива и экстракта остовов кедрового ореха 50:50, 60:40, 40:60, 30:70. Оценивались следующие параметры: рН, кислотность (%), массовая доля сухих веществ (%), объемная доля спирта (% об.) и высота пены (мм).

Таблица 2.

Физико-химические показатели специального пива

Table 2.

Physicochemical characteristics of specialty beer

Соотношение пиво: экстракт Beer-to-extract ratio	рН	Кислотность Acidity	Массовая доля сухих веществ, % Mass fraction of dry substances	Спирт, % об. Alcohol	Высота пены, мм Foam height
50:50	4,5	2,40	4,18	3,6	20
60:40	4,4	2,50	5,62	2,7	19
40:60	4,2	2,70	5,91	2,2	17
30:70	4,1	2,80	6,33	1,8	14

Анализ полученных результатов в таблице 2 позволяет сделать вывод о том, что по мере увеличения доли экстракта в композиции наблюдается закономерное снижение рН с 4,5 (соотношение 50:50) до 4,1 (соотношение 30:70). Данная тенденция указывает на подкисляющее действие экстракта скорлупы, обусловленное присутствием органических кислот и фенольных соединений. Показатель кислотности возрастает с 2,40% (50:50) до 2,80% (30:70). Повышение кислотности коррелирует со снижением рН и связано с накоплением кислых компонентов, экстрагируемых из растительного сырья. Содержание сухих веществ увеличивается с 4,18% (50:50) до 6,33% (30:70), что объясняется переходом экстрактивных веществ (включая фенольные соединения, полисахариды и минеральные компоненты) из остовов кедровой шишки в готовый напиток. Также отмечено закономерное снижение содержания спирта с 3,6% об. (50:50) до 1,8% об. (30:70). Данный эффект обусловлен разбавлением базового пива экстрактом, не содержащим ферментируемых углеводов, а также возможным ингибированием дрожжевой ферментации фенольными соединениями.

Показатель высоты пены снижается с 20 мм (50:50) до 14 мм (30:70). Тем не менее при содержании экстракта до 40–50% (соотношения 50:50 и 60:40) показатели пенообразования сохраняются на приемлемом уровне. Это подтверждает предположение о том, что остовы кедровой шишки, в отличие от его ядра кедрового ореха, не содержит значительного количества масел, которые негативно влияют на пенообразование [3, 8].

Увеличение доли экстракта из остовов кедровой шишки приводит к закономерным изменениям физико-химических показателей: снижению рН и объемной доли спирта, повышению кислотности и содержания сухих веществ. Пенообразующие свойства остаются удовлетворительными при доле экстракта не более 40–50%. В таблице 3 представлены результаты дегустационной оценки образцов специального пива, полученных при различных соотношениях базового пива и экстракта скорлупы кедрового ореха (50:50; 60:40; 40:60; 30:70). Оценка проводилась по следующим органолептическим характеристикам: цвет, запах и вкус.

Таблица 3.

Органолептические показатели специального пива

Table 3.

Sensory characteristics of specialty beer

Соотно-шение Ratio	Цвет Color	Запах Smell	Вкус Taste
50:50	янтарный amber	солодовый, тонкий ореховый malty, subtle nutty	горьковато-солодовый, с орехвой нотой bittersweet malt, with a nutty note
60:40			сбалансированный, горьковатый balanced, slightly bitter
40:60		выраженный хвойно-ореховый pronounced pine-nutty	сильно выраженный хвойно-ореховый, терпкий strongly pronounced pine-nutty, tart
30:70		доминирующий хвойно-ореховый dominant pine-nutty	резкий хвойно-ореховый, высокая терпкость sharp pine-nutty, high astringency

Все проверенные образцы показали янтарный цвет разной интенсивности – это результат перехода в напиток фенолов и антоцианов из остовов и шелухи кедровой шишки. Запах менялся в зависимости от рецептуры: смесь 50:50 даёт солодовый аромат с тонким ореховым оттенком, а 30: 70 – уже доминирующий хвойно-ореховый. Чем больше экстракта, тем сильнее чувствуется хвойная нота.

Вкус при 50: 50 – горьковато-солодовый с орехом, при 30: 70 – резкий, хвойно-ореховый и очень терпкий. Терпкость возрастает в вариантах 40:60 и 30:70 из-за высокой концентрации танинов и полифенолов из шишек. Лучшим признано соотношение 60:40, оно даёт гармоничный солодово-ореховый вкус с приятной горчинкой и мягким ореховым ароматом без перебора с терпкостью. Как альтернатива

Koch Zh.A. et al. Proceedings of VSUET, 2026, vol. 88, no. 2, pp. подойдёт 50: 50 – этот вариант понравится тем, кто любит более отчётливую хвойно-ореховую ноту. Соотношения 40:60 и 30:70 характеризуются чрезмерной терпкостью и доминированием хвойно-ореховых тонов, что снижает их потребительскую привлекательность.

Заключение

В результате проведенного исследования обоснована целесообразность использования вторичного сырья переработки кедрового ореха – остовов шишек сосны сибирской ( Pinus sibirica ) – в качестве источника биологически активных веществ для производства специального пива.

Работа выполнена в соответствии с концепцией биопереработки и принципами ресурсосбережения, что позволяет рассматривать отходы кедрового промысла не как подлежащую утилизации массу, а как ценное сырье для пищевой и фармацевтической промышленности. Установлено, что интенсивная фаза экстрагирования экстрактивных и дубильных веществ из механоакти-вированных остовов шишек Pinus sibirica 40% водно-этанольным раствором наблюдается в течение первых 20 часов. Технологически обоснованным является время настаивания 24 часа, обеспечивающее достижение 90–95% выхода целевых компонентов. Полученный экстракт характеризуется содержанием экстрактивных веществ на уровне 9,2–9,5%, дубильных веществ – от 11,5 до 12,5%, а также выраженным  хвойно-смолистым  ароматом и терпким вкусом с древесными нотами. Увеличение доли экстракта в композиции «пиво: экстракт» приводит к закономерным изменениям физико-химических характеристик готового напитка: снижение рН с 4,5 (соотношение 50:50) до 4,1 (30:70); повышение кислотности с 2,40 до 2,80%; увеличение массовой доли сухих веществ с 4,18 до 6,33%; снижение объемной доли спирта с 3,6 об. до 1,8% об. (обусловлено разбавлением базового пива экстрактом, не содержащим ферментируемых углеводов, и возможным ингибированием дрожжевой ферментации фенольными  соединениями);

уменьшение высоты пены с 20 до 14 мм. При содержании экстракта до 40–50% (соотношения 50:50 и 60:40) показатели пенообразования сохраняются на приемлемом уровне, что подтверждает гипотезу об отсутствии в остовах шишек значительного количества масел, негативно влияющих на пену в отличие от ядра кедрового ореха. Все исследуемые образцы характеризовались янтарным цветом различной интенсивности. Запах варьировал от солодового с тонкой ореховой нотой (50:50) до доминирующего хвойно-орехового (30:70); вкус – от горьковатосолодового с ореховой нотой до резкого хвойноорехового с высокой терпкостью. Терпкость, возрастающая при соотношениях 40:60 и 30:70, обусловлена повышенным содержанием дубильных веществ (таннинов) и полифенолов.