автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Формирование качества пива и разработка способов повышения его стойкости в процессе производства

На правах рукописи

1<У

ЗАХАРЕНКО ДЕНИС ГЕННАДЬЕВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИВА И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО СТОЙКОСТИ В ПРОЦЕССЕ

ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05. 18. 15 - «Товароведение пищевых продуктов и технология продуктов общественного питания»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

о : г Р 3

Кемерово 2009

003466271

Работа выполнена в ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Помозова Валентина Александровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Киселев Владимир Михайлович

кандидат технических наук Черкасов Никита Григорьевич

Ведущая организация: ООО «Завод», г. Кемерово

Защита состоится «25 » апреля 2009 г. в 14°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, ауд. 1217. Факс (8-3842) 73-40-07

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.

Автореферат разослан «24» апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Бакин И. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Несмотря на сложные экономические условия, в России в последние годы интенсивно развивается ряд отраслей пищевой промышленности, в том числе производство слабоалкогольных напитков. Однако приоритеты современного направления в развитии экономики в настоящее время требуют не только простого увеличения объема производства напитков, но и выпуска товаров, максимально удовлетворяющих потребности покупателей.

Пиво с точки зрения товароведной классификации считается слабоалкогольным напитком, и, в настоящее время, приобретает статус национального напитка, противоборствуя за это место с крепкими алкогольными напитками. В связи с этим повышается его значение среди общей номенклатуры алкогольных напитков. Однако высокий уровень конкуренции среди производителей пива на отечественном рынке определяет необходимость постоянного повышения его качества, при этом в ряд важнейших показателей ставится его стойкость.

Стойкость напитка определяется сохранностью его органолептических, физико-химических и биологических показателей в процессе хранения.

Традиционно используемое в производстве напитков сырье содержит такие высокомолекулярные компоненты как пектиновые, белковые, фенольные вещества и др. Эти биополимеры образуют коллоиды, снижающие качество и стабильность напитков при хранении. В связи с этим необходимы дополнительные технологические приемы, позволяющие улучшить процесс осветления и повысить продолжительность стабильной прозрачности напитков.

Проблема повышения стойкости пива достаточно сложна в связи с неоднородным составом природного сырья, необходимостью одновременно с устранением мутеобразующих компонентов из готовых напитков сохранить их вкусовые и ароматические характеристики. Над этой задачей работают ряд ученых и специалистов в стране и за рубежом: Покровская Н.В., Гернет М.В., Ермолаева, Г.А., М.Н. Елисеев, Андреева О.В., Хорунжина С.И., О'Рурк Т., Chapon L. и др.

В настоящее время одним из прогрессивных направлений стабилизации напитков за счет снижения содержания мутеобразователей является использование различных вспомогательных средств, в том числе флокулянтов. Флокулянты - это водорастворимые высокомолекулярные соединения, которые при введении в дисперсные системы адсорбируются или химически связываются с поверхностью частиц дисперсной фазы и объединяют частицы в агломераты (флокулы), способствуя их быстрому осаждению. Наиболее известный и часто применяемый синтетический флокулянт - полиакриламид, который широко применяют в различных областях технологии: для осветления воды, соков, ликероводочных изделий. Это обусловлено его высокой флоккулирующей способностью, доступностью, сравнительно низкой стоимостью и малой токсичностью.

Полиакриламидный флокулянт (ПААФ) наиболее целесообразно использовать для формирования качества и стойкости пива в процессе дображивания, что позволяет регулировать степень удаления высокомолекулярных белковых фракций, части полифенолов и ускоренно и полно осаждать дрожжи.

Исследования возможности использования ПААФ для повышения качества и стойкости пива в процессе его производства являются актуальным и перспективным направлением.

Цель и задачи исследования

Целью данной работы является формирование качества готового пива в процессе его производства на основе анализа основных факторов и использования технологических приемов, обеспечивающих стабилизацию его состава.

Для достижения указанной цели определены основные задачи исследования:

- анализ факторов, влияющих на качество и стойкость пива в процессе его производства и хранения;

- выбор основных факторов, с помощью которых возможно целенаправленное формирование стойкости пива;

- исследование основных закономерностей применения полиакриламидного флокулянта (ПААФ) для осаждения дрожжей и удаления потенциальных мутеобразователей на модельных растворах;

- исследование влияния ПААФ на процесс дображивания молодого пива;

- анализ влияния ПААФ на показатели, характеризующие стойкость и потребительские характеристики готового напитка;

- оценка качества и показателей безопасности готового пива, полученного с использованием ПААФ на стадии дображивания;

- производственная оценка разработанной технологии;

- анализ экономических показателей при производстве пива с использованием ПААФ для повышения его стойкости.

Научная новизна

На основании анализа факторов, определяющих стойкость пива, разработана модель формирования его качества, рассматривающая процесс производства с точки зрения системного подхода.

Обосновано применение ПААФ для ускоренного осаждения дрожжей и удаления потенциальных мутеобразующих компонентов на стадии дображивания пива. Предложен механизм взаимодействия флокулянта с дрожжевыми клетками, белками и полифенольными соединениями.

Получены основные закономерности осаждения дрожжей при различной их концентрации, содержания Сахаров, рН. Рассчитаны уравнения регрессии, определяющие скорость осаждения дрожжей и осветления среды в зависимости от этих факторов.

Определены рациональные параметры обработки молодого пива ПААФ с учетом их воздействия на показатели, характеризующие стойкость и потребительские свойства готовой продукции.

Практическая значимость работы

Разработана технологическая инструкция по производству стойкого пива с использованием ПААФ (ТИ 9184 - 006 - 05224230 - 2008).

Результаты исследования использованы для совершенствования технологии пива на ЗАО «Читинские ключи» (г. Чита).

Проведена товароведная оценка пива «Жигулевское», полученного с использованием ПААФ.

Произведен расчет себестоимости и цены пива «Жигулевского», полученного с использованием разработанной технологии.

Апробация работы Материалы диссертации представлялись на IV международной конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (Москва, 2006 г.), VIII Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» (г. Казань, 2007 г.), Всероссийской конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2007 г.).

Публикации По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 1 в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методической части, 6 глав экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений.

Основная часть работы изложена на 133 стр. машинописного текста, включает 38 рисунков, 16 таблиц. Список литературы включает 112 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулирована цель работы, дана ее общая характеристика.

В первой главе, содержащей обзор литературы, рассмотрены факторы, определяющие и формирующие стойкость пива. Обобщены результаты исследований отечественных и зарубежных авторов, по применению различных вспомогательных средств для повышения стойкости пива и их влиянию на физико-химические показатели и органолептические характеристики готовых напитков. Дана характеристика флокулянтов и рассмотрены пути их использования в пищевой промышленности и народном хозяйстве.

Во второй главе описана методология проведения эксперимента, объекты и методы исследований. Экспериментальные исследования проводились в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности и ЗАО «Читинские ключи». Ряд анализов при выполнении исследований по составу и количеству вторичных продуктов брожения, выполнены в ФГУ ЦСМ г. Кемерово, по показателям безопасности - в ФГУ «Читинский ЦСМ» по микробиологическим - в испытательной лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Читинской области».

Объекты исследований. Объектами исследований являлись: пиво «Жигулевское» и «Ключи элитное», произведенное ЗАО «Читинские ключи», модельные растворы, молодое и готовое пиво в лабораторном и производственном эксперименте.

Методы исследований. Все исследования проводились с использованием стандартных методик применяемых в пивоваренной промышленности для анализа сырья, материалов, полуфабрикатов и готовой продукции.

Оценку органолептических показателей готового пива проводили по ГОСТ 30060-93 и с использованием терминологии вкуса пива, принятой ЕВС.

Определение высших спиртов, эфиров в готовом пиве проводили методом газожидкостной хроматографии на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором в ФГУ ЦСМ г. Кемерово

Определение токсичных элементов проводили в испытательной лаборатории ФГУ «Читинский ЦСМ», микробиологические испытания готовой продукции - ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии Читинской обл.

Все исследования проводились в 3 кратной повторности и обрабатывались статистически. В экспериментальной части приведены средние значения показателей.

В третьей главе проведен анализ факторов, формирующих качество и стойкость пива, определены основные из них, влияние которых на характеристики готового продукта наиболее существенно. Разработана модель формирования качества стойкого пива, рассматривающая процесс производства пива с точки зрения системного подхода к технологии, которая приведена на рис. 2. С использованием этой модели выбраны основные технологические факторы, путем регулирования параметров которых возможно целенаправленное формирование качества и стойкости пива в процессе производства.

В качестве такого фактора выбраны параметры процесса на стадии дображивания, на которой происходит удаление из пива основного количества дрожжей и высокомолекулярных соединений, являющихся потенциальными мутеобразователями. Скорость оседания дрожжевых клеток, взвесей, высокомолекулярных коллоидов является одним из лимитирующих факторов в ходе процесса дображивания, от полноты осветления пива на этой стадии зависит скорость и качество фильтрования напитка и его стойкость. На основании этого, обосновано применение ПААФ для обработки пива на стадии дображивания.

В четвертой главе с использованием разработанной модели формирования качества стойкого пива проведена оценка уровня стойкости пива применительно к производственным условиям на примере ЗАО «Читинские ключи». Производство пива на ЗАО «Читинские ключи» организовано по классической технологии брожения и дображивания и с использованием ЦКБА.

Готовое пиво фильтруется на свечных кизельгуровых фильтрах швейцарской фирмы «Фильтрокс» через кизельгур 4-х фракций немецкой фирмы «Шенк».

Оптимальное соотношение крахмала, белков состава, минимальная концентрация полифенолов и некрахмальных полисахаридов_

Глубокий распад белков, углеводов, некрахмальных полисахаридов Коагуляция белков при кипячении сусла с хмелем

Скорость брожения и полнота сбраживания экстракта Полнота осаждения белков и дрожжевых клеток

Стойкость коллоидная и биологическая. Изменение вкусо-ароматических характеристик

Изменение физико-химических и органолептических показателей

Рис. 1 Модель формирования качества и стойкости пива

Для обеспечения коллоидной стойкости проводится дополнительная стабилизация пива путем добавления при намыве кизельгура поливинилполипирролидона (ПВПП) марки «Поликлар», сорбирующего полифенольные вещества, в отдельных случаях и гидрогеля «Люсилайт», обеспечивающего сорбцию белков. В целом, на предприятии реализуется практически полная модель обеспечения стойкости продукции, что по прогнозу должно обеспечить срок стойкости пива не менее 5 мес.

Для определения уровня стойкости пива, произведенного на ЗАО «Читинские ключи», проведен анализ достигнутого срока стойкости в течение периода с октября 2006 по август 2007 года.

Проведенный анализ показал, что различная комбинация вспомогательных средств не позволила достичь прогнозируемой стойкости. Максимальная стойкость до момента появления в пиве помутнений составила 2,5 - 3,0 месяца.

Был проведен полный анализ физико-химических показателей образцов пива «Жигулевское» и «Ключи элитное» пастеризованных после розлива и через 2 месяца хранения. Результаты на примере пива «Жигулевское» приведены в табл. 1.

Таблица 1 Физико-химические показатели пива «Жигулевское» после розлива и через 2 месяца хранения __

Показатели «Жигулевское», 0,5 дм3, розлив 10.09.08 г./через 2 мес. «Жигулевское», 2,0 дм3, розлив 21.10.08 г. /через 2 мес. Рекомендуемые и нормируемые значения,

Экстрактивность начального сусла, % 11,0/11,0 11,0/11,0 11,0

Объемная доля спирта, % 4,60/4,60 4,52/4,52 Не менее 4,0

Кислотность, к.ед. 1,90/1,97 2,30/2,40 1,5-2,6

Цветность, ц. ед. 1,0/1,0 0,9/0,9 0,4-1,5

Мутность, ед. ЕВС 0,62/0,92 0,45/0,89 Не более 3

Содержание танноидов, мг/100 см3 10,4/13,4 9,8/12,4 Не более 12

Предел осаждения (Ш4)2 804, см3/100 см3 8,5/4,5 9,2/7,4 Более 15

Полифенолы, мг/100 см3 180,4/176,9 150,8/137,2 150...180

Антоцианогены, мг/100 см3 120,5/117,5 134,6/119,9 50... 70

Вязкость, мПа*сек 1,629/1,652 1,612/1,630 1,55-1,60

Как видно из приведенных данных, отдельные показатели пива, характеризующие белковую стойкость, сразу после розлива находятся на предельных значениях или не оптимальны.

В частности, предел осаждения сульфатом аммония, который характеризует наличие высокомолекулярных полипептидных фракций, занижен почти в 2 раза по сравнению с рекомендуемыми для стойкого пива нормативами. Отмечается повышенное содержание антоцианогенов, которые в пиве могут окисляться с образованием соединений, способных реагировать с белками, образуя нестабильные коллоидные растворы. В образцах пива после 2 месяцев хранения произошли некоторые изменения, связанные со старением коллоидной системы: увеличилась мутность, предел осаждения сульфатом аммония, концентрация танноидов, вязкость. В отдельных образцах появился видимый осадок.

Анализ осадка, проведенный после центрифугирования методом микроскопирования с использованием техники окрашивания, показал присутствие белковой, углеводной, неорганической фракций во всех образцах.

Пиво после 2 месяцев хранения было инфицировано, в основном, микрококками, встречаются также дрожжевые клетки, в том числе не окрашиваемые метиленовым синим, то есть имеются и живые дрожжи.

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что потенциальное коллоидное помутнение в анализируемых образцах пива связано с присутствием белковых и полифенольных фракций, нестабильных к помутнениям. Кроме того, присутствие в осадке живых дрожжей может свидетельствовать о неудовлетворительном осаждении их на стадии дображивания, что приведет к повышенной нагрузке на фильтр на стадии фильтрования пива и проскоку клеток, о чем свидетельствует и повышенная мутность отдельных образцов пива.

Нами предложено использовать для формирования стойкости пива в процессе дображивания полиакриламидный флокулянт (ПААФ), который способствует удалению высокомолекулярных белковых фракций, части полифенолов и ускоренному и полному осаждению дрожжей.

В пятой главе отражены результаты исследований основных закономерностей осаждения дрожжей и осветления путем обработки ПААФ анионного действия фирмы «Сиба» серии Магнафлок - 6250 из модельных растворов и молодого пива. Исследования проводились по схеме, приведенной на рис. 2.

Флокулянты 1

Модельные растворы с различной концентрацией

дрожжей Сахаров белка рН

Эффективность осаждения дрожжей и осветления Рисунок 2 - Схема исследований влияния ПААФ на скорость осветления и осаждения дрожжей из модельных растворов

Глава состоит из четырех разделов.

Изучение влияния флокулянта на процесс оседания пивных дрожжей га модельных растворов

Флокулянты представляют собой коллоиды, которые в растворе образуют нитеобразные или сетчатые структуры. На эффективность коагуляции и осаждения полимерных соединений и дрожжевых клеток из пива с их участием может влиять состав пива, присутствие Сахаров, белков, рН. Закономерности осаждения дрожжевых клеток и коллоидов целесообразно исследовать на модельных растворах.

Модельные растворы представляли собой гетерокомпонентные системы, в состав которых входили: пивные дрожжи в количестве 1,5; 2,5 и 3,5 млн. клеток/см3, сахар - от 3,5; 4,5 и 5,5 %. Состав модельных систем был подобран исходя из вероятного содержания данных компонентов в молодом пиве наиболее распространенных сортов. Эксперимент проводился при температуре 0-2 0 С, моделируя таким образом процесс дображивания пива.

В 100 см3 модельного раствора вносили раствор флокулянта до концентрации в реакционной среде 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 1 мг/дм 3 и помещали в прозрачные цилиндры. В течение 6 часов через каждый час визуально определяли высоту прозрачного столба относительно общего объема, то есть процент осветления и процент оседания дрожжей микроскопированием. Контрольными служили показатели исходного модельного раствора без добавления флокулянта.

В ходе эксперимента, при визуальном наблюдении, процесс осветления опытных образцов смесей происходил быстрее, чем контрольных.

На основании полученных экспериментальных данных были рассчитаны удельные скорости снижения концентрации дрожжей и осветления растворов в зависимости от концентрации ПААФ.

При содержании дрожжей в среде 1,5 млн. кл. /см3 с увеличением вязкости раствора (т.е. увеличении концентрации сахара) наблюдалось перемещение эффективной дозы ПААФ в область меньших концентраций. Так, при содержании сахара 3,5 % эффективной дозой внесения ПААФ являлось 0,4 мг/дм3, при 4,5 % - 0,1 и при 5,5 % - 0,2 мг/дм3.

Однако при концентрации дрожжевых клеток в среде 2,5 млн. /см3 наблюдалась обратно пропорциональная зависимость средней величины удельной скорости оседания дрожжей от концентрации сахара в растворе. Чем более вязким становится раствор, тем скорость осаждения дрожжей ниже. Характерной особенностью данного сочетания параметров эксперимента явилось то, что пик максимальной удельной скорости оседания дрожжей и осветления раствора пришелся на концентрацию флокулянта 0,4 мг/ дм3 . Результаты экспериментов показали, что внесение флокулянта в количестве более 0,5 мг/дм3 не оказывает значимого эффекта флокуляции дрожжевых клеток при высоком содержании сахара и дрожжей (5,5 % и 3,5 млн./ см3). Это подтверждает результаты исследований ряда ученых о том, что дестабилизация дисперсной системы наблюдается при малых добавках полимера, что

свидетельствует о высокой эффективности флокулянтов данной группы. Рациональная доза флокулянта для модельных растворов, содержащих: пивные дрожжи в количестве 1,5 млн. клеток/см3, сахар - от 3,5 до 5,5 % составила 0,2 мг/дм 3. Наиболее эффективной дозой внесения ПААФ в модельный раствор, содержащий дрожжевых клеток 3,5 и 2,5 млн /см3, независимо от концентрации сахара, является 0,4 мг /дм3.

Изучение флоккулирующей способности ПААФ в гетеродисперсных системах

Известно, что в полуфабрикатах и готовых напитках присутствуют коллоиды, имеющие отрицательный и положительный заряды. Поэтому эффективным флокулянтом должно быть вещество с противоположно-заряженным макроионом для осаждения соответствующих биополимеров. Наиболее вероятный механизм осаждения флокулянта дрожжевых клеток, очевидно, представляет собой ионное взаимодействие с белками, которые составляют основную массу сухих веществ клетки. За счет связывания клеток образуются высокомолекулярные комплексы, нестабильные в растворе, и осветление раствора происходит с большой скоростью. Однако в молодом пиве кроме дрожжей присутствуют белки и белково-полифенольные комплексы, которые могут конкурировать с дрожжевыми клетками в процессе взаимодействия с ПААФ. На следующем этапе эксперимента изучали флокулируюшую способность ПААФ в гетеродисперсных системах (модельных растворах), содержащих помимо дрожжей (макросоставляющая смеси), белок, находящий в коллоидном состоянии в растворе.

Модельные растворы представляли собой системы, в состав которых входили: пивные дрожжи в количестве 1,5 млн. клеток/см3, белок (казеинат натрия) - 12 мг/100 см 3, сахар - от 3,5 до 5,5 %. Обработка смесей флокулянтом проводилась при температуре 0-2 °С. Предыдущими исследованиями показано, что эффективная доза внесения флокулянта находится в области 0,1 - 0,5 мг/дм 3. Данные дозировки применяли для обработки опытных смесей.

В течение 6 часов через каждый час визуально процент осветления, процент оседания дрожжей и содержание белка фракции А (по таниновому показателю), так как именно эта фракция является предшественником коллоидного помутнения. Контрольными служили показатели в модельных растворах без добавления флокулянта.

Данные показали, что флокулянт эффективно осаждает белок, находящийся в модельном растворе. В зоне осаждения (флокуляции) происходит ионное взаимодействие между отрицательно заряженным флокулянтом и положительно заряженными белками, то есть реакция нейтрализации, в результате которой образуется осадок.

В случае с дрожжевыми клетками наблюдается аналогичная закономерность. В результате нейтрализации заряда поверхности клеток, а возможно и адсорбирования на поверхности клеток ПААФ, устойчивость системы снижалась.

На основании полученных экспериментальных данных были определены удельные скорости снижения концентрации дрожжей и белка в зависимости от концентрации ПААФ. Следует отметить, что изменение концентрации сахара в модельных растворах неоднозначно влияет на седиментационную способность флокулянта, а именно на скорость осаждения исследуемых компонентов смесей (белка и дрожжей), содержание которых в системах было изначально определенным. Чем выше вязкость растворов, тем заметнее наблюдалась смена зон флокуляции и стабилизации. Причем эффективная флокуляция мутеобразователей, о чем говорит рост удельной скорости, находилась в области меньших концентраций ПААФ. Наиболее рациональная доза флокулянта (0,2 мг/дм3) соответствует пику кривых. В данных точках скорость осаждения дрожжевых клеток и осветления раствора максимальна.

Следует также отметить, что пики экспериментальных кривых изменения удельной скорости осаждения белка и дрожжевых клеток совпадают.

Изучение влияния рН модельных растворов на процесс оседания пивных дрожжей

Величина и знак заряда коллоидов зависит от степени гидратации, на что, в свою очередь, влияет рН раствора. На данном этапе эксперимента проводили исследования процесса флокуляции пивных дрожжей под воздействием ПААФ из модельных растворов при различном рН.

Модельные растворы представляли собой гетерокомпонентные системы, имеющие рН 4,4; 5,6; и 9,2, в состав которых входили: пивные дрожжи в количестве 1,5; 2,5 и 3,5 млн. клеток/см3, сахар - от 3,5; 4,5 и 5,5 %. Активную кислотность растворов регулировали с помощью цитратно-фосфатной буферной системы. Состав модельных систем был обусловлен содержанием данных компонентов в наиболее распространенных сброженных напитках.

На основании полученных экспериментальных данных были определены удельные скорости снижения концентрации дрожжей и осветления растворов в зависимости от концентрации ПААФ.

Данные свидетельствуют о том, что при постоянном количестве дрожжевых клеток в среде, равное 1,5 млн. /см3 , рН=4,4 и рН=5,6, средняя величина удельной скорости оседания дрожжей уменьшается с увеличением концентрации сахара в растворе, а при рН=9,2, напротив, возрастает.

Как видно из рисунка 3, в среде с рН=4,4 с увеличением вязкости раствора наблюдалось перемещение эффективной дозы ПААФ в область больших концентраций. Так, при содержании дрожжей 2,5 млн. /см3 и сахара 4,5 % эффективной дозой внесения ПААФ являлось 0,3 мг/дм3, а при 5,5 % - 0,2 мг/дм3. При рН=9,2 эффективной дозой ПААФ является 0,3 мг/дм .

Наиболее эффективной дозой внесения ПААФ в раствор, содержащий сахара 3,5 %, при рН=4,4 и рН=5,6 (рис. 4), независимо от концентрации дрожжевых клеток, является 0,4 мг /дм . При данном содержании дрожжей в среде и рН=9,2 с увеличением вязкости раствора (т.е. при увеличении концентрации сахара) наблюдалось перемещение эффективной дозы ПААФ в область меньших концентраций. При содержании сахара 3,5 % эффективной

дозой внесения ПААФ являлось 0,4 мг/дм3, при 4,5 % - 0,1 и при 5,5 % - 0,2

мг/дм3.

А)

концентрация флокулянта, мг/дм куб.

Б)

концентрация флокулянта, мг^дм куб.

Рисунок 3 - Зависимость удельной скорости снижения содержания дрожжей при рН=4,4 и концентрации: дрожжевых клеток - 2,5 млн./см. куб.; сахара -А)4,5 %, Б)5,5%

А)

концентрация флокулянта, мг/дм куб.

Б)

концентрация флокулянта, мг/дм куб.

Рисунок 4 - Зависимость удельной скорости снижения содержания дрожжей при А) рН=4,4 и концентрации: дрожжевых клеток - 3,5 млн./см куб.; сахара -3,5 %, Б) рН=5,6 и концентрации: дрожжевых клеток - 1,5 млн./см куб.; сахара -3,5%

На основании данных эксперимента была составлена матрица эксперимента. В качестве варьируемых факторов были приняты: Х( продолжительность обработки, (ч); Х2 концентрация флокулянта (мг/дм3); Хз концентрация сахара (%); Х4 концентрация дрожжевых клеток (млн. клеток в 1см3), Х5 рН раствора.

Выходными параметрами служили процент осветления раствора и концентрация дрожжевых клеток в осветленном столбе жидкости.

В результате математической обработки получены уравнения регрессии, которые позволяют рассчитать значение выходных параметров: удельной скорости осаждения дрожжей (уравнение 1) и удельной скорости осветления раствора (уравнение 2) при изменении параметров процесса в пределах исследуемого диапазона исходных данных.

У1=71,46- 11,15X1-31,93X2+3,01Хз -7,83X4+7,73X5+1,96X1 *Хг +0,48X1 *Хз+1,28X1 *Х 4- 0,79Х1«Х5+1,14Хг*Хз - 2,45Х2-Х4+ 0,32Х2«Х5 -0,39Х2»Х5 - 0,94Хз*Х5 - 0,1Х4»Х5 + 0,01Х1«Х2'Хз«Х4*Х5 (1)

У2 = - 217 - 97,3X1 + 61,3X2 + 208,4Хз +64,4X4+0,109X5+0,53X1 «Хг-0,06X1 »Хз+29,02X1 *Х 4- 0,05X1 *Х5 - 0,55Х2*Хз - 15,05Х2'Х4 -0,37Хг*Х5 -59,75Х2«Х5 + 0,28Хз'Хз - 0,23Х4»Х5 + 0,005ХнХ2*Хз*Х4*Х5 (2)

Таким образом, определены основные закономерности осветления модельных растворов, имитирующих состав молодого пива, с помощью ПААФ. Показано, что на удельные скорости оседания дрожжей и осветления модельных растворов влияют концентрации сахара, дрожжевых клеток, присутствия белка и рН растворов. Установлено, что эффективные дозы ПААФ для ускорения осветления и оседания дрожжей в условиях, соответствующих составу и рН молодого пива находятся в диапазоне 0,2-0,4 мг/дм3.

Исследование влияния флокулянта на процесс дображивания молодого

пива

На основании закономерностей, определяющих процесс оседания дрожжей и осветления модельных растворов под действием ПААФ при разных условиях, проведены исследования на молодом пиве. Молодое пиво сорта «Жигулевское», полученное на Новокемеровском пивобезалкогольном заводе, обрабатывали раствором флокулянта.

Представляло интерес исследовать влияние флокулянта на процесс осветления пива, а также оценить возможное влияние ПААФ на процесс образования вторичных продуктов брожения и на формирование органолептических показателей готового напитка в целом.

Для этого в молодое пиво вносили флокулянт в дозировках от 0,2 до 0,5 мг/дм3. Контрольным служило пиво без добавления ПААФ.

По окончании дображивания был произведён физико-химический анализ готового пива, а также анализ состава вторичных продуктов брожения. Контрольными являлись показатели пива, необработанного флокулянтом. Полученные результаты приведены в таблицах 2-3.

Как следует из данных таблиц, существенного различия в физико-химических показателях опытных и контрольных образцов пива не наблюдалось. Отмечено незначительное снижение цветности пива. Однако в опытном пиве улучшились показатели, характеризующие стойкость пива. _Таблица 2 - Физико-химические показатели готового пива_

Показатели Концентрация флокулянта,мг/дм3

0 контроль 0,2 0,3 0,4 0,5

Содержание полифенолов, мг/дм3 128,0±0,3 110,2±0,3 114,2±0,3 100,2±0,3 97,8±0,3

Кислотность, к. ед. 2,3±0,2 2,3±0,2 2,3±0,2 2,3±0,2 2,3±0,2

Таниновый показатель, ед. опт. плот. 0,285±0,05 0,265± 0,05 0,275± 0,05 0,255± 0,05 0,255± 0,05

Содержание фракции А белка, мг/100 см3 11,98±0,05 11,00± 0,05 11,59± 0,05 10,87± 0,05 10,87± 0,05

Объемная доля спирта, % 4,33± 0,05 4,31± 0,05 4,32± 0,05 4,3 3± 0,05 4,31± 0,05

Цветность, ц. ед. 0,8±0,1 0,7±0,1 0,7±0,1 0,7±0,1 0,7±0,1

Массовая доля действительного экстракта, % 5,40±0,05 5,54±0,05 5,54± 0,05 5,40± 0,05 5,54± 0,05

Таблица 3 - Побочные и вторичные продукты брожения готового пива

Побочные и вторичные продукты брожения, мг/дм3 Концентрация флокулянта, мг/дм3

Контроль 0,2 0,3 0,4 0,5 Погрешность результата

Ацетальдегид 8,3 7,5 7,1 9,5 6,4 <10

Этилацетат 15,0 16,2 19,1 16,2 18,8 <10

Изоамилацетат 30,3 31,5 40,4 35,5 32,5 <15

Пропиловый спирт 3,7 2,5 2,5 2,8 1,8 <15

Изобутиловый спирт 10,5 10,9 9,2 7,5 8,8 <15

Изоамиловый спирт 64,0 69,0 69,1 65,9 70,9 <15

Наиболее благоприятное содержание белков и полифенолов для получения стойкого напитка с полноценными органолептическими показателями наблюдается при добавлении флокулянта в количестве 0,4 мг/дм3. При этом содержание полифенольных веществ было на 14 %, белка фракции А на 8 % ниже контрольного уровня.

Данную дозировку можно рекомендовать в качестве оптимальной.

Согласно проведенному дегустационному анализу, органолептические показатели опытных образцов также существенно не отличались от контрольного. Контрольный образец получил 22,0 баллов, опытный 22,5 балла.

Таким образом, проведенные исследования показали, что при внесении флокулянта эффективно удаляются потенциальные мутеобразующие вещества напитка, ускоряется осаждение дрожжевых клеток при дображивании пива. С точки зрения формирования полноты вкуса, образования вторичных продуктов брожения флокулянт не оказывает отрицательного влияния на харктеристики готового пива, позволяя получать напиток, удовлетворяющий стандартам.

На основании полученных экспериментальных данных можно сделать вывод о возможности целенаправленного формирования качественного состава пива и повышения его стабильности путем применения флокулянта на стадии дображивания.

Шестая глава посвящена производственной оценке результатов исследований в условиях ЗАО «Читинские ключи». Опытное пиво получено по режимам, принятым на предприятии.

Затирание зернопродуктов проводилось настойным способом, с использованием ферментного препарат «Гитемпаза», содержащего активный комплекс термостабильных амилолитических ферментов, и ферментного препарата «Биоглюканаза» для гидролиза некрахмальных полисахаридов и белков. Для охмеления пивного сусла использован гранулированный хмель производства Германии и Чехии.

Сусло после кипячения освобождали от дробины и части белкового осадка на гидроциклонном аппарате, затем охлаждали в пластинчатом теплообменнике до температуры брожения 6-8 °С.

Брожение проводилось дрожжами расы Шг при температуре 12-14°С до массовой доли сухих веществ 3,6 %. Дображивание проводили в мобильном танке вместимостью 100 дм3 при температуре 1-2°С, в который предварительно вносили 1 %-ный раствор ПААФ в количестве 0,4 г в течение 21 суток.

Контролем служило пиво, полученное по той же схеме в ЦКБА. Фильтрование пива проводилось на свечных фильтрах швейцарской фирмы «БШгох» через кизельгур 4-х фракций фирмы «Шенк». Контрольный образец фильтровали через кизельгуровый фильтр с добавлением «Поликлара» в количестве 10 г/гл.

Готовое пиво анализировали по основным физико-химическим показателям и показателям, характеризующим стойкость.

Результаты приведены в табл. 4.

Как видно из приведенных данных, по физико-химическим показателям все образцы соответствовали требованиям ГОСТ Р 51174-98.

В опытном образце ниже мутность, содержание полифенолов, более высокий предел осаждения сульфатом аммония, что в целом характеризует пиво опытного образца как потенциально более стойкое.

Органолептический анализ полученных образцов пива проведен заводской дегустационной комиссией. Контрольное пиво при дегустации

получило 21,5 баллов, опытное пиво - 22,5 баллов. Оно имело более полный, мягкий вкус, легкую хмелевую горечь. Тогда как в контрольном образце отмечалась несколько грубоватая горечь, которая отмечена как дрожжевая. Вероятно, это связано с недостаточным осаждением дрожжевых клеток при дображивании. Такой недостаток во вкусе типичен для пива, полученного в ЦКБА. Опытное и контрольное пиво исследовано по показателям безопасности и микробиологическим показателям в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 Результаты анализа приведены в табл. 5 и 6.

Таблица 4 - Физико-химические показатели опытного и контрольного пива «Жигулевское» ___

Показатели Опыт Контроль Нормируемые или рекомендуемые значения

Экстрактивность начального сусла, % 11,1±0,1 11,0±0,1 11,0

Объемная доля спирта, % 4,67±0,02 4,70±0,02 Не менее 4,0

Кислотность, к.ед. 1,92±0,03 2,07±0,03 1,5-2,6

Цветность, ц. ед. 0,7±0,1 0,8±0,1 0,4-1,5

Мутность, ед. ЕВС 0,34±0,05 0,68±0,05 Не более 3

Предел осаждения (Ш4)2804, см3/100 см3 16,3±0,2 8,0±0,2 Более 15

Полифенолы, мг/100 см3 124,7±0,5 197,6±0,5 150...180

Антоцианогены, мг/100 см3 74,0±0,5 112,9±0,5 50...70

Вязкость, мПа*сек 1,650±0,03 1,675±0,03 1,55...1,60

Таблица 5 - Содержание токсичных элементов, в пиве «Жигулевское» (опыт)

Показатель Допустимые уровни мг/кг, не более Фактическое значение, мг/кг

Массовая концентрация: 0,3 0,003 ±0,001

кадмия

мышьяка 0,2 Менее 0,05

ртути 0,03 Менее 0,001

свинца 0,005 0,09±0,03

Таблица 6 - Микробиологические показатели готового пива сорта «Жигулевское» (опыт)___

Индекс, группа продуктов КМАФАнМ, КОЕ/ см3 , не более 500 Объем или масса продукта (см3, г), в которых не допускаются

БГКП (колиформы), в 10 см3 Патогенные, в т.ч. сальмонеллы, в 25 см3 Дрожжи и плесени

Пиво пастеризованное и обеспложенное 11 Не обнаружены Не обнаружены. Не обнаружены

Была рассчитана себестоимость пива, полученного с добавлением ПААФ на стадии дображивания взамен «Поликлара», вносимого при фильтровании пива.

Экономический расчет показал, что использование ПААФ на стадии дображивания взамен» Поликлара» позволяет снизить себестоимость пива «Жигулевского» на 453,8 руб. на 1000 дал.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ основных факторов, влияющих на стойкость и потребительские свойства пива, разработана модель формирования стойкости пива, рассматривающая процесс его производства с точки зрения системного подхода.

2. Проведена оценка уровня стойкости пива на примере ЗАО «Читинские ключи», которая показала, что основная причина потенциального коллоидного помутнения пива связана с присутствием белковых и полифенольных фракций, нестабильных к помутнениям, а также неудовлетворительным осаждением дрожжей на стадии дображивания.

3. Обоснована возможность использования ПААФ на стадии дображивания для ускорения оседания дрожжей и удаления потенциальных мутеобразующих компонентов. Предложен механизм взаимодействия флокулянта с дрожжевыми клетками, белками и полифенольными соединениями.

4. Получены основные закономерности осаждения дрожжей при различной их концентрации, содержания Сахаров, рН из модельных растворов. Рассчитаны уравнения регрессии, определяющие скорость осаждения дрожжей и осветления среды в зависимости от этих факторов.

Определены рациональные параметры и эффективная концентрация ПААФ для обработки молодого пива 0,2-0,4 мг/дм3 с учетом их воздействия на показатели, характеризующие стойкость и потребительские свойства готовой продукции.

5. Проведена производственная оценка результатов исследований на базе ЗАО «Читинские ключи», которая показала возможность замены фильтрования пива с препаратом «Поликлар» обработкой его в процессе дображивания ПААФ при улучшении показателей, характеризующих стойкость пива, и органолептических характеристик продукта. Подтверждено соответствие готовой продукции нормативной документации по органолептическим, физико-химическим показателям, а также по показателям безопасности, в том числе микробиологическим.

Разработана технологическая инструкция по производству стойкого пива с использованием ПААФ (ТИ 9184 - 006 - 05224230 - 2008).

6. Выполнены расчеты себестоимости и цены пива «Жигулевского», полученного с заменой «Поликлара» на ПААФ, показывающие целесообразность применения разработанной технологии в производственных условиях.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Захаренко Д.Г. Интенсификация дображивания пива путем применения осветляющих средств / Д.Г. Захаренко, В.А. Помозова // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник научных работ. -Кемерово, 2005. - вып. 9. - С. 21

2. Сергеева И.Ю. Стабилизация напитков с использованием флокулянтов / И.Ю. Сергеева, В.А. Помозова, A.JI. Сыроватко, Д.Г. Захаренко. //Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации: сборник докладов IV международной конференции-выставки. - 4.1. - Москва, 2006. - С. 290-292.

3. Захаренко Д.Г. Повышение стойкости сброженных напитков / Д.Г. Захаренко, И.Ю. Сергеева, A.JI. Сыроватко // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник научных работ. -Кемерово, 2007. - вып. 13. - С. 39

4. Захаренко Д.Г. Совершенствование технологии сброженных напитков с целью повышения их стойкости/ Д.Г. Захаренко, И.Ю. Сергеева, A.JI. Сыроватко // Пищевые технологии. Сборник тезисов докладов 8 всероссийской конференции молодых ученых с международным участием (г. Казань, 9-10 апреля2007г.). -С. 17

5. Захаренко Д.Г. Стабилизация пива с использованием флокулянта анионного действия/ Д.Г. Захаренко, В.А. Помозова, И.Ю. Сергеева // Сборник материалов Всероссийской конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания», 19.10. 2007. - Челябинск: ЮУрГУ, 2007,- с. 75

6. И. Ю. Сергеева Применение флокулянтов для повышения стойкости сброженных напитков И. Ю. Сергеева, В. А. Помозова, Т. В. Шевченко, А. JI. Сыроватко, Д.Г. Захаренко//Пиво и напитки , 2007,- № 5.- С. 24

Подписано к печати 23.03.09 г. Формат 60x80/16. Тираж 80 экз. Объем 1,2 п.л. Заказ № 96 . Отпечатано на ризографе. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 650056, г. Кемерово, 56, б-р Строителей, 47. Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа, 650010, г. Кемерово-10, ул. Красноармейская, 52

ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8, 1.1 Стойкость как один из основных показателей качества пива

1.2. Факторы, влияющие на стойкость пива

1.2.2 Технологические факторы, определяющие коллоидную стойкость пива

1.2.3 Технологические факторы, определяющие биологическую стойкость пива

1.3 Современные направления повышения стойкости пива

1.3.1 Характеристика вспомогательных средств для повышения коллоидной стойкости

1.3.2 Характеристика вспомогательных средств для повышения биологической стойкости

1.4 Характеристика флокулянтов как средства для повышения стойкости пива

Устойчивая мировая тенденция, соответствующая росту производства и потребления напитков наблюдается и в нашей стране. Несмотря на сложные экономические условия, в России в последние годы интенсивно развивается ряд отраслей пищевой промышленности, в том числе производство слабоалкогольных напитков. Однако приоритеты современного направления в развитии экономики в настоящее время требуют не только простого увеличения объема производства напитков, но и выпуска товаров, максимально удовлетворяющих потребности покупателей.

Значение напитков в питании человека невозможно переоценить. Это прежде всего связано с пищевой и биологической ценностью данного продукта. Напитки служат источниками углеводов, органических кислот, минеральных веществ, других биологически активных компонентов.

Пиво с точки зрения товароведной классификации считается слабоалкогольным напитком, и, в настоящее время, приобретает статус национального напитка, противоборствуя за это место с крепкими алкогольными напитками. В связи с этим повышается его значение среди общей номенклатуры алкогольных напитков. Однако высокий уровень конкуренции среди производителей пива на отечественном рынке определяет необходимость постоянного повышения его качества, при этом в ряд важнейших показателей ставится его стойкость.

Стойкость напитка определяется сохранностью его органолептических, физико-химических и биологических показателей.

Традиционно используемое в производстве напитков сырье содержит такие высокомолекулярные компоненты как пектиновые, белковые, фенольные вещества и др. Эти биополимеры образуют коллоиды, снижающие качество и стабильность напитков при хранении. В итоге, в готовых напитках, при определенных условиях, в результате нарушения равновесия коллоидной системы может возникать опалесценция, а затем - осадок. В связи с этим необходимы дополнительные технологические приемы, позволяющие улучшить процесс осветления и повысить продолжительность стабильной прозрачности напитков. Для увеличения стойкости напитков применяют различные физические, физико-химические, ферментативные методы [11, 44, 52, 97].

Проблема повышения стойкости пива достаточно сложна в связи с неоднородным составом природного сырья, необходимостью одновременно с устранением мутеобразующих компонентов из готовых напитков сохранить их вкусовые и ароматические характеристики. Над этой задачей работают ряд ученых и специалистов в стране и за рубежом: Покровская Н.В., Гернет М.В., Ермолаева, Г.А., М.Н. Елисеев, Андреева О.В., Хорунжина С.И., О'Рурк Т., Chapon L. и др.

В настоящее время одним из прогрессивных направлений стабилизации напитков за счет снижения содержания мутеобразователей является использование флокулянтов [34,71,72].

Флокулянты - это водорастворимые высокомолекулярные соединения, которые при введении в дисперсные системы адсорбируются или химически связываются с поверхностью частиц дисперсной фазы и объединяют частицы в агломераты (флокулы), способствуя их быстрому осаждению. Наиболее известный и часто применяемый синтетический флокулянт — полиакриламид, который широко применяют в различных областях технологии: для осветления воды, соков, ликероводочных изделий [5,6,8,10,18,42,75]. Это обусловлено его высокой флоккулирующей способностью, доступностью, сравнительно низкой стоимостью и малой токсичностью. j

Полиакриламидный флокулянт (ПААФ) наиболее целесообразно использовать для формирования качества и стойкости пива в процессе дображивания, что позволяет регулировать степень удаления высокомолекулярных белковых фракций, части полифенолов и ускоренно и полно осаждать дрожжи.

Исследования возможности использования ПААФ для- повышения качества и стойкости пива в.процессе его производства являются актуальным и перспективным: направлением:

Научная новизна

На основании анализа . факторов, определяющих стойкость пива, разработана модель формирования- его качества; рассматривающая; процесс производства с точки зрения системного подхода.

Обосновано > применение ПЛЛФ для ускоренного осаждения дрожжей и удаления потенциальных мутеобразующих компонентов на стадии дображивания пива. Предложен механизм- взаимодействия; флокулянта с дрожжевыми клетками, белками и полифенольными соединениями.

Получены основные закономерности осаждения дрожжей прш различной их концентрации; содержания Сахаров, рН. Рассчитаны уравнения, регрессии; определяющие* скорость.осаждения дрожжей и осветления среды в зависимости от этих факторов.

Определены рациональные параметры обработки молодого пива ПААФ с учетом их воздействия на показатели, характеризующие; стойкость и. потребительские свойства готовой продукции:

Практическая значимость работы Разработана технологическая инструкция по производству стойкого пива; с использованием ПААФ (ТИ 9184 - 006 - 05224230 - 2008):

Проведена товароведная оценка, пива; «Жигулевское», полученного с использованием ПААФ. Результаты; исследования использованы; для совершенствования технологии пива на ЗАО «Читинские ключи» (г. Чита).

Произведен расчет себестоимости; и цены; пива «Жигулевского», полученного с использованием разработанной технологии.

Апробация работы

Материалы диссертации представлялись на IV международной конференции-выставке «Высокоэффективные^ пищевые технологии, методы и средства их реализации» (Москва, 2006 г.), VIII Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» (г. Казань, 2007 г.), Всероссийской конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2007 г.)

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Стойкость как один из основных показателей качества пива

Стойкость напитка характеризует его способность противостоять помутнению (или образования осадка - характерной для напитка опалесценции). Под стойкостью понимают время в сутках, в течение которого напиток остаётся прозрачным (или без осадка ) во втором случае при 20°С [33,35,38,43,44].

Высококачественные напитки характеризуются чистым и полным вкусом, приятной горечью, специфическим ароматом, прозрачностью и блеском. Для потребителя наиболее очевидными, легко определяемыми признаками является прозрачность, нарушение этих признаков заметно ещё до того, как бутылка будет открыта. Установлено, что помутнение напитков самым тесным образом связано с ухудшением его аромата и вкуса. Поэтому сохранению прозрачности придаётся особенно большое значение [44].

Различают коллоидную (физико-химическую) и биологическую стойкость. В основе процессов, приводящих к нарушению стойкости, лежат две группы совершенно разных факторов: биологические, связанные с развитием в разлитом напитке микроорганизмов и определяющие биологическую стойкость; физико-химические, обусловленные сложными процессами превращения и взаимодействия коллоидных веществ напитка и определяющие его коллоидную стойкость [97].

Таким образом, можно сделать вывод о том, что коллоидная стойкость — это способность противостоять коллоидному помутнению, то есть коагуляции таких веществ как: белки (полипептиды), полифенолы (дубильные вещества) и другие. Биологическая стойкость - это способность противостоять биологическому помутнению, которое вызвано микроорганизмами, в частности дрожжами, которые участвуют в брожении.

Коллоидное помутнение может быть двух видов: холодное; (обратимое) и необратимое (постоянное).

Под холодным помутнением понимают коллоидное помутнение, которое возникает при охлаждении и снова исчезает при нагревании при 20°С. Со временем холодное помутнение переходит в необратимое помутнение, которое больше не исчезает[33]. " , :

Холодное помутнение: является предшественником необратимого помутнения. и: поэтому представляет наибольший интерес и значение. Холодное помутнение состоит из растворимых соединений, возникающих при реакции между, продуктами распада высокомолекулярных белков и высокополимеризованными полифенолами (прежде всего антоцианогенами). К возникшей структуре присоединяется^ небольшое, количество углеводов и минеральных веществ; главным образом солей тяжелых . металлов. Эти растворимые соединения при нагревании снова распадаются; [33].

Ионьь тяжелых металлов очень сильно способствуют образованию коллоидного помутнения. Взбалтывание; ускоряет возникновение помутнения вследствие многократного столкновения коллоидов, а свет влияет на окисление и тем самым на помутнение [33,97].

Также; к коллоидным помутнениям относят белковые, клейстерные и: оксалатные. Причина' белковых помутнений - высокомолекулярные денатурированные белковые вещества, которые остались в осветлённом пиве. Они не обладают стойкостью и при изменении температуры или кислотности среды легко: выпадают в осадок в связи с коагуляцией. Возможно также металлобёлковое помутнение.

Причиной клейстерных помутнений является неполный гидролиз крахмала при затирании солода и несоложённых материалов или промывания дробины в фильтрационном аппарате водой при температуре выше 80°С, когда негидролизованный крахмал дробины растворяется и поступает в сусловарочный аппарат. В ходе брожения, когда в пиве повышается концентрация спирта, промежуточные продукты гидролиза крахмала образуют осадок. Если клейстерная муть обнаружена в процессе брожения, то для её устранения в аппарат для дображивания добавляют солодовую вытяжку или ферментный препарат амилолитического действия.

Оксалатное помутнение связано с образованием нерастворимого оксалата кальция (кальциевая соль щавелевой кислоты). При фильтрации или сепарировании пива оксалат кальция легко удаляется [33, 63,97].

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ основных факторов, влияющих на стойкость и потребительские свойства пива, разработана модель формирования стойкости пива, рассматривающая процесс его производства с точки зрения системного подхода.

2. Проведена оценка уровня стойкости пива на примере ЗАО «Читинские ключи», которая показала, что основная причина потенциального коллоидного помутнения пива связана с присутствием белковых и полифенольных фракций, нестабильных к помутнениям, а также неудовлетворительным осаждением дрожжей на стадии дображивания.

3. Обоснована возможность использования ПААФ на стадии дображивания для ускорения оседания дрожжей и удаления потенциальных мутеобразующих компонентов. Предложен механизм взаимодействия флокулянта с дрожжевыми клетками, белками и полифенольными соединениями.

4. Получены основные закономерности осаждения дрожжей при различной их концентрации, содержания Сахаров, рН из модельных растворов. Рассчитаны уравнения регрессии, определяющие скорость осаждения дрожжей и осветления среды в зависимости от этих факторов.

Определены рациональные параметры и эффективная концентрация о

ПААФ для обработки молодого пива 0,2-0,4 мг/дм с учетом их воздействия на показатели, характеризующие стойкость и потребительские свойства готовой продукции.

5. Проведена производственная оценка результатов исследований на базе ЗАО «Читинские ключи», которая показала возможность замены фильтрования пива с препаратом «Поликлар» обработкой его в процессе дображивания ПААФ при улучшении показателей, характеризующих стойкость пива, и органолептических характеристик продукта. Подтверждено соответствие готовой продукции нормативной документации по органолептическим, физико-химическим показателям, а также по показателям безопасности, в том числе микробиологическим.

Разработана технологическая инструкция по производству стойкого пива с использованием ПААФ (ТИ 9184 - 006 - 05224230 - 2008).

6. Выполнены расчеты себестоимости и цены пива «Жигулевского», полученного с заменой «Поликлара» на ПААФ, показывающие целесообразность применения разработанной технологии в производственных условиях.

1. Агеева Н.М., Мехох З.И., Серегин A.M., Синайский В.В., Митин К.В. Способ стабилизации вина /Заявка № 99102429/13 Россия, МПК 7 С 12 Н 1/06. Заявлено 08.02.1999; Опубл. 27.12.2000

2. Ангер Х.-М. Обеспечение небиологической стабильности пива важный фактор, гарантирующий максимальную стойкость при хранении //Brauwelt, 1996.-№ 2.-С.40

3. Андреева О.В. Атлас. Осадки в пиве / О.В. Андреева, Е.Г. Шувалова. -М.: ООО МИЦ Пиво и напитки XXI век, 2004. 173с.

4. Андреева О.В. Оценка улучшителей качества пива фирмы «Квест / О. В. Андреева, И.В. Усанов // Пиво и напитки.-1997.-№2.- С. 10.

5. Баран А.А., Тесленко А.Я. Флокулянты в биотехнологии. Л.: Химия, 1990.- 143 с.

6. Барановский В.Ю. Комплексообразование между полиакриловой кислотой и поверхностно-активными веществами на основе полиэтиленгликоля / Барановский В.Ю., Калева В., Шенков С., Досева В. //Коллоидный журнал, 1994. т. 56, № 1.-е. 20.

7. Безусов А.Т. Эффективный метод осветления яблочного сока / Безусов А.Т., Зверькова А.С., Палвашова А.И. //Пищевая промышленность, 1993. № 10, с. 12.

8. Бектуров Е.А., Бакаусова З.Х. Синтетические водорастворимые полимеры в растворах. Алма-Ата: Наука, 1981. - 106 с.

9. Берри Д. Биология дрожжей. — М.: Мир, 1985. — 86 с.

10. Н.Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. — М.: Пищевая промышленность,1976.- 192 с.

11. Бурачевский И.И. Проблема стабильности и качества ликеро-водочных изделий //Производство спирта и ликероводочных изделий, 2001. — № 2.-С.11

12. Валуйко Г.Г. Стабилизация виноградных вин /Валуйко Г.Г., Зинченко В.И., Мехузла Н.А. М.: Агропромиздат, 1987. - 187 с.

13. Варфоломеев С.Д., Зайцев С.В. Кинетические методы в биохимических исследованиях. М.: МГУ, 1982. -344 с

14. Великая Е.И., Суходол В.Ф. Лабораторный практикум< по курсу общей технологии бродильных производств — М.: Пищевая промышленность, 1983-312с

15. Веселов И.Я., Грачёв И.М., Михайлов JI.E. и др. Влияние температурного режима на образование побочных продуктов брожения в пиве. // Спиртовая промышленность. 1963. № 5. с. 13-17

16. Вейцер, Ю. М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод / Ю. М. Вейцер. М.: Стройиздат, 1984. - 200 с.

17. Востриков С.В., Губрий Г.Г., Мальцева О.Ю. Основы органолептического-анализа спиртных, слабоградусных и безалкогольных напитков. М.: Octo Group Inc., 1998. - 112 с.

18. Главачек Ф., Лхотский А. Пивоварение. М.: Пищевая промышленность,1977.-623 с.1981.- 186 с.

19. ГОСТ 12788-87 Пиво. Методы определения кислотности

20. ГОСТ Р 51174-98 Пиво. Общие технические условия

21. ГОСТ 12789-87 Пиво. Методы определения цвета.

22. ГОСТ 12787-81 Пиво. Методы определения спирта, действительного экстракта и расчет сухих веществ в начальном сусле.

23. ГОСТ 29294-92 Солод пивоваренный ячменный. Технические условия

24. ГОСТ 30060-93 Пиво. Методы определения органолептических показателей и объема продукции.

25. ГОСТ Р 51154-98 Пиво. Методы определения двуокиси углерода и стойкости

26. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. — М.: Мир, 1884.-306 с.

27. Гумбаридзе Н.П., Порчхидзе А.Д., Марин А.П., Феофилова Е.Н., Терешина В.Н., Чиковани Н.И. Способ осветления плодово-ягодного сока /Пат. №1440465 СССР, А 23 L 2/08.- Заявлено 07.04.86; Опубл. 30.11.88.-Бюл. № 44.

28. Дегекаев А.Т., Афонин Д.В. Повышение физико-химической стабильности пива при использовании силикагелей и поливинилполипирролидона //Пиво и напитки, 2006.- № 2.-е. 22

29. Донхаузер С., Вагнер Д. Влияние технологии главного брожения на качество пива //Мир пива, 1996. № 1. - с. 18.

30. Ермолаева, Г.А. Повышение стойкости пива /Г.А. Ермолаева // Пиво и напитки.- 2003.- №3.- С. 10-11.

31. Ермолаева, Г.А. Повышение стойкости напитков / П.А. Ермолаева // Пиво и напитки.- 2002.- №3.- С. 26-27.

32. Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А., Микробиология в пищевой промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1975. — 501 с.

33. Жвирблянская А.Ю., Исаева B.C. Дрожжи в пивоварении. М.: Пищевая пром-сть, 1979. - 247 с.

34. Зинченко В.И., Макаров .А.С. Новый флокулянт для обработки виноматериалов//Пиво и напитки, 1999^.-№ 4. — с. 58 '

35. Йене Ульрик Пиппер, Олаф Винд Ларсен. Стабилизация пива;-Доклад на 4-ом Международном симпозиуме по вопросам производства. солода и пива: Декабрь, 1999; Москва.

36. Калунянц К.А., Яровенко' В.Л: и др. Технология солода, пива и безалкогольных напитков.— М.: Колос, 1992.—473 с.

37. Калунянц К.А. Химия солода и пива. М.: Агропромиздат, 1990 - 176с.

38. Ковальчук В.П. Проблемы и пути повышения качества; алкогольных напитков // Материалы. 2-й международной научно-практической конференции «11аучно-технический прогресс в спиртовой и ликероводочной промышленности», 2001. — С. 178

39. Коновалов С.А. Биохимия дрожжей. — М.: Пищевая промышленность, 1980.-21 с.

40. Косминский Г.И. Технология солода, пива и безалкогольных напитков. — Минск: Дизайн ПРО, 1998. 352 с.

41. Киселева Т.Ф. Формирование технологических и социально значимых потребительских свойств напитков: теоретические и практические аспекты: монография. — Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. — Кемерово, 2006.- 271с.

42. Кретович B.JI. Биохимия растений. М.: Высшая школа, 1981. — 464 с.

43. Крюгер JI. Обмен веществ дрожжей и его влияние на вкус пива //Спутник пивовара, 1999. № 1-2. - с. 39.

44. Кунце, В. Технология солода и пива / В. Кунце. Санкт- Петербург: Профессия, 2001. - 867 с.

45. Линецкая А.Е. Рациональные методы стабилизации вин // Виноград и вино России.-2001. -№3.-С. 30-32.

46. Линецкая А.Е., Сахаров Ю.В. Средства для осветления и стабилизации и эффективность их использования при обработке плодовых соков и вин //Пищевая промышленность, 1999. № 6. - С. 38

47. Манк В.В. Использование природных минералов для адсорбционной очистки водно-спиртовых растворов / Манк В.В., Мельник Л.Н. // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2005. № 1. — С. 27

48. Меледина, Т. В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении: справочник / Т. В. Меледина. Санкт- Петербург: Профессия, 2003. - 304 с. — (Учебники и учеб. Пособия для студентов вузов).

49. Методы биохимического исследования растений /Ермаков А.И., Арасимович В.В. и др.- Л.: Агропромиздат, 1987. —430 с.

50. Муравьева И.А. Фармакогнозия: — М.: Медицина, 1978. — 656 с.

51. Николашкин, Ф.Б. Осветление сусла и пива силиказолем / Ф.Б. Николашкин // Пиво и<напитки.-2004.-№1.- с.28-29.

52. Нимш, К. Стабилизация пива кизельгелем. / К. Нимш, В.И. Николашкин, Ф.Б. Николашкин // Пиво и напитки.-2003.-№4.- С.36-39.• ' ' 129 л

53. Нимш, К. Силиказоль.и силикагсль — аспекты качества. / К. Нимш, Б.И. Николашкин, Ф.Б. Николашкин // Пиво и напитки.-2005.-№ 2.- С.88.

54. Новое в пивоварении /Ч. Бэмфорт, (ред.); пер. с англ. И.С. Горожанкиной, E.G. Боровиковой. — СПб:: Профессия,2007; — 520 с.

55. О'Рурк, Т. Коллоидная стабилизация пива / Т. О'Рурк // Пиво и напитки. -2002. № 6. - С.23. '

56. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания: и экспертизы продовольственных товаров:. — Новосибирск: Издательство; Новосибирского госуниверситета, 1996. — 432 с:

57. Позняковский В.М., Помозова В;А., Киселева4 Т.Ф., Пермякова JI.B. Экспертиза напитков. Новосибирск: Сиб. Унив. Изд-во, 2001- 384с.66.11окровская Н.В., Каданер Я.Д. Биологическая и коллоидная стойкость пива. — Ml: Пищевая пром-сть, 1978. — 272 с.

58. Продовольственное сырье и пищевые продукты. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.1078-01.- М., 2002. -143с.

59. Помозова В.А. Производство слабоалкогольных напитков: теоретические и практические аспекты. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2002. — 152 с.

60. Помозова В.А. Использование флокулянтов для удаления полифенолов из спиртованных морсов /Помозова< В.А., Сергеева И:Ю., Киселева Т.Ф., ШёвченкогТ.В!, Бйкмулина НЮ; //Производство спирта и ликероводочных изделий. 2005.-№ 1,- С. 17

61. Производственный, регламент производства водок и ликероводочных изделий. М.ВНИИПБТ, 1990. - 243 с.

62. Птачек И Коллоидная стабилизация пива с помощью ионитов / Пгачек И:, СтейкалП., ШкахИ.//Пивоинапитки, 2001. -№2.-С.32

63. Родопуло А.К., Кавадзе А.В., Писарницкий А.Ф. Биосинтез и метаболизм ацетоина и диацетила // Прикладная- биохимия и микробиология; 1976; вып. 3. -с. 309-316.

64. Савчук С.А. Применение, новых хроматографических методов исследования, пива / С.А. Савчук, К.В. Кобелев, Т.П. Рыжова^ В.11. Арбузов//Пиво и напитки.-2003; №1. -С. 1-5- 20:

65. Салманова JI:C. Рациональная. технология производства пастеризованного пива длительного срока хранения /Л.С. Салманова, ЭВ: Терешина, Н.А. Дмитрук // Обзор АгроНИИТЭИПП, серия 22

66. Пивоваренная и безалкогольная промышленность, 1989 — вып. 4.- 28 с.

67. Сахаров. Ю.В., Линецкая А.Е. Средства для осветления и стабилизации и эффективность их использования при обработке плодовых соков и вин //Пищевая промышленность, 1999.- № 6.- с.38.

68. Сахаров Ю.А., Хурцилава Е.Е. Три десятилетия на службе высокого качества вина //Виноград и вино России, 2001. № 2.- с. 49.

69. Слипенюк Т.С. Влияние полимеров на образование флокуляционных структур в суспензиях бентонитовой глины //Коллоидный журнал, 1998. -т. 60, № 1. с. 70.

70. Слюсаренко Т.П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. — 208 с.

71. Справочник по гидроколлоидам /Т.О. Филипс, П.А. Вильяме. Пер. с англ. СПб: ГИОРД, 2006.-536 с.

72. Успешная эксплуатация установки холодной стерилизации пива на московском заводе «Норд-Вест» //Спутник пивовара, 1999. — 1-2.-С.32

73. Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. К.: Наукова думка, 1981. - 208 с.

74. Уильяме В., Уильяме X. Физическая химия для биологов. — М.: Мир, 1976.-600 с.

75. Ульрих Е.В. Интенсификация процесса очистки воды модифицированными флокулянтами /Пищевые продукты и здоровье человека: Сборник тез. Докладов апир.-студ. Конфер. — Кемерово, 2003. — С. 27

76. Ульрих, Е.В. Новые способы очистки высокодисперсных водных систем / Е.В. Ульрих, М.А. Яковченко , Т.В. Шевченко // Пищевые продукты и здоровье человека: сб. тез. Докладов аспирантско-студенческой конференции. — Кемерово, 2003. С. 28.

77. Файше, М. CSS- Комбинированная система стабилизации пива / М. Файше , С. Польцер // Пиво и напитки.-2004.-№3.- С. 12-13.

78. Федоренко Б.Н. Современные мембранные системы в пищевой промышленности и биотехнологии. Обзорная информация АгроНИИТЭИППП. Серия 14. Обзоры по информационному обеспечению общесоюзных научно-технических программ. — М.:АгроНИИТЭИПП, 1992. вып. 7. - 36 с.

79. Федоров В.Г., ГТлесконос А.К. Планирование и реализация экспериментов в пищевой промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1980. — 240 с.

80. Ферменные препараты в пищевой промышленности /под ред Кретовича B.JI. и Яровенко B.JI. М.: Пищевая промышленность, 1975. - 535 с.

81. Фрайзинг-Вайенштефан В.Б. Технологические предпосылки для «Холодного асептического» розлива пива//Brauwelt, 1996.-№ 2.-С.73

82. Химико-технологический контроль пивобезалкогольного производства / Р. А. Колчева, К. А. Калунянц, JI. А. Херсонова и др.; под ред. Р.А. Колчевой. М.: Агропромиздат, 1988. — 272 с. (Учебники и учеб. Пособия для студентов вузов).

83. Хлыновский А.Д., Ермолаева Г.А. Влияние современных способов фильтрования пива на его качество //Пиво и напитки, 2006.- № 2.- с. 74

84. Хорунжина, С.И. Биохимические и физико-химические основы технологии солода и пива / С.И. Хорунжина. — М.: Колос, 1999. — 312 с.

85. Христюк В.Т., Мержаниан А.А., Агабальянц Э.Г., Муратиди А.Г. Способ осветления и стабилизации виноградных и плодово-ягодных вин, сусел и соков. А.с. № 1018968, МКИ С 12 Н 1/02, опуб. 23.05.83, б.и. № 19.

86. Чандра Гопал, Мика Унтинг. Стабилизация пива при помощи ПВПП «Поликлар». Материалы 7-го Международного технического семинара по проблемам современного пивоварения. Март-апрель, 2004, Ирландия.

87. Яровенко В.Л., Ровинский Л.А. Моделирование и оптимизация микробиологических процессов спиртового производства. — М.: Пищевая101. промышленность, 1978. 247 с.

88. Back, W.Hefeweizenbier taste spectrum and technology / W. Back // Brauwelt.-2000.-№2.-p.l 12-117

89. Bulton R. The prediction of fermentation behavior by a kinetic model //Amer. J. of enology and viticulture, vol. 31, 1980.- № 1. p. 40-45.

90. Erdal K. Proanthocyanidin-free barley-malting and brewing / Erdal К // J. Inst. Brew.- Vol.92, May-June 1986. PP. 220 - 224.

91. Chapon L. Nephelometry as a metod for studying the relations between polyphenols and proteins / L. Chapon // J. Inst. Brew.- 1994. № 99. - PP. 3239.

92. Chapon L. The mechanics of beer stabilization / L. Chapon // Brewer Guardian.- 1994. № 123 (12). - PP. 46-50.

93. Imai T. The assessment of yeast vitality the past and the future // Brewers Guardian, June 1999. - p. 20

94. Letters R. Origin of carbohydrate in beer sediments / R. Letters // J. Inst. Brew.- 1969, 75.-№ 1.-PP. 54-62.

95. Marmolle F. Polyphenol metallic complexes: characterization by electrospray mass spectrometric and spectrophotometric methods / F. Marmolle F., Leize E., Mila I. Et. al // Analysis: 1997. - Vol.25. - № 8. -P.53-55.

96. NarziB L., Miedaner H. Untersuchungen zur technologie der angarung in der brauerei // Mon. Brauwissenschaft, 1984. v. 37. - N 7. - s. 317

97. Vicinal diketones and Precursors //JABC Journal, 2002. Vol. 42.- № 3 .p. 135.