автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка технологии диастатических темного и карамельного типов солода с использованием направленного формирования комплекса красящих веществ

На правах рукописи

ЕРМОЛАЕВ Сергей Вячеславович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ДИАСТАТИЧЕСКИХ ТЕМНОГО И КАРАМЕЛЬНОГО ТИПОВ СОЛОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАПРАВЛЕННОГО ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЛЕКСА КРАСЯЩИХ ВЕЩЕСТВ

Специальность 05.18.07 - Биотехнология пищевых продуктов

(пивобезалкогольная, спиртовая и винодельческая промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук оОЗаь»г

Москва - 2008

003453739

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» на кафедре «Органическая и пищевая химия»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кочеткова Алла Алексеевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Елисеев Михаил Николаевич кандидат технических наук Подгорная Юлия Анатольевна

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Воронежская государствен-

ная технологическая академия»

Защита состоится « /?» 2008 г. в № ч на заседании

Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.04 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд. 3-101.

Приглашаем Вас принять участие в заседании Совета или прислать отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по указанному адресу на имя ученого секретаря совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП. Автореферат разослан « ^ » (юлЯ^!^_2008 г.

Ученый секретарь Совета Д 212.148.04

доктор технических наук, профессор Е.В. Крюкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В последнее десятилетие происходит постоянное и значительное увеличение объемов производимых в России пива и солода: в 2007 г. выработано 1159,7 млн дал пива и 1500 тыс. т солода. Но доля темного пива невысока -1,3%, а специальные типы солода для его производства отечественные предприятия практически не выпускают. В отличие от светлого пива темное обладает солодовым вкусом, более высокой и стабильной пеной, значительной антиокси-дантной активностью. Для придания цвета темным сортам пива используют импортные темный, карамельный, жженый типы солода, иногда и сахарный колер, которые производят при высокой температуре, что требует дополнительных затрат энергии, иногда специального оборудования. При этом в результате термической деструкции образуются продукты распада углеводов, которые не только ухудшают вкус и товарный вид пива, но и в больших концентрациях опасны для здоровья. Кроме того, такие виды солода, практически не содержащие ферментов вследствие инактивации при термической обработке, приходится использовать в смеси со светлым солодом, служащим источником ферментов. Такой прием приводит к нивелированию органолептических особенностей темного пива.

Создание технологии темноокрашешшх типов солода с использованием существующего оборудования предприятий, обеспечивающей лучший по составу комплекс красящих веществ с сохранением ферментативной активности на уровне светлого солода, позволит улучшить качество и решить вопрос импортозамещения указанных видов солода.

Цель и задачи исследования. Цель работы - с учетом научно-обоснованного процесса формирования красящих веществ разработать технологию темных типов солода с красящими веществами интенсивной цветности, обладающего ферментативной активностью, аналогичной активности светлого солода.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

> разработать технологию темного и карамельного типов солода, получаемых в «мягком» температурном режиме, позволяющем сохранить ферментативную активность, при одновременном формировании комплекса красящих веществ, обеспечивающего интенсивную окраску солода и пива;

> исследовать комплекс красящих веществ солода с идентификацией отдельных групп;

> исследовать спектры отдельных групп красящих веществ солода; ^ 4

С > < \

з --

> изучить специфику мсланоидиновой реакции в процессе приготовления темного солода;

> исследовать процесс формирования красящих веществ и установить технологические режимы производства темных типов солода;

> разработать технологический прием снижения себестоимости темного пива за счет использования ферментолизата крахмала.

Научная новизна работы. По итогам выполненного комплексного исследования получены следующие научные результаты:

^ впервые изучены красящие вещества темного и карамельного солода с использованием спектральных характеристик; уточнены параметры спектральных исследований; выявлено три группы красяищх веществ солода на основании существенных различий их спектров в УФ-области; установлено, что комплекс красящих веществ содержит три группы соединений, состав и соотношение которых зависят от особенностей технологии; выявлено, что соотношение групп соединений, образующих комплекс красящих веществ, можно направленно изменять; ^ предложена методика определения количества и соотношения групп красящих веществ, обеспечивающих заданную цветность солода; изучен процесс формирования красящих веществ в реакции меланоидинооб-разования в процессе приготовления солода;

исследована кинетика консекутивной реакции гидролиза крахмала под действием ферментного комплекса, включающего а-амилазу и глюкоамилазу. Определен состав гидролизата зернового крахмала, полученного под действием отечественных биокатализаторов Амилопротооризина и Глюкаваморина ГЗх, при которых обеспечивается образование заданного соотношения групп углеводов.

Практическая значимость и реализация результатов работы. В результате обобщения проведенных исследований, для практического использования в пивоваренной промышленности сформулированы предложения, перечисленные ниже. 1. Разработана технология диастатических (высокоферментативных) темного и карамельного типов солода с заданными свойствами, сохраняющих значительную ферментативную активность и имеющих высокое содержание красящих веществ, для полной замены карамельного и жженого солода в технологии темных сортов пива.

2. Предложен метод вычисления количественного состава отдельных групп красящих веществ в темном солоде с целью регулирования их содержания в солоде.

3. Предложено для формирования заданного комплекса красящих веществ путем меланоидинообразования (реакции Майара) для биокаталитического накопления аминокислот и Сахаров использовать в качестве комплексного ферментного препарата, включающего а-амилазу, (í-глюканазу и протеазу, отечественный препарат Амилопротооризин (КФПА).

4. Предложен технологический прием снижения себестоимости темного пива путем замены 10-20% диасгатического темного солода гидролизатом зернового крахмала углеводного состава, аналогичного составу пивного сусла.

5. Предложена технология гидролизата крахмала с заданным углеводным составом для частичной замены солода в темном пиве.

6. Предложен состав ферментного комплекса для получения гидролизата зернового крахмала, включающий отечественные препараты Амилопротооризин и Глюкаваморин ГЗх.

7. Разработан способ количественного определения продуктов гидролиза крахмала, позволяющий контролировать процесс консекутивной реакции биодеградации крахмала.

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований обсуждены на ежегодных VI и VII Международных научно-практических конференциях «Сахар-2004» и «Сахар-2007», М.: МГУПП, апрель 2004 и апрель 2007; научных конференциях «НИРС-2004» и «НИРС-2005», М.: МГУПП; II Международной конференции «Мир чистой воды. Вода, напитки, соки». М.: ВВЦ, сентябрь 2004; Международной научно-практической конференции «Современные принципы и методы селекции ячменя», НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Краснодар: май 2007; VI международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств», Мопиевский государственный университет продовольствия. Могилев: май 2007; 1 Межведомственной научно-практической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров», М.:МГУПП, май 2008.

Публикации. Основные положения диссертационной работы в 15 статьях, в т.ч. 7 из них - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает: введение, обзор литературы по исследуемой темагике (гл. 1) и экспериментальную

часть, в которую входит описание применявшихся методов исследования (гл. 2), анализ спектральных характеристик темного и карамельного солода (гл. 3), описание кинетики формирования красящих веществ в темном пивоваренном солоде и сусле (гл. 4), изложение технологии новых видов пивоваренного солода и гидроли-загов крахмала (гл. 5), выводы, список использованной литературы, включающий 135 наименований. Текст диссертации изложен на 156 стр. иллюстрирован 42 рис. и 31 табл.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении изложена характеристика современного состояния пивоваренной промышленности в России, обоснованы актуальность, новизна и практическая значимость диссертационной работы. На основании анализа литературных данных о развитии пивоварения в России сформулированы некоторые принципиальные пути развития отрасли, в том числе солодовенного производства, определены цель и возможные направления по созданию оригинальной технологии темного и карамельного солода для темного пива.

В первой главе «Ячмень и солод - основное сырье для производства пива» представлен аналитический обзор отечественных и зарубежных публикаций по теме диссертации. Некоторую часть светлого солода для производства пива отечественная пивоваренная промышленность закупает за границей, а карамельный и другие типы солода ввозит полностью. В связи с этим отмечена актуальность задачи создания отечественной технологии темных типов солода для реализации ее на российских заводах.

Во второй главе «Методы анализа, применяемые в диссертации» рассмотрены методы исследования, в том числе модифицированные автором. В частности, описаны разработанный в рамках диссертационного исследования эффективный метод определения крупности пивоваренного ячменя с использованием ситового анализа и усовершенствованная методика объективного фотометрического определения цветности; изложен спектрофотометрический метод определения концентрации гидроксиметилфурфурола (ГОМФ) и отдельных групп красящих веществ в смеси, определены рациональные границы спектрофотометрических измерений (длина волны, оптическая плотность, рН); дано краткое описание методики прецизионных измерений цветности на спектрофотометрах в видимой, УФ- и ИК-областях спектра; изложены рекомендации по оценке растворителей для спектро-

фотометрических измерений. Анализ сырья, биокатализаторов, сусла и пива проводили по типовым методикам пивоварения.

В третьей главе «Спектральный анализ карамельного солода», в рамках решения технологической задачи получения темного солода, исследован спектр комплекса красящих веществ, выделено три группы: продует!.! киелотно-щелочного разложения моносахаридов, меланоидины и продукты карамелизации Сахаров. Указанные группы соединений обладают различными спектрами и интенсивностью светопоглощсния в ультрафиолетовой (УФ) области (рисунок 1).

—»—красящие вещества карамельного солода —«—продукты кислотно-щелочного разложения моносахаридов —*—продукты карамелизации Сахаров —■— меланоидины

Рисунок 1 - Спектры красящих веществ карамельного солода, продуктов кислотно-щелочного разложения моносахаридов, продуктов карамелизации Сахаров и

меланоидинов

Продукты взаимодействия моносахаридов с аминокислотами - меланоидины имели темно-коричневый цвет с ярким рубиновым оттенком. УФ-спектр меланоидинов имеет максимум при длине волны 290-295 нм. У продуктов кислотно-щелочного разложения моносахаридов, имеющих коричневую окраску, спектр несколько отличался от спектра меланоидинов. Максимум светопоглощения наблюдался в интервале 255-260 нм. Продукты карамелизации Сахаров имели темно-коричневый цвет. В УФ спектре этой группы два четко выраженных максимума светопоглощения: в интервалах 280-285 нм и 220-225 нм.

Спектры растворов веществ термического разложения сахара, выделенные последовательным растворением в холодной воде, в воде при кипячении и в этиловом спирте, названные И.А.Кухаренко соответственно карамелан, карамелен, карамелин, имеют одинаковую конфигурацию, но различаются по интенсивности полос светопоглощення при 280-285 и 220-225 нм. Мы установили отношение величин оптической плотности при 282 и 245 нм - у карамелана равное 5,51; карамелена 3,36; у карамелина 1,82.

Спектр водной вытяжки карамельного солода имел конфигурацию, близкую по форме к спектру продуктов карамелизации углеводов, но с меньшей интенсивностью цвета.

Таким образом, для красящих веществ характерны и информативны УФ спектры в области от 210 до 310 нм, которые могут быть использованы для идентификации и их количественного определения в солоде.

Более четкое различие отдельных групп красящих веществ наблюдалось в коэффициентах светопоглощення при концентрации красящего вещества 1 г/дм3, рН 6,2 и толщине слоя 10 мм (таблица 1). В этих условиях меланоидины обладают значительно большей интенсивностью светопоглощення, как в видимой, так и в УФ-областах спектра.

Установлено, что в этанольном экстракте карамельного солода менее половины красящих веществ (25-35%) имели коллоидную степень дисперсности. Чем меньше в системе было коллоидно-дисперсных веществ, тем более интенсивно были выражены полосы светопоглощення в УФ-спекгре.

Продукты карамелизации Сахаров, особенно в начальной стадии реакции, имели спектры, близкие к спектрам ГОМФ. Для выявления наличия ГОМФ в карамелях промывание их дихлорэтаном, в котором ГОМФ растворяется, показало отсутствие последнего.

При длительном хранении на свету исследуемые фракции красящих веществ проявили устойчивость цвета и конфигурации спектров к дневному свету.

На интенсивность цветообразования влияет также реакция среды. В интервале рН 6,0 - 7,5 цветные продукты в солоде, а также в последующем кипячении в сусле образуются наиболее активно, что подтверждается экспериментально в модельном опыте (рисунок 2). Фотометрически установлено, что красящие вещества солода обладают четко выраженными индикаторными свойствами (изменяют цветность при изменении рН).

Таблица 1 - Коэффициенты светопоглощения растворов отдельных

групп красящих веществ

Длина Коэффициенты светопоглощения красящих веществ (/= 10 мм, С = 1 г/дм"1)

волны (Я.), при различных длинах волн

нм мела- продуктов кислот- караме- караме- кара- смесь продук-

ноиди- но-щелочного раз- лана лена мели- тов карамелн-

нов ложения моносахаридов на зации Сахаров

1 2 3 4 5 6 7

580 0,62 0,15 0 0.08 0,46 0,09

560 0,78 0,17 0.05 0,09 0,57 0,10

540 1,00 0,20 0,025 0,11 0,69 0,13

520 1,27 0,240 0,053 0,14 0,81 0,19

500 1,66 0.270 0,073 0,167 0,97 0,24

400 5,35 0,73 0,14 0,57 2,73 0,55

380 6,75 0,84 0,19 0,72 3,45 1,05

360 8,73 1,10 0,26 0,85 4,20 1,20

340 11,07 1,41 0,34 1,0 4,80 1,42

320 13,05 1,78 0,60 1,20 5,55 1,55

310 14.95 2,11 1,42 1.90 6,85 2,40

300 16,72 2,60 4,15 3.95 9,77 4,30

295 17,10 2,92 6,05 5,50 11,50 5,55

290 17,00 3,20 7,60 6,62 13,40 6,84

285 16,15 4,18 8,66 7,25 14,0 7,40

280 15,93 4,21 8,60 7,24 13,60 7.50

275 15,49 4,70 7,55 6,50 12,00 6,55

270 15,05 5,76 6,62 5,75 11,80 6,00

265 14,78 6,27 5,15 4,68 10,60 5,06

260 14,96 6,71 3,68 3,65 9,19 4,28

255 15,25 6,70 2,54 2,87 8,25 3,60

250 15,51 6,72 1,80 2,35 7,55 3,05

245 16,08 6,49 1,57 2,15 7,57 3,07

240 16,52 6,32 1,80 2,52 8.20 3,40

235 17,0 6,15 2,30 3,15 9,0 4,53

230 18,51 5,98 2,70 3,80 10,25 5,50

225 20,10 6,05 2,90 4,15 11,10 6,12

220 21,30 6,15 2,70 4,10 11,0 6,15

215 22,78 6,80 2,40 3,80 10,50 5,80

210 24,75 7,55 2,12 3,43 10,05 5,51

рн

Рисунок 2. Влияние рН на интенсивность оптической плотности £> в меланои-диновой реакции (глюкоза + глутамшговая кислота) при 100°С в течение 9 ч

Перечисленные факторы следует учитывать при анализе красящих веществ.

Вычисление концентрации отдельных групп красящих веществ в смеси. При количественном определении отдельных групп красящих веществ в экстракте солода или в других продуктах пивоварения использован метод Т. Виккережаффа. На полученных индивидуальных спектрах красящих веществ (см. рисунок 1) установлены максимумы светопоглощения красящих продуктов кислотно-щелочного разложения моносахаридов = 255 нм; продуктов карамелизации Сахаров = 282 нм; меланоидинов Х3 = 290 нм, коэффициенты свегопоглощения обозначили соответственно Аф Лв и Ас, а оптическую плотность анализируемых продуктов О?, установленных при Я;, Я2, Я3. Составили уравнения с тремя неизвестными: х -продукты кислотно-основного распада моносахаридов, г/дм3; у - карамелен (наиболее близкий по интенсивности оптической плотности к красящим веществам солода при 282 нм), г/дм3; г - продукты меланоидиновой реакции, г/дм3:

(1)

В,=хА + уАи +гА

1 "1 у Ь <л

02=ХА + уЛ +гЛ

2 2 С.

Д=*у4 + уА, +гА

Решая эту систему уравнений относительно х, у, г, с помощью определителей 3-го порядка, используя численные значения из табл. 1, получили (г/дм3):

79.D, +32£>2 -104D,

395

78Dj+2SD, -42 D, .

395 >

50Д3+4,5Д -23 D2

(3)

(4) 395

При спектральном анализе экстракта карамельного солода, при 255, 282 и 290 нм установили значения Z);=0,540; £>2=0,654 и D3- 0,530. Подставляя их в уравнения (2), (3) и (4), находили концешрацию: х = 0,0215; у = 0,0345; 2 = 0,0229 г/дм3. Следовательно, в 1 дм3 экстракта карамельного солода суммарное содержание красящих веществ 0,0789 г/дм3 с незначительным различием масс отдельных групп красящих веществ незначительно. Но в ориентации на величину оптической плотности с использованием коэффициентов светопоглощения отдельных групп красящих веществ в видимой области спектра (при максимальном восприятии цвета глазом), например при 540 нм, (если вычисленную выше массовую долю красящих веществ умножить на коэффициенты светопоглощения) в цветности солода на долю мела-ноидинов приходится 75%, продуктов кислотно-основного распада моносахаридов 14,8% и продуктов карамелизации Сахаров только 10,2%. Это соотношение легко объяснить, так как в свежепроросшем солоде достаточно аминного азота и моносахаридов для реакций их взаимодействия, интенсивно протекающих по второму порядку при высушивании, когда с повышением концентрации реагентов в п раз скорость меланоидинообразования увеличивается в <f раз. Существенно интенсифицирует реакцию и повышение температуры (правило Вант-Гоффа).

Малую концентрацию продуктов карамелизации объясняем тем, что они образуются из расплава сахара, который плавится при 165-185°С и быстро разрушается в нейтральных и щелочных средах. А в кислой среде (при рН<5) моносахариды весьма устойчивы к разрушению.

Следовательно, основная цветность, аромат темного, карамельного, жженого и других видов солода, по нашему мнению, обусловлены преимущественно конечными продуктами меланоидиновой реакции, масса которых, как показали вычисления, значительно больше половины в общей массе красящих веществ солода.

В четвертой главе «Кинетика формирования красящих веществ в пивоваренном солоде и сусле» установлено, что ГОМФ - наиболее активный участник и основной компонент в реакциях формирования красящих веществ солода. В условиях приготовления темных типов солода и практически во всех реакциях по формированию цвета, аромата, вкуса принимает участие ГОМФ. Он образуется в реак-

ции дегидратации гексоз и служит одним из основных источников формирования различных групп красящих веществ, в частности, на начальной стадии меланоиди-новой реакции. Мы получили кристаллический ГОМФ (из раствора фруктозы и щавелевой кислоты при pH 6,2, температуре 50°С и давлении 1,8 атм в течение 90 мин), спектр и коэффициенты светопоглощения которого практически идентичны известным из литературы. Он имел две четко выраженные полосы светопоглощения в УФ-области при 285 и 225 нм. Установлено, что при формировании ГОМФ в растворе инвертного сахара, в первую очередь, в реакции расходуется фруктоза, а затем в реакцию вступает глюкоза (что подтверждает данные Б.М. Нахмановича).

Спектр продуктов карамелизации, особенно карамелана, почти идентичен спектру ГОМФ, что свидетельствует о схожести химической структуры молекул. Но при промывании продуктов карамелизации дихлорэтаном, растворяющим ГОМФ, спектр карамелана остается почти без изменения. Если по форме УФ-спектры ГОМФ и продуктов карамелизации идентичны, то устойчивость к дневному свету последних оказались во много раз выше: спектр продуктов карамелизации даже после 50 сут хранения на свету сохранял свою конфигурацию почти без изменения, тогда как для ГОМФ изменения спектра фиксировали уже через 32 ч.

В светлом солоде ГОМФ почти отсутствует, но при повышенных температурах сушки, особенно в карамельном или жженом солоде, концентрация ГОМФ может повышаться до 200-230 мг в 100 г. Даже при приготовлении светлого солода с повышением температуры отсушки (высшей температуры сушки) концентрация ГОМФ увеличивается (таблица 2).

Таблица 2 - Качественные показатели сушеного солода

Показатель Температура отсушки солода, °С

65 75 85 95 105

Влажность сушеного солода, % 6,1 5,4 4,7 - 3,8 3,3

Экстрактивность, % 80,4 79,5 80,0 79,0 78,5

Время осахаривания, мин 7 10 12 15 20

Диастатическая сила, ед. 350 310 210 150 85

а-Аминный азот, мг/100 г СВ 180 160 150 115 100

Число Кольбаха, % 39 39 37,5 37,5 34

Лабораторное сусло рН 5,9 5,8 5,7 5,7 5,5

Цветность, ед. ЕВС 3,8 4,0 5,7 11 19

Редуцирующие вещества, г/дм3 36 40 38 38 34

Содержание ГОМФ, мг/дм3 4 4 10 24 45

Следует отметить, что хотя ГОМФ и промежуточный продукт, он может быть одним из важных показателей качества солода и пива, поэтому при «жестких» режимах обработки солода его необходимо определять.

Влияние Сахаров и аминокислот на интенсивность меланоидиновой реакции. Отличительные показагели солода, особенно темного и карамельного, формируются в результате наличия продуктов меланоидиновой реакции - взаимодействия моносахаридов с аминосоединешими. Активность основных Сахаров солода в реакции меланоидинообразования изучали в фосфатно-цитратных буферных растворах концентрацией 0,3 моль/дм3 сахара и 0,05 моль/дм3 аминокислоты при рН 5,6 при температуре 85°С (таблица 3).

Таблица 3 - Активность Сахаров в меланоидиновой реакции

Сахар Оптическая плотность после нагревания раствора сахара Увеличение цветности в растворах сахара с аминокислотой, кратность

без аминокислоты (контроль) с аспарагином

Глюкоза 0,22 0,44 2,0

Фруктоза 0,37 0,88 2,40

Ксилоза 0,45 0,98 2,17

Арабиноза 0,41 1,18 2,88

Мальтоза 0,19 0,36 1,89

По результатам этих опытов видно, что наиболее активно участвуют в реакции с аминокислотой арабиноза, фруктоза и ксилоза и цветность растворов повышается в 1,89-2,88 раза, более в реакциях арабинозы или фруктозы с аспарагином).

Активность аминокислот в меланоидиновой реакции, определяющая интенсивность окраски, может быть обусловлена особенностями строения молекулы аминокислоты. Поэтому исследовали (источник углеводов - глюкоза, условия описаны выше) влияние на интенсивность образования красящих веществ структуры молекул основных аминокислот солода: аспарагина (МН2)ОССН2СН(ЫН2) СООН), у-аминомасляной кислоты (Н2КСН2-СН2-СН2 СООН), р-аланин (Н2ЫСН2 СН2СООН ), аспарагиновой кислоты (ОНОССН2-СН(Ш2)СООН), а-аланина (СН3-СН(Ш2) СООН), метионши(СН38СН2СН2СН(Ш2)СООН М), Ь-цистина (ОНОССН(Ш2)СН2-8-Б СН2 СН(Ш2)СООН). Установили, что в реакции Майара активность аминокислот оказывается тем выше, чем больше удалены друг от друга аминная и карбоксиль-

ная группы (рисунок 3) и при наличии в молекуле двух аминных групп (аспарапш, глутамин) (рис. 3, кр. 1, 2).

Время, ч

| —»—1 —и 2 —--»- 4 * б —о—6 —7 —1а|

Рисунок 3 - Изменение цветности растворов глюкозы с аминокислотами:

1 - аспарагином; 2 - у-аминомасляной кислотой; 3 - /?-аланином; 4 - аспараги-новой кислотой; 5 - а-аланином; 6 - глюкозы (контроль); 7 - метионином; 8 - цис-

тином

Серусодержащие аминокислоты цистин и метионин дают замедленное образование красящих веществ, (рис. 3, кр. 7, 8). В молекуле цистина два атома серы, а в метионине один. Поскольку изменение цвета раствора глюкозы с цистином было замедленным, следует предположить, что, по-видимому, сера блокирует альдегидную группу сахара и препятствует вступлению ее в реакцию покоричневения.

Концентрация реагентов и интенсивность цветообразования. При проращивании и сушке солода, а также кипячении сусла происходит увеличение концентрации растворимых сухих веществ (СВ). Влияние повышения содержания СВ на образование красящих веществ исследовали в модельных опытах, которые проводили, нагревая 4 ч на кипящей водяной бане растворы глюкозы и глюкозы с аспарагином при рН 5,5 (таблица 4). В растворах глюкозы (без аминокислоты) цветность нарастала почти пропорционально увеличению концентрации сахара (см. таблицу 4), а сахара с аминокислотой, где концентрация реагентов увеличивалась в и раз, цветность росла почти в а" раз, что соответствует скорости реакции второго порядка {сЬс/с1т= К-СгС;, где С/ - концентрация сахара; С2 - концентрация аминокислоты; А"- константа скорости реакции).

Таблица 4 - Влияние концентрации реагентов на интенсивность меланоидиновой реакции

Концентрация ре агентов в растворе (моль/дм3) Оптическая плотность растворов (при 540 нм) после нагревания Увеличение концентрации реагентов, кратность Увеличение оптической плотности растворов в результате только меланоидиновой реакции, кратность

глюкозы аспара-гина общая (глюкоза + аспараган) раствора глюкозы с вычетом значений для раствора глюкозы

0,01 0,005 0,07 0,036 0,034 1 1

0,02 0,010 0,19 0,078 0,112 2 з,з

0,05 0,025 0,81 0,25 0,56 5 16.3

0,10 0,05 2,75 0,535 2,22 10 65,2

0,20 0,10 9,81 1,62 8,19 20 270

На интенсивность окраски положительно влияли присутствие в растворе ионов металлов, аммиака, кислорода воздуха и отрицательно - наличие инертных газов, а также формалина.

Пятая глава «Технология новых видов пивоваренного солода» посвящена совершенствованию технологии темного и карамельного солода в режиме получения светлого солода, а также технологии крахмального гидролизата с заданными свойствами для использования в технологии пива с целью экономии зерна, снижения вязкости технологических сред и ускорения фильтрования пива.

В качестве наиболее экономичного рекомендован способ хранения пивоваренного ячменя в среде диоксида углерода. Обоснованием является то, что С02 в 1,5 раза тяжелее воздуха, поэтому легко удерживается в емкости и безвреден для человека. В серии опытов было показано, что при повышенной влажности ячменя (15%) в среде С02 и температуре 30-32°С через 15 сут удавалось полностью подавлять развитие грибов Aspergillus и Pénicillium и насекомых. При этом в газовой среде исключается самовозгорание, окисление и прорастание зерна.

Подавление окислительных процессов при проращивании. При проращивании пивоваренного ячменя применяли сернистый ангидрид для регулирования биохимических процессов, в частности, для подавления окислительных реакций. Было исследовано действие сернистого ангидрида (в виде соли NajSOj), вносимого при замачивании, на амилолитические ферменты зерна. Потери СВ на дыхание определяли по разности общих потерь и потерь на рост корешков. Хорошие результаты

получены при проращивании ячменя в течение 7 еут в присутствии сульфита разной концентрации (таблица 5) - существенно увеличивалась активность амилаз, экстрактивносгь (на 4%), а количество ростков снизилось в 5 раз.

Таблица 5 - Амилолитическая активность (АС) ячменного солода

Концентрация БСЬ при проращивании зерна, % АС свежепроросшего солода (по мальтозе, г на 100 г СВ Массовая доля в свеже-проросшем солоде

необработанный ячмень (контроль) обработанный разность между поз. 3 и 2 экстракта, % корешков, %

1 2 3 4 5 6

0 5,4 15,4 10 81,3 3,8

0,015 5Д 17,0 11,9 82,3 2,6

0,030 5,6 16,2 10,6 84,4 1,5

0,060 4,8 9,3 4,5 85,1 0,8

В другой серии замачивали зерно по трем способам: 1) в воде до лроклевыва-ния ростков (контрольный опыт); 2) в воде до проклевывания ростков, выдержка 2 ч в 0,06%-ном растворе БОг, ополаскивание; 3) замачивание в 0,06%-ном растворе БОг до проклевывания ростков. Потери экстракта и на рост корешков в присутствии сернистой кислоты меньше, а амилолитическая активность выше, особенно при комбинированном замачивании. Сернистый ангидрид в концентрации не выше 0,06% вызывает задержку роста и дыхания зерна и положительно влияет на амило-литическую активность, способствует снижению потерь СВ на 15-20%.

Приготовление карамельного солода в режиме светлого с использованием ростков (вторичных материальных ресурсов). При приготовлении карамельного солода по типовой схеме для карамелизации углеводов применяют температуру 102-160°С. При этом инактивируются ферменты солода, что затем затрудняет процесс приготовления пива и исключает использование несоложеных материалов. Задачей данного этапа исследований являлась разработка «мягких» режимов приготовления солода с высокой ферментативной активностью на основе полученных научных данных о кинетике образования красящих веществ. Было предложено высокие температуры карамелизации углеводов, применяемые в технологии карамельного, жженого солодов, заменить интенсивной меланоидиновой реакцией «по-коричневения», протекающей при температуре не более 100°С. Для решения этой задачи в качестве дополнительного источника аминосоединений использовали водный экстракт из ростков светлого солода и лизин. Модифицированная технология карамельного солода была экспериментально реализована следующим образом.

Для опытов готовили смесь аминосоединений, редуцирующих веществ (ин-вертного сахара) и катализатора сульфата железа в соотношении 1:1: 0,005, а также применяли экстракт ростков. Первые три образца свежепроросшего ячменного солода влажностью 44,5% перезамачивали 2 ч при 15°С: образец №1 - погружением в экстракт рисчков без добавления сахара и катализатора; №2 - погружением в экстракт ростков с добавлением сахара и катализатора; №3 -орошали только экстрактом. Образец №4 не перезамачивали (контроль). Все образцы сушили в режиме сушки светлого солода. Из трех исследованных режимов перезамачивания (таблица 6) лучшие показатели имел образец №2 (погружение зерна в экстракт). Орошение экстрактом (образец №3) менее эффективно. Образец №2 по цветности идентичен импортному карамельному солоду (образец №5), приготовленному при высокой температуре карамелизации. Ферментативную активность всех образцов опытного солода получили близкой к активности светлого солода.

Таблица 6 - Сравнительная характеристика образцов солода, приготовленных в различных условиях

Показатель Образцы солода Карамельный . солод (образец №5)

№1 №2 №3 №4

Массовая доля влага, % 4,8 4,8 4,5 4,5 5,6

Массовая доля экстракта в СВ солода, % 79,2 79,7 78,8 78,5 69,1

Разность массовых долей экстракта солода тонкого и грубого помола, % 1,6 1,3 1,4 1,7 -

Продолжительность оса-харивания, мин 17 15 17 28

Продолжительность фильтрования, мин 57 50 56 61 89

рН сусла 5,5 5,4 5,5 5,7 5,4

Кислотность, к.ед. 1,1 1,2 1,1 1,2 1,4

Цветность, ц.ед. 8,5 18,7 9,1 5,1 19,3

Меланоидины, мг в 100 экстракта 21,6 45 18,0 7,0 31

Азот аминный в 100 г экстракта, мг 178 163 195 150 168

Вязкость сусла, мПа-с 1,6 1,5 1,6 1,7 1,6

АС, ед/г 22,6 21,8 21,0 22,5 0

ПС, ед/г 1,6 1,5 1,4 1,45 0

Применение биокатализаторов для производства темного солода. Используя рекомендации по получению темного солода с применением ферментов, формирующих мультиэнзимные комплексы, состоящие из Биоглюканазы, Глюкозима и Нейтразы в соотношении 2 : 50 : 20 (И.Н.Грибкова), обладающие амилолитиче-ской, протеолитической и цитолитической активностями, важными для пивоварения, и учитывая последние разработки отечественной биотехнологии по созданию и применению биокатализаторов, мы выбрали комплексный ферментный препарат Амилопротооризин (КФПА) производства Бердского завода биопрепаратов, содержащий наряду с протеазами а-амилазу, (3-глюканазу, ксиланазу и ферменты ци-толитического действия, для гидролиза не только белков, но и полисахаридов с высвобождением аминокислот, гексоз, необходимых для меланоидинообразования, эффективной жизнедеятельности дрожжей (таблица 7), и низкомолекулярных декстринов, формирующих полноту вкуса.

Таблица 7 - Характеристика ферментных препаратов

Фермент Стандартизированные активности Активности ферментов, входящие в состав ФП, ед./г

АС ГлС ПА ОЦА

Бяоглюканаза р-глюкаиазная 16,3 0,9 500,0

Глюкозим глкжоамилазная 125 6100 0

Нейтраза протеаза (нейтр.) 0 120 0

Амилопротооризин а-амилазная, пептидазная, Р-глюканазная, ксиланазная, целлюлазная 1200 1000 650 66 25

В замочную воду вносили 0,1% Амилопротооризина или комплекса ферментов Биоглюканазы, Глюкозима, Нейтразы, ячмень проращивали в течение 7 сут. К концу указанного срока накопилось достаточное количество аминокислот и Сахаров. Далее свежепроросший солод высушивали по режиму светлого. Лучшие показатели по активностям ферментов и накоплению низкомолекулярных веществ имел темный солод, полученный с использованием Амилопротооризина (таблицы 8, 9). Он обладал высокой ферментативной активностью, не уступающей активности светлого солода, что подтверждает предположение об эффективности использования темного солода и как источника ферментов. Основные показатели опытного образца темного солода аналогичны показателям светлого солода за исключени-

ем цветности, которая находится на промежуточном уровне между темным и карамельным солодом. Предположительно, из него можно готовить темное пиво без использования светлого солода или с добавлением небольшого его количества.

Сусло из солода, полученного с применением Амилопротооризина обладает достаточными выходом экстракта, содержанием аминного азота и редуцирующих Сахаров (таблица 10), что, согласно показателю КСС, материально значимо, и имеет хороший прогноз для сбраживания.

Таблица 8 - Ферментативная активность солода, обработанного ферментными препаратами (А - солод свежепроросший, Б - солод сушеный)

Образец солода Ферментативная активность солода, ед /г

АС ОС ПС Ц А

А Б А Б А Б А Б

Солод светлый, сырье - ячмень 48 46,6 5,1 4,4 0,48 0,57 0,45 0,28

Солод темный, сырье - ячмень + Биоглюканаза + Гшокозим + Ней-траза 72,2 70,0 38,1 32,7 1,2 1,42 1,4 0,87

Солод темный, сырье - ячмень + Амчлопротооризин 74,1 71,7 40.1 34,5 1,4 1,7 1,8 1,1

Таблица 9 - Показатели солода, полученного разработанной технологии

Показатель Солод из ячменя

контроль + биокатализатор

Биоглюканаза + Глюко-зим + Ней-траза Амилопро-тооризин

Влажность, % 4,7 4,9 4,6

Экстрактивность, % 76,2 74,7 71,5

Продолжительность осахаривания, мин 20 25 22

Кислотность, к.ед/100 г СВ 14 17,1 21,1

Цветность, ед. ЕВС 0,22 11,2 22,1

Меланоидины, мг/100 г экстракта 0,4 187 228

Степень растворения белковых веществ, % 38,0 39,1 38,6

Редуцирующие вещества, % к СВ 60,5 46,7 39,8

Аминный азот, мг/100 г СВ 190,2 128,4 102,5

Растворимый азот, мг/100 г СВ 634 650 641

Показатели сусла Наименование образца сусла из

светлого солода (ячмень) солода (ячмень + биокатализаторы)

Биоглюканаза + Глюкозим Нейтраза Амилопро-тооризин

Выход экстракта, % 71,7 74,3 73,8

Массовая доля СВ, % 12,1 12,0 12,2

Кислотность, рН 5,6 5,7 5,7

Вязкость, МПа-с 1,58 1,61 1,65

Продолжительность фильтрации, мин 112 120 128

Аминный азот, мг /100 см3 сусла 20,4 23,8 27,4

Цветность, ц.ед. 0,8 12,1 16,7

Конечная степень сбраживания (КСС), % 80,2 78,5 76,5

Таблица 11 - Показатели пива, приготовленного из солода с применением биокатализаторов (К светлое - светлое пиво из светлого солода, К темное - темное пиво из ячменя с применением биокатализаторов Биоглюканазы, Глюкозима. Нейтразы; опыт - темное пиво из ячменя с применением Амилопротооризина)

Молодое пиво Готовое пиво

Показатели К светлое К темное Опыт К светлое К темное Опыт

Объемная доля спирта, % 4,4 4,1 4,0 4,5 4,2 5,1

Массовая доля экстракта, % 4,00 4,15 4,25 3,95 4,0 4,1

Кислотность рН 4,7 4,8 4,8 4,2 4,18 4,12

к.ед. 1,8 2,8 3,6 2,0 3,6 4,1

Цветность, ц.ед. 1,4 6,5 8,4 1,1 6 8

Дегустационная оценка, балл - - - 22,4 23,3 23,8

Рецептура, % 100 светлого солода 50 светлого, 40 темного, 10 карамельного солода 100 опытного темного солода 100 светлого солода 50 светлого, 40 темного, 10 карамельного солода 100 опытного темного солода

Опытное пиво (таблица 11) удовлетворяет требованиям ГОСТ Р 51174-98 и по сравнению с контрольным пивом из темного солода, приготовленного с применением смеси биокатализагоров по разработанной другими исследователями технологии, обладает высокими цветностью и кислотностью и более гармоничным солодовым вкусом, характерным для темного пива.

По результатам исследований были предложены технологические приемы получения темного солода для темного пива (рисунок 5).

Получение гидролизата крахмала зерна в качестве несоложепого материала. Имея высокоферментативнын темный или карамельный солод (см. табл. 6), в технологии темных сортов пива, с целью снижения стоимости, можно применять несоложеные материалы для замены части дорогостоящего солода. Для этого разработали технологию гидролизата зернового крахмала, который содержит преимущественно средне- и низкомолекулярные фракции (эритро-, ахро-, мальтодек-стрины) с использованием Амилопротооризина (источника -амилазы для разжижения крахмала) и Глюкаваморина ГЗх (АС 25, ГлС 1000, источника глюкоамнлазы для осахаривания). Расчет состава гидролизата, приготовленного из зернового крахмала, осуществили по экспериментальным данным (рисунок 4, таблица 12) , основываясь на теории последовательной (консекутивной) реакции. Реакцию гидролиза крахмала разделили на 4 ступени

К] /\*2 Кг К\ А0-> А 1-> А2-+ А3->А4 , (5)

где К - константы реакции (мин"1), вычисленные по экспериментальным данным.

Уравнения реального выхода углеводов имеют вид: для амилодскстринов (а-х;) = е"°'0(Ш8т; (6)

для эр и гр о д екстр и но в г, = 181,3(е0М5Ш - е-°'С0244г); (7)

для ахродекстринов г2 = МЗе0'005181 - 4660,1 бе0002441 + 4617,2с0'002161; (8) аналогично для мальтодекстринов,

где (в %) а - исходная концентрация крахмала, х - количество разложившегося крахмала, г, - количество эригродектринов, г2 - количество ахродекстринов.

На рисунке 4 экспериментальные кривые имеют несколько «размытые» максимумы, но точное расположение максимума можно вычислить по известному

уравнению гт„ =- 1 -3-. (9)

Л, - Л,

1Т „ 1п 0,00518-1п 0,00244 оог,

Например, для кривои эритродекстринов тт„ = =287 мин.

Экспериментально установлено, что полученный гидролизат можно использовать взамен части (10-20%) высокоферментагивного темного или карамельного солода с целью снижения стоимости пива, вязкости сусла, что приведет к ускорению фильтрования сусла и его сбраживания.

—»—амилодокстрины —в— эритродестрины —А—ахродехстрииы —*—мальтодекстрины —Ж—мальтоза и глюкоза —•—

Рисунок 4 - Динамика продуктов гидролиза крахмала Амилопротооризи-ном и Глюкаваморином ГЗх

Таблица 12 - Состав гидролизата крахмала после разжижения и константы скорости реакции гидролиза

Углеводы Выход углеводов после разжижения за 1 ч, % Кср, мин"1

Амилодекстрины (а-х0, % 52 5Д8Т0"3

Эритродекстрины (/¡, %) 26 2,44-Ю"3

Ахродекстрины (г2, %) 10 2,16-10'3

Мальтодекстрины (г3, %) 12 1,32Т0"3

Рисунок 5 - Принципиальная техноло1 мческаи схема производства Анастатического тсмного/карамслыюго солода

Зерно »

Первичная очистка зерна

Отходы

Диоксид углерода

Хранение зерна

Вторичная очистка зерна

Сортирование зерна

Вода

Дезинфицирующие вещества

Вода, сжатый воздух Раствор сульфитов

0,1% Амилопротоори-зин

или вытяжка из ростков + соли железа

♦ II сорт

Отходы

III сорт

Вода Сплав

Вода

Кондиционированный воздух

Проращивание зерна

Воздух

Горячий воздух или газы

Сушка свежепроросшего солода при температуре 80-85°С

Воздух и газы

Отделение ростков солода

Ростки на перезамачивание

Выдерживание сухого солода

Диастатический темный/карамельный солод на производство темного пива

Выводы

1. Разработана технология диастатических (высокоферментативных) темного и карамельного типов солода в «мягком» технологическом режиме, позволяющем сохранить активность ферментов, аналогичную их активности в светлом солоде, с комплексом красящих веществ, обеспечивающих интенсивную окраску солода и пива за счет преимущественного образования меланоидинов.

2. Идентифицированы основные группы красящих веществ темного солода: продукты кислотно-основного разложения моносахаридов, меланоидины и продукты карамелизации Сахаров (карамелан, карамелен, карамелин), различающиеся по форме спектральных кривых и коэффициенту светопоглощения. По интенсивности убывания коэффициентов светопоглощения красящие вещества располагаются в ряд: [меланоидины => карамелин => продукты кислотно-основного разложения моносахаридов => карамелен => карамелан] в видимой и УФ-областях спектра. Удельное светопоглощение (интенсивность цветности) меланоидинов в видимой области спектра превышает в 5-6 раз цветность продуктов карамелизации и кислотно-основного распада Сахаров. Определены концентрации отдельных групп красящих веществ в карамельном солоде.

3. Изучены спектры основных групп красящих веществ темного солода. Показано, что в видимой области спектра цветность карамелина превышает цветность карамелана и карамелена; в УФ-области в интервале 300-360 нм интенсивность светопоглощения карамелана выше, чем карамелена; а при длине волны ниже 260 нм - наоборот.

Исследована устойчивость различных групп красящих веществ к свету. Показано, что все группы красящих веществ солода к нему устойчивы, сохраняя без изменения в течение 10 сут конфигурацию спектров, коэффициенты светопоглощения и аддитивность опгической плотности в смеси. Несколько менее устойчив к воздействию света карамелан.

4. При сушке темного и карамельного солода в них преимущественно образуются продукты карамелизации - карамелан и карамелен, а образование карамелина, ухудшающего качество пива, происходит при длительном воздействии высоких температур на углеводы солода (жженый солод).

5. Изучена и определена степень участия различных аминокислот и моносахаридов солода, влияние их концентрации и примесей (ионы металлов, аммиак и др.) на формирование красящих веществ при температурной обработке солода. Установлено, что активность аминокислот тем выше, чем болеее удалены друг от друга аминная и карбоксильная группы и при наличии в молекуле двух аминных

групп. Серусодержащие аминокислоты цистин и метионин дают замедленное образование красящих веществ. Из Сахаров наиболее интенсивно расходуется фруктоза.

6. Установлено, что с повышением температуры отсушки солода усиливается образование ГОМФ - продукта разложения Сахаров, способствующего образованию красящих веществ.

7. Выявлена эффективность применения в солодоращснии отечественного биокатализатора, обладающего амилолитической, протеолитической и цитолитиче-ской активностями и обеспечивающего достаточную степень деструкции биополимеров ячменя для формирования высокой цветности сушеного солода - Амилопро-тооризина (КФПА).

8. Предложено для повышения цветности солода за счет преимущественного образования меланоидинов замачивать ячмень в присутствии Амилопротоори-зина или перезамачивагь его в вытяжке из солодовых ростков, а свежелроросший солод сушить при температуре 80-85°С с целью сохранения ферментов солода.

9. Разработан технологический прием снижения стоимости темного пива за счет замены части те,много диастатнческого солода гидролизатом крахмала, полученным с применением Амилопротооризина и Гшокаваморина ГЗх. По результатам исследования кинетики консекутивной реакции гидролиза зернового крахмала предложен метод расчета состава гидролизата с заданным соотношением фракций углеводов.

10. Экспериментально подтверждено преимущество длительного хранения ячменя и солода в инертной среде (азот, диоксид углерода).

11. Разработаны технические условия и технологическая инструкция на производство темного и карамельного диастатнческого солода по предложенной технологии. Расчетный экономический эффект от замены импортного темного и карамельного солода опытным, полученным с применением биокатализатора Амилопротооризина, составляет 1,2 млн руб./млн дал пива в год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ермолаев C.B. Измерение цветности в производстве напитков. [Текст] / C.B. Ермолаев // Пиво и напитки. - 2002. - №3. - С.34-36.

2. Ермолаев C.B. Определение крупности ячменя сиговым анализом. [Текст] / C.B. Ермолаев, А.Г.Кривовоз, А.Ю.Сидоренко//Пиво и напитки.-2004.-№ 3 -С.14-15.

3. Ермолаев C.B. Оптимальный режим приготовления инвертированных сиропов. [Текст] / C.B. Ермолаев, А.Г. Кривовоз, АЛО. Сидоренко. // Труды IV Международной конференции «Сахар-2004». - М.: МГУПП, Апрель 2004. - С. 170-172.

4. Ермолаев C.B. Сахарные сиропы в производстве напитков. [Текст] / C.B. Ермолаев, А.Г. Кривовоз // Труды П Международной конференции «Мир чистой воды»: Вода, напитки, соки. - М.: ВВЦ. - 2004. - С. 80-81.

5. Ермолаев C.B. Приготовление инвертированных сахарных сиропов. [Текст]/С.В. Ермолаев, А.Г. Кривовоз, Г.А. ЕрмолаеваШиво и напитки.-2004.-№5.-С. 48-49.

6. Ермолаев C.B. Изменение спектральной характеристики пива при хранении в различной упаковке. [Текст] / С.В.Ермолаев, М.В.Гернет // Сборник материалов студенческой научной конференции «НИРС-2004». МГУПП, 2004. - С. 46-48

7. Ермолаев C.B. Активность сахара и аминокислот в образовании красящих веществ. [Текст] / C.B. Ермолаев, АЛ. Кочеткова // Труды VII Международной конференции «Сахар-2007». - М.: МГУПП, Апрель 2007. - С. 169-173.

8. Ермолаев C.B. Особенности требований к азотистым веществам пивоваренного ячменя для получения темного солода. [Текст] / С.В.Ермолаев, А.А.Кочеткова // Труды Международной научно-практической конференции «Современные принципы и методы селекции ячменя» 24-25 мая 2007. Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. - С. 266-271.

9. Ермолаев C.B. Формирование красящих веществ в пивоваренном солоде. [Текст] / С.В.Ермолаев, А-А.Кочеткова // Пиво и напитки. 2007, №6. - С.6-8.

Ю.Ермолаев C.B. Об активности аминокислот в меланоидиновой реакции. [Текст] / C.B. Ермолаев, А. А. Кочеткова // Сахар. - 2007. - №. 11_ с.40-41.

П.Ермолаев C.B. Спектральный анализ карамельного солода. [Текст] / С.В.Ермолаев, А.А.Кочеткова // Сборник докладов VI международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств». - Минобразования Республики Беларусь, в УУ «Моги-левский государственный университет продовольствия» 22-23 мая 2007. - С. 85.

12. Ермолаев C.B. Кинетика ферментативного гидролиза крахмала зерна. [Текст] / C.B. Ермолаев, Г.А. Ермолаева // Пиво и напитки. - 2008. - № 2. - С. 32.

13. Ермолаев C.B. Продукты гидролиза крахмала. [Текст] / С.В.Ермолаев, А.Г.Кривовоз // Сборник материалов 1 Межведомственной научно-практической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров». Минобразования и науки РФ, Федеральное агентство по образованию, МГУПП.М.: Издательский комплекс МГУПП.-2008.С.175-177.

14. Ермолаев C.B. Натуральный пищевой краситель. [Текст] / С.В.Ермолаев, А.А.Кочеткова // Сборник материалов 1 Межведомственной научно-практической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров». Минобразования и науки РФ, Федеральное агентство по образованию, МГУПП. М.: Издательский комплекс МГУПП. - 2008. С.70-72.

15. Ермолаев C.B. Применение Амилопротооризина для производства темного диа-статического солода.[Текст]/С.В.Ермолаев // Пиво и напитки,2008,№5. - С.41 - 42

Подписано в печать 10.11.08. Формат 60x90 7i6. Печ. л. 1,2. Тираж 120 экз. Заказ 209.

125080, Москва, Волоколамское ш., 11 Издательский комплекс МГУПП

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.

Пивоваренная промышленность в России и мире.

Общая характеристика работы.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Ячмень и солод — основное сырье для производства пива.

1.1.1 Требования к качеству ячменя.

1.1.2 Замачивание и проращивание ячменя.

1.1.3 Характеристика пивоваренных солодов.

1.1.4 Ферментные препараты, применяемые в пивоварении.

1.1.5 Красящие вещества солода и пищевых продуктов- меланоидины.

1.1.6 Современные солодовенные предприятия.

1.2 Задачи отрасли.

Глава 2 . МЕТОДЫ АНАЛИЗА, ПРИМЕНЯВШИЕСЯ В ДИССЕРТАЦИИ.

2.1. Определение крупности пивоваренного ячменя ситовым анализом.

2.2. Определение содержания а-аминного азота.

2.3. Растворители в пищевой промышленности.

2.4. ОМФ и определение его концентрации.

2.5. Измерение цветности в производстве напитков.

2.6. Выбор приборов для измерения светопоглощения в видимой, УФ и ИК-областях спектра.

2.7 Фильтрование растворов.

2.8. О единицах цветности.

Глава 3. Спектральный анализ карамельного солода.

3.1. Характеристика и свойства отдельных групп красящих веществ.

3.2. Кинетика образования красящих веществ в карамельном солоде.

3.3. Определение концентрации отдельных групп красящих веществ в карамельном солоде.

Глава 4. КИНЕТИКА ФОРМИРОВАНИЯ КРАСЯЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПИВОВАРЕННОМ СОЛОДЕ И СУСЛЕ.

4.1. ОМФ — первоисточник образования красящих веществ в солоде. Его характеристика и устойчивость в растворах.

4.2. Влияние ГОМФ на качество солода.

4.3. Формирование красящих веществ в солоде.

4.4. Участие Сахаров в меланоидиновой реакции.

4.5. О роли аминокислот в технологии пивоваренного солода.

4.6. Влияние концентрации реагентов на формирование красящих веществ.

4.7. Влияние ионов металлов на интенсивность цветности.

4.8. Влияние аммиака на цветность.

4.9. Влияние дезинфектанта на цветность.

4.10. Ингибирование меланоидиновой реакции.

Глава 5. ТЕХНОЛОГИЯ НОВЫХ ВИДОВ ПИВОВАРЕННОГО СОЛОДА.

5.1. Условия хранения пивоваренного ячменя в бескислородной среде.

5.3. Проращивание ячменя: окислительные процессы и их подавление.

5.3. Совершенствование технологии видов солода для пивоварения.

5.4. Приготовление жженого солода.

5.5. Получение карамельного колера из сахара для усиления цветности напитков.

5.6. Получение «темного» солода в режиме светлого с использованием отходов солодовенного производства.

5.7 Применение биокатализаторов для производства темного солода.

5.8 Изменение азотистых веществ пивоваренного ячменя для получения темного солода.

5.8 Методика оценки качества пивоваренного солода.

5.9. Приготовление гидролизатов из зернового крахмала с заданным составом углеводов. Кинетика гидролиза.

5. 10 Схемы приготовления диастатических темного и карамельного типов солода.

Выводы.

Пивоваренная промышленность в России и мире

В последние годы в России интенсивно развивается пивоваренная промышленность. В 2007 г. было произведено на 16% пива больше, чем в предыдущем 2006 г. и преодолен миллиардный порог - производство пива составило 1 млрд 159,7 млн дал. В результате Россия заняла 3-е место в мире по производству пива и 30-е место по потреблению - 82 л /чел/год. Производственные мощности на заводах используются на 78%, а качество продукции достигло международного уровня [38]. В общем объеме промышленного производства в России производство пива составило 2,9%, а в объеме пищевой промышленности около 30%. В отрасли работает приблизительно 50 тысяч специалистов, что обеспечивает занятость в смежных отраслях 600 тыс. чел. Прогнозы развития пивоваренной отрасли, основанные на объективных тенденциях усиления конкуренции и насыщения рынка, а также итоговые показатели 2007 г. продемонстрировали, что потенциал роста пивоваренного рынка далеко еще не исчерпан.

На основании анализа последних 17 лет работы пивоваренной отрасли экспертами сделан вывод о том, что самый высокий рост производства российского рынка пива в 1999 г. - 33% к 1998 г., что стало абсолютным рекордом среди мировых лидеров пивоварения. В последующие годы темпы ежегодного роста промышленного производства снижались и в 2005 г. достигли минимума за весь период современного развития российского пивоварения, составив 6%. Общую тенденцию 1999-2005 гг. можно охарактеризовать как период падения темпов роста производства. Следующий этап 2005-2007 гг. обеспечил значительное ускорение темпов роста производства.

В настоящее время настал период непрогнозируемого роста - в 2008 г. темпы роста замедлились, а за январь-февраль было производено пива на 4% меньше двух месяцев 2007 г. В последующие месяцы ситуация стабилизировалась, но прежних темпов роста не наблюдается. По итогам 9 месяцев 2008 г. производство возросло на 1%. Кроме того, на рынке довольно сильная конкуренция и уровень потребления пива в центральной части России сравнился с этим показателем в Европе. В С.-Петербурге, например, он составляет 100 л/чел/год. Безусловно, свою роль в снижении темпов производства сыграли и возросшие с января 2008 г. почти на 33% ставки акцизов, и рост тарифов естественных монополий, подорожание сырья. За последнее время выросла стоимость зерна, в том числе пивоваренного ячменя [60, 128]. Отрасль не в состоянии продолжительное время компенсировать увеличение издержек за счет внутренних ресурсов. По прогнозу Союза пивоваров, рост производства пива в 2008 г. составит не более 4 — 5% к 2007 г.

В начале XXI века пиво продолжает расширять свои позиции в мире и представляет явные признаки глобализации. В настоящее время только незначительное число стран (Гвинея, Объединенные Арабские Эмираты, Бруней и некоторые другие) не производят пиво. Лидерами производства пива в мире считают Германию, Чехию, Словакию (по 140 дм на человека в год), США - 100 дм3, Великобритания - 121 дм3. В земле Бавария (Германия) прол изводство пива достигло рекордной величины - 240 дм на человека в год. В л л

Китае потребляют около 10 дм , а в Индии — 0,3 дм на человека в год.

В последние годы концентрация производства усилилась: произошло снижение производства на заводах мощностью 1-7 млн дал на 4-5% (до 50%). Рост лидеров отрасли, производящих 90% пива, в 1,5-2 раза выше среднеотраслевого, иногда он составляет 30%. Российский рынок пива далек от насыщения - в ближайшие годы он будет развиваться преимущественно за счет Поволжья, Урала, Сибири и Дальнего Востока, где потребление пива пока отстает от европейской территории страны.

Несмотря на то, что технический уровень российских пивоваренных компаний соответствует мировому, есть возможности для его совершенствования - существуют резервы в расширении сырьевой базы (увеличении производства пивоваренного ячменя, солода, в том числе, темного, хмеля), в 6 маркетинговых решениях, выводе на рынок новых продуктов, совершенствовании упаковки. За последние десять лет инвестиции в отрасль составили не менее $5 млрд, ее годовой оборот превысил $ 12 млрд.

На российском рынке все основные слияния и поглощения осуществились - существует шесть ведущих компаний, которые производят 90% пива в стране: Балтика, Heineken, InBev, Эфес, SAB Miller, Очаково [60].

Увеличивается экспорт российского пива последние годы положительная — 2,5% продукции поставляется в 52 страны [60, 128].

Зависимость от импортного сырья постепенно снижается: несколько лет назад собственное производство солода обеспечивало потребности отечественного пивоварения только на 30%, а в последние годы в стране построено 10 солодовен суммарной мощностью 1,2 млн т солода в год с инвестициями в каждую из них около € 50 млн. Солодовни ориентированы на использование отечественного пивоваренного ячменя. Поэтому производители пива занимаются и сельским хозяйством, у многих есть свои агропроекты, направленные на выращивание пивоваренного ячменя. Пришедшая за последние 15 лет в упадок отрасль зернопроизводства в настоящее время постепенно восстанавливается. Сбор пивоваренного ячменя колеблется - если в 2006 г. он повысился до 4,9 млн т против 4,2 млн т в 2005 г., то в 2007 г. снизился до 4,1 млн т, а потребности российских пивоваров солоде оцениваются в 1,8 млн т (в 2007 г.), а отечественное производство составило около 1,5 млн т [60].

Основные тенденции в международной сфере развития пивоварения -замедление темпов роста на «старых» сформировавшихся рынках, снижение рентабельности пивоваренного бизнеса и стремление мировых лидеров к дальнейшей консолидации рынка. Последнее - следствие первых двух негативных, которые в значительной степени влияют на снижение доходности и конкурентоспособности даже таких гигантов как лидер пивоваренной индустрии на американском рынке компании Anheuser-Busch. Главными причиЛ нами указанных негативных тенденций стало ощутимое повышение цен на основное сырье - т.е. пивоваренный ячмень и хмель, а также рост цен на ма7 к териалы, используемые для производства тары и упаковки [128]. В первую очередь это сказалось на алюминии, который используется в наиболее популярном сегменте упаковке в США - в алюминиевой банке. Вероятно, что помимо проблем с ростом цен Anheuser-Busch столкнется с более агрессивной конкуренцией на своем рынке, т.к. два других крупных производителя пива -Molson Coors и SABMiller объявили о планах по объединению бизнеса в США, чтобы используя эффект от слияния, получить максимальную долю американского рынка. Основные рынки американского лидера пока США, Мексика и Китай, но в ближайшее время компания намеревается расширить свое присутствие на международном рынке. Доходность и увеличение показателей роста производства приходится на развивающиеся рынки, в том числе на рынки восточной Европы, Китая и Индии.

Рынок пива развивается успешно в связи с увеличением сортов пива, появляются новые тенденции развития ассортимента: бирмиксы, пшеничное пиво, разного рода нефильтрованное пива. В настоящее время в России следующие предпочтения населения в потреблении пива.

38%

Следует отметить, что среди наиболее популярных сортов пива отсутствуют темные, а общее потребление темного пива снижается (рисунок 1). к

Производство темного, светлого и нефильтрованного пива в России в 2005-2007 гг. (Союз пивоваров РФ)

Сегменты по цвету. Доли по объему, % Нефильтрованное □ Светлое □I Полутемное □ Темное

Рисунок 1 - Производство разных типов пива

В значительной мере это можно объяснить отсутствием отечественного темного и специального (карамельного и жженого) солода. Ранее такой солод производился, но в последние 20 лет красящие сорта солода не выпускают, а используют импортные темные сорта солода и красители.

С целью удовлетворения призводства пива отечественным солодом и ячменем Минсельхозом РФ принята «Отраслевая целевая программа обеспечения устойчивого производства пивоваренного ячменя и солода в Российской Федерации на 2002-2010 гг. В осуществлении программы активно участвуют ЗАО «Русский солод», французская группа «Суффле», отечественные «Агрос», «Зерос», «Орловская зерновая компания», «Липецкспиртпром» и др. Организации приступили к строительству новых солодовенных предприятий в Тульской, Белгородской областях, в Новосибирске, Саранске. Построены солодовенные заводы в Московской, Воронежской и Орловской областях. В настоящее время 80% ячменя для отрасли производится в России. Значительный вклад в производство отечественного пивоваренного ячменя и солода вносит ОАО "Авангард-Arpo" - дочерняя компания Банка «Авангард», которая обеспечивает солодовенные заводы ОАО "Русский солод" первоклассным пивоваренным ячменем лучших отечественных и зарубежных сортов на собственных посевных площадях. В Орловской области создано ООО «Авангард-Агро Орел» - семеноводческое хозяйство, ориентированное на производство семян пивоваренного ячменя, производящее 15 тыс. т семян в год. Заключены эксклюзивные соглашения с европейскими фирмами-владельцами сортов высококачественного пивоваренного ячменя [68]. Фермерские хозяйства обеспечиваются семенным материалом для выращивания товарного пивоваренного ячменя, что позволяет на 80% обеспечить потребности в сырье солодовенных заводов ОАО "Русский солод".

Компанией «Русский Солод» разработана концепция строительства новых, современных солодовенных заводов мощностью по 110 тыс. т солода в год каждый в зонах выращивания пивоваренных сортов ячменя и с использованием площадок, примыкающих к существующим зерновым элеваторам. В 2009 г. в России потребление ячменя «Русским солодом» составит 650 тыс. т против сегодняшних 480 тыс. т. В Курске строится еще элеватор на 100 тыс. т, создается генерация электроэнергии. Заводы окупаются за 5 - 7 лет.

Русский солод» поставляет солод в страны СНГ и Восточной Европы. С покупкой солодовен Weissheimer появилась гибкость в логистике: можно везти солод и из России, и из Германии. Наша страна интегрирована в мировой рынок солода, центр которого — Германия - крупнейший его производитель и потребитель. У Weissheimer одни из самых современных заводов.

В 2007 г. цена на солод сложилась на уровне €400/т, в 2008 г. будет около €550/т. Эта цена отличается от условий в Европе на FOB не более чем на

5%. Но многое зависит и от того, сколько импортируется ячменя. Импортное

10 сырье стоит 12-14 тыс. руб./т или €320-315/т на БОВ. Коэффициент его переработки - минимум 1,25. Соответственно, это еще около 3,5 тыс. руб./т. Стоимость переработки ячменя в солод равна 2,5 тыс. руб./т. Итого себестоимость импортного солода на 2008 г. — 18-20 тыс. руб./т без НДС (€560/т).

ЗАО «Русский солод» производит солод, занимая 4% мирового рынка и пятое место. В Германии его доля составляет около 14%, в России - 27%. Планируется, что в ближайшие годы у компании будет не более 20% немецкого рынка и около 30% отечественного.

ЗАО «Русский солод» рассматривает вероятность строительства солодовен в Белгородской или Липецкой областях. Предполагается, что если в 2008г. потребление солода вырастет не более чем на 2-3%, то в 2009 г. спрос и предложение могут сравняться. Параллельно пивовары уменьшат количество солода на 1 л пива. Но если потребление солода будет расти не медленнее темпов снижения его доли в пиве, то в 2009 г. сохранится дефицит солода даже при вводе двух солодовен мощностью 100 тыс. т ЗОА «Русский солод» В81. Вероятно, перепроизводства солода не будет, так как в ближайшие 2-3 года ячменя на всех не хватит [ 68, 76, 86, 154,137].

Производство пива - один из наиболее доходных видов бизнеса. В технологию пивоварения возвращается такое оборудование как заторные фильтрпрессы и сепараторы, применявшиеся ранее, но в качественно новом исполнении (вместо чугуна — пропилен), полностью автоматизированные.

В России производство пива и солода представлено в таблице 1.

Таблица 1. Производство пива и солода в России

Показатель Год

1990 1995 1998 1999 2000 2007

Пиво, млн. дал 333 213 335 446 550 1159

Необходимый расход солода на 1 дал пива, кг 1,6 1,6 1,75 1,75 1,75 1,75

Солод (производство), тыс. т 486 312 257 327 400 1480

Солод (импорт), тыс. т 34 331 454 562 147

В настоящее время на Земле проживает более 6,6 млрд. человек. Основной продукт питания - зерновые культуры, производство которых в среднем за год представлено в таблице 2.

Таблица 2. Зерновые культуры, выращиваемые на Земле [166].

Показатель Пшеница Рис Кукуруза Ячмень Сорго (просо) Овес Рожь

Сбор урожая, 308,3 253,1 238,8 116,0 84,7 48,5 31,0 млн т

Урожайность, т/га 1,42 2,06 2,33 1,65 0,76 1,58 1,29

Посевная пло- 217,2 126,2 102,3 70,2 112,1 30,7 24,1 щадь, млн га

Учитывая, что в зерновом сырье для пивоварения основным компонентом является крахмал, можно считать, что все виды зерновых, указанные в таблице 2, пригодны для производства пива. В пивоварении широко применяют ячмень и пшеницу для приготовления солода, а рис и кукурузную муку (без жира) - в качестве несоложеных материалов. Перспективным источником зерна для пивоварения может стать зерновое сорго, из которого можно получать высококачественный крахмал для производства глюкозы [34]. Крахмал сорго и само зерно вполне могут частично заменять в пивоварении солод и несоложеные материалы.

Анализируя обеспеченность зерновым сырьем пивоварения. Можно предположить перспективность применения темного солода и расширение зерновой базы, предполагая использование крахмала зерновых в производстве пива.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В последнее десятилетие происходит постоянное и значительное увеличение объемов производимых в России пива и солода: в 2007 г. выработано 1159,7 млн дал пива и 1500 тыс. т солода. Но доля темного пива невысока - 1,3%, а специальные типы солода для его производства отечественные предприятия практически не выпускают. В отличие от светлого пива темное обладает солодовым вкусом, более высокой и стабиль

12 ной пеной, значительной антиоксидантной активностью. Для придания цвета темным сортам пива используют импортные темный, карамельный, жженый типы солода, иногда и сахарный колер, которые производят при высокой температуре, что требует дополнительных затрат энергии, иногда специального оборудования. При этом в результате термической деструкции образуются продукты распада углеводов, которые не только ухудшают вкус и товарный вид пива, но и в больших концентрациях опасны для здоровья. Кроме того, такие виды солода, практически не содержащие ферментов вследствие инактивации при термической обработке, приходится использовать в смеси со светлым солодом, служащим источником ферментов. Такой прием приводит к нивелированию органолептических особенностей темного пива.

Создание технологии темноокрашенных типов солода с использованием существующего оборудования предприятий, обеспечивающей лучший по составу комплекс красящих веществ с сохранением ферментативной активности на уровне светлого солода, позволит улучшить качество и решить вопрос импортозамещения указанных видов солода.

Цель и задачи исследования. Цель работы — с учетом научно-обоснованного процесса формирования красящих веществ разработать технологию темных типов солода с красящими веществами интенсивной цветности, обладающего ферментативной активностью, аналогичной активности светлого солода.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: разработать технологию темного и карамельного типов солода, получаемых в «мягком» температурном режиме, позволяющем сохранить ферментативную активность, при одновременном формировании комплекса красящих веществ, обеспечивающего интенсивную окраску солода и пива; исследовать комплекс красящих веществ солода с идентификацией отдельных групп; исследовать спектры отдельных групп красящих веществ солода;

13 изучить специфику меланоидиновой реакции в процессе приготовления темного солода; исследовать процесс формирования красящих веществ и установить технологические режимы производства темных типов солода; разработать технологический прием снижения себестоимости темного пива за счет использования ферментолизата крахмала.

Научная новизна работы. По итогам выполненного комплексного исследования получены следующие научные результаты: впервые изучены красящие вещества темного и карамельного солода с использованием спектральных характеристик; уточнены параметры спектральных исследований; выявлено три группы красящих веществ солода на основании существенных различий их спектров в УФ-области; установлено, что комплекс красящих веществ содержит три группы соединений, состав и соотношение которых зависят от особенностей технологии; выявлено, что соотношение групп соединений, образующих комплекс красящих веществ, можно направленно изменять; предложена методика определения количества и соотношения групп красящих веществ, обеспечивающих заданную цветность солода; изучен процесс формирования красящих веществ в реакции меланои-динообразования в процессе приготовления солода; исследована кинетика консекутивной реакции гидролиза крахмала под действием ферментного комплекса, включающего а-амилазу и глюкоамила-зу. Определен состав гидролизата зернового крахмала, полученного под действием отечественных биокатализаторов Амилопротооризина и Глюкавамо-рина ГЗх, при которых обеспечивается образование заданного соотношения групп углеводов.

Практическая значимость и реализация результатов работы. В результате обобщения проведенных исследований, для практического использования в пивоваренной промышленности сформулированы предложения, перечисленные ниже.

1. Разработана технология диастатических (высокоферментативных) темного и карамельного типов солода с заданными свойствами, сохраняющих значительную ферментативную активность и имеющих высокое содержание красящих веществ, для полной замены карамельного и жженого солода в технологии темных сортов пива.

2. Предложен метод вычисления количественного состава отдельных групп красящих веществ в темном солоде с целью регулирования их содержания в солоде.

3. Предложено для формирования заданного комплекса красящих веществ путем меланоидинообразования (реакции Майара) для биокаталитического накопления аминокислот и Сахаров использовать в качестве комплексного ферментного препарата, включающего а-амилазу, Р-глкжаназу и протеазу, отечественный препарат Амилопротооризин (КФПА).

4. Предложен технологический прием снижения себестоимости темного пива путем замены 10-20% диастатического темного солода гидро-лизатом зернового крахмала углеводного состава, аналогичного составу пивного сусла.

5. Предложена технология гидролизата крахмала с заданным углеводным составом для частичной замены солода в темном пиве.

6. Предложен состав ферментного комплекса для получения гидролизата зернового крахмала, включающий отечественные препараты Амилопротооризин и Глюкаваморин ГЗх.

7. Разработан способ количественного определения продуктов гидролиза крахмала, позволяющий контролировать процесс консекутивной реакции биодеградации крахмала.

Выводы

1. Разработана технология диастатических (высокоферментативных) темного и карамельного типов солода в «мягком» технологическом режиме, позволяющем сохранить активность ферментов, аналогичную их активности в светлом солоде, с комплексом красящих веществ, обеспечивающих интенсивную окраску солода и пива за счет преимущественного образования ме-ланоидинов.

2. Идентифицированы основные группы красящих веществ темного солода: продукты кислотно-основного разложения моносахаридов, меланои-дины и продукты карамелизации Сахаров (карамелан, карамелей, карамелин), различающиеся по форме спектральных кривых и коэффициенту светопо-глощения. По интенсивности убывания коэффициентов светопоглощения красящие вещества располагаются в ряд: [меланоидины => карамелин => продукты кислотно-основного разложения моносахаридов => карамелен => карамелан] в видимой и УФ-областях спектра. Удельное светопоглощение (интенсивность цветности) меланоидинов в видимой области спектра превышает в 5-6 раз цветность продуктов карамелизации и кислотно-основного распада Сахаров. Определены концентрации отдельных групп красящих веществ в карамельном солоде.

3. Изучены спектры основных групп красящих веществ темного солода. Показано, что в видимой области спектра цветность карамелина превышает цветность карамелана и карамелена; в УФ-области в интервале 300-360 нм интенсивность светопоглощения карамелана выше, чем карамелена; а при длине волны ниже 260 нм — наоборот.

Исследована устойчивость различных групп красящих веществ к свету. Показано, что все группы красящих веществ солода к нему устойчивы, сохраняя без изменения в течение 10 сут конфигурацию спектров, коэффициенты светопоглощения и аддитивность оптической плотности в смеси. Несколько менее устойчив к воздействию света карамелан.

4. При сушке темного и карамельного солода в них преимущественно образуются продукты карамелизации - карамелан и карамелен, а образование карамелина, ухудшающего качество пива, происходит при длительном воздействии высоких температур на углеводы солода (жженый солод).

5. Изучена и определена степень участия различных аминокислот и моносахаридов солода, влияние их концентрации и примесей (ионы металлов, аммиак и др.) на формирование красящих веществ при температурной обработке солода. Установлено, что активность аминокислот тем выше, чем болеее удалены друг от друга аминная и карбоксильная группы и при наличии в молекуле двух аминных групп. Серусодержащие аминокислоты цистин и метионин дают замедленное образование красящих веществ. Из Сахаров наиболее интенсивно расходуется фруктоза.

6. Установлено, что с повышением температуры отсушки солода усиливается образование ГОМФ - продукта разложения Сахаров, способствующего образованию красящих веществ.

7. Выявлена эффективность применения в солодоращении отечественного биокатализатора, обладающего амилолитической, протеолитической и цитолитической активностями и обеспечивающего достаточную степень деструкции биополимеров ячменя для формирования высокой цветности сушеного солода - Амилопротооризина (КФПА).

8. Предложено для повышения цветности солода за счет преимущественного образования меланоидинов замачивать ячмень в присутствии Амилопротооризина или перезамачивать его в вытяжке из солодовых ростков, а свежепроросший солод сушить при температуре 80-85°С с целью сохранения ферментов солода.

9. Разработан технологический прием снижения стоимости темного пива за счет замены части темного диастатического солода гидролизатом крахмала, полученным с применением Амилопротооризина и Глюкавамори-на ГЗх. По результатам исследования кинетики консекутивной реакции гидролиза зернового крахмала предложен метод расчета состава гидролизата с заданным соотношением фракций углеводов.

10. Экспериментально подтверждено преимущество длительного хранения ячменя и солода в инертной среде (азот, диоксид углерода).

11. Разработаны технические условия и технологическая инструкция на производство темного и карамельного диастатического солода по предложенной технологии. Расчетный экономический эффект от замены импортного темного и карамельного солода опытным, полученным с применением биокатализатора Амилопротооризина, составляет 1,2 млн руб./млн дал пива в год.

1. Абалихин A.A. Некоторые аспекты дрожжевого менеджмента. Текст. / A.A. Абалихин, Е.Г. Иванова // Пиво и напитки. — 2004. -№4.-С. 20-23.

2. Абсорбционная спектроскопия. Текст. / Сб. статей под ред. Э.В. Шпольского. 1959. - М.: ИЛ. - 280 с.

3. Бачурин П.Я. Технология ликеро-водочного производства. Текст. / П.Я. Бачурин, В.А. Смирнов // М.: Пищевая промышленность. 1975. - 326.

4. Бобровник Л.Д. Развитие учения о строении молекул. Текст. / Л.Д. Бобровник, A.M. Грехов, И.С. Гулый. // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. - №12. - С.9-15.

5. Булгаков Н.И. Техно-химический контроль и учет пивоваренного производства. Текст. / Н.И.Булгаков. — М.: Пищепромиздат. — 1952. 320 с.

6. Верхотуров В.В. Окислительные процессы и антиоксидантные системы при анаэробном солодоращении ячменя. Текст. / В.В. Верхотуров, В.К. Топорищева, Н.В. Лобова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2004. - №8. - С.9-12.

7. Виккерстафф Т. Физическая химия крашения. Перев. с англ. под ред. П.М. Морыганова. Текст. / Т. Виккерстафф // М.: Гизлег-пром. 1956. - 585 с.

8. Вобликов Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна / Е.М.Вобликов, В.А.Буханцев, Б.К.Маратов, А.С.Прокопец/ Ростов н/Д, Издательский центр «МарТ», 2001. 240 с.

9. Гернет М.В. Совершенствование технологии карамельного солода. Текст. / М.В. Гернет, С.В.Соколов, К.В. Кобелев // Пиво и напитки. -2006. №1. - С.30-31.

10. Гернет М.В. Получение карамельного солода. Текст. / М.В. Гернет, К.В. Кобелев, С.В.Соколов // Пиво и напитки. 2006. - №1. -С.22-23.

11. Голикова Н.В. Ускоренный метод оценки грибного заражения зерен ячменя и солода. Текст. / Н.В. Голикова, B.C. Исаева, К.П. Жашко // M.: РАСХН, 1994. 62 с.

12. Гордеев A.B. Россия зерновая держава. Текст. / A.B. Гордеев, В.А. Бутковский // М.: Пищепромиздат, 2003. - 380 с.

13. Горпинченко Т.В. Качество ячменя для пивоварения. Текст. /14,15,16