автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка технологии пива с использованием в качестве несоложеного сырья клубней культур, произрастающих в Республике Бенин

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Московская Государственная Академия пищевых производств

РГ Б ОД . . '■ .

2 1 АВГ 1995 На правах рукописи

Экз. №

УДК: 663.422.03:635.22 (24(668.3)(043.3)

Дахуенои Эдвиж

Разработка технологии пнва с использованием в качестве несоложеного сырья клубней культур, произрастг-оших в республике Бенни

.........Специальность 05.-18.07 -

Технология продуктов брожения, алкогольных и безалкогольных напитков

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Москва, 1995

Работа выполнена в Московской государственной академии пищевых производств на кафедре "Процессы ферментации и промышленного биокатализа"..

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, доцент Е.Ф. Шаненко

Официальные оппоненты: доктор технических наук

М.Н. Елисеев, кандидат технических наук, с-н.с. Н.К. Гаврилова

Ведущая организация: НПО пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

Защита состоится 21 сентября 1995 г.- в, 10 часов на заседании -специализированного Совета № К 063.51.04 в Московской ордена Трудового Краевого Знамени государственной академии пищевых производств по адресу: 125080, Москва А-80, Волоколамское ш., 11.

Отзывы на автореферат а 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по этому адресу- на имя ученого секретаря специализированного Совета № К 063.51.04.

С диссертацией можно ознакомкпея в библиотеке МГАПП.

Автореферат разослан "_"_1995 г. '

Ученый секретарь специализированного Совета, к.т.н., доцент

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

' Актуальность работы.

Одним из приоритетных направлений пищевой промышленности в Республике Бенин • является увеличение производства отечественного пива. Решение этой проблемы, в частности, связано с изысканием новых видов несоложеного сырья и рациональных способов его использования.

" В ряде стран Африки, в том числе в Республике Бенин, производство зерновых культур ограничено и пивоваренные заводы работают на импортируемом сырье. Высокая стоимость зернового сырья обуславливает : высокую стоимость готового продукта, снижение которой может быть достигнуто при замене части ввозимого сырья на местное.

Основными крахмалсодержащими культурами, выращиваемыми в Республике Бенин являются таро, батат, маниока; маниока и батат занимают первое и второе место по посевной площади и валовому сбору." Создание технологии пива с использованием этих культур' в качестве. нссоложеного сырья позволит увеличить его выпуск, расширить ассортимент и снизить себестоимость.

Цель и задачи исследования

Целью диссертации является разработка технологии пива, предусматривающая использование в качестве несоложеного сырья клубней.кулыур, произрастающих в Республике Бенин.

Работа предусматривала решение следующих задач;

- Изучить химический состав клубней таро, маниоки, батата и топинамбура.

- Определить наиболее важные для пивоварения показатели: • содержание экстрактивных ■ и азотистых веществ, углеводов, активность амилолитаческих и протеолигических ферментов, изучить свойства крахмала корнеклубней таро, батата и маниоки, и дать заключение о возможности их использования в пивоварении.

-г -

- Изучить влияние различных факторов на процесс перехода в сусло экстрактивных веществ клубней исследуемых культур. Определить максимальную долю несоложеного крахмал содержащего сырья в общем составе затора.

- Установлено, что бродильная активность пивоваренных дрожжей Saccharomyces cercviáae штамм 776 не снижается при брожении сусла полученного с использованием 10-50% несоложеного сырья из клубней таро, батата, маниоки и топинамбура.

- Разработать способ получения пивного сусла с применением клубней таро, батата, маниоки и топинамбура.

- Определить физико-химические показатели сусла и пива, . полученного по разработанной технологии.

Научная новизна

Показано наличие в клубнях активных гидролитических ферментов, способных эффективно переводить резервные вещества клубней в .растворимую форму. Для каждого вша клубней определена активность амидопитических и протеалитнческих ферментов.

Показана возможность использования ферментных препаратов Ксилоглюканофоетидина ШОХ и Амилосубпшина Г10Х при получении ¿уела из клубней таре, батата, маниоки и топинамбура, выращенных в Республике Бенин.

На основании изучения физико-химических и биохимических свойств клубней культур произрастающих в Республике Бенин, показана возможность использования этих культур для частичной замены ячменного солода при производстве пива.

Практическая ценность

Впервые разработана технология пива с. использованием крахмал содержащих корнеклубней культур таро, батат, маниоки.

Подобраны оптимальные параметры процессов затирания, позволяющие с минимальным расходом ферментных препаратов, перевести в сусло экстрактивные вещества клубней.

Разработанная технология позволяет сократить на 50% общий расход солода при производстве пива.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения в Республике Бенин разработанной технологии составляет 1700 дол. США на млн. дал пива.

Публикации,

По теме диссертации опубликованы 1 статья и тезисы 2-х конференций.

с "

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, раздела технологических разработок, выводов и приложений.

Работа иллюстрирована 16 рисунхами и 20 таблицами. Список литературы включает 175 наименований, из них 119

зарубежных авторов.

II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Дана характеристика видов несоложеного сырья, используемых в пивоварении, особое внимание уделено технологической оценке использования сахаристых веществ и сиропов. Приведены данные об использовании ферментных препаратов при повышении количества несоложеных материалов при затирании и брожении и факторы, влияющие на качество готового пива.

III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Материалы и методы исследования

Объектами исследования явились клубни маниоки, таро, батата топинамбура. В работе использовались ферментные препаратыАмилосубтшю ПОХ, содержащий активные oi-амилазу, эндо-/-гтоканазу, эндопептадаэу; широко применяемый в пивоварении, Ксилоглюханофоетидин П10 содержащий - комплекс . ферментов, гидрояизующих некрахмальн полисахариды. Использование этого препарата может быть особен: эффективно при затирании клубней таро, характеризующихся вы сою содержанием гсыицеллюлоз и целлюлозы. Химический состав корнеклубн представлен в табл. 1.

v ' Таблица1.

Химический состав корнеклубней, используемых для получения пивного сусла

Показатели Наименование культуры ... топинам. таро батат маниока солод

Влажность, % 76,0 74,0 70,0 62,0 11,76

СВ,% 24,0 26,0 30,0 32,0 75,52

Инулин,% АСВ 61,34 - - - -

Крахмал, % АСВ - 86,53 66,66 .76,75 63,88

" Азотистые вещества, % АСВ 5,25 6,18 5,08 4,63 11,00

Редуцирующие вещества^ АСВ 12,45 3,70 6,02 4,90 2,00

Целлюлоза, % АСВ 1,9 1,30 1,13 2,63 3,50

Минеральные вещества, % АСВ 2,1 2,30 4,0 2,63 2,00

Жиры,% АСВ 0,9 0,5 0,7 0,6 3,00

Анализ корнеклубней, сусла, пива и ферментных препаратов проводили по общепринятым методикам:

сухие вещества - рефрактометрически /марка Ш^; влажность - высушиванием до постоянной массы /ГОСТ 3040-55 /; крахмал - по Эверсу /ГОСТ 10843-64 /; жир - экстракцией смесью хлороформ : этансш= 2:1 /Кузнецов, Триплоша, 1977 /. клетчатку - по методу Кюршнера и Гамака /Грегубов, Трегубова,

1974/.

амшюлктическую активность - колориметрическим методом /ГОСТ 202664.4.74 /;

протеолитическую активность - модифицированным методом Ансона/ГОСГ 20264-2-74 /;

относительную вязкость - вискозиметром Освальда /Мальцев, 1976 /; редуцирующие вещества - по методу Шомодьи-Нельсона /Рухлядева,1981 /;

т^-аминный азот - медным способом /Мальцев, 1976 /; цветность - колориметрически /Мальцев, 1976 /; активную кислотность - потенциометрически; титруемую кислотность - по ГОСТ 10844-64 ; алкоголь - методом дистиляции /Мальцев, 1976 /; действительный экстрат в пиве определяли посяе дистиляции /Мальцев, 1976 /; (

микробиологический контроль дрожжей проводили по технологической инструкции по производству солода и пива ТИ 18;

Микроорганизмы, применяемые для сбраживания сусла: дрожжи • БассЬагаготусез еегеУ15)ае,пгп776,

3.2. Результаты исследования и их обсуждение

Традиционно-, в качестве несоложеногй сырья в пивоварении используют зерновые культуры! Предпочтение отдается тем, химический состав которых приближается к составу ячменя. Поэтому на первом этапе

работа, при разработке технологии пива с использованием в качесп несоложеного сырья корнеклубней было проведено изучение их химически состава. Результаты показали, что наибольшее количество резервных углеводе и азотистых веществ присутствуют в клубнях таро. Содержание минеральны

веществ и липидоа почт у всех культур одинаково.Поскольку ь

\

экстр активность и процесс осахаривания оказывает влияние температур

клейстеризации крахмала, то этот показатель был определен для все

исследуемых культур. Наиболее низкой температурой клейстеризации - 55°'

характеризуется крахмал маниоки. Для крахмала батата .и таро характера

о о -

более высокие температуры клейстеризации - 75 С и 85 С соответствен»

Известно, что клубни некоторых растений, в частности топинамбура, содержа

активные ферменты, гидролизующие собственные углеводы. Эти фермент,

можно использовать для осахаривания резервных полисахаридов клубней.

Амилолкгическая и прогеолзпическая активность • клубне

исследуемых культур нижеактивности ячменного солода /табл. 2 /.

Изучение динамики накопления редуцирующих веществ под действие

собственных ферментов показало, что процесс идет достаточно быстро тальк

при осахаривании углеводов топинамбура /рис. 1/. Для крахмалсодержащи

клубней интенсивность осахаривания была крайне низкой. Это можн

объяснить не столько низкой активностью собственных ферментов, схольк

меньшей доступностью крахмала действию амилаз. Следовательно,

технологических целях могут бьпь использованы только фермент

топинамбура, для осахаривания остальных культур требуются ферменты и

других источников.

Для осахаривания небольших количеств клубней возможн

использование ферментов солода путем совместного затирания солода

измельченных клубней.

Использование большого количества клубней в качестве несоложеного сыр* ограничено их высокой влажностью и, как следствие, большим объемом. Поэтому при замене более 15% солода более эффективно приготовление суш из клубней, которое может быть использовано как в концентрированном вид так и в разбавленном..

Таблица 2.

Активность собственных ферментов 101убней, ед/г АСВ.

Сультуры Активность ферментов

протеолитические Амилолитические

Ианиока 73,6 175,25

оатат 80,7 181,88

Гаро 103,33 193,11

Свсжепроросший солод 203,3 358,5

3.3. Исследование действия ферментов солода на резервные

вещества клубней таро, батата н маниоки

При совместном затирании клубней исследуемых культур и солода :ырье смешивали таким образом, чтобы соотношение сухих веществ солода и лубней было равно 85:15. Затирание проводили настойньш и игноотварочным способом. Одновременно, в тех же условиях, получали сонтрольные образцы сусла из ссяода. Сусло, полученное при совместном штирании солода и клубней каждой исследуемой культуры, содержало-* аедуцирукицие вещества в количестве, близком к контролю. Седержание^ аминного азота в сусле, полученном из маниоки и таро, было несколько выше, чем в контроле, а в сусле из батата - ниже /габя.З /.

При сравнивании различных способов затирания установлено, что-оптимальным для затирания маниоки является настойный способ, а для таро и батата - одноотварочный способ.

3.4. Исследование действия ферментных препаратов на резервные вещества клубней таро, батата, маниоки

Для определения эффективности действия ферментных препаратов, было проведено затирание дробленных клубней при следующих условиях: гидромодуль 1:4, дозировка ферментного препарата 0,1% к массе сырья, продолжительность осахаривания - 1 час.

• При использовании Ксилогпюканофоетидина П10Х температура -

50° С, при использовании Амилосубтилина Г10Х - 60°С. Одновременно проводили осахаривание клубней в тех же условиях, но бе добавления ферментных препаратов. -Эти варианты использовали в качеств контроля. Анализ полученного из клубней сусла показал, что добавпени Амилосубтилина Г10Х позволило увеличить содержание редуцируюши веществ в 3-4 раза по сравнению с контролем. Добавпени Ксилоппокан офоетидина П10Х вызвало увеличение содержали, редуцирующих веществ в сусле в 1,5 - 2 раза.

Таблица 3.

Физико-химические показатели сусла, подученного при замене 15% СВ солода на СВ клубней крахмал, содержащих культур

Показатели сусла Маниока Таро Батат Соло1 /хонтра

Массовая доля СВ в начальном сурле, %. 12,5 10,5 10,8 13,00

Редуцирующие вещества, мг/см3 12,5 10,5 10,8 13,0

<<- аминный азот, мг/см3 22,7 32,6 29,8 25,4

Кислотность, см1 1 н.расгвора ИаОН/ЮОсм3 . . 1Д 1,6 1,8 1,5

Цветность, см3 0,1 н.ргствора 12/на 100см3 0,94 1,0 1,2

Наибольший эффект при добавлении Ксилогаюканофоетшшна П10/ наблюдался при осахаривании богатых клетчаткой клубней таро, что позволяс

зделать вывод об интенсификации процесса гидролиза под действием ферментативного комплекса этого препарата.

Добавление Ксилоглюканофоетидина П10Х во всех вариантах вызывало значительный прирост каминного азота вследствие присутствующей в препарате высокоактивной экзопептидазы /табл.4 /. Таким образом, более эффективный перевод экстрактивных веществ клубней в сусяо' и накопление достаточного количества редуцирующих веществ и^аминного азота происходит при совместном действии Амилосубтилина Г10Х к Ксилоглкмсанофоетидина ШОХ. Для определения оптимальной дозировки ферментных препаратов затирание клубней проводили в течение 1 ч. при сохранении условий, указанных выше.

Таблица 4.

Физико-химические показатели сусла,полученного из крахмалсодержащих культур с использованием ферментных препаратов Ксилоптюканофоетидин П10Х и Амилосубтилин Г10Х

Показатели наименование Ксилоглюканоф Амилосубти-

культур оегчдин ШОХ 1,5 сд/г i по амилазе лин Г10Х 6,0 eg/г по ксиланазе

Редуцирующие вещества, Tapo 8,50 41,95

мг/10см3 Батат 13,00 34,0

Маниока 19,50 61,40

*¿- аминный азот, мг/100 Tapo 28,50 39,2

см3 Батат 27,20 41,5

- Маниока , , 22,01 , 40,70

Цветность, см3 0,1 и.раств. Tapo 1,50 1,50-

Ij/100 см3 Батат 1,40 1,30

Маниока uo 1Д0

Кислотность,см3, 1 н.раств Tapo í.™ 1,65

NaOH/lOO см3 Батат 1,40 ' ^ ч 140

Маниока 1,60 1,70

Ферментный препарат добавляли в количестве 0.02, 0.04, 0.07, 0.1 к

0.296 к массе сырья. В ' полученном сусле определяли содержание

г

редуцирующих веществД-аминного азота, кислотность и вязкость /табл.5 /.

Таблица 5.

Влияние концентрации ферментного препарата Амилосубтшшн Г

на физико-химические показатели сусла

Показатели Наименоваие Конц. фермент.-го препарата,% к массе сырья

0,02 0,04 0,07 0,1 \контрол!

Редуцир. вещества, мг/см3 Таро Батат Маниока 8,0 6,5 12,00 15,5 13,0 24,00 26,0 24,0 45,00. 41,95 34,0 61,40. 5,31

U- аминный азот, мг/см3 Таро Батат Маниока 20,4 29,4 16,60 32,6 33,6 33,36 36,4 40,1 36,64 39,2 41,5 40,70 18,6

Кислот, см3 1 н. раств. NaOH/lOO см3 Таро Батат Маниока 1,7 1,5 1,7 1,7 1,5 1,7 1,7 1,5 1,7 1,7 1,5 1,7 1,64

Вязкость, Мпа с Таро Батат Маниока 2,9741 1,4580 1,3081 2,0563 1,4568 1,2484 1,8016 1,3957 1,2332 1,7051 1,2793 1,1057 1,8

Цветность, см30,1 Н-расг. Is/100cm3 Таро Батат Маниока 1,47 2,0 0,98 1,50 2,1 0,98 1,50 2,1 1,2 1,60 2,1 " 1Д 0,SS

Из приведенных данных видно, что при внесении Амняосубпшикг ПОХ ' содержание редуцирующих' веществ в .сусле,' полученном' < использованием всех культур увеличивается прямо пропорциональнс количеству добавленного ферментного препарата до концентрации 0.1%, чте

- и -

составляет, 1.5 единиц активности «{-амилазы на 1 г СВ клубней. При увеличении дозировки до 0.2% нарушается прямая зависимость и дальнейшее увеличение концентрации ферментного препарата не приводит к значительному увеличению содержания редуцирующих веществ и изменению других физико-химических показателей сусла.

Для препарата Кеилоглюканофоетидин П10Х наиболее, эффективная доза 0.1% или 5.9 ед. активности по Ксиланазе на 1 г СВ хлубней.

Таким образом, препарат Амилосубталин Г10Х, обладакмцйй значительной осахаривающей активностью, повышает конечную степень сбраживания сусла для веек видов исследуемых культур, в то время как Кеилоглюканофоетидин П10Х повышает степень осахаривания в основном в клубнях с высоким содержанием некрахмальных полисахаридов и приводит к увеличению содержания о<-аминного азота во всех вариантах опытов.

Использование препарата Амилосубталин ПОХ наиболее эффективно при затирашш маниоки и менее при затирании таро и батата -культур с менее доступными крахмальными зернами. Для увеличения доступности крахмала возможно комплексное использование препаратов, обладающих амилоллтической и щшшигической активностью. В этом случае расщепление полисахаридов клеточных стенок способствует более глубокому пиролизу крахмала.

В дальнейшем исследовано совместное действие ферментных препаратов Амилосубталин ПОХ и Кеилоглюканофоетидин П10Х в соотношениях 9:1, 8:2, 6:4, 5:5, 4:6, 2:8.

Смеси вносили в водную суспензию измельченных клубней и

; о

проводили осахаривание в течение 1J4. с двумя температурными паузами 50 С

с>

и 63 С. Дозировка смеси составляла 0.1% к массе затираемых клубней. Одновременно, в тех же условиях, клубни затирали без ферментных препаратов и с добавлением 0.1% Ксилогзтюканофоедашна П10Х и 0.1% Амилосубтилина Г10Х. Полученные данные по накоплению редуцирующих веществ представлены на рисунке 2.

Как слсдует из экспериментальных данных, для таро использование МЭК с соотношением Амилосубталин ПОХ : Кеилоглюканофоетидин П10Х

Топинамбур

X Продолжительность 2.0 осахаривания, ч..

Рис.1. Осахаривание резервныг угаеводс® кдубней под действием собственных ферментов.

!*> ! 5?

Г

150

; 4?

I- ¥>

30 25 Ю 15 10

Е

%

4

И

к

щ

7.

Ц

п

%

2=

/СПОх КГфЗД« Э: 4. 6:2. 611» Соо-гвоиение Лмшосуйишш Г101:

5:5

<и.: 6

Таро

Ыаниока

Ксилоглшанофоегадш ^¿¿¿а! Багах

Рис.2. Выход

веществ кг/аР клубней в завися мости от соотношения Амилосубтилина Г10Х: Ксилоглю

канофоетидана ШОХ.

I

8:2 в концентрации 0.1% было более эффективно, чем использование в той же концентрации Амилосубтилин ПОХ. Для маниоки и батата наиболее эффективно соотношение 6:4, крахмал таро и батата поя действием только амилалитичсских ферментных препаратов разжижается и осахаривается хуже и для этих культур требуется большое количество цитолигического препарата.

Для более полной характеристики происходящих процессов изучено

влияние амилаз на температуру клейсгеризации крахмала исследуемых

культур. Известно, что температура клейстеризации крахмала солода в

о

присутствии амилаз снижается до 20 С. Определение температуры клейсгеризации крахмала маниоки в присутствии ферментного препарата Амилосубтилин ПОХ показало, что до 20° С снижается температура клейсгеризации крахмала маниоки. Температура клейсгеризации крахмала

О 4 о

батата и таро снижается в меньшей степени и составляет 35 С и 45 С соответственно. Вероятно, более высокая температура клейстеризации и более плотная структура клеток затрудняют расщепление крахмала таро и в несколько меньшей степени крахмала батата.

На основании полученных даттх разработана схема получения сусла из топинамбура, маниоки, батата и таро /рис.3 / и получены образцы сусла из клубней исследуемых культур. Сравнительный анализ физико-химических показателей сусла из клубней и полученного сусла из солода показал, что по содержанию редуцирующих веществ и каминного азота все образцы сусла близки к солодовому /габл.6 /. Цветность для всех образцов также близка к цветности сусла из светлого солода.

Таблица б.

Физико-химические показатели полученного из коркеклубней топинамбура, маниоки, батата и таро

Показатели Культуры топикам, маниока батат таро контроль

Массовая доля СВ,% ' 13,00 12,75 13,05 12,02 12,00

Инулин,% на АСВ 7,3 - - - -

Редуцир. а-ва,% на АСВ 77,8 76,55 67,5 59,0 . 78,8

, -аминный азот, Мг//гое*3 15 18,6 17,5 19,2 15

Титруемая кислотность, см3 1н раст. N3011/100 см3 3,35 4,14 3,20 4,40 4,1

Цветность, см3 0,1 н раст. 12/100 см3 1,7 1,70 1,80 2,08 2,5

Таким образом, сусло из клубневых культур может быть использовано в качестве добавки к солодовому суслу. Смешивание последнего и сусла из хлубней может быть проведено либо на стадии охмеления, либо после раздельного сбраживания каждого вида сусла. Изучение состава сусла, полученного из крахмал содержащих клубней показало, что оно содержит, в основном мальтозу и небольшое количество декстринов. Сусло из топинамбура содержит преимущественно фруктозу и небольшое количество лолифруктанов. Поскольку процесс потребления и сбраживания дрожжами фруктозы отличается от использования ими мальтозы, то более подробно изучен процесс сбраживания охмеленного скупажированного сусла из солода и топинамбура. В качестве основного иссподьзовали сусло, приготовленное по технологии Жигулевского.

Для определения максимально допустимой дозы сусла из топинамбура, не влияющей на органолсптическис и физико-химические показатели готового пива, были получены образцы охмеленного сусла, /содержание от 3 до 30% сусла топинамбура. Купажирование проводили в начале кипячения сусла с хмелем. Анализ полученных образцов показал, что химический состав сусла во всех вариантах мало отличается от контрольного, цветность сусла возрастала пропорционально количеству добавленного сусла -из топинамбура. Это можно объяснить тем, что фруктоза более активно, чем мальтоза, вступает в реакцию меланоидинообразования. /табл.7 /.

Все полученные образцы сусла после кипячения с хмелем были сброжены: определены физико-химические показатели молодого пива /табл.8/. Добавление сусла из топинамбура в солодовое вызывало повышение действительной степени сбражиЕания и массовой дели алкоголя в молодом

пиве. Известно, что некоторые дрожжи синтезируют ферменты, тидролизующие фруктаны, и способны сбраживать эти полисахариды. Вероятно, пивоваренные дрожжи ' также способны сбраживать инулодекстрины, что повышает действительную степень сбраживания. Цветность молодого пива с добавлением топинамбура также была выше, чем у контрольного образца, поэтому значительная, более 10%, замена солода топинамбуром может быть рекомендована только для темных сортов пива. Цветность в пределах стандарта сохранялась при добавлении до 10% сусла из топинамбура, поэтому эта дозировка является максимально возможной при. производстве светлых сортов пива. - .Таблица 7.

Химический состав солодового сусла, приготовленного с добавлением сусла из топинамбура

Показатели Доля СВ топинамбура % к массе затираемых зернопродуктов Контроль

3 5 7 10 15

Массовая доля СВ,% 11,0 11,1 11,2 11,2 п,о 11,2

Редуцирующ ие вещества, мг/см3 27,0 27,2 27,4 27,2 27,00 27,40

- °<-амииный азот, мг/100 см3 20 23 25 30 30 15

Цветность, см3 0,1 н р-р 12/100 см3 3,8 4,0 4,3 4,4 4,4 2,5

Титруемая кислотность, см3, 1и р-р ИаОН/ШО см3 4,2 4,4 4,5 * 4,7 . 4,7 4,1

Таблица 8.

Физико-химические показатели молодого пива с добавлением топинамбура

Показатели Доля сусла из топинам. % в солодовом сусле Контроль

3 5 7 10 15

Массовая доля СВ в началном сусле, % 11,5 11,1 11,5 11,5 11,2 11,2

°<-аминный азот, мг/100 см3 10,0 11,5 12,2 14,8 14 7,5

Кислотность, см3 1н р-ра МаОН/ЮО см3. 4,9 5,1 5,3 5,4 5,3 4,7

Цветность, см3 0,1н р-ра 12 100 см3 2,5 3 3,3 3,8 4 1,5

действ.стсп. сбраживания,X 72,69 74,50 73,90 73,82 72,85 72,85

действ.экстрат % 3,14 2,83 3,00 3,24 3,04 3,04

Массовая доля алкоголя, % мае. 4,2 3,13 4,25 4,13 4,08 4,02

Поскольку, фруктоза является лабильным сахаром, то при кипячении сусла она активно взаимодействует с другими соединениями и частично подвергается деструкции, что может влиять на процесс брожения.

Поскольку количество продуктов распада Сахаров зависит от продолжительного кипячения, то было изучено влияние времени совместного кипячения сусла из солода и сусла из топинамбура на процесс брожения. Для выбора режима купажирования 10%-ное сусло из топинамбура вносили в солодовое за 15, 30 и 45 мин до окончания кипячения.

Охмеленное сусло охлаждали, вносили дрожжи и сбраживали в "о

течение 7 сут при температуре +7 С. В ходе брожения определяли бродильную активность по массе выделившегося диоксида углерода. Динамика сбраживания полученных образцов сусла представлена на рис.4.

Установлено, что продолжительное кипячение сусла с добавлением сусла^гопинамбура угнетает процесс брожения. '

Кипячение в течение 45 мин сызывало снижение степени сбраживания в два раза в сравнении с вариантом, в котором сусло из топинамбура вносили за 15 мин до окончания кицячения. Поэтому,. при охмелении сусла ■ продолжительность совместного кипячения не должна быть более 15 мин.

При добавлении сусла из топинамбура в солодовое, отмечено быстрое и более полное осветление, что вероятно, вызвано взаимодействием белков с полифенолами топинамбура.

. ГУ. Получение пива с использованием в качестве несоложеного сырья маниоки, батата, таро и топинамбура

Разработаны технологические схемы получения пива • с, использованием сусла из клубней культур маниоки, батата, таро и топинамбура /рис.5/.

Пиво готовили по классической технологии Жигулевского пива с заменой сахара на сусло, полученное из клубней. В качестве контроля использовали сусло, приготовленное по рецептуре для Жигулевского пива. Сусло из топинамбура вносили на стадии охмеления за 15 мин до окончания

Прйеыва, вгзешш зание г

соигоронжа вдубз зей

^ОДа,

I

Мойка

I

Дробление кнуйней

Воаа_

Ь=40 С, 1/4

Ферментный ясепарда-

Приготовление а агора

НЭК, *.=5СГ С Т=3ч.

Осазсариванне

1

ФшгьтроЕаше

1Г

Осахаренное сусло

Нримаси^

Жом.

Кудадир^анне

Рис.З. Принципиальная схема притотовгения сусла вз клубней- таро>машокк,багатаи топив амбура. ■

гд-

8

л

8 о

4

-

г2.

и

в

Бродсиши ель-юность брожения

Рис. 4. Динамика сбрадивашш сусла. Изменение бродильной

аКХИВНОСЗТН .ДрОЛСКвЙ ьасхИагош^мь ШГ.УУб

. щи сбрахиванш сусла, полученного ори различной лродоиигельности совместного кипячения сусла солодового и та топинамбура; 1-45 мин., 2 - 30 мин., 3-15 мян.

кипячения, сусло из крахмал содержащих культур - в начале кипячения с хмелем. Сбраживание проводили принятым по технологии.

■ Процесс брожения солодового сусла и сусла из клубней крахмалсодержащих культур протекал с одинаковой интенсивностью. В варианте с использованием топинамбура интенсивность брожения была выше к продолжительность брожения сокращалась на 20-25 ч.

Во всех образцах бродильная активность, флокуляция дрожжей и осветление пива были хорошими.

Результаты анализа готового пива представлены в табл. 9.

Таблица 9.

Физико-химические показатели пива из крахмалсодержащих культур^солода с добавлением сусла из топинамбура

Показатели Солод Таро Батат Маниока Топинам

массовая доля СВ в нач. сусле,% 11,1 11,1 11,0 11,4 11,1

кислотность, см-* 1н. р-р ИаОН/ЮО см3 4,8 4,4 4,3 - 4,2 . 4,7_

Цветность, см3 0,1н. р-р 12 на 100 см3 1,5 1,4 1,5 1,5 1,2

действ.сгеп. сбраж.,% 72 65,00 63,00 69,70 74,07

массовая доля алкоголя,% мае. 4,03 3,6 3,45 3,55 4,00

действ, экстракт, % 3,04 3,90 4,10 4,10 3,1

ВЫВОДЫ

1. Изучен химический состав клубней таро, батата, маниоки и топинамбура и показана возможность использования этих культур в качестве несоложеного сырья в пивоварении.

2. Исследовано действие ферментных препаратов Амилосубтилина ПОХ и Ксилоглюханофоетидина ШОХ на полисахариды и белковые вещества клубней исследуемых культур. Показано, что оптимальными условиями гидролиза резервных соединений клубней являются:

Для Амилосубтилина Г10Х:

концентрация фермента 1,5 ед/г СВ клубней; о

температура - 60 С; - продолжительность -1ч; для Кс илоглюканофостидина ШОХ: концентрация фермента 6,0 ед ксиланазы/г СВ клубней; температура 50 С;

продолжительность -1ч.

3. С целью оптимизации расхода ферментного препарата для каждого вида крахмал содержащего сырья "разработаны мультэнзимные композиции содержащие ферментные препараты Ксилоглюканофоетидин ШОХ и Амилосзбталин ПОХ в следующих соотношениях %:

для маниоки 40 : 60; для батата 40 : 60; для таро 20 : 80.

4. Разработана технология пива с использованием в качестве несоложеного сырья сусла из клубней культур таро, батата, маниоки и топинамбура.

5. Изучена возможность замены сахара при производстве пива типа Жигулевское на сусло из клубней исследуемых культур. Установлено, что замена сахара на сусло из клубней не снижает, а в случае таро и топинамбура, даже улучшает качество пива.

6. Разработан способ купажирования сусла на стадии охмеления. Показано, что сусло из крахмал содержащих клубней целесообразно вносить в начале кипячения с хмелем, а сусяо из топинамбура - за 15 мин до окончания.

\

сзсяои

7. Изучено влияние замены сахарп« клубней исследуемых культур на процесс брожения. Установлено, что сусло из крахмалсодержащих культур не влияет на интенсивность брожения, а сусло из топинамбура, внесенное за 15 мин до окончания охмеления, стимулирует процесс брожения, а за 30 й белее минут -подавляет.

8. Изучены физико-химические показатели сусла и пива, полученных с использованием сусла из клубней культур таро, батата, маниоки и топинамбура.

9. В полупроизводственных условиях по разработанной технологии получено пиво хорошего качества соответственно 19-23-24 баллов.

Ю.Ожидаемый экономический . эффект от внедрения разработанной технологии составит 1700 долл.США на 1 млн дал .пива.

Основное - содержание диссертации опубликовано в следующих

работах.

1; Дахуенон Эдвиж, Е.Ф.Шаненко, М.В.Гернег. Разработка технологии пива с заменой солода на нетрадиционное растительное сырье. Тезисы докладов "Прогрессивные технологам и техника в пищевой промышленности". - Краснодар, 1994.-С.327.

2. Дахуенон Эдвиж, Е.Ф.Шаненхо, М.В.Гернет.

Сиропы для пивоварения из нетрадиционного сырья. АгроНИИТЭИПП/М.:вып.НЗ, 1995 г.

3. Дахуенон Эдвиж, Е.Ф.Шанеюсо; М.В.Гернет.

Процесс брожения пивного сусяа с добавлением корнеклубного сиропа. Тезисы докладов Международной конференции "Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АЛК"./М.: 16-18 мая 1995 г./, 60 с.

• ... . ■

СОЛО А

тпщшг М-

тголи^о точная маи1«ма

4« ¡1—

Ш7/ШШ

аорочныи. агреграт

А] ^—

Плвстинчвтыи охлалмтель свела

таи*.

брОДМЛЬЦЬШ

их

танк _ лагерями.

к

ч —

Тч"/

Ш

боу»

М N3

Каммьочед

21

ас.таногка ал» моАки

II I

дробнмхв молоткоаа

шнек ссорннк л -Ч&16И« и»"«' . В«Дк| ЧСККМХ КЛ«8«гй

Ворочныи агрегат .

Рио.5, Принципиальная схема производства пива

«моматич«.ские

SOMHARi

One of the most important trends in food industry o£ the Republic Benin is increasing of beer production. The solvation of this problem is deal with looking for new kinds of non-malted raw materials and rational methods of its U3ing.

In some African countries« including Republic Benin, the production of cereal cultures ia limited and so that many beer plants work on imported raw materials. The high cost of finished product and decreasing of its cost may be reached by changing of some part of imported raw materials on local materials.

There are three main starchcontented cultures in the Republic Benin: taro< cassara and patatos. The creation of technology of beer production with using this cultures as a non-malted raw materials will lead to increasing of beer production, extending of beer's assortment and decreasing its cost.