Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 5
1.1. Производство новых сортов пива, с использованием нетрадиционных добавок 7
1.2. Влияние микроэлементов на жизнедеятельность дрожжевых клеток 15
1.3. Способы интенсификации процесса брожения 23
1.4. Роль селена в жизнедеятельности человека 31
1.5. Заключение нелитературному обзору 42
2. Методология проведения эксперимента 45
2.1. Организация проведения эксперимента 45
2.2. Объекты исследований 47
2.3. Методы исследований 47
2.3.1. Определение селена 47
2.3.2. Определение морфолого-физиологических характеристик дрожжевой клетки 50
2.3.3. Определение содержания дрожжевых клеток 52
2.3.4. Методы определения физико-химических и микробиологических показателей пива 52
2.3.5. Методы определения органолептических показателей пива 53
2.3.6. Определение усвоения селена организмом человека 54
2.3.7. Математическая обработка экспериментальных данных 54
3. Экспериментальная часть 57
3.1. Выбор препарата селена. Обоснование рациональной дозы и способа введения селенита натрия солянокислого 57
3.1.1 .Влияние препаратов селена на морфолого-физиологические и культуральные характеристики пивных дрожжевых клеток 58
3.1.2. Обоснование дозы введения селенита натрия солянокислого -65
3.1.3. Обоснование этапа и способа введения Неоселена в сбраживаемое начальное пивное сусло 67
3.2. Исследование влияния селенита натрия на процессе основного брожения пивного сусла 70
3.2.1. Приготовление биомассы дрожжей и начального пивного сусла... 71
3.2.2. Динамика главного (основного) брожения при использовании селенита натрия 78
3.2.3. Исследование витаминообразующей способности пивных дрожжей.80
3.3..Влияние Нсоселена солянокислого на процесс дображивания молодого пива 83
3.4. Исследование влияния селенита натрия на процессы брожения при снижении посевного материала (биомассы дрожжей) 86
3.5. Оценка физико-химических и микробиологических показателей молодого нефильтрованного пива 87
4. Разработка технологии пива 89
4.1. Частная технология пива «Лунного» и оценка качества 89
4.1.1. Физико-химические показатели пива «Лунного» 92
4.1.2. Органолептические показатели пива «Лунного» 94
4.3. Степень усвоения организмом человека селена при употреблении пива «Лунного» 98
Выводы
Библиографический список используемой литературы.
Приложения 119
- Влияние микроэлементов на жизнедеятельность дрожжевых клеток
- Методы определения физико-химических и микробиологических показателей пива
- Обоснование этапа и способа введения Неоселена в сбраживаемое начальное пивное сусло
- Физико-химические показатели пива «Лунного»
Введение к работе
Одной из актуальных проблем, возникающих в последние годы в пищевой и перерабатывающей промышленности, является создание пищевых продуктов, способных служить дополнительными источниками микронутриентов в питании человека и, вместе с тем, расширить ассортимент выпускаемой продукции. Ситуация, складывающаяся как на отечественном, так и на мировом рынке пивобезалкогольной продукции, в настоящий момент, диктует повышенные требования к конкурентоспособности продукта, а именно к качеству и к его цене. Для того чтобы удовлетворять растущим требованиям потребителя, производители вкладывают значительные ресурсы в разработку новой техники и новых технологических приемов, направленных на интенсификацию различных стадий производства продукта. Наибольший эффект в производстве пива можно ожидать от интенсификации ключевых технологических стадий, таких как основное брожение и дображивание.
Для решения наиболее важной из задач - оптимизации процессов превращения отдельных компонентов пивного сусла и накопления необходимого количества этанола за максимально короткие сроки -разрабатываются различные приемы, в том числе корректировка химического состава сбраживаемой среды, осуществляемая за счет введения макро- и микро элементов.
В охране здоровья человека защитная роль принадлежит антиоксидантам. Известно, что одним из наиболее важных антиоксидантов является селен. По данным І І.А. Голубкиной, А.В. Скального, Я.А. Щелкунова, 51.А. Соколова, селен выполняет роль антиоксидантной защиты в организме человека, в том числе и в предохранении печени от токсичных повреждений перекисями, снижает образование свободных радикалов, предохраняет липиды от персоксидации [22]. Согласно публикациям Маюрниковой Л.А., Шигина Е.В., Гореликовой ГЛ. с дефицитом этого микроэлемента связано около 75 различных патолоіий и болезненных симптомов. Причем 14 сердечно-сосудистых и 8 онкологических заболеваний из этого списка - основные среди причин смертности населения и сокращения продолжительности жизни [3]. Токсические повреждения печени человека в первую очередь связывают с употреблением продуктов длительного хранения (окисленных), излишним употреблением спиртных напитков, в том числе пива, что приводит к нарушению обменных процессов в печени и в дальнейшем, к токсической дистрофии данного органа и циррозу.
Исследованию возможности использования препаратов селена для обогащения пищевых продуктов, производства пищевых и биологически активных добавок посвящен ряд работ, в том числе и с использованием микроорганизмов. Среди них работы по созданию технологий селенобогащенных хлебопекарных дрожжей, селенметионина, биоселена, селенированных препаратов с использованием пробиотических микроорганизмов бифидобактерий и пропионовокислых бактерий.
Новый способ селенирования пищевых продуктов заключается в использовании пивных дрожжей штамма 8 AM И 11 Sacch. Cerevibiae, синтезирующих витамины группы В, которые будут способствовать лучшему усвоению селена. Использование ферментной системы микроорганизмов позволяет сформировать новые функциональные свойства пищевых продуктов.
С учетом вышеизложенного исследования, направленные на изучение влияния селена на рост и биохимическую активность пивных дрожжей, а также создание напитков с новыми функциональными свойствами, являются актуальными и составляют предмет настоящей диссертационной работы.
Вышеизложенные доводы позволили сформулировать цель и задачи исследований. Целью работы является разработка технологии пива светлого, обогащенного селеном.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи исследований:
1. Исследовать влияние различных препаратов селена на биохимическую активность пивных дрожжей.
2. Выбрать препарат селена и обосновать рациональную дозу селенита натрия, позволяющую получить биомассу с высоким количеством жизнеспособных клеток.
3. Изучить влияние селенита натрия на процесс основного брожения пивного сусла.
4. Исследование физико-химические, биохимические, микробиологические и органолептические показатели нефильтрованного пива.
5. Оценка качества нового продукта.
6. Разработать технологию пива, обогащенного селеном и апробировать в промышленных условиях.
7. Оценить качество нового продукта.
Научная новизна. Изучены основные закономерности влияния селенита натрия на основное брожение пивного сусла, рост пивных дрожжей и содержание углекислого газа. Установлено, что пивные дрожжи обладают способностью накапливать селен и противостоять токсическим действиям микроэлемента.
Выбрана оптимальная доза селинита натрия, составляющая 30% от суточной потребности в селене, интенсифицирующая степень брожения пивных дрожжей.
Отмечено, что при внесении селенсодержащего препарата в питательную среду процент мертвых клеток снижается на 21,6%, доля почкующихся и клеток с гликогеном возрастает на 40% и на 50,1% соответственно.
Доказано, что 80-81 % селена от внесенного количества переходит в пиво.
Практическая ценность, Разработана технология производства нового продукта - пива «Лунное», интенсифицирующая процессы брожения и содержащего 30% селена.
Установлено, что пивные дрожжи обладают способностью аккумулировать селен. По своей дешевизне дрожжи представляют наиболее удобный объект обогащения продукта микроэлементом в достаточно безопасной концентрации в пределах 35-40 мкг/л. Разработан проект технических условий и технологической инструкции на новый продукт - пиво «Лунное», содержащее селен в количестве 35-40 мкг/л.
Проведена промышленная апробация технологии пива на ЗАО «Читинские ключи».
Получено три акта промышленной выработки пива, обогащенного селеном.
Проведена оценка эффективности пива, обогащенного селеном в биологаческом эксперименте, в результате которого доказана возможность коррекции селенового статуса населения.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались: на Международном съезде терапевтов, диагностов (г. Барнаул 2005г.); на V Международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (24-25 апреля 2006г. Республика Беларусь, г. Могилев); на научной конференции преподавателей, научных сотрудников и аспирантов ВСГТУ (г. Улан-Удэ 2006 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 в реферируемых журналах и 1 монография.
Влияние микроэлементов на жизнедеятельность дрожжевых клеток
Для сбраживания пивного сусла применяют, пивоваренные дрожжи. Это одноклеточные микроорганизмы без хлорофилла, которые по морфологическим признакам относятся к классу грибов, подклассу Ascomycetes, порядку Endomycetaceae, семейству Saccharomycetaceae, роду Saccharomyces, и в настоящее время к виду cerevisiae [45, 138]. По способности сбраживать различные сахара и поведению при сбраживании пивоваренные дрожжи подразделяют на верховые и низовые.
Дрожжи низового брожения сбраживают рафинозу полностью и к концу брожения образуют хлопья и оседают на дно бродильного сосуда. Дрожжи верхового брожения сбраживают рафинозу только на одну треть и в процессе брожения не образуют хлопья и не осаждаются на дно, а поднимаются к поверхности бродящего сусла и образуют густую пену.
По степени сбраживания дрожжи делят на сильносбраживающие (степень сбраживания 90-100%), среднесбраживающие (степень сбраживания 80-90%) и низкосбраживающие (степень сбраживания менее 80%) [12]. В России наиболее часто применяются дрожжи низового брожения следующих рас: 11; 8аМ, 34, 70 (быстросбраживающие) 776, 41, S-Львовская (среднесбраживающие) [8, 99]. Эти дрожжи высоко- и среднесбраживающие, с хорошей флокуляциошюй способностью. Для ускоренных способов сбраживания пива, особенно в емкостях типа ЦКБЛ, применяют дрожжи с высокой бродильной активностью и биологической чистотой [51], например S. cerevisiae 34.
Клетки пивоваренных дрожжей размерами 5...10 х 5...13 мкм имеют круглую или овальную форму. Разница в форме отдельных клеток зависит от изменения состава среды, питания, наличия вредных примесей, в частности тяжелых металлов, изменения температуры и некоторых друїих факторов. Значительные изменения формы дрожжевых клеток являются признаком дегенерации дрожжей. Здоровые дрожжи всегда, наряду с крупными клетками, имеют часть мелких, которые в период интенсивного роста не смогли еще достичь размеров взрослых клеток. При постоянном составе среды величина клеток и их форма становятся типичным признаком отдельных рас.
Дрожжевая клетка состоит из клеточной оболочки, цито плаз чати чес кой мембраны, цитоплазмы, включений - эндоплазматического ретикулума, митохондрий, рибосом, ядра, системы аппарата Гольджи, лизосом, вакуолей и запасных веществ - волютина или метахроматина, гликогена и некоторых друг их[51,99].
Важным свойством внутреннего слоя клеточной оболочки является ее проницаемость, т.е. способность пропускать в обоих направлениях только определенные вещества - продукты питания клетки, метаболизма. Изменением проницаемости клеточной оболочки регулируют метаболические процессы в клетке. I Ja это влияют также внешние условия среды.
Для повышения активности дрожжей добавляют автолизат пивных дрожжей, который богат аминным азотом (3,5%), нуклеиновыми компонентами (2-3%), а также витаминами группы В, янтарную кислоту или спирулину, которая содержит кроме углеводов (20%), жиров (5%), минеральных веществ (7%), клетчатки 2%, еще и большое количество белка (50-60%). Гребен чи ков ым В.А. и Гернет М.В. установлено, что для активации дрожжей целесообразно использовать янтарную кислоту в количестве 10% и автолизат дрожжей в количестве 0,5-1% [40]. Шишков ІО.И. и Плахов С.А. отмечают повышение продуктивности дрожжей на 33,6% при добавлении дрожжевою автолизата обогащенного растворами солей магния, марганца, кальция, цинка и диаммонийфосфатом [103].
Дрожжи, применяемые в пивоварении, принято называть культурными, поскольку они обладают особыми признаками, приобретенными в результате длительного разведения (культивирования) в определенных технологических условиях.
Для жизнедеятельности дрожжей необходимы стимуляторы роста витамины, участвующие в процессах метаболизма. Эти биологически активные вещества обеспечивают полное использование редуцирующих Сахаров и повышение продуктивности дрожжей, способствуют увеличению их бродильной активности. Большая часть витаминов - это коферменты или нростетические группы, входящие в состав важнейших ферментов и ферментных систем. В качестве стимуляторов роста используют витамины: биотип, тиамин, никотиновую и пантотеновую кислоты.
Известно, что недостаток в сусле даже одной из необходимых аминокислот может стать фактором, лимитирующим рост и развитие микроорганизма. Кроме того, дрожжи являются аминоавтотрофами и могут синтезировать все необходимые аминокислоты из неорганических форм aioia, однако синтез аминокислот требует расхода сбраживаемых Сахаров и сопровождается образованием побочных продуктов брожения, таких как ароматические спирты, эфиры, органические кислоты, альдегиды, кетопы. Поэтому обогащение питательной среды свободными аминокислотами способствует сокращению расхода сахара на построение биомассы дрожжей, полному использованию редуцирующих Сахаров и снижению образования побочных продуктов брожения. Дополнительное введение той или иной аминокислоты может улучшить физиологическое состояние клетки и стимулировать метаболизм [99].
Жизнедеятельность дрожжей в значительной мере определяется минеральным составом сусла, который зависит от состава воды и гидролизуемого сырья. Помимо углерода, азота, водорода и кислорода требуется присутствие в пивном сусле фосфора, серы, калия, мапшя, железа, цинка и других, Одни из них играют структурную роль в клетке, другие нужны для протекания ферментативных превращений [46].
Элементарная сера в коллоидной форме может быть использована дрожжами, но редко в условиях брожения. Как правило, сера усваивается дрожжами из неорганических сульфатов, из серусодержащих аминокислот (метионин, цистеин) и в виде SO2 участвует в метаболизме клеточных аминокислот.
По данным Горелова С.С., Ильяшенко Н.Г., Кречетникоиа А.К, Гсрнег М.В. фосфор входит в состав сложных и важных химических соединений клетки в виде орто-, тетра-, мета-, полирофосфатов и играет важную роль в энергетических процессах клетки. Поэтому дрожжи нуждаются в большом количестве неорганического фосфата, а его недостаток может привести к дегенерации дрожжей. Фосфор входит в состав ядра, цитоплазмы, митохондрий, микросом, волютина, вакуолей, он также необходим дрожжам для образования АТФ, создания двойной фосфолипидной мембраны вокруг клетки, поддержания буферное, препятствующей сдвигу рН. Нехватка фосфора проявляется в плохом брожении и в отсутствии роста [24].
Методы определения физико-химических и микробиологических показателей пива
Проведение микроскопирования, определение морфологическої о состояния клеток (1), биологической чистоты (2), количества резервных веществ (упитанность дрожжей) (3), числа мертвых клеток (4), а также способности дрожжей к размножению (5) проводили по методам, описанным в «Лабораторный практикум но технохимическому контролю производства» [18].
Для выявления подвижности дрожжевых клеток, наблюдения за размножением, установления реакции микроорганизмов на химические соединения и физические факторы воздействия, изучения размеров клеток, характера их расположения и определения запасных веществ в клетке применяли метод «раздавленная капля». Приготовленные препараты окрашивали метиленовым синим по Граму, с последующим микроскопированием в иммерсионной системе с объективом 90, нанесенной каплей кедрового масла.
Размеры клеток определяли с помощью окулярного микрометра МОВ-І-15, используя микроскоп PZOSK 19, Биолам Р-16 (коэффициент пересчета -0,067) [98]. Культуральные свойства дрожжевых клеток (6) определяли по характеру роста культур на плотных питательных средах. Характер роста изучали с подробным описанием формы, цвета и поверхности, консистенции и струкіурьі колоний, образованных на плотной среде Сабура [97, 116 пуз.].
Бродильную активность дрожжевых клеток определяли по интенсивности выделения углекислого газа весовым и манометрическим методами.
Общее число живых дрожжевых, почкующихся и мертвых клеток подсчитывали в камере Горяева [29].
Содержание витамина Ві (тиамина) определяли флуорометрическим методом. Сущность метода заключается в освобождении связанных форм тиамина путем кислотного и ферментативного гидролиза, хроматографической очистке полученного гидролизата от соединений, мешающих флуорометрическому определению, количественном переводе в щелочной среде тиамина в тиохром, экстракции тиохрома в сравнении со стандартным раствором с помощью флуориметра.
Содержание витамина Bi (рибофлавина) определяли флуорометрическим методом. Сущность метода заключается в освобождении связанных форм рибофлавина путем кислотного и ферментативного гидролиза, экстракционной очистке полученного гидролизата от соединений, мешающих флуорометрическому определению, и измерении интенсивности флуоресценции рибофлавина (метод прямой флуорометрии) до и после восстановления рибофлавина гидросульфитом натрия в сравнении со стандартным раствором.
Содержание витамина РР (ниацина) определяли калориметрическим методом. Метода основан на освобождении связанных форм ниацина путем гидролиза, очистке полученного гидролизата от мешающих определению веществ, количественном получении производною глутаконового альдегида и колориметрическом определении его массовой доли при 400-425 нм в сравнении со стандартным раствором. 2.3.3. Определение содержания дрожжевых клеток Для оценки количества дрожжевых клеток применяли высев исследуемого материала на плотные питательные среды в чашки Петри с последующим подсчетом выросших колоний. Считается, что каждая изолированная колония является результатом развития одной клеіки, следовательно, число колоний соответствует количеству дрожжевых клеток, находившихся в материале, взятом для посева. Для получения отдельных колоний на плотную питательную среду в чашках Петри высевали несколько разведений сбраживаемого пивного сусла. Работа этим методом включала три этапа: приготовление разведений пивного сусла; посев на плотную питательную среду; подсчет выросших колоний и определение количества дрожжевых клеток в единице объема. Подсчет вели визуально и с помощью лупы. Определение массовой доли сухих веществ (10), полноты осахаривапия, активной и титруемой кислотности сусла (13) проводили по «Инструкция по технохимическому контролю пивоваренного производства» [98]. Титруемую кислотность определяли по ГОСТ 3624-92. Метод основан на нейтрализации всех находящихся в пиве кислот и кислых солей титрованием 0.1 н раствором едкого натра с фенолфталеином, окончание устанавливалось по изменению окраски фенолфталеина и выражали в градусах Тернера. Определения цветности пива (14) проводили по ГОСТ 12789-87. Мегод основан на визуальном уравнивании интенсивности окраски исследуемого пива с цветом растворов йода различной концентрации. Определение этилового спирта (8) и действительного экстракта проводили дистилляционным методом (путем перегонки) [22,23]. Хром атографичес кое исследование готового пива специального проводили методом хромато-масспектрометрии (гибридный метод, сочетающий в себе газовую хроматографию и масспектрометршо). Измерения проводили на приборе Hewlett-Packard HP 6850 в соответствии с инструкцией по использованию прибора. Физико-химические показатели готового пива (17) (экстрактивное! ь начального сусла, %; объемная доля спирта, %; кислотность, цветность, мутность) определяли по ГОСТ 12787-81, 12788-81,12789-81. Для изучения микробиологических показателей пива (18) использовались следующие документы: СанПиН 2.3.2.1078-01, ГОСТ Р 50474-93, ГОСТ Р 50480-93, ГОСТ 10444.12-88, ГОСТ 10444.15-94, ГОСТ 30712-2001, ГОСТ 18963-73, ИК ІО-04-06-140-87, МУК 4.2.1018-01.
Обоснование этапа и способа введения Неоселена в сбраживаемое начальное пивное сусло
Процесс брожения разделяется на две стадии: основное брожение начального сусла и дображивание молодого пива. Эти процессы производят при разных параметрах температуры и давления.
В результате главного (основного) брожения при сбраживании Сахаров, преимущественно в аэробных условиях, начальное пивное сусло превращается в молодое пиво.
Для изучения биохимической активности пивных дрожжей штамм 8 AM И 11 Sacch. cerevisiae в присутствии селенита натрия проводили модельные опыты: в темную пятилитровую емкость с закручивающейся крышкой заливали стерильное производственное пивное сусло с экстрактивностыо 11% в объеме трех литров, с температурой (5-6)С, вносили биомассу пивных дрожжей, разведенных до цеховой стадии, с содержанием дрожжевых клеток 18x10 /см в количестве 45 мл и 0,05%-ный раствор селенита натрия в количестве 0,63 мл, обеспечивая содержание селена в сусле 100 мкг/л селенита натрия - опыт. Контроль - основное брожение пивного сусла, традиционное.
Опытные и контрольные образцы выдерживали в охлаждающих условиях, в соответствии с традиционной технологией пива «Жигулевское», т.е. при температуре (8-9)С
Бутыли с открытыми крышками помещали в холодильник лаборатории пивзавода. Процесс основного брожения начального сусла вели по определенному температурному графику, В первые и вторые сутки максимальную температуру воздуха поддерживали (8-9) С в течение 36 часов, после чего, в течение 3-х суток ее постепенно снижали до 4С и сохраняли на установленном уровне, обеспечивая к концу сбраживания температуру пивного сусла с 4 до 4,5С. Общая продолжительность основного брожения составила семь суток.
Окончание процесса брожения определяли по предельным значениям плотности (содержанию видимого экстракта), которые должны находиться в пределах от 3,9 до 4,1%.
Влияние селенита натрия на процесс основного брожения пивного сусла определяли по изменению внешнего вида поверхности сбраживаемого сусла (формированию пены и завитков), температуры, росту дрожжевых клеток, плотности, рН и степени осветления молодого пива.
В течение всего процесса основного брожения пивного сусла изучали ряд показателей, которые позволили установить особенности данного биохимического процесса по стадиям, различные по внешнему виду поверхности сбраживаемого сусла, а также изменению экстрактивности и степени осветления молодого пива в присутствии селена. В целом в технологии приготовления пива различают четыре стадии главного брожения начального сусла: забел; период низких
Сравнительный анализ по всем стадиям главного брожения начального сусла производили как контрольных, так и опытных образцов. Сравнительная характеристика этих показателей в процессе основного брожения представлена на рисунках 3.1, 3.2,3.3 и 3.4
На первой стадии брожения, называемой забелом, которая продолжалась 36 часов в контрольном образце на поверхности бродящего сусла по периферии появлялась полоса нежно-белой пены, что указывает на процесс интенсивного почкования и размножения дрожжей. При этом экстрактивность сусла снижалась на 2% в сутки, а температура поднималась на 2С в сутки (рисунки 3.1. и 3.2).
Так, анализ изменения температуры показал, что в контрольных образцах температура сусла интенсивно повышалась с начала брожения в течение 54 часов с дальнейшим понижением её до 4С. В опытных образцах сусла повышение температуры проходило медленнее, и максимальный показатель температуры достигал на 3-4 сутки с дальнейшим её понижением до 4С. Такие колебания температуры можно объяснить тем, что на начальном этапе дрожжевая клетка адаптируется к микроэлементу селен и поэтому процесс брожения задерживается. Следует отметить, что интенсивность брожения в опытных образцах наблюдалась в более поздние сроки. Аналогичный факт отмечается при анализе роста дрожжевых клеток в процессе основного брожения (рис.3.2). К окончанию первой стадии в контрольном сусле плотность составляла 9%, а температура - 10С. В опытных образцах, появление нежно-белой пены наблюдалось уже на первые сутки сбраживания сусла, это говорит о более быстром адаптировании дрожжевых клеток к пивному суслу и интенсивному их размножению (рис.3.2).
Из данных, приведенных на диаграмме (рис.3.2), видно, что через 2 суток брожения количество дрожжевых клеток в опытных образцах сусла составило 40х106КОЕ/г. В контрольных партиях такая концентрация дрожжей достигалась лишь на 3 сутки. Поэтому температуру среды опытных образцов следует понижать до 2С, а не до 4С, как по традиционной технологии, и к окончанию брожения доводить до 0С с целью полного оседания дрожжей.
Вторая стадия брожения, составляющая 36 часов характеризующаяся образованием завитков, за счет выделения диоксида углерода, показывает, что в контрольных и опытных образцах происходит более интенсивное выделение диоксида углерода, что подтверждали выделяющиеся пузырьки и образование густой, компактной, поднимающейся пены, в виде завитков. Однако в опытных образцах количество образовавшейся пены больше. Как в контрольных, так и в опытных образцах, пена вначале по цвету была белая, а затем постепенно темнела из-за окисления хмелевых смол и частичного обезвоживания. Экстрактивность сусла в этой стадии снижалась на 0,5-1% в сутки; рН в конце стадии установилась 4,9-4,7, при начальном значении 5,6 (рисунок 3.3). Повышение температуры контрольного сусла к окончанию второй стадии прекратилось. В опытных образцах температура поднималась на 0,5-0,8 С в
В начале третьей стадии брожения (стадии высоких завитков), которая продолжалась 3 суток, пивное сусло контрольных и опытных образцов охлаждали до 4С, чтобы обеспечить оседание дрожжей. Наблюдалась наибольшая интенсивность брожения, которая отмечалась максимальной температурой процесса брожения пивного сусла с добавлением селенита натрия. Снижение экстрактивное достигала 1-1,5 % в сутки (рис.3.4.). Пена становилась рыхлой и объемной, а завитки достигали наибольшей величины, при этом верхние участки имели коричневый цвет, нижние - белый, рН снизилась до 4,6-4,4. Размножение дрожжей приостановилось в связи с недостатком кислорода и уменьшением питательных веществ. Но в тоже время, в опытных емкостях наблюдалось еще брожение сусла.
Физико-химические показатели пива «Лунного»
С целью расширения ассортимента, а также получения напитка с высокой биологической ценностью, в частности гшва, обогащенного селеном, сбалансированного но основным физико-химическим и органолептическим показателям, в биомассу пивных дрожжей вводили раствор селенита натрия солянокислого.
В предыдущих главах на модельных опытах изучено влияние селенита натрия па рост дрожжевых клеток при производстве пива и выбрана оптимальная доза добавки селенита натрия, которая составляет - 100,0 мкг\л, а так же предложен способ и этап введения Неоселена в биомассу пивных дрожжей. Рассмотрены два способа корректировки интенсификации брожения пивною сусла: I) сокращение посевного материала на 15-17%; 2) сокращение технологического цикла на 3 суток, с изменением температурных параметров. Нами выбран второй способ.
В связи с тем, что производственный процесс приготовления пива ведется на специальном оборудовании, в котором автоматически поддерживаются заданная температура и давление. Весь процесс сбраживания осуществляется при определенных условиях: в бродильном цехе, в горизонтальных цилиндрических аппаратах емкостью 40 т., температура сбраживаемого сусла плавно понижается от 9 до 4 С, на протяжении семи суток (в течение главного брожения). Затем сброженное молодое пиво перекачивается в цех дображивания, с хорошей теплоизоляцией и приточно-вытяжной вентиляцией с температурой воздуха 0-2С. Дображивание и созревание проводят в герметически закрытых металлических аппаратах (танках). Аппараты для дображивания снабжены штуцерами (приборами, поддерживающими заданное давление в аппарате - 0,05 - 0,06 МПа и удаляющий из него избыток диоксида углерода).
На основании проведенных исследований разработана технология пива «Лунное», обогащенного селеном. Учитывая высокую интенсивность брожения с использованием раствора селенита натрия, предлагаем снизить температуру в процессе главного брожения после 2 суток, доведя ее к 6 суткам до 0-2С, за счет чего сократить продолжительность процессов брожения на 3 суток; основного брожения на 1 сутки, процесса дображивания на 2 суток.
За основу технологической схемы производства пива светлого «Лунное» была взята технология пива светлого «Жигулевское». Технологическая схема приготовления пива «Лунного» представлена на рисунке 4.1. Произведена апробация технологии нового пива в производственных условиях. Выработано четыре партии пива. Для производственного эксперимента использовали горизонтальные цилиндрические аппараты главного брожения (танки) ТБ-40. Такой аппарат представляет собой герметичный цилиндрический резервуар вместимостью 38-40 тонн, снабженный охлаждающим змеевиком. Па нем имеется штуцер для присоединения пивных шлангов, кран для наполнения начального сусла и спуска молодого пива, люк для осмотра и мойки внутренней поверхности, кран для отбора проб, штуцер для установки манометра, а также предохранительный клапан. Для обеспечения достаточного осветления молодого и готового пива аппараты для главного брожения изготавливают диаметром не более 2,4 м, а дображивания - 3,6 м. Сущность разработанной технологии нового пива заключается в применении новых технологических приемов: использование 0,05%-ного раствора селенита натрия солянокислого, в качестве селенсодержащего препарата; сокращение продолжительности процессов брожения на 3 суток (процесс основного брожения на 1 сутки, дображивание на 2 суток); изменить температурный режим основного брожения (после 2 суток до 4 С, через 2 суток до 2 С, доведя температуру к б суткам до 0 С). Пиво - вкусовой напиток, оно характеризуется определенным ароматом, вкусом, цветом, наличием экстрактивных веществ и содержанием алкоголя. Пиво состоит из метаболитов спиртового брожения и несброженных экстрактивных веществ. Эти вещества в комплексе оггределяют полноту вкуса пива. Он зависит от состава и экстрактивности зерновых продуктов, степени сбраживания и других факторов. Готовое пиво содержит 2,5-5 % экстрактивных веществ. Их состав (%): 80-85 сахаридов; азотистых веществб-9; глицерина 5-7; минеральных веществЗ-4; органических нелетучих кислот 0,7-1,0; витамины и другие вещества. В связи с тем, что процессы брожения пивного сусла после внесения селенита натрия изменяются, возникла необходимость определения качественных показателей и показателей безопасности готового осветленного пива. В таблице 4.1 представлена качественная характеристика пива «Лунное» по физико-химическим характеристикам и показателям безопасности. По физико-химическим показателям пиво должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 511174-98 «Пиво. Общие технические условия». Микробиолої ические показатели не должны превышать требованиям СанІІиН 2.3,2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов". Данные, представленные в таблице 4.1 показывают, что основные физико-химические и микробиологические показатели пива «Лунное» соответствуют требованиям нормативной документации и незначительно отличаются от показателей контрольных образцов пива. Тем не менее, содержание селена в новом продукте выше в 6,3 раза, чем в пиве, сваренном по традиционной технологии.
