униконсы

Группа компаний "Униконс"

Продвижение и реализация пищевых добавок, антисептиков и другой продукции НПО Альтернатива.

Перейти на сайт
септоцилы

"Антисептики Септоцил"

Септоцил. Бытовая химия

Септоцил - ваш выбор в борьбе за чистоту

Перейти на сайт
петритесты

"Петритест"

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

Перейти на сайт

 

В производстве пива одновременно с основными продуктами брожения (этанолом и диоксидом углерода) образуется целый ряд побочных продуктов, которые играют суще­ственную роль в формировании органолептических свойств напитка. К этим веществам относятся глицерин, высшие спирты, летучие и жирные кислоты, эфиры, альдегиды и их производные, серосодержащие соединения. Все эти компоненты представляют незначи­тельную часть сухих веществ пива за исключением глицерина, содержание которого в зависимости от массовой доли сухих веществ в сусле может составлять 1,3-2,0 г/л. Тем не менее все побочные продукты брожения, даже не достигающие пороговых зна­чений концентрации (табл. 7.5), определяют вкусовой профиль пива.

Таблица 7.5

Критерии оценки аромата пива (характеристика побочных продуктов брожения)

Компонент Концентрация, мг/л Пороговое значение концентраций, мг/л Оценка аромата
по Mandl und Geiger

по

Miedaner

по Mandl und Geiger по Miedaner
1 2 3 4 5 6
Высшие спирты
Пропиловый спирт (С3) или пропанол 9 2-50 - Алкогольный
Изобутиловый спирт (С4) или 2-метилпропанол 8 5-20 15; 175* 10; 200* Алкогольный, аптечный, растворитель
2-метилбутанол (С5) 11 10-20 10; 65* Алкогольный, растворитель
3-мегилбутанол (С6) 36 35-70 - 30; 70* Алкогольный, банан
2-феинлэтанол 15 10-20 30-50* 50-75* 28; 125* Цветочный (роза) у пшеничного пива
Органические кислоты
Пируват 60 - - - Солено-кислый
D+L лактат 60 - - - Молочно-кислый
Цитрат 165 - - - Лимонно-кислый
Малат 85 - - - Яблочно-кислый
Глюканат 35 - - - -
Ацетат (С2) 90 - - - Уксусно-кислый
Масляная (С4) - 0,2-0,6 - 1,2-2,2 Сырный, прогорклый
Изовалерьяновая (С5) - 0,5-1,2 - 1,5-1,6 Сырный, старый хмель
Октановая (С8) или каприловая 3-10 10-13 Масляный
Декановая (С10) или каприновая 0,8 10 Прогорклый
Додекановая (С12) или лауриновая 0,1-0,5 6 Мыльный
Эфиры
Этилацетат (этиловый эфир уксусной кислоты) 17 5-30 30-93 25-30 Фруктовый, карамель, вкус растворителя
Бутилацетат (бутиловый эфир уксусной кислоты) - Менее 0,1 - 0,4; 1,6** Фруктовый, банан (типичный для пшеничного пива)
Изоамилацетат (изоамиловый спирт уксусной кислоты) 2 0,5-2,5 2,0-2,3 0,4; 1,6** Фруктовый (банан)
Гептилацетат - 0,5-2,5 - 1,0-1,6 Фруктовый, банан
Этилбутират (этиловый эфир масляной кислоты) 0,3 0,4 Яблоко, папайя
Этилкапронат (этиловый эфир гексановой кислоты) - 0,1-0,3 - 0,12-0,23 Фруктовый, яблоко
Этилкапринат (этиловый эфир додекановой кислоты) - 0,02 - 3,5 Мыльный, эфирный, дрожжевые тона
Этиловый эфир молочной кислоты - 0,1-0,5 - 250 Фруктовый, земляничный (при биологическом подкислении)
Карбонильные соединения
Общий диацетил 0,1 0,1 0,10-0,15 Похожий на мыло, масло с жженым сахаром, пахта
Общий пентандион 0,1 - 1,0 - Затхлый, вкус корицы
Ацетоин 3,0 - 3,0 8-20 Фруктовый, затхлый
Ацетальдегид 8 - 25-50 - Зеленое яблоко, кожура сырых яблок, давленные яблоки
Сернистые соединения
Диметилсульфид 0,1 0,03-0,12 - 0,10-0,12 Вареные овощи

* Значение для пшеничного пива.

** Значения при использовании технологии с биологическим подкислением.

(–) Сведений нет.

Порог ощущения или пороговое значение концентрации вкусоароматического веще­ства – это наименьшая концентрация вещества, вызывающая соответствующее ощу­щение (раздражение). Эта та концентрация вещества, которая выявляется дегуста­тором. С помощью этого показателя можно сравнить ароматическую активность различных веществ.

7.3.3.1. Высшие спирты

Большинство штаммов дрожжей во время брожения (при температуре 7-9°С) обра­зует от 60 до 90 мг/л высших алифатических спиртов (табл. 7.6). В основном это пропиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты (табл. 7.6).

Таблица 7.6

Сравнительная характеристика штаммов дрожжей по синтезу некоторых высших спиртов

Штаммы низовых дрожжей Концентрация высших спиртов в пиве, мг/дм3
Пропиловый Изобутиловый Изоамиловый Сумма высших алифатических спиртов
1 2 3 4 5
776 7.92 13,71 41,52 63,15
44 7,95 14,05 38,17 81,83
41 7,84 13.72 34,33 55,89
S-Львовская 8,36 14,18 40,51 85,59
11 9,18 17,23 41,75 68,16
F 8,50 15,07 33,77 57,34
8а (М) 9,10 17,78 46,39 73,27
70 8,57 14,69 44,16 67,42
129 (П) 19,10 - 40,30 -
140(П) 19,70 - 43,00 -
145 (П) 11,80 - 44,50 -
146 (П) 11,70 - 39,50 -
34 (Н) 10,40 - - 81,30
35 (Н) 8,80 - - 84,50
69 (Н) 7,00 - - 63,50
84(H) 10,10 - 75,90
120(H) 11,10 - - 100,90
128(H) 8,70 - - 83,60
132(H) 10.80 - - 91,00
199(H) 11,80 - - 103,60
2036 (Д) 19,00 19,00 72,00 110,00
2091 (Д) 13,00 14,00 60,00 87,00
2155 (Д) 14.00 16,00 67,00 97,00
2322 (Д) 18,00 12,00 64,00 94,00
А15(Ф) - - - 76,00
А3(Ф) - - - 78,00

П – штаммы из Санкт-Петербургской лаборатории микробиологии, биохимии и технологии дрожжей.

Д – штаммы дрожжей из коллекции Alfred Jorgensen Laboratory – AJL (Дания).

H – немецкие штаммы дрожжей (данные Gresser цит. по Heyse K-U, 1989).

Ф – штаммы дрожжей из коллекции VTT (M-L.Suihko 1996, Финляндия).

(–) Сведений нет.

Из высших ароматических спиртов более всего влияет на вкусовой профиль пива 2-фенилэтанол. Этот компонент обусловливает цветочный аромат (аромат розы) и является индикатором пшеничного пива. Обычно содержание фенилэтанола в пиве низового брожения не превышает 20 мг/л, в то время как в пиве верхового брожения, в частности пшеничном пиве, уровень этого компонента достигает 50 мг/л. Из приве­денных в табл. 7.6 штаммов, только штамм 199 синтезирует более 30 мг/л фенилэтано­ла. Этот же штамм, а также штаммы 120 (Н), 2036 (Д) более других склонны к накоп­лению высших спиртов, уровень которых превышает пороговую концентрацию для пива низового брожения.

7.3.3.2. Эфиры

Эфиры придают пиву фруктовый, цветочный, леденцовый привкус и аромат. Эти же соединения при более высокой концентрации являются причиной появления в пиве дрожжевого привкуса и запаха, а также привкуса и запаха растворителя. В зависимости от химической структуры эфиров изменяется их влияние на вкус и аромат пива (табл. 7.5). В небольших количествах (до значения пороговой концентрации) они способ­ствуют появлению в пиве фруктового аромата (банан, земляника, яблоко, папайя). В том случае, когда содержание эфиров превышает порог ощущения, вкус и аромат пива изменяются. Например, при концентрации этилацетата более 30 мг/л пиво приобрета­ет неприятный химический привкус.

В количественном отношении эфиры представлены главным образом этиловым эфиром уксусной кислоты (этилацетатом) (табл. 7.7). Концентрация этого эфира в зависимости от штамма дрожжей изменяется от 5,9 (штамм 146) до 26,0 мг/л (штамм 2036) (табл. 7.8). Максимальное количество эфиров жирных кислот образу­ют дрожжи 199 штамма (0,53 мг/л). Роль этих эфиров в восприятии вкуса и аромата пива весьма существенно, так как они, наряду с высокомолекулярными жирными кис­лотами, придают пиву дрожжевой привкус.

Таблица 7.7

Влияние штаммов на синтез эфиров (данные Gresser цит.по HeyseK-U, 1989)

Концентрация, мг/л Штаммы низовых дрожжей
34Н 69Н 199Н
Эфиры уксусной кислоты, в том числе: 20,0 8,0 26,1
этилацетат 17,7 6,9 22,1
изобутилацетат 0,2 0,27 0,27
изопентилацетат 1.8 0,7 3,1
фенилацетат 0,3 0,16 0,62
Эфиры жирных кислот 0,42 0,34 0,53
этилкапронат 0,14 0,08 0,27
этилкаприлат 0,24 0,22 0,22
этилкапринат 0,04 0,04 0,04

Таблица 7.8

Влияние штаммов на синтез этилацетата

Штамм низовых дрожжей Концентрация этилацетата в пиве, мг/л Штамм низовых дрожжей Концентрация этилацитата в пиве, мг/л
129 (П) 12,5 120 (Н) 15,9
140 (П) 14,8 128 (Н) 16,0
145 (П) 9,0 132 (Н) 10,7
146 (П) 5,9 199 (Н) 22,1
34 (Н) 17,7 2036 (Д) 26,0
35 (Н) 14,6 2091 (Д) 9.0
69 (Н) 6,9 2155 (Д) 16,0
84 (Н) 17,6 2322 (Д) 23,0

7.3.3.3. Карбонильные соединения

К ним относятся ацетальдегид, ацетоин и вицинальные дикетоны (диацетил, пентандион). Содержание этих компонентов значительно снижается к концу процесса бро­жения. Ацетальдегид придает пиву аромат зеленых яблок. Пороговое значение кон­центрации 10-25 мг/л. Содержание ацетальдегида в пиве изменяется в зависимости от штамма в широких пределах от 3 (штамм АЗ) до 26,3 мг/л (штамм 146), оставаясь при этом ниже пороговой концентрации (сравнить табл. 7.5 и 7.9).

С ацетоином связывают появление в пиве подвального, затхлого запаха, Все штам­мы, за исключением 69 (Н) и 132(Н), не достигают пороговых концентраций этого карбонила.

Из вицинальных дикетонов наибольшее внимание, как индикатору созревания пива, уделяется диацетилу, который имеет специфический запах и привкус. Для этого вещества характерны очень низкие пороговые концентрации (ниже 0,1 мг/л). Содер­жание этого дикетона в пиве в зависимости от штаммовых особенностей дрожжей колеблется от 0,035 (для штамм АЗ) до 1,21 мг/л (штамм 44). Следует иметь в виду, что концентрация диацетила в пиве определяется не только штаммом дрожжей, но и технологией брожения и дображивания пива. При использовании одного и того же штамма содержание диацетила в пиве, полученном на разных заводах, может суще­ственно отличаться. Поэтому на многих заводах концентрация диацетила в пиве посто­янно контролируется по методике, предложенной ЕВС (см. приложение 14).

Таблица 7.9

Сравнительная характеристика штаммов дрожжей по синтезу карбонильных соединений

Штаммы низовых дрожжей Концентрация в пиве, мг/л
Ацетальдегид Ацетоин Диацетил Пентандион
776 - 2,36 0,65 -
44 - 2,22 1,21 -
41 - 1,46 1,05 -
S-Львовская - 1.98 1,15 -
11 - 2,39 0,53 -
F - 2,65 1,04 -
8а (М) - 2,36 0,65 -
70 - 1,65 0,50 -
129 (П) 7,1 - 0,09 0,07
140 (П) 7,1 - 0,14 0,08
145 (П) 13,8 - 0,28 0,10
146 (П) 26,3 - 0,27 0,14
34 (Н) - 1.6 0,07 0,09
35 (Н) - 3,9 0,13 0,17
69 (Н) - 12,0 0,76 0,66
84 (Н) - 2,4 0,32 0,35
120 (Н) - 3,1 0,17 0,25
128 (Н) - 1.9 0,12 0,16
132 (Н) - 6,1 0,24 0,24
199 (Н) - 1,7 0,07 0.15
2036 (Д) 18 - - -
2091 (Д) 21 - - -
2155 (Д) 13 - - -
2322 (Д) 9 - - -
А15(Ф) 4 - 0,12 -
АЗ(Ф) 3 - 0,035 -

 (– ) Сведений не обнаружено.

7.3.3.3.1. Биосинтез и редукция (восстановление) диацетила

Исходным метаболитом в синтезе диацетила является α-ацетолактат, который в за­висимости от физико-химических условий среды и штаммовых особенностей дрож­жей может с разной скоростью превращаться в валин и ацетоин. В виду того, что в процессе размножения дрожжей образуется большое количество α-ацетолактата, из­быток его выделяется в бродящее сусло, где происходит оксидативное (в присутствии кислорода) декарбоксилирование α-ацетолактата в диацетил. Здесь следует обратить внимание на то, что образование диацетила из ацетолактата происходит не фермента­тивным путем (вне дрожжевой клетки). По мере снижения концентрации кислорода в бродящем сусле и уменьшения интенсивности размножения клеток, диацетил при уча­стии фермента алкогольдегидрогеназы, локализованной в клеточной стенке дрожжей, превращается в ацетоин и далее в 2,3-бутандиол. Таким образом, процесс редукции диацетила связан с ферментативной деятельностью дрожжей, а, следовательно, опре­деляется концентрацией клеток при дображивании (созревании) пива.

Установлено, что максимальное количество диацетила образуется в экспоненци­альной фазе роста дрожжей. В зависимости от технологии получения пива пик синте­за диацетила может приходиться на 2-5 сутки процесса главного брожения. Затем, при дображивании пива, происходит превращение диацетила сначала в ацетоин (при уча­стии редуктазы дрожжей), а затем в 2,3-бутандиол. Критерием завершенности техно­логического процесса получения пива является восстановление диацетила до бутандиола – вещества, которое не достигает значений пороговой концентрации восприятия.

7.3.3.3.2. Влияние штаммовых особенностей дрожжей на синтез и редукцию диацетила

На образование диацетила влияют следующие штаммовые особенности дрожжей:

♦   скорость утилизации валина;

♦   активность алкогольдегидрогеназы;

♦   активность ацетогидроксикислоты-синтетазы;

♦   бродильная активность дрожжей;

♦   флокуляционная способность дрожжей.

Синтез и восстановление диацетила связаны с метаболизмом аминокислоты вали­на, которая образуется также, как и ацетоин и диацетил из α-ацетолактата. В свою очередь, содержание в клетках α-ацетолактата определяется скоростью протекания ре­акции пируват → α-ацетолактат, которая зависит от активности фермента ацетогидро­ксикислоты-синтетазы. Предполагается, что валин ингибирует этот фермент и тем са­мым способствует снижению концентрации диацетила в пиве.

Синтез диацетила определяется бродильной активностью дрожжей: чем она выше, тем раньше накапливается диацетил в пиве и быстрее проходит его восстановление в бутандиол.

Главным показателем, характеризующим бродильную активность дрожжей, являет­ся степень сбраживания сусла, определяемая активностью ферментов, участвующих в диссимиляции Сахаров сусла (глюкозы, мальтозы, мальтотриозы). Также важны разме­ры клеток, тип флокуляции. Установлено, что чем раньше достигается максимальная концентрация диацетила, раньше наблюдается ферментативное восстановление дикетона алкогольдегидрогеназой дрожжей. Для ускорения этого процесса необходимо со­хранять определенный уровень диспергированных в среде дрожжей после сбражива­ния экстракта, для чего даже вводят клетки из ранних стадий брожения. Пылевидные дрожжи образуют в 2-3 раза больше диацетила, чем флокулирующие, но эти дрожжи также быстро осуществляют его редукцию, так как длительное время находятся в пиве во взвешенном состоянии.

7.3.3.3.3. Влияние технологических показателей ведения процесса на синтез диацетила и его редукцию

Из технологических показателей, влияющих на биосинтез диацетила и его редукцию, следует выделить:

♦    состав сусла;

♦    норму введения семенных дрожжей;

♦    температуру;

♦    содержание кислорода в сусле;

♦    режим дображивания.

Синтез и редукция диацетила также зависят от физиологического состояния дрож­жей, их возраста, условий предшествующего культивирования и режимов хранения.

7.3.3.4. Органические кислоты

Органические кислоты, как кислоты цикла Кребса (лактат, цитрат, малат, ацетат), так и жирные кислоты (С6-С12) вызывают падение величины рН в процессе сбраживания сусла дрожжами. В отличие от кислот цикла Кребса, жирные кислоты вызывают появ­ление дрожжевого вкуса и снижают пенообразование. По синтезу жирных кислот штаммы не значительно отличаются друг от друга. При использовании различных штаммов концентрация С6-С12 жирных кислот в пиве составляет 5,4-7,3 мг/л. При таких колебаниях концентрации жирных кислот изменения пенообразования и пеностойкости не наблюдается.

 

яндекс.ћетрика