Влияние кислорода на воду, безалкогольные напитки (стр. 5 из 5)

Образование высших спиртов тесно связано с нормой введения дрожжей, аэрацией и температурой.

Летучие вещества, в особенности диацетил и ацетальдегид, достигают максимальной концентрации при главном брожении. Кроме того, уже на первых стадиях брожения образуются заметные количества летучих органических и жирных кислот [1].

Дрожжи образуют в пиве органические кислоты — уксусную, пировино-градную, молочную, яблочную, лимонную и др., которые присутствуют во всех сортах пива.

Продолжительность производственного цикла получения пива определяется в основном длительностью процесса созревания. Под созреванием пива подразумевают облагораживание молодого пива, выражающееся в улучшении его вкуса и аромата. Достигается это различными физическими и химическими реакциями, протекающими в пиве на стадии дображивания. Образуется много новых химических соединений, которых не было в молодом пиве и которые влияют на органолептические свойства пива. Из дрожжевых клеток выделяются компоненты, придающие готовому продукту определенные консистенцию и вкус. В результате всех процессов устанавливается равновесие между различными ароматическими компонентами [1].

Природа созревания пива очень сложна. Несомненно, что при выдержке пива происходит эфирообразование.

При созревании пива в нем снижается количество побочных продуктов, придающих ему вкус и аромат незрелого пива.

Среди составных веществ пива огромную роль в создании характерного аромата и вкуса играют летучие вещества. Однако концентрации их должны быть ниже определенного уровня. Если этого нет, то отдельные летучие соединения или группы их могут доминировать и разрушать гармоничность вкуса. По-видимому, нет определенного вещества, которое занимало бы ведущее место среди арома-

тических компонентов пива. В настоящее время выделено и идентифицировано большое число индивидуальных ароматических компонентов пива. По влиянию на аромат пива их можно расположить в следующей последовательности: эфиры, диацетил, кислоты, высшие спирты. Другие авторы [1] на первое место ставят диацетил. Кроме того, на аромат пива большое влияние оказывают сернистые соединения. Пивные дрожжи большей частью образуют одинаковые ароматические вещества, однако у разных штаммов количество их значительно колеблется. Это особенно проявляется в образовании эфиров дрожжами.

Не вызывает сомнения, что аэрация усиливает образование ацетальдегида, активируя весь процесс брожения. Имеются экспериментальные данные о высокой концентрации ацетальдегида после брожения более аэрированного сусла, чем после сбраживания менее аэрированного.

Аэрация сусла, в частности горячего, способствует удалению Н28 и ЗОз, но может увеличить концентрацию диметил-сульфида[1].

Аэрация не увеличивает содержание диацетила в пиве, но повышает активность дрожжей, поэтому на ранних стадиях брожения образуется больше ацетолактата. Это может отрицательно повлиять на количество диацетила в пиве, а следовательно, на качество пива.

При недостатке кислорода сбраживание экстракта замедляется, что также может привести к высокому содержанию диацетила в пиве [1].

Основные потребительские свойства пива — его вкус и аромат, которые зависят от содержания различных, в большей степени летучих соединений, образующихся в процессе брожения и созревания пива. Незначительное содержание этих соединений не дает возможности определить их с помощью химических методов. Сложность состава и микроконцентрация компонентов позволяют применять методы физико-химического анализа, из них наиболее объективный для идентификации компонентов — метод газожидкостной хроматографии [2].

Цель работы — исследование состава летучих продуктов, образующихся при брожении и дображивании пива, обеспечивающих его вкус и аромат при получении безалкогольного пива с использованием аэрации сусла кислородом воздуха.

В задачи исследований входило: определение оптимальных параметров процесса хроматографии для исследования качественного состава летучих компонентов; определение времени выхода чистых летучих компонентов; исследование процессов брожения и дображивания при получении безалкогольного пива при помощи аэрации сусла кислородом воздуха; исследование образцов готового безалкогольного пива и проведение сравнительного анализа результатов.

Показатель	Значение
Материал колонки, м	Сталь
Длинна колонки, м	3,0
Внутренний диаметр колонки, мм	2,0
Твердый носитель неподвижной фазы	ChromatonN-AW-HMDS
Неподвижная жидкая фаза	Carbowax-300
Концентрация НЖФ на твердом носителе,%	15
Объем пробы, мкл	0.5-10.0
Температура термостата колонки,ºС	60
Температура испарения, ºС	200
Температура детектора, ºС	200
Расход газа-носителя, см3/мин-1	20
Расход газов для пламенно-ионизационного детектора, см3/мин-1:
Водород	30
Воздух	300

Приготовленное сусло до задачи дрожжей аэрировали кислородом воздуха до следующих концентраций: в контрольном образце — 6-8 мг/дм³ в опытном образце — 40-45 мг/дм³ [3, 4, 5].

Для насыщения сусла кислородом использовали экспериментальную установку, состоящую из кислородного баллона, редуктора с манометрами, трубки, гермегимески соединяющей баллон с сосудом, ишюлненным пивным суслом (рис. 1).

В аэрированное сусло добавляли дрожжи с нормой задачи 20 млн кл./см³ и проводили брожение и дображивание 110 классической технологии.

Для определения летучих компонентов в процессе работы был применен газохроматографический анализ (надосадочная колонка), при котором соблюдались определенные параметры хроматографии, оптимальные для максимального разделения смеси (табл. 1).

Количественную обработку хроматограмм производили вручную, т.е. после определения площадей пиков на хрома-тограмме рассчитывали концентрации компонентов в анализируемом образце

С_i(мг/дм³)без введения калибровочного множителя

где Р_i, Р_СТ— измеряемые параметры хроматографических пиков интересующего и стандартного веществ (пло-щади); f_i — калибровочный множитель для определяемого соединения относительно стандартного вещества, f_i= 1;

q_ст,q_см — количества стандартного вещества и анализируемой смеси, отобранные и смешанные для анализа.

До анализа дистиллята пива провели идентификацию летучих компонентов, которые в пиве выявляют следующим образом: определяют время выхода чистых летучих компонентов и сравнивают с пиками на хроматограммах.

Изданных, представленных на рис. 2-7, можно сделать выводы, что в процессе

брожения повышается концентрация всех летучих компонентов в контрольном и опытном образцах. В опытном образце с содержанием кислорода в сусле 40-45 мг 02/дм³ до задачи дрожжей отмечаются более высокие значения уксусного альдегида, высших спиртов и этилового эфира уксусной кислоты по сравнению с контролем. Низкое общее содержание летучих компонентов в обоих образцах можно объяснить более низкой концентрацией начального пивного сусла (7 %).

В процессе дображивания снижается концентрация уксусного альдегида, причем в опытном образце его значение несколько выше, чем в контрольном. Концентрации остальных летучих компонентов при до-браживании продолжают расти. После 10-13 сут дображивания накопление высших спиртов и этилового эфира уксусной кислоты незначительно. Исходя из этого, следует предположить, что процесс дображивания может занимать 10-13 сут при получении безалкогольного пива.

По окончании процесса созревания проводили исследования безалкогольного пива «2его», полученного в лабораторных условиях (табл. 2).

Анализ физико-химических показателей полученного образца готового пива, свидетельствует, что пиво «2его» соответствует безалкогольному пиву.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

В образцах готового пива, полученного с использованием процесса аэрации сусла перед его брожением, идентифицированы следующие летучие компоненты: ацеталь-дегид, этиловый эфир уксусной кислоты, этиловый спирт, н-пропиловый, изобути-ловый, изоамиловый и амиловый спирты.

В процессе главного брожения повышается концентрация всех летучих компонентов. В опытном образце с содержанием кислорода в сусле 40-45 мг 02/дм³ до задачи дрожжей отмечаются более высокие значения ацетальдегида, высших спиртов и этилового эфира уксусной кислоты по сравнению с контролем.

Общее низкое содержание летучих компонентов в обоих образцах (опыт и контроль), по-видимому, является следствием низкой концентрации начального пивного сусла (7 %).

В процессе дображивания снижается концентрация ацетальдегида, причем в образце с аэрацией сусла его содержание несколько выше, чем в контрольном. Концентрации остальных летучих компонентов в ходе дображивания продолжают расти, что свидетельствует о процессе созревания пива

После 10-13 сут дображивания накопление высших спиртов и этилового эфира уксусной кислоты незначительно, из чего можно сделать вывод, что процесс дображивания при получении безалкогольного пива проводят не более 13 сут.

Показатель	Значение
Аромат	Гармоничен
Вкус	Полный, сбалансированный
Массовая доля сухих веществ в начальном сусле, масс.%	7,20
Дейчтвительная степень сбраживания,%	48,33
Массовая доля дейсвительного экстракта, масс.%	3,72
Массовая доля спирта, масс.%	0,48
Содержания мальтозы, г/100см3 сусла	1,25
Кислотность, к.ед.	2,26
Цвет, цв. Ед.	1,01
Белковая стойкость, пердел осаждения, см3/100см3	17,00