ЭлБиб

•

2008

ПИВО

НАПИТКИ

ТЕХНОЛОГИЯ

условлены протонами молекул воды

и ОН-, NH

-групп, беспорядочно рас-

положенных в структуре материала.

Таким образом, белковые вещества,

обладающие гораздо более высокой

способностью к поглощению влаги,

чем полисахариды, оказывают опре-

деляющее воздействие на количество

и состояние удерживаемой зерновка-

ми влаги.

Известно [3], что влажность в пре-

делах 10–15% (по массе) коллоидных

капиллярно-пористых тел, к которым

можно отнести зерно и большинство

продуктов питания, соответствует ги-

гроскопическому состоянию. Для та-

кого состояния характерно наличие

химически и физико-химически свя-

занной влаги. В основном это адсорб-

ционная влага, которая находится

в моно- или полимолекулярных слоях

на внешних и внутренних поверхно-

стях дисперсного материала. Слой

воды толщиной в одну молекулу ад-

сорбционно связан с заметной энерги-

ей молекулярной связи («связанная»

вода по данным ЯМР

Н-спектроско-

пии). Энергия связи последующих

слоев резко убывает с увеличением

количества слоев, т.е. с увеличением

расстояния от них до адсорбирующей

поверхности. Влага полимолекулярной

адсорбции при увеличении влажности

на несколько процентов достаточно

легко переходит во влагу микрока-

пилляров, энергия связи которой не-

велика (физико-механическая связь).

Молекулы воды в полимолекулярных

слоях и микрокапиллярах достаточно

подвижны и вполне возможен про-

тонный обмен между ОН-группами

и протонами молекул воды в пределах

ближнего порядка жидкости. Такую

воду по данным ЯМР

Н-спектроско-

пии можно условно считать «свобод-

ной».

Таким образом, из данных ЯМР

Н-спектроскопии можно заключить,

что в зерновках ячменя, предназна-

ченного для выращивания на солод,

присутствуют две формы влаги:

влага мономолекулярной адсорб-

ции, достаточно прочно удерживаемая

белковыми веществами зерновки и да-

ющая пик с небольшим химическим

сдвигом;

влага полимолекулярной адсорбции,

которая дает пик с химическим сдви-

гом в пределах 4–5 м. д., характерным

для молекул воды в растворах.

Вода находится в матрице био-

полимеров зерновки, и ее состояние

определяется изменениями структуры

веществ белковой природы.

Результаты исследований ЯМР

Н-

спектроскопии пивоваренного ячменя

согласуются с исследованиями ЯМР

Н-спектроскопии солода [4]. При раз-

ложении центральной узкой линии

ЯМР-спектров различных сортов соло-

да по итеративной процедуре получа-

ются две лоренцевые линии, которые

соответствуют двум вышеуказанным

группам подвижных протонов. Воду,

способную к более легкому удалению,

предложено определять как «слабо

связанную», а воду, более прочно

адсорбированную поверхностью ве-

щества, — как «прочно связанную».

Прочно связанную воду идентифи-

цируют как связанную за счет групп

C–NH

, С–ОН биоорганических мо-

лекул, образующих водородные связи

с молекулами воды. Слабо связанную

воду идентифицируют как адсорбци-

онно-координированную воду второго

и последующих адсорбционных слоев

капилляров солода.

В отличие от солода ячмень — это

живой биологический объект, который

находится в состоянии покоя. В состо-

янии покоя зародыш зерновки дышит,

частично расходуя запасные вещества

эндосперма. В результате процесса

дыхания выделяются углекислый газ

и влага. При хорошей аэрации эта

влага удаляется через систему макро-

и микрокапилляров, образованных

структурными составляющими зер-

новки. Влага макрокапилляров счита-

ется свободной в том смысле, что она

может транспортироваться в объеме

зерновки как в жидком, так и в паро-

образном состоянии [3]. ЯМР-параме-

тры линии с меньшим экранированием

(

= 4–5 м. д.) солода резко отличают-

ся от таковых для ячменя: наблюда-

ется уширение линии и уменьшение

относительного содержания этой фор-

мы влаги (табл. 2). Уширение линии

в ЯМР-спектре связано с уменьше-

нием подвижности протонов и спин-

спиновой релаксации. Общее число

подвижных протонов в ячмене поч-

ти в 4 раза выше, чем в солоде, в то

время как влажность, определенная

весовым методом, отличается только

в 2–2,5 раза. Возможно, количество

слоев полимолекулярной адсорбции

воды на поверхности капилляров соло-

да значительно меньше таковых в яч-

мене, что существенно сказывается

на различии ЯМР-параметров сильно

и слабо связанной влаги.

Таким образом, из данных ЯМР-

спектроскопии можно заключить,

что при общности биохимического со-

става ячменя и выращенного из него

солода состояние воды в живом био-

логическом объекте, каковым являет-

ся зерновка ячменя, имеет свои осо-

бенности, которые могут объяснить

поведение таких систем при исполь-

зовании различных методов интенси-

фикации технологических процессов

(в частности, при проращивании яч-

меня на солод).

ЛИТЕРАТУРА

Сликтер Ч.

Основы теории магнитного ре-

зонанса. — М.: Мир, 1981.

Букин В.А., Сарвазян А.П., Харакоз Д.П.

Вода

в дисперсных системах. — М.: Химия, 1989.

Гинзбург А. С.

Основы теории и техники

сушки пищевых продуктов. — М.: Пищевая

промышленность, 1973.

Сидоренко А. Ю., Гернет М. В., Воскобойни-

ков С. В., Привалов В. И.

Гигроскопичность

пивоваренного солода по данным протонно-

го магнитного резонанса// Пиво и напитки.

2008. № 3.

№пика Хим. сдвиг

м. д.

Ширина

линии

∆

, Гц Лор./Гаусс.

Итегральная

интенсивность

Число

подвижных

Образец: клейковина

= 16,0%

5,69

861

Лоренцевая

30,0

2,38

507

7,7

37,7%

Образец: крахмал картофельный№3’;

= 15,0%

5,65

446

Гауссовая

13,5

5,37

825

19,2

32,7%

Образец: ячмень пивоваренный;

= 13,9%

4,67

1249

Лоренцевая

34,3

1,21

703

14,7

49%

№пика Хим. сдвиг

м. д.

Ширина

линии

∆

, Гц Лор./Гаусс.

Число

подвижных

Образец: солод Скарлет;

= 5%

5,60

1946

Лоренцевая

13,2%

2,30

602

Образец: ячмень Скарлет;

= 13,5%

4,70

1249

Лоренцевая

51%

1,20

703

Таблица 2

Таблица 1

Электронная Науч ая СельскоХозяйственная Библиотека