ЭлБиб

ПИВО

НАПИТКИ

•

2012

технология

кус пива и его аромат зависят

от множества присутствую-

щих в нем вкусоароматических

компонентов, образующихся на раз-

личных технологических стадиях. К

таким компонентам относят спирты,

эфиры, органические кислоты, кар-

бонильные соединения, сульфосое-

динения и пр. Многие из указанных

компонентов образуются на стадии

сбраживание сусла. Присутствие не-

которых из них, при концентрациях,

превышающих порог ощущения, при-

водит к ухудшению вкуса и запаха

пива. Одно из таких соединений —

диацетил, придающий напитку мо-

лочный запах и прогорклый масля-

нистый привкус [1].

Образование вицинальных дике-

тонов (ВДК), к которым относит-

ся диацетил, представляет собой

сложный процесс, сопряженный

как с метаболизмом дрожжей (био-

синтез ацетогидроксикислот), так

и с химическими превращениями

(декарбоксилирование ацетокислот

в бродящем сусле). Одновременно

происходит восстановление синте-

зированных ВДК редуктазами дрож-

жевых клеток.

Помимо свойств дрожжей, их ге-

нетической природы, физиологиче-

ского состояния и состава среды на

синтез ВДК влияют технологические

параметры процесса: величина засе-

ва, концентрация в среде кислорода,

температура процесса, длительность

заполнения танков суслом и режим

аэрации варок. Скорость окисли-

тельного декарбоксилирования, т. е.

окисление ацетогидроксикислоты

до диацетила, повышается со сни-

жением величины рН (оптимальное

значение 4,2–4,4), с повышением

температуры и концентрации О

сусле. Скорость редукции диацетила

также возрастает с повышением тем-

пературы и снижением величины рН,

но для прохождения этого процесса

необходимым условием является от-

сутствие кислорода в среде.

Один из регуляторных факторов

биосинтеза и редукции диацетила —

концентрация дрожжевых клеток в

среде культивирования (в бродящем

сусле), которая, в свою очередь, за-

висит от дозы внесения посевного

материала.

В этой связи знание закономерно-

стей образования и восстановления

диацетила и поиски возможностей

контроля за его содержанием в сусле

в процессе брожения приобретают

важное значение. С целью установ-

ления зависимости кинетики обра-

зования и восстановления диацетила

от величины засева были проведены

экспериментальные и теоретические

исследования в производственных

условиях пивоваренной компании

«Балтика».

Была поставлена задача на осно-

ве опытных данных найти эмпириче-

ские уравнения, которые позволяли

бы прогнозировать течение процесса

сбраживания во времени при измене-

нии одного из параметров или обоих

одновременно и давали бы возмож-

ность рассчитать концентрацию диа-

цетила в любой момент.

Экспериментальные исследо-

вания кинетики образования диа-

цетила проводили при различных

концентрациях дрожжевых клеток

(

, млн/мл) в начальном засеве и

постоянной температуре брожения

=6 °C. Концентрации клеток в на-

чальном засеве представлены в без-

размерном виде как отношение

/(10

млн/мл).

Исследовали сусло с начальной

плотностью 12%. В качестве по-

севного материала использовали

штамм дрожжей низового брожения

34/70.

Результаты обработки опытных

данных представлены на рис. 1, из

которого видно, что функциональ-

ная зависимость концентрации

диацетила

от времени

имеет

сложный вид и четко выраженный

максимум. Такой же вид зависимо-

сти представлен в работах [2, 3]. С

увеличением количества клеток в

засевной культуре максимум функ-

ции возрастает, а время его дости-

жения снижается.

В поисках математической модели

кинетики образования и восстанов-

ления диацетила могут быть исполь-

зованы уравнения различного вида.

Опытные результаты в исследуемом

промежутке времени можно, к при-

меру, с высокой точностью аппрок-

симировать полиномом четвертой

степени. Однако в таком случае в

широком диапазоне изменения вре-

мени

функция

(

) может иметь

несколько экстремумов, лишенных

какого‑либо физико-биологического

смысла. Уравнениями, менее точно

описывающими опытные данные, но

имеющими определенный физико-

биологический смысл, может служить

либо модель Hoerl, либо Gaussian. На-

В. Б. Тишин

, д-р техн. наук, профессор;

Т. В. Меледина

, д-р техн. наук, профессор;

А. Т. Дедегкаев

, канд. техн. наук

Санкт-Петербургский государственный университет

низкотемпературных и пищевых технологий

Влияние некоторых факторов

на кинетику образования

диацетила в процессе

брожения пивного сусла

УДК 663.14.001.71

Ключевые слова:

вкус; диацетил брожения; дрожжи; кинетика; модель; сусло.

Keywords:

flavor, diacetyl fermentation; yeast; kinetics; model; wort.

Рис. 1.

Изменение содержания диацетила

в процессе брожения при различных

засевах чистой культуры и

=6°C;

линии соответствуют уравнениям

(1), (6), (7) при

=0,49

800

700

600

500

400

300

200

100

, мкг/л

, сут

—

= 30

—

= 40

– –

= 60

– –

= 130

Электрон ая Научная СельскоХозяйственная Библиотека