30 Апр

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ SPIRULINA PLATENSIS В ТЕХНОЛОГИИ ПИВА




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

В производстве пива немаловажную роль играют дрожжи. Сусло, приготовленное с использованием одинакового сырья, по единой технологии, но сброженное разными расами дрожжей, в конечном итоге дает пиво с совершенно разными вкусовыми и ароматическими свойствами. Одним из факторов, влияющих на рациональный ход технологического процесса и качества продукции, служит исходная биология: активность дрожжей и их способность адаптироваться жизнедеятельности в процессе брожения. От этих факторов зависит бродильная активность, углеводный и азотистый обмен, образования ферментов [3].

Хранению и подготовке дрожжей на производстве не всегда уделяют должное внимание, что приводит к ухудшению показателей. Целью проведенной работы являлось изучение влияния морской водоросли Spirulina platensis на физиологическое состояние пивоваренных дрожжей.

Spirulina platensis относится к цианобактериям, представляющим собой многочисленную группу фототрофных прокариот, к мезофилам, к порядку Osillatoriales. Подобно водорослям и высшим растениям, цианобактерии образуют хлорофилл, но в отличие от эукариот, не синтезируют дополнительного пигмента — второго хлорофилла. Спирулина относится к группе цианобактерии, у которых обнаружен цитохром типа С с положительным значением Е, похожий на цитохром С растений. Для спирулины характерен фототрофный тип питания, она может расти, используя в качестве источника углерода углекислоту, при этом итог ассимиляции углекислоты соответствует уравнению известному для эукариот, т.е. с использованием в качестве донора электронов воды. При этом функционируют две фотосистемы, тогда как у прокариот, осуществляющих аналогичный фотосинтез, функционирует только одна фотосистема. Несмотря на близость к эукариотам, спирулина способна также использовать и органические соединения, а по своему строению они близки к прокариотам [2].

В образцах Spirulina platensis высокое содержание протеина: 45% — 62% сухого веса. РНК составляет 2,2 -3,5 % сухого веса, в то время, как ДНК составляет 0,6 -1 %. Общее содержание нуклеиновых кислот менее 5 % от сухого веса, значение, близкое к установленному для одноклеточных водорослей. Свободные жирные кислоты составляют 70 — 80 % всех липидов, оставшаяся часть — в основном моно- и дигалоктозиловые глицериды и фосфотидил глицерол [1].

Среди пигментов в наибольшем количестве присутствует хлорофилл, который составляет 0,8 —1,5 % сухого веса. Mixoxanthophyll и β-каратин — основные каратиноиды, их содержание составляет 0,2 — 0,4 % сухого веса. Углеводы, составляющие 15-20 % сухого веса, представлены в Spirulina platensis преимущественно разветвленным полисахаридом, составленным из одной глюкозы и сходным по структуре с гликогеном [4].

В Spirulina platensis были найдены все витамины и установлена их концентрация, в частности 80-100 мг/100 гр. АСВ аскорбиновой кислоты, 30- 35 мг/100 гр. АСВ токоферола. Цианокобаламин имеется в достаточно большом количестве, достигая концентрации 11 мг/кг сухих клеток. Зольные вещества составляют 7 -10%. Spirulina platensis содержит множество минералов и микроэлементов [4].

Предлагаемая технологическая схема (рис. 1) активации пивных дрожжей на стадии разведения дрожжей чистой культуры и в процессе главного брожения состоит в следующем. При разведении чистой культуры в стерилизатор из сусловарочного аппарата набирают горячее охмеленное сусло, кипятят его в течение 1 ч и охлаждают до 8 °С. Затем с помощью сжатого стерильного воздуха охлажденное сусло подают в бродильный цилиндр, куда через специальный кран из медной колбы Карлсберга вводят чистую культуру и разведенный стерильным суслом препарат Spirulina platensis концентрацией 15 мг %, сбраживают сусло в течение 3 суток.

Сусло кипятят 1 час и охлаждают до 8°С

Рисунок 1. Технологическая схема активизации пивных дрожжей

При этом дрожжи размножаются, масса их увеличивается. К концу третьих суток резервуар предварительного брожения заполняют суслом, которое тоже нагревают до кипения, а затем охлаждают. Часть чистой культуры из бродильного цилиндра отбирают на хранение в сосуд для посевных дрожжей, где она хранится до следующей разводки, а основную часть перекачивают в резервуар, где осуществляют предварительное брожение при 6 °С в течение 3 суток.

В следующих циклах разведения дрожжи для посева в стерильное сусло, находящееся в бродильном цилиндре, берут из сосуда для посевных дрожжей. Процесс разведения чистой культуры в установке повторяют многократно до обнаружения в дрожжах посторонней микрофлоры.

Сбраживаемую массу из резервуара предварительного брожения перекачивают в специальный аппарат для предварительного брожения, в котором процесс накопления биомассы дрожжей осуществляют с доливом. Для этого после активного разбраживания, когда дрожжи находятся во взвешенном состоянии, к бродящему суслу добавляют свежее сусло, увеличивая общий объем вдвое.

Предварительное брожение длится 8-24 ч., после чего вводится разведенный стерильным суслом препарат Spirulina platensis концентрацией 15 мг %, и дрожжи подаются в бродильные чаны главного брожения из расчета 0,4 л на 10 дал сусла.

Анализ микробиологических и физико-химических показателей исследуемых культур дрожжей позволил сделать нам следующие выводы. При добавлении препарата Spirulina platensis с целью активации производственных дрожжей были получены положительные результаты. Количество клеток в исследуемой биомассе в 1 см3 возрастало при добавлении микроводоросли по сравнению с контрольными образцами. Наилучший результат наблюдался у опытного образца с концентрацией Spirulina platensis 10 мг %, как для штамма 8 ам (10,1•106 в 1 см3), так и для штамма 11 (9,7•106 в 1 см3). При увеличении концентрации препарата Spirulina platensis наблюдается постепенное снижение количества клеток в 1 см3 и уменьшение клеток с гликогеном до 77 % (концентрация микроводоросли 20 мг %) у штамма 8 ам и до 91 % у штамма 11, в то время, как при концентрации Spirulina platensis 10 мг % значения составляют 92 и 96 % соответственно для штаммов 8 ам и 11.

Таким образом, наилучшей физиологической активностью обладают образцы с дозировкой препарата Spirulina platensis 10 мг %, при котором происходит увеличение клеток с гликогеном. Во всех испытуемых образцах происходит прирост биомассы дрожжей в 2 раза, значительно увеличивается содержание гликогенов в клетках.

По результатам добавления препарата Spirulina platensis в процессе главного брожения можно сказать, что бродильная активность дрожжей повышалась по сравнению с контрольным образцом. Наилучшие показатели здесь также наблюдались в опытах с концентрацией Spirulina platensis 10 мг %, как у штамма 8 ам, так и у штамма 11. Наблюдалось увеличение содержания алкоголя от 3,06 (в контроле) до 3,95 мас. % (концентрация препарата 10 мг %) у штамма 8 ам и с 3,14 мас. % до 3,91 мас. % у 11 штамма. Действительный экстракт уменьшался от 5,05 мас. % (контроль) до 4,29 у штамма 8 ам и с 4,7 мас. % до 4,13 мас. % у штамма 11.

Цветность в сравнении с контрольными образцами изменилась незначительно, так же, как и титруемая кислотность.

Действительная степень сбраживания возрастала с 54,3% (контроль) до 61% у штамма 8 ам и с 55,8% до 62,1% у штамма 11.

Что же касается сахаров, то их количество, по сравнению с контролем, сокращалось благодаря более интенсивному процессу брожения, чем в контрольных опытах без добавления микроводоросли.

Таким образом, применение препаратов Spirulina platensis, как натуральной добавки, позволяет улучшить технологические показатели производства пива и требует дальнейшего исследования.

Литература

  1. Белякова Г. А. Водоросли и грибы: учебник для студ. высш. учеб. заведений. — М.: «Академия», 2006. – Т. 4. – 320 с.
  2. Брянцева Ю.В., Дробецкая И.В., Харчук И.А. Характеристика цианобактерии Spirulina (Arthrospira) Platensis // Экология моря. – 2005. – Вып. 70. – С. 24-30.
  3. Кунце В., Миет Г.О. Технология солода и пива. — М.: Профессия, 2001. — 912 с.
  4. Babadzhanov A.S. et al. Chemical Composition of Spirulina Platensis Cultivated in Uzbekistan // Chemistry of Natural Compounds. – 2004. — №3 (40). – P. 28-32.
    ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ SPIRULINA PLATENSIS В ТЕХНОЛОГИИ ПИВА
    Written by: Аничкин Дмитрий Александрович, Макаров Сергей Юрьевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 04/13/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)
    Available in: Ebook