Сегодня остро стоит задача обеспечения пивоваренной отрасли России солодом, отвечающим современным требованиям пивоваров. Один из путей улучшения качества пивоваренного солода, а именно снижение зараженности зерна ячменя микроорганизмами, – использование инновационных технологий на стадии обработки зерна перед солодоращением [2, 3, 5].
Применение инновационных решений, связанных с разработкой и внедрением принципиально новых технологий, обеспечивающих энерго- и ресурсосберегающую переработку сельскохозяйственного сырья на основе современных физических способов, позволяет решить задачи повышения конкурентоспособности продукции российских организаций пищевой промышленности и создания условий для обеспечения импортозамещения [5].
Традиционным сырьем для приготовления пива служит ячменный солод, который получают из пивоваренных сортов ячменя. Зерновые культуры, в том числе и ячмень, поражаются микроорганизмами еще в процессе созревания. На начальных этапах развития зерно ячменя поражается «полевыми грибами», бактериальной микрофлорой и в незначительном количестве дрожжами. На зерне можно обнаружить и актиномицеты. При хранении ячменя происходит перераспределение состава микрофлоры, обсеменяющей зерно, постепенно представители «полевых грибов» вытесняют «плесени хранения». «Плесени хранения», присутствующие на зерне, отрицательно воздействуют на его качество. Особенно быстро снижается прорастаемость зерна, увеличивается кислотность, может появиться затхлый и плесневый запах. По этой причине партия ячменя может стать непригодной для производства солода [2, 3].
Для обеззараживания зерна с целью снижения его обсемененности микроорганизмами, активации роста при солодоращении, снижения потерь ценных веществ, улучшения качества применяют следующие методы: дезинфекция на стадии мойки зерна; хранение зерновой массы в охлажденном состоянии; многократная очистка, шелушение, шлифование; сушка; химическое консервирование; ИК-излучение; применение γ-лучей, ультразвука, электронно-ионные технологии.
Однако ни один из перечисленных выше способов не обеспечивает полное обеззараживание от вирусов и грибов.
Предлагаемый нами новый способ производства солода устраняет этот недостаток, позволяет получить экологически чистую продукцию за счет эффективного обеззараживания зерна ячменя, а также одновременно снизить энергозатраты и материалоемкости при улучшении качества конечного продукта – пива [4].
Новизна данного способа производства солода подтверждена патентом Российской Федерации [4].
Данная задача решается тем, что в способе производства солода из пивоваренных сортов ячменя, включающем промывку ячменя водой перед замачиванием, определение влажности ячменя, обработку его в поле сверхвысоких частот (СВЧ), согласно нашему изобретению, пивоваренный ячмень влажностью 15,5-17,5 % обрабатывают в СВЧ-поле с частотой 2450 МГц со скоростью нагрева зерна 0,4-0,8 ºС/с в течение 60-90 с до конечной температуры продукта 58-60 ºС. При этих условиях наблюдаются эффективный режим обеззараживания ячменя от грибов рода Penicillium, Fusarium, Alternaria, Mucor, а также бактерий и других споровых возбудителей и наибольшая интенсивность прорастания.
Температура нагрева зерна является определяющим фактором, обеспечивающим эффективное обеззараживание. Для достижения нужного уровня температуры использовали сочетание следующих параметров электромагнитного поля: экспозиции обработки (30-90 с), выходной мощности (100-300 Вт) и частоты излучателя (2450 МГц).
Таким образом, в соответствии с выбранным планом эксперимента (Коно-2) схема проведения эксперимента имела следующий вид (таблица 1).
Таблица 1.
Режимы обработки зерна ячменя в процессе солодоращения
| № вариан-та |
Режимы |
Температура, ºС | № вариан-
та |
Режимы |
Температура, ºС | ||
| Экспозиция
обработки τ, сек |
Скорость
нагрева Vt, ºС/с |
Экспозиция
обработки τ, сек |
Скорость
нагрева Vt, ºС/с |
||||
| 1 (опыт*) | 90 | 0,8 | 85 | 6 (опыт) | 30 | 0,6 | 42 |
| 2 (опыт) | 90 | 0,4 | 59 | 7 (опыт) | 60 | 0,8 | 77 |
| 3 (опыт) | 30 | 0,8 | 47 | 8 (опыт) | 60 | 0,4 | 50 |
| 4 (опыт) | 30 | 0,4 | 34 | 9 (опыт) | 60 | 0,6 | 60 |
| 5 (опыт) | 90 | 0,6 | 73 | 10 (контроль**)
|
Контроль | 23 | |
Примечание: * Зерна ячменя, которые помещаются в СВЧ-поле
** Зерна ячменя, которые не помещаются в СВЧ-поле
Выходными параметрами исследуемого нами процесса являлись: температура нагрева зерна ячменя пивоваренного; зараженность зерна ячменя пивоваренного; жизнеспособность зерна ячменя пивоваренного, определяемая энергией и способностью прорастания; содержание белка в зерне ячменя; содержание крахмала; экстрактивность ячменя (содержание экстракта).
В результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс обработки зерна ячменя (1) – (10) [1]:
С помощью полученных математических моделей мы обнаружили закономерности, связанные с технологическим процессом электрофизического воздействия на зерно, его обеззараживанием и улучшением физико-химических показателей, что позволило нам определить оптимальные параметры управления входными параметрами исследуемого процесса [1].
В ходе исследований мы определили, что при воздействии СВЧ-поля на зерно ячменя в целом наблюдается стойкий обеззараживающий эффект при сохранении, а по некоторым показателям – улучшение солодовенных качеств зерна ячменя при следующих значениях входных параметров: скорость нагрева 0,4 °С/с и экспозиция обработки 90 с; скорость нагрева 0,4-0,8 °С/с и экспозиция обработки 30-60 с; скорость нагрева 0,6-0,8 °С/с и экспозиция обработки 30-45 с; скорость нагрева 0,6-0,8 °С/с и экспозиция обработки 60-90 с [4].
В результате при заданных параметрах воздействия СВЧ-поля мы получили, во-первых, возможность производить из нестандартного зерна солод, по своим показателям приближающийся к солоду второго класса, а из ячменя второго класса — солод первого класса, который может использоваться в производстве пива, во-вторых, микробиологически чистую продукцию, что исключает отбраковку и возврат партий зерна ячменя пивоваренного.
Список литературы:
- Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. — М.: Пищевая промышленность, 1990.
- Карцев, В.В. Санитарная микробиология пищевых продуктов / В.В. Карцев, Л.В. Белова, В.П. Иванов. – Спб.: СПбГМА им. И.И. Мечникова, 2000. – 249 с.
- Кулебакина, Т.П. Микрофлора ячменя и ее влияние на качество солода и пива / Т.П. Кулебакина, К.А. Калуянц, А.И. Садова // Пивоваренная и безалкогольная промышленность: обзорная информация. – Серия 10. – 1982.
- Способ производства солода из пивоваренных сортов ячменя. Пат. 2283861, опуб. 20.09.2006, БИ 26/ Кретова Ю.И. (Зданович Ю.И.), Цугленок Г.И., Цугленок Н.В. и др.
- Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности России на период до 2020 г. / Распоряжение Правительства РФ от 17 апреля 2012 г. N 559-р.[schema type=»book» name=»ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛОДА ИЗ ПИВОВАРЕННЫХ СОРТОВ ЯЧМЕНЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ» author=»Кретова Юлия Игоревна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-28″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_04(13)» ebook=»yes» ]