Изменение липидного состава сусла при затирании
Липидный состав сусла зависит как от содержания жиров в зернопродуктах и соотношения между их фракциями, так и от режима затирания. Важен также жировой состав хмелепродуктов, физиологическое состояние дрожжей и режим брожения.
В процессе затирания в сусле увеличивается количество глицерина и свободных жирных кислот за счет ферментативного гидролиза жиров ферментами липазами.
Образовавшиеся ненасыщенные жирные кислоты далее претерпевают ферментативное (под действием липоксигеназы, находящейся в солоде) и окислительное (при участии кислорода) расщепление. Полученные при этом промежуточные продукты отрицательно сказываются на вкусовой стабильности пива при его хранении.
Активность липазы и липоксигеназы солода во многом определяется температурой сушки: чем она выше, тем ниже активность ферментов. Именно поэтому темные и красящие солода имеют более низкую по сравнению со светлым солодом активность липаз. Как липазы, так и липоксигеназы чувствительны к высоким температурам затирания. Их активность начинает падать при достижении температуры 60 °С. Снижению активности липоксигеназы способствует также подкисление затора до pH 5,1 -5,2. Следовательно, при затирании зернопродуктов, содержащих много ненасыщенных жирных кислот, в частности кукурузы, процесс следует начинать при температуре выше 50 °С, т. е. с белковой паузы.
Исследования жирнокислотного состава зернового сырья, солодового и пивного сусла показали, что обезжиренная кукурузная крупа и солод имеют некоторые различия по жирнокислотному составу. Миристиновая (С14:0) и пальмитиновая (C16:0) кислоты обнаружены только в солоде, в то время как линоленовая (С18:3) кислота присутствует в кукурузной крупе в значительно больших концентрациях, чем в солоде. Содержание стеариновой (С18:0) и олеиновой (C18:1) кислот в солоде соответственно в 3 и 1,5 раза больше, чем в кукурузной крупе. По сумме ненасыщенных жирных кислот солод и кукурузная крупа отличаются незначительно.
Именно поэтому практически нет различий по содержанию ненасыщенных жирных кислот в солодовом сусле (60,5% от общего содержания липидов) и в сусле, полученном с использованием кукурузной крупы (58,6%). Наибольшее количество жирных кислот приходится на долю олеиновой (32-59%), стеариновой (17-25%) и пальмитиновой (16-32%).
При охмелении сусла содержание липидов увеличивается в 2-3 раза за счет перехода в сусло жировых веществ из хмеля. Однако при кипячении сусла с хмелем часть их осаждается вместе с белково-дубильными комплексами.
Всесторонние исследования влияния необезжиренной кукурузной крупы (30-40% в засыпи) на качество пива показали, что отрицательное действие жира на структуру пены сильно преувеличено. Несмотря на это подчеркивается необходимость обезжиривания кукурузной крупы. Были сделаны попытки увеличения доли кукурузы в засыпи. Обнаружено, что при сбраживании сусла, содержащего 60% кукурузы в засыпи, уменьшается содержание этилацетата с 54 до 32 мг/л, а также изоамилового спирта, но происходит увеличение образования диацетила в ходе брожения.
Технологические аспекты использования кукурузы в качестве несоложеного материала
В пивоварении кукурузу используют после предварительного удаления зародыша в виде кукурузной крупы (табл. 3.7 и 3.12) или кукурузных хлопьев. С точки зрения сохранности свойств продукта предпочтительно применять кукурузную крупку, которая благодаря высокому содержанию токоферолов может храниться значительно дольше, чем крупы из других злаков, например в рисе (табл. 3.2 и 3.7).
Таблица 3.12 Биохимическая характеристика кукурузной крупы (по Якушевой В. А.)
| Компоненты зерна | Содержание, % от СВ |
| Крахмал | 74,3 |
| Экстрактивность | 84,4 |
| Сырой протеин (N*6,25) | 9,6 |
| Жир | 2,9 |
| Пентозаны | 6,2 |
| ß-глюкан | 0,1 |
| Пектиновые вещества | 1,4 |
| Клетчатка | 0,7 |
| Зола | 0,8 |
| Влажность | 12,6 |
Как правило, доля кукурузных зернопродуктов составляет 25-40% от засыпи, однако в Российских сортах пива только 10-20% солода заменяют кукурузой. Установлено, что соотношение ячменного солода и кукурузных зернопродуктов сказывается на углеводном составе сусла, изменяя величину отношения глюкоза : мальтоза : мальтотриоза в сторону увеличения доли глюкозы в сусле (табл. 3.13).
Таблица 3.13 Влияние состава затора на углеродный состав сусла
| Состав затора (солод/кукуруза) | Кукуруза | Отношение глюкоза:мальтоза:мальтотриоза |
| - | 1:4,1:0,9 | |
| 85/15 | Крупа из цельно-смолотого зерна | 1:1,4:0,2 |
| 85/15 | Кукурузная крупка | 1:3,7:0,9 |
| 70/30 | Кукурузная крупка | 1:3,2:1,8 |
При разработке технологии затирания с кукурузой следует обратить внимание:
1. На более высокую, по сравнению с ячменем, температуру набухания и клейстеризации крахмала (более 70 °С, обычно 80-120°С). Это предполагает предварительное разжижение кукурузного крахмала (одноотварочный способ затирания). Чем медленнее нагревается кукурузный затор, тем легче происходит набухание крахмальных зерен; в результате клейстеризация достигается при более низкой температуре (70-80 °С). Поглощение воды крахмальными зернами кукурузы в зависимости от температуры составляет:
· 50 ° С - не набухает;
· 60 °С - поглощается 300% воды;
· 70 °С - поглощается 1000% воды;
· 80 °С - поглощается 2500% воды.
2. На низкое содержание белка и переход большей части белков кукурузы в процессе затирания в дробину. Всвязи с этим сусло, полученное с применением кукурузы, содержит меньше, чем солодовое сусло, растворимого азота, а следовательно, α-аминного азота, который необходим для жизнедеятельности дрожжей в процессе главного брожения пива. Так, использование 30%-ной кукурузной крупки в заторе приводит к снижению количества α-аминного азота на 30%. Следовательно, при использовании плохо растворенного солода при приготовлении заторов с кукурузой следует применять протеолитические ферменты (например, нейтразу или церемикс).
При добавлении кукурузы в засыпь используют следующие способы затирания:
· настойный (инфузионный) с предварительной совместной подготовкой несоложеной части (до 30 -50 % кукурузы и 15% солода);
· настойный с предварительной подготовкой несоложеной части с применением термостабильной α-амилазы.
Добавление кукурузы в засыпь положительно сказывается на показателях качества пива:
· снижается цветность пива;
· повышается коллоидная стойкость пива ввиду снижения содержания в нем полифенолов и ß-глобулинов;
· смягчается вкус пива.
3.2.5.1.Технология затирания с использованием обезжиренной крупки и термостабильной α-амилазы (одноотварочный способ)
Подработка кукурузной крупки. Крупку затирают с гидромодулем 5 (соотношение кукурузы и воды 1:4) при температуре 52 °С. Далее вносят ферментный препарат термамил из расчета 0,5 кг на 1 т кукурузной крупы и нагревают затор до 85 °С. При этой температуре затор выдерживают в течение 20 мин (клейстеризация и разжижение затора), далее со скоростью 1 °С/мин затор нагревают до температуры кипения, кипятят в течение 30 мин (разжижение затора).
В начале кипячения кукурузного затора солод затирают при 50-52 °С (белковая пауза). Затем смешивают горячий затор с солодовым затором, при этом температура общего затора повышается до 63 °С. Мальтозная пауза длится 30 мин, после чего температуру повышают до 67 °С и выдерживают затор при этой температуре еще 30 мин. Далее затор нагревают до 72 °С и осахаривают в течение 20 мин, затем выдерживают при 76 °С 15 мин и перекачивают затор на фильтрование.
3.2.5.2.Технология затирания с заменой 15% солода необезжиренной кукурузой
Кукурузную крупку и 10% солода (солод является источником α-амилазы) затирают при 72 °С в течение 20-30 мин (для клейстеризации и разжижения). Далее поднимают температуру затора со скоростью 1 °С/мин до 100 °С и кипятят в течение 20 мин. Остальное количество солода затирают, начиная с 52 °С (белковая пауза) в течение 1 часа. По истечении этого времени соединяют солодовый затор с отваркой, повышая температуру общего затора до 63 °С (мальтозная пауза). Затем повышают температуру до 72 °С со скоростью 1 °С/мин и проводят осахаривание. Далее температуру повышают до 76 °С и перекачивают на фильтрование.