ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ SPIRULINAPLATENSIS В ТЕХНОЛОГИИ ПИВА

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ SPIRULINAPLATENSIS В
ТЕХНОЛОГИИ ПИВА
Аничкин Д. А., Макаров С. Ю., Славская И.Л.
«Московский государственный университет технологий и управления» им.
К.Г. Разумовского,(ПКУ), Россия
Аннотация. Проведено экспериментальное исследование возможности
применения
препарата
цианобактерии
Spirulinaplatensisдля
активации
посевного материала пивных дрожжей. При концентрации 10 мг % возросло
количество клеток с гликогеном по сравнению с контролем. Использование
препарата на стадии главного брожения наблюдали повышение бродильной
активности дрожжей, увеличение содержания алкоголя и уменьшение
действительного экстракта при сохранении цветности молодого пива и
титруемой кислотности. Предложена технологическая схема производства
пивас использованием препарата Spirulinaplatensis.
Ключевые слова. Препарат Spirulinaplatensis, технология пива, активация
пивных дрожжей, гликоген пивных дрожжей, показатели брожения пивного
сусла.
Abstract. An experimental study of the possibility of the drug cyanobacterium
Spirulina platensis to activate the seed of brewer's yeast. At a concentration of 10
mg% increase in the number of cells with glycogen as compared with the control.
Use of the drug on the main fermentation stage, saw an increase in the activity of
the yeast fermentation, increasing the alcohol content and a decrease in real extract
while preserving the color green beer and titratable acidity. The process flowsheet
of beer production using the medication Spirulina platensis.
Keywords. Drug Spirulina platensis, beer technology, activation of brewer's yeast,
brewer's yeast glycogen, indicators fermentation wort.
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[1].
Хранению и подготовке дрожжей на производстве не всегда уделяют
должное внимание, что приводит к ухудшению показателей. Целью
проведенной
работы
являлось
водорослиSpirulinaplatensisна
изучение
физиологическое
влияния
состояние
морской
пивоваренных
дрожжей.
Spirulinaplatensisотносится 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,
положительным
у которых обнаружен цитохром типа С с
значением
Е,
похожий
на
цитохром
С
растений.
Дляспирулины 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 Spirulinaplatensisвысокое 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[3].
Среди пигментов в наибольшем количестве присутствует хлорофилл,
который составляет 0,8 —1,5 % сухого веса. Mixoxanthophyllи β-каратин основные каратиноиды, их содержание составляет 0,2 - 0,4 % сухого веса.
Углеводы,
составляющие
15-20
%
Spirulinaplatensisпреимущественно
сухого
веса,
разветвленным
представлены
в
полисахаридом,
составленным из одной глюкозы и сходным по структуре с гликогеном[4].
В Spirulinaplatensisбыли найдены все витамины и установлена их
концентрация, в частности 80-100 мг/100 гр. АСВ аскорбиновой кислоты, 3035 мг/100 гр. АСВ токоферола. Цианокобаламин имеется в достаточно
большом количестве, достигая концентрации 11 мг/кг сухих клеток. Зольные
вещества
составляют
7
-10%.
Spirulinaplatensisсодержит
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
Spirulinaplatensisконцентрацией 15 мг %, сбраживают сусло в течение 3
суток. Сусло кипятят 1 час и охлаждают до 8°С
Сусловарочный
аппарат
Сусло
Бродильный цилиндр
(3 суток брожения)
Резервуар предварительного
сбраживания (бродит 3 суток)
Стерилизатор
Чистая культура дрожжей
Препарат Spirulina platensis
Резервуар для чистой
культуры (2 литра)
Специальный бродильный аппарат для
предварительного брожения, в котором Препарат Spirulina platensis
процесс накопления биомассы
дрожжей осуществляется с доливом
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 дрожжинаходятся во
взвешенном состоянии, к бродящему суслу добавляют свежее сусло,
увеличивая общий объем вдвое.
Предварительное брожение длится 8-24ч., после чего вводится
разведенный стерильным суслом препарат Spirulinaplatensisконцентрацией 15
мг %, и дрожжи подаются в бродильные чаны главного брожения из расчета
0,4 л на 10 дал сусла.
Выводы
Анализ
микробиологических
и
физико-химических
показателей
исследуемых культур дрожжей позволил сделать нам следующие выводы.
При
добавлении
препарата
Spirulinaplatensisс
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
Spirulinaplatensis10 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
Spirulinaplatensisнаблюдается 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 Spirulinaplatensis10 мг % значения составляют 92 и 96
% соответственно для штаммов 8 ам и 11.
Таким образом, наилучшей физиологической активностью обладают
образцы с дозировкой препарата Spirulinaplatensis10 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 Spirulinaplatensisв процессе
главного брожения можно сказать, что бродильная активность дрожжей
повышалась по сравнению с контрольным образцом. Наилучшие показатели
здесь также наблюдались в опытах с концентрацией Spirulinaplatensis10 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
Spirulinaplatensis,
как
натуральной добавки, позволяет улучшить технологические показатели
производства пива и требует дальнейшего исследования.
Литература
1. Кунце В., Миет Г.О. Технология солода и пива. - М.: Профессия,
2001. - 912 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. Белякова Г. А. Водоросли и грибы: учебник для студ. высш. учеб.
заведений. - М.: «Академия», 2006. – Т. 4. – 320с.