Вплив температури на зброджування високогустинного сусла

Significant increase in the cost of energy contributed to the development of modern energy-saving technologies. For the production of beer, a large amount of energy and heat carriers are consumed at the stage of wort preparation and cooling agents at the fermentation stage. In the context of the energy crisis and the high competition among manufacturers, there is a need to introduce new, energy-saving technologies, in particular, high gravity brewing. The potential benefits of high-gravity brewing over traditional technology include significant water savings, higher alcohol yields and lower energy, labor costs and lower capital costs. However, the benefits of high gravity brewing become evident when the fermentation time remains moderate, and the viability of the yeast and the taste of beer are adequate. This depends on the parameters of the main fermentation process including temperature. The effect of the main fermentation temperature of 9, 12, 15 and 18 °С on the fermentation of high gravity wort at a concentration of 16% w/w and physiological properties of yeast strain W-34/70 was investigated in this work. The duration of fermentation was 9 days. It has been established that at a traditional fermentation temperature of 9 °C fermentation process is slow and stops prematurely. Fermentation at 18 °C allows achieving of high fermentation rate. However, the physiological properties of yeast deteriorate, in particular, the content of cells with glycogen decreases and the flocculation properties of yeast deteriorate. The fermentation temperature practically did not affect the content of non-viable yeast cells. However, their number was slightly higher than the value observed in breweries due to the influence of osmotic and ethanol stress. The optimum temperature of the main fermentation should be within 12–15 °С. For these values of temperature high fermentation activity of yeast and high fermentation were achieved, good physiological properties of yeast were maintained, and the content of vicinal diketones did not exceeded the threshold in young beer.Значне збільшення вартості енергоресурсів сприяло розвитку сучасних енергоощадних технологій. Для виготовлення пива затрачається велика кількість енергії та теплоносіїв на стадії приготування сусла та холодоагентів на стадії бродіння. В умовах енергетичної кризи та великої конкуренції серед виробників виникає потреба запроваджувати нові, енергоощадні технології, зокрема високогустинне пивоваріння. Потенційні переваги технології високогустинного пивоваріння над звичайною технологією включають також значну економію води, більшу кількість спирту і зниження витрат енергії та праці, менші капітальні витрати. Проте, переваги високогустинного пивоваріння стають очевидними, коли тривалість бродіння залишається помірною, а життєздатність дріжджів та смак пива є адекватними. Ці показники в значній мірі залежать від параметрів процесу головного бродіння, зокрема від температури. В роботі досліджено вплив температури головного бродіння 9, 12, 15 і 18 °С на зброджування високогустинного сусла концентрацією 16% сухих речовин та фізіологічні властивості дріжджів. Для досліджень використовували дріжджі низового бродіння раси W-34/70. Тривалість бродіння становила 9 діб. Встановлено, що при традиційній температурі бродіння 9 °С процес відбувається повільно та припиняється передчасно. Проведення бродіння при 18 °С дозволяє досягти високого ступеня зброджування, проте погіршуються фізіологічні властивості дріжджів, зокрема знижується вміст клітин з глікогеном та погіршуються флокуляційні властивості дріжджів. Температура бродіння практично не впливала на вміст нежиттєздатних дріжджових клітин. Проте їх кількість була дещо вищою від значення, якого дотримуються на пивоварних підприємствах, що зумовлено впливом осмотичного та етанольного стресу. Оптимальна температура головного бродіння повинна знаходитись в межах 12–15 °С. За цих значень температур досягається висока бродильна активність дріжджів, ступінь зброджування пива та зберігаються хороші фізіологічні властивості дріжджів, а вміст віцинальних дикетонів не перевищує гранично-допустимої концентрації для молодого пива

Зниження вмісту віцинальних дікетонів при зброджуванні високогустинного сусла

One of the objectives of high gravity brewing as a modern energy-saving technology is to obtain beer of high quality, because the taste and aroma of the drink – its main properties. Vicinal diketones – diacetyl (2.3-butandion) and 2.3-pentandion play a significant role in formation of taste. Brewers task is minimizing their formation or accelerating their reduction to substances with a higher threshold of sensation. The main methods to decrease content of diketones are optimization of fermentation and maturation parameters, using of yeast modified strains and immobilized yeast cells. This could also be achieved by use of enzyme α-acetolactate decarboxylase contained in the enzyme preparation Maturex. It catalyses the reaction α-acetolactate conversion into acetoin directly without going through the formation of diacetyl. So diketone content in beer is significantly reduced and the duration of its maturation decreased. In this work we investigated the influence of parameters of high gravity wort fermentation – the wort concentration, temperature and duration of the process on the content of diketones in beer. The optimum conditions for the main fermentation were determined: the wort concentration of 16%, fermentation temperature 15 °C, the duration of 7 days. The effect of enzyme dosage of Maturex 1, 2 and 3 g/100 L of wort on the content of vicinal diketones in young beer was studied. The optimum dose of the enzyme preparation was determined, which is 2 grams per 100 L of wort. The effect of enzyme preparation Maturex on physical and chemical properties of the young and finished beer – content extract and ethanol, pH and acidity on the content of vicinal diketones was studied. Therefore, to accelerate the maturation of beer in high gravity brewing technology, to decrease content of vicinal diketones in beer and increase production efficiency recommended parameters of main fermentation are: concentration of wort should be 16%, temperature 15 °C, and duration of the process 7 days with the addition of enzyme preparation Maturex in an amount of 2 g/100 L of wort.Одной из задач высокоплотного пивоварения как современной энергосберегающей технологии является получение пива высокого качества, ведь вкус и аромат напитка – его главные потребительские свойства. Вицинальные дикетоны – диацетил (2,3-бутандион) и 2,3-пентандион – играют значительную роль в формировании вкуса. Задача пивоваров заключается в сведении к минимуму их образования или ускорении их восстановления к веществам с высоким порогом ощущения. К основным методам снижения содержания дикетонов принадлежат оптимизация параметров брожения и созревания, использование модифицированных штаммов дрожжей и иммобилизованных дрожжевых клеток. Это достигается также применением фермента α-ацетолактатдекарбоксилазы, который содержится в ферментном препарате Матурекс. Он катализирует реакцию превращения α-ацетолактата непосредственно в ацетоин, минуя образование диацетила. Таким образом значительно снижается содержание дикетонов в пиве и сокращается продолжительность его созревания. В работе исследовано влияние параметров сбраживания высокоплотного сусла – концентрации сухих веществ в сусле, температуры и продолжительности процесса, на содержание дикетонов в пиве. Определены оптимальные условия главного брожения: концентрация сусла 16% сухих веществ, температура брожения 15 °С, продолжительность 7 дней. Установлено влияние дозы ферментного препарата Матурекс 1, 2 и 3 г на 1 гл сусла на содержание вицинальных дикетонов в молодом пиве. Определена оптимальная доза препарата, которая составляет 2 г на 1 гл сусла. Исследовано влияние ферментного препарата Матурекс на физико-химические показатели молодого и готового пива – содержание экстракта и этанола, рН и кислотность, содержание вицинальных дикетонов. Таким образом, для ускорения процессов созревания пива в технологии высокоплотного пивоварения, снижения содержания вицинальных дикетонов в пиве и увеличения эффективности производства можно рекомендовать сбраживание сусла концентрацией 16% сухих веществ при температуре 15 °С в течение 7 суток с добавлением ферментного препарата Матурекс в количестве 2 г на 1 гл сусла.Одним із завдань високогустинного пивоваріння як сучасної енергоощадної технології є отримання пива високої якості, адже смак і аромат напою ‒ його головні споживчі властивості. Віцинальні дікетони ‒ діацетил (2,3-бутандіон) та 2,3-пентандіон – відіграють значну роль у формуванні смаку. Завдання пивоварів полягає в зведенні до мінімуму їх утворення або пришвидшенні їх відновлення до речовин із вищим порогом відчуття. До основних методів зниження вмісту дікетонів належать оптимізація параметрів бродіння та дозрівання, використання модифікованих штамів дріжджів та іммобілізованих дріжджових клітин. Цього досягають також застосуванням ферменту α-ацетолактатдекарбоксилази, який міститься в ферментному препараті Матурекс. Він каталізує реакцію перетворення α-ацетолактату безпосередньо в ацетоїн, минаючи утворення діацетилу. Таким чином значно знижується вміст дікетонів у пиві та скорочується тривалість його дозрівання. В роботі досліджено вплив параметрів зброджування високогустинного сусла – концентрації сухих речовин у суслі, температури та тривалості процесу на вміст дікетонів у пиві. Визначено оптимальні умови головного бродіння: концентрація сусла 16% сухих речовин, температура бродіння 15 °С, тривалість 7 діб. Встановлено вплив дози ферментного препарату Матурекс 1, 2 і 3 г на 1 гл сусла на вміст віцинальних дікетонів у молодому пиві. Визначено оптимальну дозу препарату, яка становить 2 г на 1 гл сусла. Досліджено вплив ферментного препарату Матурекс на фізико-хімічні показники молодого та готового пива – вміст екстракту та етанолу, рН і кислотність, вміст віцинальних дікетонів. Таким чином, для пришвидшення процесів дозрівання пива в технології високогустинного пивоваріння, зниження вмісту віцинальних дікетонів у пиві та збільшення ефективності виробництва можна рекомендувати зброджування сусла концентрацією 16% сухих речовин при температурі 15 °С впродовж 7 діб з додаванням ферментного препарату Матурекс у кількості 2 г на 1 гл сусла