Кемерово, Кемеровская область, Россия
Пивные напитки набирают все большую популярность, отличаются оригинальными вкусовыми и ароматическими характеристиками. Отмечается потребительский интерес к пивным напиткам с применением плодово-ягодного сырья. Цель исследования – разработка технологии пивных напитков с использованием плодово-ягодного сырья и формирование их качественных характеристик. Задачи: определение дозировки соков (вишневого, смородинового, малинового) в рецептуре пивного напитка на основе светлого нефильтрованного пива «Пражское» путем исследования нормируемых показателей качества и выявления лучшего образца по совокупным характеристикам; установление сроков годности пивных напитков с внесением соков путем анализа показателей безопасности в соответствии с ТР ТС 021/2011; внесение корректировок в технологический процесс для продления сроков хранения пивных напитков.Объектами исследования явились пивные напитки на основе пива светлого нефильтрованного «Пражское» с добавлением осветленных вишневого, смородинового и малинового соков, выработанные по ГОСТ 32102-2013 Группа Н54 «Консервы. Продукция соковая. Соки фруктовые концентрированные. Общие технические условия» в количествах 10, 20, 30 % к пивному суслу. В работе применяли общепринятые методы анализа органолептических, физико-химических и микробиологических показателей качества. Разработана технология пивных напитков, подобрана количественная дозировка соков: вишневого – 20 %, смородинового – 10, малинового – 30 % к пивному суслу. Проведена комплексная оценка качества разработанных напитков по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям качества. Определены сроки хранения пивных напитков – 30 суток. Полученные результаты позволяют предприятию расширить ассортимент пивной продукции и удовлетворить покупательский спрос на качественные отечественные напитки с плодово-ягодным сырьем.
пивные напитки, плодово-ягодное сырье, технология производства, показатели качества, сроки хранения
Введение. Пиво – самый популярный алкогольный напиток в мире, один из старейших ферментированных напитков, история которого насчитывает более восьми тысяч лет. Существует около тысячи сортов пива и напитков на его основе. Широкий ассортимент обусловлен большим разнообразием сырья и технологий, которые используются при их производстве.
Согласно закону о чистоте пива Reinheitsgebot, впервые введенному в Баварии в 1516 г., пиво можно было варить только из воды, ячменного солода, хмеля и дрожжей. В других странах законы, регулирующие производство пива, менее строгие, а пивовары обладают большей гибкостью в выборе источников углеводов (добавок). Пивоваренные добавки представляют собой источник углеводов, кроме ячменного солода, который вносит сахар в сусло. Наиболее широко используются злаки (соложеные или несоложенные), сахарные сиропы, обычно в сочетании с ячменным солодом, белковые концентраты побочных продуктов орехового масла, а также коллагеновое сырье [1, 2]. Кроме того, новые тенденции образа жизни, ориентированные на здоровье и меняющиеся предпочтения потребителей, наметили направление развития ассортимента пивных напитков с применением новых сырьевых плодово-ягодных ресурсов [3, 4]. Применение растительного сырья обусловлено его биологической ценностью, способностью придать продукту добавленную пищевую ценность и полезность.
Доказана высокая антиоксидантная способность пива, которая зависит в основном от содержания фенолов и соединений Майяра [5, 6]. Фенольные соединения, особенно флавоноиды и стильбены, проявляют ряд биоактивных эффектов, таких как противовоспалительное, противомикробное, противоаллергическое, антитромботическое, антиканцерогенное, антимутагенное и сосудорасширяющее действие. Исследование товарных сортов фруктового пива, представленных на потребительском зарубежном рынке, на предмет биологически активных соединений, полифенольного профиля, аминокислотного профиля и антиоксидантной активности показали, что добавление фруктов и ягод (вишня, малина, персик, абрикос, виноград, слива, яблоко) увеличивает антиоксидантную активность пива, качественно и количественно улучшает его фенольный профиль. Во всех исследованных фруктовых сортах пива наблюдалось увеличение содержания катехина и кверцетина [7, 8].
Помимо физиологической роли фенолы оказывают существенное влияние на органолептические свойства пива и пивных напитков, формируют вкус, ощущение во рту, аромат, терпкость и горечь [7]. Высокое содержание антиоксидантов в природных источниках способствует улучшению стабильности вкуса и увеличению сроков годности пивных напитков [9, 10].
В последние годы значительно увеличился рынок специальных сортов пивных напитков с улучшенной полезной функцией и/или с новым освежающим вкусом. Расширяется ассортимент пивных напитков на основе натуральных ингредиентов, обладающих антиоксидантной защитой. В качестве потенциальных источников используются ягоды малины, черники, клубники [11–13]. Проведены исследования по определению концентрации экстрагентов для извлечения целевых компонентов плодово-ягодного сырья для дальнейшего применения в технологиях пива специального назначения [14].
Тенденция замены дорогостоящего пивоваренного солода на несоложенное углеводсодержащее сырье, поиск альтернативных вкусовых добавок является одной из важнейших и актуальных задач отрасли производства пивных напитков. Учитывая технологические особенности производства пивных напитков, основным процессом в котором является брожение, в результате чего формируются вкусоароматические характеристики готового продукта, большое значение придается оптимальному составу среды для брожения с пивными дрожжами. При производстве новых видов пивных напитков в качестве доступных источников углеводов используются мед, плодово-ягодное сырье и продукты его переработки, соки, молочная сыворотка, а также нетрадиционные добавки, такие как коллаген, овощи, травы и другие компоненты. Применение в технологии пивных напитков различных видов растительного и животного сырья позволяет выпускать напитки с определенными показателями качества и удовлетворять потребности различных групп населения [15–17]. Однако ряд теоретических и практических проблем в разработке новых технологических задач остается нерешенным, что определило цель, направления и новизну исследований.
Цель исследования – разработка технологии пивных напитков с использованием плодово-ягодного сырья и формирование их качественных характеристик.
Задачи: определение дозировки соков (вишневого, смородинового, малинового) в рецептуре пивного напитка на основе светлого нефильтрованного пива «Пражское» путем исследования нормируемых показателей качества и выявления лучшего образца по совокупным характеристикам; установление сроков годности пивных напитков с внесением соков путем анализа показателей безопасности в соответствии с ТР ТС 021/2011; внесение корректировок в технологический процесс для продления сроков хранения пивных напитков.
Объекты и методы. Объектами исследования являлись модельные образцы пивных напитков на основе пива светлого нефильтрованного «Пражское» с добавлением вишневого, смородинового и малинового соков в количествах 10, 20, 30 % к пивному суслу. Для приготовления образцов использовали соки из вишни, смородины и малины осветленные, выработанные согласно ГОСТ 32102-2013 Группа Н54 «Консервы. Продукция соковая. Соки фруктовые концентрированные. Общие технические условия».
Отбор проб пивных напитков проводили согласно ГОСТ 12786 «Пиво. Правила приемки и методы отбора проб». Показатели качества образцов пивных напитков определяли согласно требованиям ГОСТ 55292-2012 «Напитки пивные. Общие технические условия».
Органолептические показатели: внешний вид, вкус и аромат, цвет, а также высоту пены и пеностойкость определяли по ГОСТ 30060-2022 «Пивоваренная продукция. Методы определения органолептических показателей и объема продукции». Дополнительно проводили составление органолептического профиля нового продукта с целью выявления лучшего образца. Органолептические профили составляли, руководствуясь требованиями ГОСТ ISO 13299-2015 «Органолептический анализ. Методология. Общее руководство по составлению органолептического профиля». Для описания органолептических свойств образцов (внешний вид, аромат и вкус, цвет, хмелевая горечь, пенообразование) применяли 25-балльную шкалу. Согласно шкале, критерии оценивали следующими баллами: внешний вид – 3; цвет – 3; аромат – 4; вкус – 5; хмелевая горечь – 5; пенообразование – 5. В оценке принимала участие группа экспертов в количестве 7 человек (работники пивоварен, имеющие большой опыт работы). При проведении органолептической оценки принимали принцип № 1 (ГОСТ ISO 13299-2015) – использование общепринятой терминологии. Идентичность образцов не раскрывали, пока эксперты не завершали оценку. Результаты выражали в виде графиков, на которых отражали средний балл за каждый критерий оценки. За конечный результат принимали общий балл, полученный путем суммирования баллов за каждый критерий. Образец пивного напитка, получивший в сумме от 25 до 22 баллов, оценивался на «отлично», от 21 до 19 баллов – «хорошо», от 18 до 15 – «удовлетворительно», ниже 14 баллов – «плохого качества».
Объемную долю этилового спирта определяли по ГОСТ 55292-2012 и ГОСТ 12787 «Пиво. Методы определения спирта, действительного экстракта и расчет сухих веществ в начальном сусле». Массовую долю двуокиси углерода анализировали по ГОСТ Р 51154-98 «Пиво и пивные напитки. Методы определения двуокиси углерода и стойкости».
Дополнительно исследовали показатели, нерегламентируемые требованиями ГОСТ 55292-2012, – водородный показатель и цвет. Определение водородного показателя осуществляли по ГОСТ 31764-2012 «Пиво. Метод определения pH», учитывая, что водородный показатель (рН) пивных напитков находится в пределах от 3,8 до 4,8. Определение цвета проводили по ГОСТ 12789 «Пиво. Методы определения цвета», учитывая, что цвет пивных напитков находится в пределах от 0,2 до 2,5 ц. ед. или в пределах от 3,4 до 31 ед. ЕВС. Определение КМАФАнМ осуществляли по ГОСТ 10444.15. Определение суммы дрожжей и плесеней – по ГОСТ 10444.12.
Результаты и их обсуждение. Пробные опытные испытания проведены в условиях частной пивоварни малого и среднего производства ООО «Сигма» (г. Кемерово). Пиво изготавливали в промышленных условиях в герметично закрытом танке, где оно выстаивалось после варки в течение 21–22 сут. Плотность пива составляла 12 %. Модельные образцы пивных напитков готовили путем добавления соков (вишневого, смородинового, малинового) в количестве 10, 20 и 30 % от пивного сусла, что соответствует требованиям к приготовлению пивных напитков, в которых доля пивного сусла должна составлять не менее 40 %. После добавления соков пивные напитки перемешивали встроенной рамной мешалкой со скоростью вращения 60–100 об/мин в течение 10 мин, затем охлаждали до температуры 4 ± 2 °С, после чего определяли органолептические и физико-химические показатели качества. При разработке пивных напитков на основе светлого нефильтрованного пива «Пражское» за основу брали рецептуру пива, применяемую в условиях пивоварни. Рецептура изготовления светлого нефильтрованного пива «Пражское» представлена в таблице 1.
Органолептические показатели пивных напитков на основе светлого нефильтрованного пива «Пражское» с добавлением вишневого сока представлены на рисунке 1. Физико-химические показатели образцов пивных напитков с вишневым соком представлены в таблице 2.
Таблица 1
Рецептура изготовления светлого нефильтрованного пива «Пражское»
(расход на 600 л готового пива), кг
Сырье |
Количество |
Солод ячменный «Пилсен» |
125,0 |
Хмель гранулированный горький «Перле» 10,0 % |
0,340 |
Хмель гранулированный ароматный «Жатецкий» 3,0 % |
0,490 |
Дрожжи сухие Saflager 34/70 |
0,028 |
Ферментный препарат (осветлитель) |
0,030 |
Рис. 1. Органолептические профили образцов пивных напитков с вишневым соком
Таблица 2
Физико-химические показатели пивных напитков с добавлением вишневого сока
Показатель |
Количество вишневого сока, % |
ГОСТ Р 55292-2012 |
||
10 |
20 |
30 |
||
Объемная доля этилового спирта, %, не более |
4,3±0,2 |
4,1±0,2 |
3,9±0,2 |
7,0 |
Массовая доля двуокиси углерода, %, не менее |
0,5±0,08 |
0,5±0,08 |
0,4±0,05 |
0,4 |
Пенообразование: |
28 |
26 |
19 |
20 |
высота пены, мм, не менее |
||||
пеностойкость, мин, не менее |
1,9 |
1,6 |
0,4 |
1 |
Цветность, ц. ед. |
0,4 |
0,7 |
1,6 |
0,2–2,5 |
рН |
3,9 |
4,1 |
4,3 |
3,8–4,8 |
Титруемая кислотность, см3 |
2,2±0,1 |
1,3±0,1 |
1,1±0,1 |
1,2–2,6 |
Анализируя полученные данные по совокупной оценке органолептических и физико-химических показателей качества, можно отметить, что лучшими свойствами обладал образец напитка с 20 % вишневого сока. Напиток с 20 % внесенного вишневого сока характеризовался приятным легким вишневым ароматом и слабовыраженным приятным кисло-сладким вкусом, имел миндальное послевкусие и хмелевую горечь. Цвет – темно-красный, насыщенный. Пена напитка густая, розоватого цвета. В сумме баллов напитки с 10, 20 и 30 % сока набрали 23, 25 и 19 баллов соответственно. По физико-химическим показателям напиток с 20 % вишневого сока также соответствовал нормируемым требованиям.
Органолептические свойства пивных напитков с добавлением смородинового сока представлены на рисунке 2. Физико-химические показатели качества образцов пивных напитков со смородиновым соком представлены в таблице 3.
По совокупной оценке органолептических и физико-химических показателей качества установили, что лучшими свойствами обладал образец напитка с 10 % смородинового сока. Напиток с 10 % внесенного сока характеризовался приятным легким ягодным ароматом и слабовыраженным приятным кисло-сладким вкусом, имел освежающее послевкусие и хмелевую горечь. Цвет – коричнево-красноватый. Пена напитка густая, розоватого цвета. В сумме баллов напитки с 10, 20 и 30 % сока набрали 24; 17,5 и 15 баллов соответственно. По физико-химическим показателям напиток с 10 % сока смородины также соответствовал нормируемым требованиям. Более высокие дозировки сока снижали пеностойкость и высоту пены.
Рис. 2. Органолептические профили образцов пивных напитков со смородиновым соком
Таблица 3
Физико-химические показатели пивных напитков со смородиновым соком
Показатель |
Количество смородинового сока, % |
ГОСТ Р 55292-2012 |
||
10 |
20 |
30 |
||
Объемная доля этилового спирта, %, не более |
4,5±0,2 |
4,0±0,2 |
3,8±0,2 |
7 |
Массовая доля двуокиси углерода, %, не менее |
0,5 ± 0,08 |
0,4±0,05 |
0,3±0,04 |
0,4 |
Пенообразование: |
22 |
18 |
16 |
20 |
высота пены, мм, не менее |
||||
пеностойкость, мин, не менее |
1,4 |
1,0 |
0,4 |
1 |
Цветность, ц. ед. |
0,7 |
1,3 |
1,6 |
0,2–2,5 |
рН |
4,1 |
4,3 |
4,6 |
3,8–4,8 |
Титруемая кислотность, см3 |
1,3 |
1,1 |
1,0 |
1,2–2,6 |
Органолептические свойства образцов пивных напитков с добавлением малинового сока представлены на рисунке 3. Физико-химические показатели качества образцов напитков с малиновым соком представлены в таблице 4.
Рис. 3. Органолептические профили образцов пивных напитков с малиновым соком
Таблица 4
Физико-химические показатели пивных напитков с малиновым соком
Показатель |
Количество малинового сока, % |
ГОСТ Р 55292-2012 |
||
10 |
20 |
30 |
||
Объемная доля этилового спирта, %, не более |
4,5±0,2 |
4,1±0,2 |
3,9±0,2 |
7 |
Массовая доля двуокиси углерода, %, не менее |
0,5±0,08 |
0,4±0,08 |
0,4±0,08 |
0,4 |
Пенообразование: |
25 |
24 |
22 |
20 |
высота пены, мм, не менее |
||||
пеностойкость, мин, не менее |
1,2 |
1,4 |
1,5 |
1 |
Цветность, ц. ед. |
1,3 |
1,1 |
0,7 |
0,2–2,5 |
рН |
3,9 |
4,0 |
4,2 |
3,8–4,8 |
Титруемая кислотность, см3 |
2,1 |
1,9 |
1,4 |
1,2–2,6 |
В результате анализа полученных данных установили, что образец пивного напитка с добавлением 30 % малинового сока обладает лучшими вкусоароматическими характеристиками и соответствует по физико-химическим показателям нормируемым требованиям.
Следующий этап исследований заключался в анализе микробиологических показателей образцов полученных напитков. Напитки хранили в производственных условиях в холодильной камере при температуре (4 ± 2) °С в течение 7 сут. Микробиологические показатели определяли в начале хранения, через 2, 4 и 7 сут. Результаты приведены в таблице 5.
Таблица 5
Микробиологические показатели модельных образцов пивных напитков
в процессе хранения
Срок хранения, сут |
Показатель |
|||
КМАФАнМ, КОЕ/г |
Требования по ТР ТС 021/2011 |
Дрожжи и плесени, КОЕ/г |
Требования по ТР ТС 021/2011 |
|
Пивной напиток с добавлением 20 % вишневого сока |
||||
0 |
1,0 · 102 |
5 · 104 |
5,2 |
25 |
2 |
1,7 · 103 |
13,6 |
||
4 |
5,1 · 104 |
27,0 |
||
7 |
8,4 · 105 |
39,6 |
||
Пивной напиток с добавлением 10 % сока смородины |
||||
0 |
1,2 · 102 |
5 · 104 |
5,8 |
25 |
2 |
1,5 · 103 |
11,7 |
||
4 |
5,7 · 104 |
27,8 |
||
7 |
8,0 · 105 |
35,4 |
||
Пивной напиток с добавлением 30 % малинового сока |
||||
0 |
1,1 · 102 |
5 · 104 |
5,0 |
25 |
2 |
1,9 · 103 |
14,3 |
||
4 |
6,1 · 104 |
28,2 |
||
7 |
8,6 · 105 |
37,4 |
Анализ микробиологических показателей пивных напитков (см. табл. 5) показал, что оптимальным и безопасным сроком хранения пивных напитков на основе светлого нефильтрованного пива «Пражское» с добавлением 20 % вишневого сока, 10 % смородинового сока и 30 % малинового сока является срок хранения не более 2 сут. Хранение пивных напитков более указанного срока приводит к возрастанию количества КМАФАнМ, дрожжей и плесеней, что недопустимо для данного вида продукции.
В связи с этим предложено использовать термическую обработку готовых пивных напитков методом пастеризации поточным способом. Пивной напиток подвергали пастеризации на пластинчатом теплообменнике при температуре 70 °С в течение 40–45 с, затем охлаждали и разливалив стеклянные бутылки.
Результаты микробиологических показателей пастеризованных образцов пивных напитков приведены в таблице 6.
Таблица 6
Микробиологические показатели пастеризованных образцов пивных напитков
в процессе хранения
Срок хранения, сут |
Показатель |
||||
КМАФАнМ, КОЕ/г |
Требования по ТР ТС 021/2011 |
Дрожжи и плесени, КОЕ/г |
Требования по ТР ТС 021/2011 |
||
Пивной напиток с добавлением 20 % вишневого сока |
|||||
0 |
1,0 · 102 |
5 · 104 |
5,2 |
25 |
|
7 |
3,9 · 102 |
9,6 |
|||
10 |
5,9 · 102 |
12,2 |
|||
15 |
3,6 · 103 |
16,7 |
|||
30 |
6,4 · 103 |
18,4 |
|||
35 |
6,8 · 105 |
29,3 |
|||
Пивной напиток с добавлением 10 % сока смородины |
|||||
0 |
1,2 · 102 |
5 · 104 |
5,8 |
25 |
|
7 |
3,7 · 102 |
9,4 |
|||
10 |
5,6 · 102 |
11,8 |
|||
15 |
3,5 · 103 |
16,0 |
|||
30 |
6,1 · 103 |
17,9 |
|||
35 |
6,5 · 105 |
28,7 |
|||
Пивной напиток с добавлением 30 % малинового сока |
|||||
0 |
1,1 · 102 |
5 · 104 |
5,0 |
25 |
|
7 |
4,1 · 102 |
9,8 |
|||
10 |
5,8 · 102 |
12,5 |
|||
15 |
3,9 · 103 |
16,9 |
|||
30 |
6,7 · 103 |
18,6 |
|||
35 |
7,2 · 105 |
29,8 |
|||
Заключение. Разработана технология пивных напитков с плодово-ягодным сырьем, подобрана количественная дозировка соков: вишневого – 20 %; смородинового – 10; малинового – 30 %. Проведена комплексная оценка качества разработанных напитков по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям качества. Определены сроки хранения пивных напитков – 30 суток. Установлено соответствие нормируемым требованиям качества и безопасности. Практическая реализация предложенных технологических решений позволила предприятию расширить ассортимент востребованной продукции и удовлетворить спрос на качественные напитки на основе натурального плодово-ягодного сырья.
1. Разработка технологии напитков типа «шорли» с коллагеном / И.В. Новикова [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020. Т. 82, № 3 (85). С. 50–57. DOI:https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-3-50-57.
2. Sen D., Kahveci D. Production of a Protein Concentrate from Hazelnut Meal Obtained as a Hazelnut Oil Industry By-Product and Its Application in a Functional Beverage // Waste and BiomassValorization. 2020. V. 11. P. 1–9. DOI:https://doi.org/10.1007/s12649-020-00948-z.
3. Кретова Ю.И., Калинина И.В. Особенности рынка пивоваренной продукции в текущих экономических условиях: состояние и перспективы развития // Вестник Южно-Ураль¬ского государственного университета. Сер. «Пищевые и биотехнологии». 2022. Т. 10, № 2. С. 5–14. DOI:https://doi.org/10.14529/food220201.
4. Functionality of special beer processes and potential health benefits. / L.C. Salanță [et al.] // Processes, 8 (12). 2020. 1613.
5. Воронина П.К., Курочкин А.А. Формирование качества пива в процессе сбраживания пивного сусла с использованием ячменного экструдата // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2012. № 4. С. 100–103.
6. Baygazieva Zh., Baygazieva G.I., Kekilbaye-va A.K. Study of the fermentation process of beer wort based on alternative raw materials // Chemistry and technology series. 2021. 2 (446). P. 128–134. DOI:https://doi.org/10.32014/2021.2518-1491.37.
7. A comparative study of polyphenolic and amino acid profiles of commercial fruit beers / D.K. Baigts-Allende [et al.] // Journal of Food Composition and Analysis, 2021. V. 100. 103921. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jfca.2021.103921.
8. Nardini M, Garaguso I. Characterization of bioactive compounds and antioxidant activity of fruit beers. Food Chem. 2020 Feb 1; 305: 125437. DOI:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125437.
9. Functional beer / K. Habschied [et al.] // A review on possibilities. Beverages. 2020. 6(3), 51. DOI:https://doi.org/10.3390/beverages6030051.
10. Functionality of special beer processes and potential health benefits / L.C. Salanță [et al.] // Processes. 2020. 8 (12). 613. DOI:https://doi.org/10.3390/pr 8121613.
11. Baby B, Antony P, Vijayan R. Antioxidant and anticancer properties of berries // Crit Rev Food Sci Nutr. 2018; 58(15). P. 2491–2507. DOI:https://doi.org/10.1080/10408398.2017.1329198.
12. Кошкина А.В., Альшевский Д.Л. Совершенствование технологии яблочного сидра с использованием дикорастущих плодов и ягод Калининградской области // Известия КГТУ. 2021. № 62. С. 106–119.
13. Physicochemical and antioxidative properties of Cornelian cherry beer / J. Kawa-Rygielska [et al.] // Food Chemistry. 2019. V. 281. P. 147–153. DOI:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.12.093.
14. Kekibayeva A.K., Kantay A.A., Baygaziyeva G.I. Extraction of fruit and berry raw materials for the production of beer for special purpose. The Journal of Almaty Technological University. 2020; (3). P. 79–84. DOI:https://doi.org/10.48184/2304-568X-2020-3-79-84.
15. Non-Alcoholic and Craft Beer Production and Challenges / S. Liana Claudia [et al.] // Processes. 2020. 8 (11). 1382. DOI: 10.3390/ pr8111382.
16. Киселева Т.Ф., Кузив Е.М., Помозова В.А. Совершенствование технологии слабоалкогольных напитков брожения // Пиво и напитки. 2005. № 2. С. 12–19.
17. Безалкогольные напитки с использованием минеральных вод – фактор насыщения пот-ребительского рынка оздоровительными напитками / Е.М. Севостьянова [и др.] // Пиво и напитки. 2013. № 5. С. 6–9.