Оптимизация технологических параметров процесса сухого охмеления с разработкой методики интегральной оценки качества пива

Развитие крафтовых сортов пива со сложными фруктовыми, цветочными и цитрусовыми тонами, поиск оригинального вкуса и возрождение старинных рецептур служат предпосылками для применения сухого охмеления предприятиями пивоваренной промышленности. Процесс сухого охмеления проводили динамическим способом на экспериментальной установке, включающей аппарат для охмеления, сетчатый фильтр, емкость брожения, насос. Использовали хмели Saphir и Chinook. Исследование включало определение физико-химических показатели пива: концентрация гумулинонов, изо-α-кислот и α-кислот; общее содержание полифенолов; pH; объемная плотность напитка. Показатели сенсорной оценки включали: интенсивность и качество аромата хмеля; полнота вкуса; качество горечи; общее предпочтение. Для аппроксимации результатов исследования использовали радиальные нейронные сети. Определены оптимальные технологические параметры процесса: хмель Saphire, длительность процесса 12 ч, температура 3,0 °C. При сухом охмелении хмелем Chinook оптимальная длительность процесса составляет 10,5 ч, оптимальная температура составляет 3,0 °C. При температурах процесса сухого охмеления ниже 3,0 °C критерий оптимизации получается незначительно ниже, чем для 3,0 °C. При температурах 1,5 и 2,0 °C оптимальная длительность процесса составляет 8,15 и 11,25 суток соответственно. Использование комбинации хмелей Saphire + Chinook не дает улучшение общего критерия оптимальности по сравнению с использованием только хмеля Saphire. При длительности процесса 4 ч удается достигнуть значений критерия оптимизации более 0,60, однако только при длительности порядка 12 ч удается достигнуть критерия оптимизации более 0,65.

1. Bamforth, C. W. (2012). Sensory Descriptive Analysis and Free-Choice Profiling of Thirteen Hop Varieties as Whole Cones and After Dry Hopping of Beer. Journal of the American Society of Brewing Chemists. Advance online publication. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2012-0710-01

2. Barry, S., Muggah, E. M., McSweeney, M. B., & Walker, S. (2018). A preliminary investigation into differences in hops’ aroma attributes. International Journal of Food Science & Technology, 53(3), 804–811. https://doi.org/10.1111/ijfs.13656

3. Bishop, C. M. (1995). Neural networks for pattern recognition. Clarendon Press.

4. Cibaka, M.-L. K., Ferreira, C. S., Decourrière, L., Lorenzo-Alonso, C.-J., Bodart, E., & Collin, S. (2018). Dry Hopping with the Dual-Purpose Varieties Amarillo, Citra, Hallertau Blanc, Mosaic, and Sorachi Ace: Minor Contribution of Hop Terpenol Glucosides to Beer Flavors. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 75(2), 122–129. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2017-2257-01

5. Гернет, М. В. (2017). Перспективы расширения ассортимента напитков брожения для пивоваренных заводов малой мощности. Пиво и напитки, 14–17.

6. Грачев, Ю. П., & Плаксин, Ю. М. (2005). Математические методы планирования экспериментов. ДеЛи принт М.

7. Dresel, M., Praet, T., van Opstaele, F., van Holle, A., Naudts, D., Keukeleire, D. de, Cooman, L. de, & Aerts, G. (2015). Comparison of the analytical profiles of volatiles in single-hopped worts and beers as a function of the hop variety. BrewingScience, 68, 8–28.

8. Hao, J., Dong, J., Yin, H., Yan, P., Ting, P. L., Li, Q., Tao, X., Yu, J., Chen, H., & Li, M. (2018). Optimum Method of Analyzing Hop Derived Aroma Compounds in Beer by Headspace Solid-Phase Microextraction (SPME) with GC/MS and Their Evolutions during Chinese Lager Brewing Process. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 72(4), 261–270. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2014-1021-01

9. Haseleu, G., Intelmann, D., & Hofmann, T. (2009). Identification and RP-HPLC-ESI-MS/MS quantitation of bitter-tasting beta-acid transformation products in beer. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(16), 7480–7489. https://doi.org/10.1021/jf901759y

10. Kippensberger, M., Hanke, S., Biendl, M., Stettner, G., & Lagemann, A. (2014). Transfer of Nitrate and various Pesticides into Beer during Dry Hopping. BrewingScience, 97, 1–9.

11. Коростелев, А. В., Рукавицын, П. В., Новикова, И. В., Кучменко, Т. А., Умарханов, Р. У., & Муравьев, А. С. (2020). Исследование ароматобразующих компонентов хмеля с применением химических сенсоров. Известия Вузов. Прикладная Химия И Биотехнология, 10(3), 479–486. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-3-479-486

12. Leitao, C., Marchioni, E., Bergaentzlé, M., Zhao, M., Didierjean, L., Taidi, B., & Ennahar, S. (2011). Effects of processing steps on the phenolic content and antioxidant activity of beer. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(4), 1249–1255. https://doi.org/10.1021/jf104094c

13. Maye, J. P., Smith, R., & Leker, J. (2016). Humulinone Formation in Hops and Hop Pellets and Its Implications for Dry Hopped Beers. Technical Quarterly, 53(1), 23–27. https://doi.org/10.1094/TQ-53-1-0227-01

14. Матвеева, Н. А., & Титов, А. А. (2014). Выбор сорта хмеля для технологии сухого охмеления. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»(4), 120–125.

15. Матвеева, Н. А., & Титов, А. А. (2015). Применение технологии сухого охмеления в пивоварении. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»(1), 111–118.

16. Меледина, Т. В. (2003). Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. Изд-во Профессия.

17. Новикова, И. В., Агафонов, Г. В., Коротких, Е. А., Коростелев, А. В., Рукавицын, П. В., & Новиков, С. В. (2018). Разработка методики проектирования безалкогольных напитков с учетом сбалансированности состава. Пиво И Напитки(2), 26–30.

18. Новикова, И. В., Рукавицын, П. В., & Муравьев, А. С. (2018). Влияние основных параметров процесса сухого охмеления на физико-химические показатели пива. Технология И Товароведение Инновационных Пищевых Продуктов(6 (53)), 9–17.

19. Новикова, И. В., Рукавицын, П. В., & Муравьев, А. С. (2019). К вопросу перехода ароматических соединений хмеля в пиво при реализации сухого охмеления. Пищевая Промышленость(1), 69–73.

20. Федоренко, Б. Н., & Трэнкл, Ф. (2017). Инновационное технологическое оборудование для крафтового пивоварения. Пиво и напитки (1), 22–24.

21. Чеснокова, А. Н. (2011). Фенольные соединения хмеля обыкновенного (Humulus Lupulus L.) и хмелепродуктов / автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук, Иркутск.

22. Schönberger, C., & Kostelecky, T. (2011). 125th Anniversary review. The role of hops in brewing. Journal of the Institute of Brewing, 117(3), 259–267.

23. Takoi, K., Tokita, K., Sanekata, A., Usami, Y., Itoga, Y., Koie, K., Matsumoto, I., & Nakayama, Y. (2016). Varietal difference of hop-derived flavour compounds in late-hopped/dry-hopped beers. BrewingScience, 69, 1–7.

24. Walsh, D. B., O’Neal, S. D., George, A. E., Groenendale, D. P., Henderson, R. E., Groenendale, G. M., & Hengel, M. J. (2018). Evaluation of Pesticide Residues from Conventional, Organic, and Nontreated Hops on Conventionally Hopped, Late-Hopped, and Wet-Hopped Beers. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 74(1), 53–56. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2016-1115-02

25. Zanoli, P., & Zavatti, M. (2008). Pharmacognostic and pharmacological profile of Humulus lupulus L. Journal of Ethnopharmacology, 116(3), 383–396. https://doi.org/10.1016/j.jep.2008.01.011