Для цитирования:
Кожухов А. Н., Бабаков Н. А., Богомолов А. Ю., Бахарев В. В. Многофакторный анализ методом главных компонент качества пива с добавлением зерна и солода тритикале // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025. Т. 25, вып. 3. С. 273-286. DOI: 10.18500/1816-9775-2025-25-3-273-286, EDN: HERBGI
Многофакторный анализ методом главных компонент качества пива с добавлением зерна и солода тритикале
Расширение ассортимента пива за счет частичной замены ячменного солода новым сырьем зерновых культур – перспективное направление развития отрасли. Многообещающей культурой, способной частично заменить ячменный солод, является тритикале. Цель работы – исследование возможности использования зерна и солода тритикале для частичной замены ячменного солода в производстве пива и оценка влияния этого сырья на физико-химические и органолептические показатели качества методом главных компонент (МГК). В качестве сырья использовали ячменный солод, зерно тритикале сорта Спика, хмель и дрожжи низового брожения. Для соотношений смесей ячменный солод/зерно тритикале (солод тритикале) 90/10, 85/15, 80/20, 75/25 определены физико-химические и органолептические показатели. Для образцов пива определены массовая доля этилового спирта, кислотность, цветность, содержание изогумулона, содержание диацетила, массовая доля белка и органолептические показатели. Для оценки основных факторов, влияющих на качество пива, использован МГК. Показано, что с увеличением доли тритикале в зерновых смесях увеличивается содержание белка, снижается экстрактивность, возрастает цветность и вязкость экстракта. Замена части ячменного солода на зерно и солод тритикале не нарушает корреляции между экстрактивностью и массовой долей этилового спирта. Добавка зерна тритикале снижает показатель цветности пива, добавка солода – увеличивает. По органолептическим показателям самая высокая оценка была у образца с 15% солода тритикале. Применение МГК выявило взаимосвязи между вкусовыми характеристиками пива и данными его физикохимического анализа. МГК-модель показывает многомерную природу данных, когда общая органолептическая оценка складывается из совместного вклада нескольких факторов (до четырех). По физико-химическим показателям полученные образцы пива с использованием зерна и солода тритикале полностью соответствуют светлому пиву с экстрактивностью начального сусла 11–13% согласно ГОСТ 31711-2012. Предложенный МГК может быть использован для оптимизации бродильных и других пищевых производств.
- Косминский Г. И. Научно-практические основы совершенствования технологии солода, пива и напитков брожения с использованием нетрадиционного сырья и новых культур микроорганизмов: дис. ... д-ра техн. наук. Могилев, 2001. 403 с.
- Баязитова М. М. Исследование солодовенных свойств зерна тритикале и разработка технологии нового сорта пива: дис. … д-ра филос. Алматы, 2019. 169 с.
- Пащенко Л. П. Тритикале: состав, свойства, рациональное использование в пищевой промышленности. Воронеж : ИПФ «Воронеж», 2005. 207 с.
- Mergoum M., Singh P. K., Pena R. J., Lozano-Del Rio A. J., Cooper K. V., Salmon D. F., Gomez Macpherson H. Triticale: A ‘new’ crop with old challenges // Cereals / ed. by M. J. Carena. N. Y. : Springer, 2009. P. 267–287. https://doi.org/10.1007/978-0-387-72297-9_9
- Blazek J., Copeland L. Pasting and swelling properties of wheat flour and starch in relation to amylose content // Carbohydrate Polymers. 2008. № 71. Р. 380–387. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2007.06.010
- O’Brien L. Genotype and environment effects on feed grain quality // Australian Journal of Agricultural Research. 1999. № 50. Р. 703–719.
- Chun-Yan Li, Wei-Hua Li, Lee B., Laroche A., Lian-Pu Caol, Zhen-Xiang Lu. Morphological characterization of triticale starch granules during endosperm development and seed germination // Canadian Journal of Plant Science. 2008. Vol. 91, № 1. P. 57–67. https://doi.org/10.1139/cjps10039
- Тритикале России. Селекция, агротехника возделывания, переработка и использование сырья из тритикале : сб. материалов заседаний селекции тритикале РАСХН (Ростов-на-Дону, 8–10 июля 1999 г.). Ростов н/Д : Юж.-Рост. гос. техн. ун-т, 2000. 132 с.
- Rakha A., Аman P., Andersson R. Dietary fiber in triticale grain: Variation in content, composition, and molecular weight distribution of extractable components // Journal of Cereal Science. 2011. Vol. 54, № 3. P. 324–331. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2011.06.010
- Гунькина Н. И., Фараджева Е. Д. Оптимизация переработки тритикале // Производство спирта и ликероналивочных изделий. 2002. № 2. С. 16–17.
- Glatthar J., Heinisch J., Senn T. The Use of Unmalted Triticale in Brewing andits Effect on Wort and Beer Quality // J. Am. Soc. Brew. Chem. 2003. Vol. 61, № 4. P. 182–190. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-61-0182
- Glatthar J., Heinisch J., Senn T. A Study on the Suitability of Unmalted Triticale as a Brewing Adjunct // J. Am. Soc. Brew. Chem. 2002. Vol. 60, № 4. P. 181–187. https://doi.org/10.1002/jsfa.1941
- Пат. № 2595369 RU, МПК С12С 1/8. № 2015132168/10; Способ получения солодового экстракта / Агафонов Г. В., Коротких Е. А., Новикова И. В., Чусова А. Е. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет инженерных технологий». Заявл. 03.08.2015; опубл. 27.08.2016, Бюл. № 24.
- Косминский Г. И., Моргунова Е. М. Влияние температурных режимов сушки тритикалевого солода на активность гидролитических ферментов // Известия вузов. Пищевая технология. 2002. № 6. С. 17–18.
- Косминский Г. И., Моргунова Е. М., Хотомцева М. А. Исследование процесса замачивания зерна тритикале при получении из него пивоваренного солода // Известия вузов. Пищевая технология. 1998. № 4. С. 56–57.
- Болотов Н. А., Болотов Д. Н. Способ производства темного ферментированного солода из тритикале // Материалы XXXIX отчетной научной конференции за 2000 год. Воронеж : Воронеж. гос. технол. академ., 2001. Ч. 1. С. 98.
- Ande B., Pieper H. J., Senn T. Production of glucose syrop by direct saccharification from triticale with high autoamylolytic activity // Starch. 1998. № 50. Р. 518–523.
- Zarnkow M., Schultze B., Burberg F., Krahl M., Gastl M. Triticale malt (xTriticosecale Wittmack) a raw material for brewing – Using response surface methodology to optimise malting conditions // Brewing Science. 2009. № 62 (5-6). P. 54–66.
- Фараджева Е. Д., Болотов Н. А., Чусова А. Е. Использование тритикалевого солода для получения светлого сорта пива // Вестн. Рос. акад. с.-х. наук. 1994. № 6. С. 67–68.
- Чусова А. Е. Получение и исследование α- и β-амилаз тритикалевого солода для использования его в пивоварении: автореф. … канд. техн. наук. Воронеж, 1997. 18 с.
- Gruji O., Pejin J. The application of triticale malt as the substitute for barley malt in wort production // Acta Periodica Technologica. 2007. Vol. 38. Р. 117–126. https://doi.org/10.2298/APT0738117G
- Кобелев К. В., Гернет М. В. Свойства тритикале и перспективы её использования в бродильных производствах // Хранение и переработка сельхозсырья. 2013. № 5. С. 51–53.
- Болотов Д. Н. Совершенствование технологии солодов из тритикале и их применение в пищевой промышленности: автореф. ... канд. техн. наук. Воронеж, 2004. 24 с.
- Меледина Т. В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. СПб. : Профессия, 2003. 205 с.
- Leardi R. Experimental design in chemistry: A tutorial // Anal. Chim. Acta. 2009. Vol. 652. P. 161–172. https://doi.org/10.1016/j.aca.2009.06.015
- Эсбенсен К. Анализ многомерных данных. Избранные главы / под ред. О. Е. Родионовой ; пер. с англ. С. В. Кучерявского. Черноголовка : Изд-во ИПХФ РАН, 2005. 157 с.
- Wold S., Esbensen K., Geladi P. Principal component analysis // Chemom. Intell. Lab. Syst. 1987. Vol. 2. P. 37.
- Рат Ф. Требования к качеству пивоваренного ячменя и их значение в процессах солодоращения и пивоварения // Материалы VLB–семинара «Сырьевая база для солодовенного и пивоваренного производства» (Переславль-Залесский, 2–4 июня 2010 г.). Переславль-Залесский, 2010. С. 10–13.
- Нарцисс Л. Краткий курс пивоварения / пер. с нем. А. А. Куреленкова. СПб. : Профессия, 2007. 640 с.
- Фараджева Е. Д., Фёдоров В. А. Общая технология бродильных производств. М. : Колос, 2002. 408 с.
- Федоренко Б. Н. Пивоваренная инженерия: технологическое оборудование отрасли. СПб. : Профессия, 2009. 1048 с.
- ГОСТ 13586.5-2015 Зерно. Метод определения влажности. М. : Стандартинформ, 2019. 16 с.
- ГОСТ 29294-21 Солод пивоваренный ячменный. М. : Российский институт стандартизации, 2021. 32 с.
- ГОСТ 10846-91 Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка. М. : Стандартинформ, 2009. 9 с.
- ГОСТ 10968-88 Зерно. Методы определения энергии прорастания и способы прорастания. М. : Стандартинформ, 2009. 4 с.
- ГОСТ 10842-89 Зерно зерновых и бобовых культур и семена масличных культур. Метод определения массы 1000 зёрен или 1000 семян. М. : Стандартинформ, 2009. 4 с.
- ГОСТ 10967-2019 Зерно. Методы определения запаха и цвета. М. : Стандартинформ, 2019. 9 с.
- ГОСТ 12787-2021 Продукция пивоваренная. Методы определения объёмной доли этилового спирта, массовой доли действительного экстракта и расчёт экстрактивности начального сусла. М. : Российский институт стандартизации, 2021. 32 с.
- ГОСТ 12788-87 Пиво. Методы определения кислотности М. : Стандартинформ, 2011. 5 с.
- ГОСТ 12789-2022 Пивоваренная продукция. Методы определения цвета. М. : Российский институт стандартизации, 2022. 20 с.
- Ермолаева Г. А. Справочник работника лаборатории пивоваренного предприятия. СПб. : Профессия, 2004. 536 с.
- ГОСТ 34789-2021 Продукция пивоваренная. Идентификация. Определение массовой концентрации общего азота методом Кьельдаля. М. : Российский институт стандартизации, 2021. 12 с.