Исследование процессов метаболизма спиртовых дрожжей при сбраживании гречишно-кукурузного сусла

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Для расширения ассортимента конкурентоспособных спиртных напитков, обладающих оригинальными органолептическими свойствами, перспективны исследования о применении в технологиях зерновых дистиллятов новых видов растительного сырья. Цель данной работы состояла в установлении влияния особенностей состава зернового сусла, приготовленного с совместным использованием альтернативного сырьевого источника — гречихи и широко применяемой в спиртовом производстве кукурузы, на процессы метаболизма дрожжей Saccharomyces cerevisiae 985-Т и спиртового брожения. Объектами исследования служили следующие продукты и вещества: зерно гречихи и кукурузы; ферментные препараты — источники амилаз, ксиланазы, β-глюканазы и протеаз; образцы зернового сусла, бражки и отгонов бражки. Обоснована перспективность введения в технологию оригинальных спиртных напитков смешанных зерновых сред, приготовленных с использованием нетрадиционного гречишного сырья. Показано, что применение гречихи в качестве источника биополноценного белка, незаменимых аминокислот и минеральных веществ совместно с кукурузой, содержащей высокий уровень крахмала и малое количество некрахмальных полисахаридов, способствовало как увеличению выхода спирта, так и изменению количественного содержания вторичных метаболитов в составе летучих примесей. Установлено, что повышение концентрации в сусле растворимых углеводов и снижение его вязкости на 15,5–40,3% происходили за счет включения в состав зерновой смеси кукурузы, а обогащение сусла ассимилируемым дрожжами азотом на 19,0–41,8% в результате добавления гречихи. Подобрано оптимальное соотношение кукурузы и гречихи в составе зерновой смеси (7:3), позволившее улучшить биохимические и технологические показатели зернового сусла, повысить эффективность процессов жизнедеятельности дрожжей и спиртового брожения, обеспечить повышение выхода спирта на 1,8%, сократить образование побочных метаболитов, особенно высших спиртов, и изменить их состав в сторону увеличения доли альдегидов и эфиров. Всё перечисленное может оказывать положительное влияние на органолептические показатели дистиллята.

Об авторах

Е. М. Серба

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии — филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи

Email: ignatova59@list.ru
доктор биологических наук, доцент, профессор РАН, член-корреспондент РАН, заместитель директора по научной работе111033, Москва, Самокатная ул. 4-БТел.: +7–916–515–92–73

Е. Р. Крючкова

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии — филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи

Email: ignatova59@list.ru
инженер-технолог, отдел биотехнологии ферментов, дрожжей, органических кислот и БАД111033, Москва, Самокатная ул. 4-БТел.: +7–495–362–46–78

Л. В. Римарева

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии — филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи

Email: ignatova59@list.ru
доктор технических наук, профессор, академик РАН, заслуженный деятель науки, главный научный сотрудник, отдел биотехнологии ферментов, дрожжей, органических кислот и БАД111033, Москва, Самокатная ул. 4-БТел.: +7–495–362–46–78

М. Б. Оверченко

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии — филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи

Email: ignatova59@list.ru
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, отдел биотехнологии ферментов, дрожжей, органических кислот и БАД111033, Москва, Самокатная ул. 4-БТел.: +7–495–362–46–78

Н. И. Игнатова

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии — филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи

Email: ignatova59@list.ru
научный сотрудник, отдел биотехнологии ферментов, дрожжей, органических кислот и БАД111033, Москва, Самокатная ул. 4-БТел.: +7–495–3624678

С. В. Павленко

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии — филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи

Email: ignatova59@list.ru
младший научный сотрудник испытательной лаборатории111033, Москва, Самокатная ул. 4-БТел.: +7–495–362–43–51

Список литературы

  1. Оганесянц, Л. А., Кобелев, К. В., Крикунова, Л. Н., Песчанская, В. А. (2014). Технико-экономическое обоснование выбора сырья для производства зерновых дистиллятов. Пиво и напитки, 2, 10–13.
  2. Волкова, С. В., Яковлева, О. В. (2019). Оценка качества дистиллятов для производства виски из некоторых видов зернового сырья местной селекции. Вестник Могилевского Государственного университета продовольствия, 1(26), 77–83.
  3. Rimareva, L. V., Serba, E. M., Overchenko, М. B., Shelekhova, N. V., Ignatova, N. I., Pavlova, A. A. (2022). Enzyme complexes for activating yeast generation and ethanol fermentation. Foods and Raw Materials, 10(1), 127–136. http://doi.org/10.21603/2308-4057-2022-1-127-136
  4. Franitza, L., Granvogl, M., Schieberle, P. (2016). Influence of the production process on the key aroma compounds of rum: From molasses to the spirit. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 64(47), 9041–9053. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6b04046
  5. Абрамова, И. М., Медриш, М. Э., Савельева, В. Б., Романова, А. Г., Гаврилова, Д. А. (2018). Исследование летучих примесей в спиртных напитках, изготовленных из выдержанных зерновых дистиллятов. Пищевая промышленность, 7, 74–76.
  6. Егорова, Е. Ю., Мороженко, Ю. В. (2018). Методические подходы к разработке и оценке качества новых напитков группы «дистилляты». Часть 2. Выбор сырья. Ползуновский вестник, 2, 17–21. https://doi.org/10.25712/ASTU.20728921.2018.02.004
  7. Римарева, Л. В., Кривова, А. Ю., Шелехова, Н. В., Оверченко, М. Б., Серба, Е. М. (2019). Каталитические особенности протеаз и фитаз при переработке полимеров тритикалевого сусла в производстве спирта. Актуальные вопросы индустрии напитков, 3, 184–190. http://doi.org/10.21323/978-5-60431284-1-2019-3-184-190
  8. Серба, Е. М., Римарева, Л. В., Чан, В. Т., Оверченко, М. Б., Игнатова, Н. И., Павлова, А. А. и др. (2022). Влияние особенностей состава зерна сорго на эффективность его микробной конверсии в этанол и лизин. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология, 15(3), 347–362.
  9. Крикунова, Л. Н., Песчанская, В. А., Дубинина, Е. В. (2017). Некоторые аспекты производства дистиллята из клубней топинамбура. Часть 1. Динамика распределения летучих компонентов при дистилляции сброженного сусла. Техника и технология пищевых производств, 1(44), 17–23.
  10. Oganesyants, L. A., Peschanskaya, V. A., Krikunova, L. N., Dubinina, E. V. (2019). Research of technological parameters and criteria for evaluating distillate production from dried jerusalem artichoke. Carpathian Journal of Food Science and Technology, 11(2), 185–196. https://doi.org/10.34302/crpjfst/2019.11.2.15
  11. Крикунова, Л. Н., Дубинина, Е. В., Ободеева, О. Н. (2022). Возвратные отходы хлебопекарного производства — новый вид сырья для производства дистиллятов (Часть IV. Спиртной напиток). Пищевые системы, 5(1), 4–9. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2022-5-1-4-9
  12. Крикунова, Л. Н., Дубинина, Е. В., Макаров, С. Ю. (2021). Возвратные отходы хлебопекарного производства — новый вид сырья для производства дистиллятов (Часть III. Стадия дистилляции). Пищевые системы, 4(2), 89–96. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2020-4-2-89-96
  13. Троценко, А. С., Танашкина, Т. В., Корчагин, В. П., Клыков, А. Г. (2010). Проблемы и перспективы использования гречихи в пищевой биотехнологии. Вестник Тихоокеанского Государственного экономического университета, 2(54), 104–114.
  14. Серба, Е. М., Римарева, Л. В., Оверченко, М. Б., Игнатова, Н. И., Микуляк, А. А., Иванов, В. В. (2023). Обоснование перспективы использования гречихи в производстве оригинальных спиртных напитков. Пищевая промышленность, 5, 45–47. https://doi.org/10.52653/PPI.2023.5.5.012
  15. Deželak, M., Zarnkow, M., Becker, T., Košir, I. J. (2014). Processing of bottom-fermented gluten-free beer-like beverages based on buckwheat and quinoa malt with chemical and sensory characterization. Journal of the Institute of Brewing, 120(4), 360–370. https://doi.org/10.1002/jib.166
  16. Агафонов, Г. В., Чусова, А. Е., Ковальчук, Н. С., Зуева, Н. В. (2018). Возможность применение гречихи в технологии ферментированного солода. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 80(4), 170–176. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-170-176
  17. Серба, Е. М., Римарева, Л. В., Оверченко, М. Б., Игнатова, Н. И., Крючкова, Е. Р., Крыщенко, Ф. И. и др. (2023). Биотехнологические аспекты использования гречихи в производстве оригинальных спиртных напитков. Биотехнология, 39(2), 10–16. https://doi.org/10.56304/S0234275823020114
  18. Zhu, F. (2021). Buckwheat proteins and peptides: Biological functions and food applications. Trends in Food Science and Technology, 110,155–167. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.01.081
  19. Giménez-Bastida, J.A., Zieliński, H. (2015). Buckwheat as a Functional Food and Its Effects on Health. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 63(36), 7896–7913. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5b02498
  20. Zieliński, H., Ciesarová, Z., Kukurová, K., Zielinska D., Szawara-Nowak D., Starowicz M. et al. (2017). Effect of fermented and unfermented buckwheat flour on functional properties of gluten-free muffins. Journal of Food Science and Technology, 54, 1425–1432. http://dx.doi.org/10.1007/s13197-017-2561-4
  21. Yilmaz, H. Ö., Ayhan, N. Y., Meriç, Ç. S. (2020). Buckwheat: A useful food and its effects on human health. Current Nutrition and Food Science, 16(1), 29–34. http://doi.org/10.2174/1573401314666180910140021
  22. Горькова, И. В., Павловская, Н. Е., Даниленко, А. Н. (2016). Экстракты гречихи посевной и софоры японской как сырьевые источники биологически активных веществ. Пищевая промышленность, 2, 30–32.
  23. Горькова, И. В. (2016). Применение гречневой муки в производстве функциональных продуктов. Проблемы развития АПК региона, 25(1–1(25)), 188–191.
  24. Танашкина, Т. В., Перегоедова, А. А., Семенюта, А. А., Боярова, Д. А. (2020). Безглютеновые гречишные квасы с добавлением пряно-ароматического сырья. Техника и технология пищевых производств, 50(1), 70–78. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-70-78
  25. Танашкина, Т. В., Семенюта, А. А., Троценко, А. С., Клыков, А. Г. (2017). Безглютеновые слабоалкогольные напитки из светлого и томленого гречишного солода. Техника и технология пищевых производств, 45(2), 74–80. https://doi.org/10.21179/2074-9414-2017-2-74-80
  26. Новикова, И. В., Калаев, В. Н., Агафонов, Г. В., Коротких, Е. А., Мальцева, О. Ю., Гуреев, А. П. (2015). Оценка интенсивности биосинтетических процессов у дрожжей Saccharomyces cerevisiae при культивировании на средах с добавлением порошкообразного гречишного солодового экстракта. Вестник Воронежского Государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация, 2, 73–79.
  27. МСХ РФ (2007). Инструкция по технохимическому и микробиологическому контролю спиртового производства. Москва, ДеЛи принт, 2007.
  28. Фармакопея РФ. ОФС.1.2.3.0022.15 Определение аминного азота методами формольного и йодометрического титрования. Электронный ресурс https://pharmacopoeia.ru/ofs-1-2-3-0022-15-opredelenie-aminnogo-azotametodami-formolnogo-i-jodometricheskogo-titrovaniya/?amp=1 Дата доступа 10.09.2023
  29. Абрамова, И. М., Медриш, М. Э., Савельева, В. Б., Приёмухова, Н. В., Романова, А. Г., Преснякова, О. П. (2018). Сравнительный анализ методов исследования примесей в дистиллятах и спиртных напитках на их основе. Хранение и переработка сельхозсырья, 2, 14–19.
  30. Starowicz, M., Koutsidis, G., Zielinski, H. (2018). Sensory analysis and aroma compounds of buckwheat containing products — a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 58(11), 1767–1779. https://doi.org/10.1080/10408398.2017.1284742.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Серба Е.М., Крючкова Е.Р., Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Павленко С.В., 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».