Глава 6 биологическая стойкость пива

Пиво, разлитое в транспортную тару, должно в течение определенного времени сохранять свои исходные свойства, главным образом вкус и запах, прозрачность и пенистость. Видимым признаком, по которому обычно определяют товарные свойства пива, является прозрачность. Время в сутках, которое проходит при температуре 20 °С от розлива пива до появления в нем заметного помутнения или осадка, называется стойкостью.

Различают помутнение биологическое, образующееся в результате размножения дрожжей или других микроорганизмов, и небиологическое (коллоидное), образующееся при нарушении физико-химического равновесия коллоидных систем пива.

6.1 Виды биологического помутнения

Пиво является бедной питательной средой. Степень его сбраживания приближается к конечной, так что пиво содержит лишь незначительное количество сбраживаемых веществ, а кроме того, вещества, тормозящие развитие микроорганизмов, — спирт, горькие хмелевые и некоторые другие. Пиво имеет кислую реакцию и в закрытом сосуде (обычные условия его хранения и транспортирования) обладает свойствами анаэробной среды. В таких условиях в нем может размножаться очень ограниченное количество микроорганизмов, которыми пиво может загрязниться в ходе технологического процесса. Размножение микроорганизмов в разлитом пиве всегда снижает его биологическую стойкость, а образующееся биологическое помутнение может быть дрожжевым или бактериальным.

В готовом пиве способны развиваться как дикие, так и культурные дрожжи. В результате своей жизнедеятельности они ухудшают товарный вид продукта, вызывая помутнение или образование осадка. Однако развитие в готовом пиве диких дрожжей более опасно, чем попадание культурных. Культурные дрожжи изменяют содержание экстракта готового пива незначительно, состав пива существенно не меняется. Дикие дрожжи более интенсивно потребляют экстракт пива, резко изменяют содержание летучих веществ, подавляют жизнедеятельность основной культуры, а также оседают хуже, чем культурные пивоваренные дрожжи, поэтому затрудняют осветление пива. В результате этого меняются органолептические показатели пива. Помутнение, вызванное культурными дрожжами, не нарушает вкус пива, однако снижает его потребительскую ценность. Пиво, помутневшее от диких дрожжей, считается больным и испорченным. Дрожжевое помутнение образуется чаще всего в молодом пиве, содержащем значительное количество экстракта. Культурные дрожжи или проходят через фильтр, или попадают в пиво из трубопроводов и различных автоматов как вторичное загрязнение. В пиве они размножаются и за короткое время образуют густое помутнение.

Крупнозернистое по своей структуре, оно быстро образует осадок. После осаждения помутнения пиво прозрачно, вкус почти не изменяется, пенистость хорошая.

Помутнение, вызванное дикими дрожжами, по структуре тонкое. Оно оседает очень медленно или вообще не осаждается, а если и образует осадок, то легкий, хлопьевидный, который быстро поднимается от малейшего взбалтывания. При этом пиво приобретает посторонний привкус различного характера в зависимости от интенсивности помутнения: фруктовый, терпкий и т.д. Запах пива также изменяется. Дикие дрожжи активируются, как правило, только тогда, когда деятельность культурных дрожжей приостанавливается, т. е. в аппаратах дображивания.

Возникновение бактериального помутнения свидетельствует осерьезных недостатках в биологической чистоте производства. Это домутнение в пиве бывает обычно очень тонким, часто в виде вуали, и, как правило, оно не осаждается. Вкус пива в этом случае непоправимо изменяется. Бактериальные загрязнения вызываются чаще всего палочковидными и кокковидными молочнокислыми бактериями. Последние образуют тетрады, называемые пивной сарциной.

Палочковидные молочнокислые бактерии при сбраживании Сахаров образуют молочную, уксусную и муравьиную кислоты. Помутнение, вызванное этими бактериями, отличается сильным шелковистым блеском в период наибольшей его интенсивности, затем оно уменьшается за счет постепенного осаждения частиц и на дне появляется легкий осадок. Повышенная кислотность пива, замутненного молочнокислыми бактериями, неприятно отражается на вкусе тогда, когда образуется очень много молочной кислоты.

Пивная сарцина хорошо размножается без доступа кислорода. Помутнение, вызванное педиококками, проявляется в опалесценции пива. При сильном загрязнении пивной сардиной пиво приобретает неприятно сладкие вкус и запах от повышенного содержания диацетила. Напиток в этом случае считается непригодным к употреблению. Этот вид помутнения относится к наиболее опасным биологическим недостаткам пива и встречается чаще у темных сортов напитка, чем у светлых.

Помутнение вызванное уксуснокислые бактериями, бывает редко. Как типичные аэробы они могут размножаться в сильно аэрированном или негерметично закрытом пиве. Это помутнение выражается в опалесценции, без возникновения осадка. Вкус и запах пива при этом быстро ухудшаются.

Из плесени наиболее опасными для пива являются обнаруженные в ячмене плесени Fusarium, Rhizopus, Alternaria, которые становятся причиной фонтанирования, т.е. быстрого выброса пива из бутылки после открывания пробки.

Возможно заражение пива бактериями группы кишечных палочек. Они могут попасть в пиво при использовании недостаточно чистой воды, воздуха, от загрязненных рук рабочих. Пиво в этом случае приобретает сладковатый фруктовый привкус и запах вареной капусты.

Содержание дрожжей и бактерий в 1 см³ пива после возникновения помутнения примерно одинаковое и составляет 600 тыс. клеток, в 1 см³ осадка мутного пива содержится до 260 млн дрожжевых и 200 тыс. бактериальных клеток. Количество дрожжей в 1 см³ пива после выпадения осадка доходит до 700 тыс. клеток, содержание бактерий — до 2,5 тыс. клеток. В 1 см³ осадка содержится до 22 млн дрожжевых и до 10 тыс. бактериальных клеток.

Инфицирование пива микроорганизмами на отдельных стадиях технологического процесса происходит от различных источников, которыми могут быть:

• вода, если в ней содержатся микроорганизмы, обладающие способностью развиваться в пиве и сусле;

• воздух, особенно загрязненный пылью зерновых складов, содержащий высохшие остатки дрожжей, сусла, пива;

• оборудование и коммуникации;

• фильтрующие и вспомогательные материалы;

• одежда, обувь, руки рабочих.

К одному из главных источников загрязнения пива относятся производственные дрожжи. Применение хмеля в качестве антисептика, быстрое охлаждение сусла перед сбраживанием, контроль за температурой брожения и хранения дрожжей являются неэффективными при большой обсемененности дрожжей. Это объясняется тем, что при повторном применении дрожжей в течение ряда генераций степень их биологической чистоты постепенно ухудшается, поскольку на поверхности дрожжей, осевших в период главного брожения на дно бродильного аппарата, адсорбируются не только механические взвеси, но и различные микроорганизмы.

Перед повторным использованием дрожжи пропускают через вибросито и промывают холодной водой. При этом они освобождаются лишь от посторонних крупных частиц и части сопутствующих микроорганизмов, непрочно связанных с поверхностью клеток

Основную часть бактерий отделяют, промывая дрожжи растворами различных минеральных кислот, щелочей, антибиотиков и других веществ, обладающих бактерицидным действием.

Строгое соблюдение определенных технологических приемов и тщательное поддержание санитарных условий производства позволяют вырабатывать пиво повышенной стойкости.

6.2 Микроорганизмы — вредители пивоваренного производства

Современная классификация микроорганизмов пива может быть представлена следующим образом:

• грамположительные бактерии — каталазоотрицательные палочки (Lactobacillus); каталазоотрицательные кокки и клетки, собранные в пакеты (Pediococcus);

• грамотрицательные бактерии — уксуснокислые бактерии Acetomonas и Acetobacter; бактерия Zymomonas anaerobia; бактерии группы кишечных палочек Klebsiella и Escherichia;

• дикие дрожжи;

• плесени.

Молочнокислые бактерии Lactobacillus — самые опасные посторонние микроорганизмы в пивоварении. Это очень медленнорастущие грамположительные бактерии. Наиболее часто встречается в пиве вид Lactobacillus bremis. Он может испортить пиво, продуцируя молочную кислоту, прозрачность пива нарушается из-за образования мути. Одни виды образуют экстрацеллюлярную слизь, что делает пиво тягучим, другие — гидролизуют декстрины пива до такой степени, что они могут быть сброжены дрожжами, что приводит к перебраживанию пива. Некоторые штаммы могут продуцировать диацетил, который в концентрациях больше 0,05 мг/см³ придает пиву явный масляный привкус.

Педиококки — это грамположительные бактерии, развивающиеся обычно в группах по четыре. Педиококки портят пиво, изменяя его органолептические свойства. Они продуцируют оптически неактивную молочную кислоту и диацетил. Некоторые виды этих бактерий образуют полисахариды в среде, содержащей сбраживаемые сахара, другие могут образовывать слизь в пиве.

Бактерии рода Pectinatus способны размножаться в охмеленном сусле. Это анаэробные грамотрицательные неспорообразующие мезофильные палочки со жгутиками. Бактерии этого рода продуцируют в значительном количестве сероводород и сильно замутняют фасованное пиво.

Уксуснокислые бактерии — это аэробные грамотрицательные бактерии, которые очень быстро развиваются в соприкасающемся с воздухом сусле или пиве. Одни из них окисляют спирт до уксусной кислоты (Acetomonas), делая его непригодным к употреблению, а другие виды могут расщеплять уксусную кислоту до диоксида углерода и воды (Acetobacter). Некоторые штаммы этих бактерий образуют экстрацеллюлярный декстрин, который придает пиву тягучесть. Уксуснокислые бактерии часто находятся в воздухе вблизи пивзаводов, поэтому нужно тщательно поддерживать чистоту оборудования и стерилизовать его сразу же после освобождения от пива.

Zymomonas anaerobia — это подвижные грамотрицательные бактерии, не ингибируемые антисептиком хмеля или понижением рН в пределах, типичных для пивоварения. Они встречаются сравнительно редко, могут расти только в присутствии глюкозы или сахарозы как источника энергии, поэтому пиво, в которое вносят сахаристые добавки, больше подвержено действию этих бактерий, чем чисто солодовое пиво. Они могут испортить пиво за очень короткое время, продуцируя сероводород и ацетальдегид, придающие напитку очень неприятные вкус и запах.

Колиформные бактерии — это грамотрицательные подвижные бактерии, широко распространенные в почве и воде. Они очень быстро растут в сусле и наиболее опасны в охлажденном, но еще не засеянном дрожжами сусле. Как только начинается брожение, их рост угнетается, они не переносят рН < 4,0.

При развитии в охлажденном сусле эти бактерии могут придать ему запах овощей. Если оборудование поддерживают в чистоте и дрожжи добавляют в сусло вскоре после его охлаждения, колиформы не попадают в него.

Среди вредителей пивоварения распространены дрожжи семейств Faecheromicedae и Ugryptocacacea, родов Laucharomyces (pasterisnus, ellipsoides), Torulopsos, Candida, Pienia, Apiculatus. Дикими дрожжами следует считать все дрожжи, отличающиеся одной или большим количеством черт от чистой культуры, включая и другие виды того же рода.

На практике нередки случаи, когда по той или иной причине оказывается недостаточным соблюдение микробиологической чистоты производства и в готовом пиве уже на ранних стадиях хранения проявляются признаки биологической порчи. Чтобы предотвратить такую вероятность, разработаны специальные способы повышения биологической стойкости пива.

6.3. Способы повышения биологической стойкости

Установлено, что если в пол-литровой бутылке пива содержится не более 10 клеток микроорганизмов, то такое пиво имеет почти неограниченную стойкость. Биологическая стойкость Жигулевского пива в течение 7 сут достигается при содержании в нем молочнокислых бактерий не более 100 клеток в 1 см³ готового продукта.

По стандарту Чехии в 1 см³ пива должно содержаться не более 1 – 5 клеток микроорганизмов. Для пива стойкостью более 60 сут содержание микроорганизмов должно быть следующим: молочнокислые бактерии — отсутствуют; содержание дрожжей — не более 0,01 клетки в 1 см³. Считается, что если в 12 %-ном пиве содержится 0,001 клетки в 1 см³ молочнокислых бактерий, то его стойкость составляет не более 30 сут.

Повысить биологическую стойкость пива можно пастеризацией и стерилизацией.

6.3.1 Пастеризация

Пастеризация является достаточно простым и надежным способом повышения биологической стойкости пива.

Пиво нагревают до температуры 55 – 70 °С в течение короткого времени без доступа воздуха. Гибель микроорганизмов зависит от температуры пастеризации и продолжительности ее действия. Чем выше температура, тем короче время, необходимое для гибели клеток, и наоборот. Поскольку в пиве обычно отсутствуют спорообразующие бактерии, то для его обеспложивания требуется умеренная интенсивность тепловой обработки. Установлено, что культурные дрожжи отмирают за 5 мин при 45 ⁰С, дикие дрожжи — за 5 мин при 56°С, молочнокислые палочки — за 10 мин при 54 °С, педиококки — за 10 мин при 56 °С.

Отмирание микроорганизмов определяют как потерю их способности к размножению. Предельная температура роста для дрожжей рода Saccharomyces составляет 33,5 ⁰С, для других — максимально 46—47 ⁰С. Точка термического разрушения микроорганизмов не совпадает с предельной температурой их размножения, последняя ниже на 10 ⁰С. Для пива температура пастеризации 65—70 ⁰С обеспечивает повышение его биологической стойкости.

При нагревании пива помимо воздействия на инфицирующие микроорганизмы нарушается химизм многих реакций, что приводит на стадии созревания к изменению вкуса, цвета и аромата пива. Особенно опасным являются активизация окислительных превращений полифенолов, их взаимодействие с полипептидами и, как следствие, возникновение вероятности коллоидного помутнения. Отрицательное влияние теплового воздействия на качество пива сказывается тем сильнее, чем больше экспозиция и выше температура пастеризации.

Пиво пастеризуют двумя способами: фасованным в тару, т. е. после розлива в бутылки и банки (туннельная пастеризация), или в потоке (мгновенная пастеризация).

Максимальная температура пастеризации бутылочного пива сортов Жигулевское и Рижское, обеспечивающая его биологическую чистоту при достаточной коллоидной стойкости, составляет 63 °С при выдержке 20 мин. В нашей стране в основном пастеризуют пиво в бутылках. Туннельные пастеризаторы обеспечивают одновременную тепловую обработку тары, продукта, укупорочного материала и пространства, заполненного газовоздушной смесью; устраняют возможность повторного инфицирования пива; позволяют регулировать диапазон производительности в зависимости от вместимости бутылки и заданного режима пастеризации, обеспечивает возможность тепловой обработки пива, фасованного не только в бутылки, но и в металлические банки.

Недостатками туннельных пастеризаторов являются большая металлоемкость, значительные потери теплоты в окружающую среду из-за больших габаритов, высокий термический бой бутылок, повышенные потери пива, большие монтажные и производственные площади.

Пастеризацию пива в потоке широко применяют во многих европейских странах, ее проводят обычно в пластинчатых теплообменных: аппаратах. Стойкость пива при этом составляет 3 – 8 нед. Пастеризаторы пива в потоке компактны, имеют малую металлоемкость, отличаются простотой в обслуживании. При их эксплуатации возможны полная автоматизация процесса, устранение боя бутылок и значительное снижение потерь пива. Экономия теплоты и электроэнергии в этом случае обусловлена относительно небольшими энергетическими затратами, высоким коэффициентом теплопередачи и высоким показателем вторичного использования тепла.

Пастеризаторы пива в потоке имеют следующие недостатки: возможность вторичного инфицирования пива при недостаточной стерильности пивопроводов, разливочного автомата, бутылок, корончатых крышек и т. д., повышенные требования к устойчивости режима пастеризации.

Перспективным методом улучшения биологической стойкости пива является микроволновая пастеризация, заключающаяся в воздействии на напиток электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Большая скорость такой пастеризации по сравнению с традиционным нагревом объясняется микротермическим эффектом. Ввиду различия диэлектрических проницаемостей микроорганизмов и среды происходит локальный нагрев клеток до температуры, превышающей температуру окружающей среды. В этих условиях дрожжевая клетка погибает при меньшей температуре, чем температура обычной пастеризации.

Метод микроволновой пастеризации позволяет сохранить пищевую ценность, вкус, запах и другие органолептические характеристики пива.

6.3.2 Стерилизация

Стерилизация микроорганизмов в пиве может быть осуществлена физическими и химическими воздействиями.

Для удаления из пива микроорганизмов применяют обеспложивающую (стерилизующую) фильтрацию пива. Фильтрующими материалами могут быть неорганические и органические вещества. Это один из наиболее эффективных способов повышения биологической стойкости пива. Пористые серебряные мембраны с диаметром пор от 2 до 5 мкм создают одновременно фильтрующий и бактерицидный эффекты. Кроме того, серебряные мембраны имеют повышенную механическую прочность.

Традиционные фильтрующие материалы предложено использовать последовательно как двукратную фильтрацию — сначала диатомитовый фильтр, затем обеспложивающие пластины фильтр – картона. При этом в фильтрованном пиве полностью отсутствовали дрожжи и бактерии, что свидетельствует о высокой задерживающей способности обеспложивающих пластин. Стойкость пива увеличилась до 8 – 10 сут.

Характерно, что при использовании стерилизующей фильтрации почти полностью отсутствует какое-либо отрицательное изменение свойств пива. Недостатками способа являются необходимость использования стерильной тары для розлива напитка и более высокая стоимость по сравнению с другими способами повышения биологической стойкости пива, например пастеризацией.

Электрофизические способы повышения биологической стабильности пива заключаются в воздействии на него электромагнитных полей высоких и сверхвысоких частот, импульсивного электрического поля, ионизирующего облучения и т. п.

Обработанное такими способами пиво характеризуется повышенным сроком хранения без изменения качества. Микроорганизмы, находящиеся в пиве, уничтожаются путем необратимой поляризации. Эти методы широко применяют в ФРГ, Японии и Швейцарии.

Ускоренные способы обеспложивания заключаются в обработке пива инфракрасными излучениями, ультрафиолетовыми лучами и ультразвуком, но качество обработанного таким образом пива резко снижается в связи с образованием посторонних и неприятных запахов и привкуса.

Автором предложен сорбционный способ повышения биологической стойкости пива. Обработка пива сорбентом АВ-17П, при температуре 70 °С в течении 3 мин приводит к полному подавлению посторонней микрофлоры пива и одновременно повышает коллоидную стойкость напитка. Аппаратурно-технологическая схема обработки пива в целях повышения биологической и коллоидной стойкости включает пластинчатый теплообменник-пастеризатор и объемный выдерживатель.

Повысить биологическую стойкость пива можно, добавляя в него различные химические вещества (консерванты), позволяющие предотвращать развитие находящихся в пиве микроорганизмов. Этот способ является наиболее рентабельным и наименее трудоемким, простым и надежным. Для исключения отрицательного влияния на качество пива консервант должен отвечать следующим требованиям:

• подавлять или ингибировать микрофлору и обеспечивать длительную биологическую стабильность пива;

• не накапливаться в организме человека и не становиться токсичным при потреблении пива в течение долгого времени;

• не вызывать в организме человека аллергических реакций, не быть мутагенным, канцерогенным;

• не оказывать вредного воздействия на желудочную микрофлору человека;

• не оказывать ухудшающего действия на вкус и цвет напитка;

• легко поддаваться количественному и качественному определению для контроля за его содержанием.

Механизм действия консервантов па микроорганизмы различен. Некоторые консерванты парализуют ту или иную клеточную функцию, действуя против одного или нескольких ферментов. Блокирование или разрушение консервантом фермента, взаимодействующего с субстратом, ведет к замедлению или приостановке биохимической реакции. Другие консерванты вызывают дезорганизацию поверхностных структур клетки, нарушая активный обмен клетки с окружающей средой. Третья группа консервантов парализует развитие клетки, мешая почкованию.

Если консервант убивает дрожжи, его называют фунгицидом, а если только замедляет их размножение, то фунгистатом. Один и тот же антисептик при слабой дозе может быть значительно фунгистатичным, а при сильной — фунгицидным. По действию на бактерии различают консерванты бактерицидные и бактериостатические.

В нашей стране консерванты достаточно широко применяют в различных отраслях пищевой промышленности — производстве безалкогольных напитков, вина, соков, но пока не используют в пивоварении.

Предложен способ консервирования пива и других напитков (молока, вина, соков, безалкогольные напитков) 5-нитрофурйлакролеиновой кислотой (5-НФК). Пиво, содержащее 5 мг/дм³ этой кислоты, дополнительно обработанное бентонитом, сохранило после года хранения присущие ему вкус, прозрачность и пеностойкость. Наиболее чувствительными к 5-НФК, оказались дрожжи родов Torulopus и Pichia. Очень важно, что 5-НФК существенно подавляет развитие культурных дрожжей. Добавление в пиво 5-НФК в зависимости от обсемененности напитка повышает его биологическую стойкость от 10 до 40 сут, Так, стойкость непастеризованного пива с обсемененностью 40 клеток в 1 см³ бактерий и 460 клеток в 1 см³ дрожжей при внесении 5, 10, 15 мг/см³ 5-НФК составляла соответственно 20, 25, 30—38 сут, а контрольного — 5 сут. При этом внесение консерванта и таких дозах не изменяло в течение длительного хранения состав и вкус пива.

Ниртан обладает бактерицидными и фунгицидными свойствами. Оптимальная дозировка ниртана зависит от первоначальной обсемененности пива микроорганизмами, а также от условий хранения пива. Так, при содержании микроорганизмов в пиве в пределах 10—1000 клеток в 1 см³ обработка ниртаном в дозе до 60 мг/дм³ обеспечивает его стойкость в течение месяца.

Консерванты ЛАГ, ЛГК, СГК, являющиеся производными аспарагиновой и глутаминовой аминокислот, в дозе до 20 мг/дм³ подавляют рост дрожжей Laucharomyces в пиве, предварительно термостированном при 26 °С в течение 3 сут при низком уровне его обсемененности. При действии на непастеризованное пиво они сильно угнетают бактерии, но практически не подавляют рост дрожжей. Стойкость пива при использовании таких концентраций консервантов составляет 7 – 9 сут.

Юглон известен как консервант для безалкогольных напитков. Внесение его в пиво заметно не влияет на микроорганизмы. Стойкость обработанного пива составляет 6 – 12 сут, после чего обнаруживается осадок, состоящий из бактерий и в меньшей степени из дрожжей.

Пероксид водорода при внесении его в пастеризованное пиво в малых дозах через 6 - 8 сут не обнаруживается. При выдержке пива с повышенной концентрацией пероксида водорода в течение месяца оно остается прозрачным при температуре менее 20 °С, причем за это время распадается около 50 % пероксида водорода. Хранение пива, содержащего пероксид водорода, при температуре 28 °С приводит к уменьшению концентрации соединения на 75 – 80%. Поэтому для повышения стойкости пива можно пероксид водорода использовать в низких концентрациях, а также с добавлением катализатора, полностью разлагающего это соединение.

Тридецилацетатпиридининхдорид (Х-13) оказывает бактерицидное и бактериостатическое действие на дрожжевые культуры — вредители пивоварения в дозах 9 – 18 мг/дм³ в зависимости от количества клеток в среде. Наиболее чувствительны к нему дрожжи рода Saccharomyces, менее — Candida mansevyla.

Х-13 повышает биологическую стойкость пива до 45 сут в зависимости от концентрации консерванта и от количества микроорганизмов, остающихся в пиве после фильтрации.

Для стерилизации пива предложены синтетические вещества, состав которых может быть выражен следующей эмпирической формулой; RCOH (СН₂СН,ОН)₂, где R — алифатический радикал с числом атомов от 7 до 16. Добавление таких консервантов в пиво в количестве до 50 мг % подавляет рост дрожжей и бактерий более чем на 3 мес. Наибольшую эффективность при испытаниях показали диэтаноламид миристиновой и лауриновой кислот.

Добавление к пиву гептилового (октилового) эфира парагидроокcибензойной кислоты или солей щелочных (щелочно-земельных) металлов в сочетании с антибиотиком пимарицином на значительный срок предохраняют пиво от биологического помутнения. Концентрацию веществ, вводимых в готовое пиво, изменяют в зависимости от типа пива и длительности его хранения: пимарицин — 5—50 мг/дм³, максимально 150мг/дм³; эфиры ПАБК — 200 мг/дм³, максимально 300 мг/дм³.

Биологическая стабилизация пива обеспечивается добавлением сложного гептилового эфира n-оксибензойной кислоты (СГЭ-ПОК). Рекомендуемая концентрация колеблется в пределах 0,5 — 1,5 г/дм³. Препарат производится фирмой Sopura (Бельгия) под названием ГА/8. Обработку пива препаратом лучше всего вести после окончательной фильтрации.

Обработка пива этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭД7А) или трилоном Б увеличивает срок хранения пива на 2 мес.

Однако консерванты в пивоварении применяют за рубежом еще довольно редко. Многие консерванты влияют на органолептические и другие показатели качества готовой продукции. При прибавлении консервантов на промежуточных стадиях приготовления пива производственная микрофлора быстро адаптируется к ним. Систематическое применение одного и того же консерванта, особенно если его вносят в готовый продукт, отрицательно влияет на организм человека. В нем могут образовываться резистентные формы; бактерий, среди них могут быть болезнетворные, которые убивают продуктами своего метаболизма естественную микрофлору пищеварительной системы и полости рта, усиливая тем самым опасное возникновение грибковых заболеваний. В связи с этим в пивоварении необходимо регулярно менять консерванты.

6.3.3 Применение антибиотиков

Первые сведения об использовании антибиотиков в пищевой промышленности относятся к 1943 г. Среди изученных антибиотиков наиболее эффективными признаны тетрациклины. Они обладают широким спектром действия и подавляют рост многих видов грамположительных и грамотрицательных бактерий. Установлено, что при низких концентрациях тетрациклиновые антибиотики проявляют бактериостатический эффект, а при повышении концентрации примерно в 10 раз наблюдается бактерицидное действие.

Тетрациклины подавляют процесс дыхания бактерий, уменьшают окисление углеводов, тормозят активность некоторых ферментов, подавляют белковый синтез. Антибактериальная активность тетрациклинов зависит от состава, рН среды, наличия в ней неорганических солей, некоторых витаминов, металлов и других факторов. Тетрациклины более активны в кислой, чем в щелочной среде.

В нашей стране добавление в пиво антибиотиков, являющихся лекарственными препаратами, запрещено, так как попадание даже незначительных количеств этих биологически активных веществ с пивом в организм человека может вызвать появление в нем резистентных форм микроорганизмов, что затрудняет применение антибиотиков в случае заболевания.

Для исключения попадания антибиотика в пиво и с ним в организм человека автором исследована возможность применения иммобилизованных антибиотиков для повышения биологической стойкости пива.

Поскольку в готовом пиве способны развиваться дикие и культурные дрожжи, исследовано использование совместно с тетрациклином нистатина как антибиотика, оказывающего противогрибковое действие. Имеются данные о том, что действие нистатина связано с повреждением цитоплазматической мембраны клетки и нарушением ее проницаемости, результатом чего является быстрая потеря клеткой низкомолекулярных водорастворимых веществ цитоплазмы.

Полное ингибирование микроорганизмов в пиве происходит при концентрации тетрациклина 1000 мг/100 см³ пива и более. При этом микрофлора пива была представлена в основном дрожжевыми клетками.

При концентрации нистатина 500 мг/100 см³ и выше в основном бактерии полностью инактивируются. Совместное внесение тетрациклина и нистатина позволяет более эффективно подавить микрофлору, чем в каждом отдельном случае. Концентрация нистатина была выбрана больше, чем концентрация тетрациклина, в связи с тем, что в готовом пиве содержание дрожжевых клеток обычно в несколько раз больше, чем бактериальных. Эффективная концентрация смеси в 100 см³ пива составила 7,5 мг тетрациклина и 10 мг нистатина.

Для иммобилизации антибиотиков использовали носитель типа КБС. Реакцию между носителем и тетрациклином проводили при температуре 35 ⁰С и рН 4,5. При этих параметрах тетрациклин максимально связывается носителем по механизму ионообмена. При более высоких температурах структура молекулы антибиотика разрушается.

Реакцию между носителем КБС и нистатином проводили в водно-спиртовом растворе при 25 ⁰С. В указанных условиях иммобилизации количество тетрациклина, закрепленного на 1 г носителя, составило 333 мг (на абсолютно сухое вещество), нистатина — 346 мг. Полученные препараты были обозначены следующим образом: иммобилизованный тетрациклин — КБС-Т, иммобилизованный нистатин — КБС-Н. Оценка микробиологической чистоты препаратов показала, что носитель КБС является источником инфицирования, а препараты КБС-Т и КБС-Н не являются им.

Общая обсемененность пива уменьшается с увеличением количества вносимых иммобилизованных антибиотиков и почти не зависит от продолжительности обработки.

Совместное внесение КБС-Т и КБС-Н более эффективно, чем раздельное их использование, так как обеспечивает полное ингибирование микрофлоры при обработке пива в течение 10 мин при 2 ⁰С и концентрации КБС-Т 40 г/100 см³ и КБС-Н 50 г/100 см³ пива.

Таким образом, иммобилизация химических консервантов на нерастворимых носителях позволит избежать попадания их в пиво, а затем и в организм человека, но вместе с тем обеспечит высокую биологическую стойкость пива при хранении.

Контрольные вопросы и задания. 1. Какие микроорганизмы являются вредителями пивоваренного производства? 2. Назовите факторы, обусловливающие развитие посторонних микроорганизмов в пиве. 3. Какими способами можно повысить биологическую стойкость пива? 4. Дайте сравнительную характеристику способам повышения биологической стойкости с точки зрения влияния на качество пива

Лекция 8