Новости

Apr 30, 2023

Производство и характеристика антоциана

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 5863 (2023) Цитировать эту статью

628 Доступов

Подробности о метриках

Пиво — третий по популярности напиток брожения в мире. Обычно его делают из солодового ячменя. Тропические страны вынуждены импортировать ячмень из стран с умеренным климатом для пивоварения, что является дорогостоящим процессом. Поэтому крайне важно исследовать альтернативные возможные субстраты для производства пива, чтобы удовлетворить растущий спрос на пиво с высоким питательным качеством. Настоящее исследование предполагает создание ферментированного напитка из черной пшеницы, богатой антоцианами, с помощью дрожжей Saccharomyces cerevisiae CMS12, выделенных из фруктовых отходов. Затем была проведена характеристика (УФ, ВЭЖХ, ЯМР, FTIR и ICPMS), а также сравнительное исследование с белым (янтарным) пшеничным пивом. Кроме того, оптимизация параметров процесса включала начальную концентрацию сахара, размер инокулята и pH. Черное пшеничное сусло содержало 568 мг GAE/л общего содержания фенолов, концентрацию антоцианов 4,67 мг/л, содержание спирта 6,8% (по объему) и pH 4,04. Сенсорный анализ показал, что черное пшеничное пиво было более приемлемым, чем белое пшеничное пиво. Разработанный ферментированный напиток имеет огромный потенциал коммерциализации.

Во всем мире существует множество вариантов ферментированных продуктов и напитков, а процесс «ферментации» является основным научным методом потенциального улучшения пищевой ценности и усвояемости любого субстрата1. Вкус, производимый микроорганизмами, улучшает сенсорную приемлемость ферментированных продуктов2. Пиво является третьим по популярности напитком после воды и чая, его мировое потребление составляет около 200 миллиардов литров в год. В зависимости от ингредиентов и методов, используемых в процессе пивоварения, существует более 70 различных сортов пива3. Содержание алкоголя в пиве колеблется от 0,5 процента до 15%4. Пиво снижает риск остановки сердца за счет снижения концентрации липидов низкой плотности и гомоцистеина, а также способствует здоровью почек5. Пиво содержит все питательные вещества злаков и хмеля, богатые витаминами группы В, белком, минералами, пищевыми волокнами, фенольными соединениями (антиоксидантами), этанолом и пребиотическими соединениями6. На внешний вид производимого пива влияет штамм дрожжей, использованный во время брожения. Дрожжи влияют на стабильность пены, удержание пены, образование помутнения и цвет пива7. Более того, поскольку дрожжи используют питательные вещества из сусла для роста и выделяют в нем побочные продукты, изменения в составе сусла напрямую влияют на вкус пива8. Мутность пива обусловлена ​​наличием белков, полисахаридов и полифенолов7. Маннопротеины, полученные из клеточных стенок дрожжей, помогают минимизировать образование помутнения и стабилизировать пену. Фермент протеаза, секретируемый дрожжами в неблагоприятных условиях, разрушает белки, участвующие в образовании и стабилизации пивной пены. Кроме того, автолизированные дрожжи могут высвобождать β-глюканазы, которые гидролизуют β-глюкан, что приводит к снижению вязкости и оттоку жидкости из пены9. Однако перед экспериментированием с новыми дрожжами для пивоварения необходимо провести надлежащую оценку, поскольку каждый микроб уникален и может иметь вариации из-за взаимодействия с различными веществами и условиями, что приводит к различным проблемам со здоровьем10. Saccharomyces cerevisiae — распространенные дрожжи в пивоваренной промышленности11. При соединении этанола и углекислого газа образуются многочисленные химические вещества, такие как органические кислоты, кетоны и сложные эфиры, которые оказывают значительное влияние на органолептические свойства пива12. Сегодня пивовары ищут альтернативные, более полезные ингредиенты для производства пива. Рис, шафран, пшеница, ячмень, рожь, кукуруза, сорго, гидролизат картофеля и патока с низким и средним содержанием были исследованы в качестве субстратов для производства пива13,14. Продукты с высоким содержанием антиоксидантов связаны с пользой для здоровья, а богатая антоцианами пшеница (черная пшеница) также известна своими свойствами против ожирения, снижения уровня сахара в крови и пребиотическими свойствами. Таким образом, производство пива из такого вида сырья может предложить потребителям дополнительные преимущества15,16. Популярность пива, произведенного из пшеничного солода, в последние годы менялась, но в последнее время спрос на пшеничное пиво вырос из-за внедрения новых методов пивоварения (крафтового и домашнего пивоварения) и отсутствия ячменя в различных регионах17. Однако пшеница не обладает активными ферментами, ответственными за выработку сахаров. Итак, чтобы активировать эти ферменты и обеспечить достаточный уровень сахара для ферментации, проводится соложение пшеницы. Соложение – основной этап процесса пивоварения. Целью соложения является стимулирование выработки в зерне 11 гидролитических ферментов3. Среди многочисленных сортов пшеницы черная пшеница представляет собой гибридную культуру, полученную путем скрещивания фиолетовой пшеницы и голубой пшеницы, которая может служить потенциальным субстратом для производства пива. Эта пшеница очень богата антоцианами, белком, пищевыми волокнами и другими питательными веществами и т. д.18. В текущем исследовании использовалась биотехнологически разработанная черная пшеница в качестве субстрата для производства богатого антоцианами пива из свежевыделенного штамма Saccharomyces cerevisiae CMS12. В этой работе хмель при производстве пива не использовался, поэтому содержание антиоксидантов и цвет обусловлены самой черной пшеницей. Пиво, сваренное с черным пшеничным солодом, сравнивали с пивом, сваренным с белым пшеничным солодом. Кроме того, пиво охарактеризовали с помощью УФ, ВЭЖХ, ЯМР, FTIR, ICPMS и определения цвета. Насколько нам известно из существующей литературы, ранее не сообщалось о каких-либо работах по производству пива с высоким содержанием антоцианов из черной пшеницы. В работе оценены физико-химические свойства и органолептический профиль черной пшеницы как субстрата для производства пива.