презентации / химический состав пива и значение химических компонентов текст презентации
.docx1 слайд: Химический состав пива и значение компонентов в нем
2 слайд: Общие сведения о составе пива. Пиво, как и вино, представляет собой натуральный алкогольный напиток, который содержит большое количество соединений, образующихся в процессе ферментации и поступающих в него из растительного сырья. Основными компонентами пива являются вода (91-93%), углеводы (1,5-4,5%), этиловый спирт (3,5-4,5%) и азотсодержащие вещества (0,2-0,65%). Прочие компоненты обозначают как минорные.
Минорные соединения - это класс веществ, находящихся в низких, следовых, часто еле уловимых концентрациях в натуральной пище, оказывающие регуляторное действие на организм. Ученые-физиологи, диетологи заявляют о незаменимости этих веществ в пище.
Углеводы пива (около 26 г/л) на 75-85% состоят из декстринов. На простые сахара (глюкоза, сахароза, фруктоза) приходится 10-15% от общего количества углеводов. И лишь 2-8% углеводов представлены другими, сложными сахарами (полисахариды, фрагменты пектина и др.).
Этиловый спирт (около 30 г/л), наряду с углеводами, является главным компонентом, обеспечивающим калорийность этого напитка, которая составляет около 400-450 ккал/л. Пиво, в отличие от вина, содержит незначительное количество высших спиртов (50 - 100 мг/л), а метиловый спирт в нем практически отсутствует.
Азотсодержащие вещества пива представлены в основном полипептидами и аминокислотами. Большая часть их поступает в напиток из солода. Лишь 20-30% аминокислот являются продуктами жизнедеятельности дрожжей. В пиве представлены все основные аминокислоты. Однако, их пищевая ценность из-за малого количества незначительна.
3 слайд: Минорные, или присутствующие в незначительных количествах компоненты пива классифицируют следующим образом: минеральные соединения, витамины, органические кислоты, фенольные соединения, горькие вещества, ароматические соединения, биогенные амины и эстрогены.
Минеральные соединения поступают в напиток из солода, других исходных материалов и с водой. В биологически значимых количествах в пиве присутствуют ионы калия, натрия, кальция, магния, фосфора, серы и хлора. Пиво отличается от других алкогольных напитков и, в частности, от вина высоким содержанием калия (160 - 450 мг/л).
По содержанию кальция (около 80 мг/л), магния (около 80 мг/л), фосфора (около 140 мг/л), а также железа, меди, цинка и других, содержание которых не превышает 1 мг/л, пиво почти не отличается от апельсинового сока.
Витамины поступают в пиво в основном из солода, богатого витаминами группы В. Поэтому в пиве, в отличие от натурального вина, содержится довольно большое количество витамина В1, или тиамина (0,005-0,15 мг/л) и витамина В2, или рибофлавина (0,3-1,3 мг/л). Вместе с тем, большое количество тиамина в пиве имеет негативную сторону, поскольку этот витамин ускоряет процесс деградации фенольных соединений пива и способствует выпадению их в осадок.
Пиво богато и другими витаминами. Содержание витамина С или аскорбиновой кислоты составляет 20-50 мг/л. Аскорбиновую кислоту в пиво часто добавляют в процессе производства для предотвращения процессов спонтанного окисления других компонентов.
В пиве относительно мало витамина В6, или пиридоксина (0,4-1,7 мг/л), пантотеновой кислоты (0,4-1,7 мг/л) и биотина (около 5 мг/л). Необходимо отметить, что многие витамины присутствуют в пиве в фосфорилированной форме и потому хорошо усваиваются.
4 слайд: Органические кислоты присутствуют в пиве в виде солей. В наибольшем количестве представлены соли лимонной кислоты (около 130 мг/л), которая выступает в качестве антиоксиданта и повышает стабильность напитка. Помимо лимонной кислоты, в пиве содержатся соли пировиноградной (около 60 мг/л), уксусной (около 90 мг/л), глюконовой (около 30 мг/л) и щавелевой (около 15 мг/л) кислот.
Фенольные соединения. Содержание полифенолов в пиве примерно в 10 раз ниже, чем в натуральном виноградном вине и колеблется в пределах 150-300 мг/л. Около 90% фенольных соединений поступает в пиво из солода, а остальные - из хмеля. Среднее содержание полифенолов и их отдельных представителей отражено в таблице 1. Больше всего в пиве содержится антоцианидинов (14-77 мг/л), в состав которых входят лейкоцианидины, протоцианидины и лейкоантоцианидины. В некоторых сортах пива присутствует одно из наиболее биологически активных фенольных соединений - кверцетин. Помимо этого, в пиве обнаруживаются и другие полифенолы (эллагиковая, протокатехиновая, ваниллиновая, салициловая, параоксибензойная кислоты, а также фенол, ортокрезол и кумарины) в концентрациях 1 мг/л и ниже.
5 слайд: Химический состав пива.
Химический состав пива в упрощенном виде выглядит следующим образом:
Вода 91-93%
Этиловый спирт 3-7%
Углеводы 1,5-4,5%
Азотосодержащие вещества 0,2-0,65%
Сахар 0,5%
6 слайд: Химический состав пива. Более подробный состав химический состав пива выглядит следующим образом:
Группа веществ |
Вещества |
Содержание в 1 л пива |
Основные вещества |
Углеводы |
30-40 г |
Белки |
3-5 г |
|
Алкоголь (этиловый спирт) |
35-43 г |
|
Углекислый газ |
4-5 г |
|
Вода |
840-900 г |
|
Калий |
420-570 мг |
|
Фосфор |
0,12-0,32 г |
|
Сера |
0,1-0,2 г |
|
Магний |
80-100 мг |
|
Кальций |
40-100 мг |
|
Кремний |
0,01-0,04 г |
витамины |
B1 (тиамин) |
0,03-0,04 мг |
B2(рибофлавин) |
0,3-0,4 мг |
|
B6(пиридоксин) |
0,4-0,9 мг |
|
H (биотин) |
0,005 мг |
|
Никотиновая кислота |
6-9 мг |
|
Фолиевая кислота |
0,04-0,8 мг |
|
Пантотеновая кислота |
0,9-1,5 мг |
7 слайд: Углеводы. Углеводы составляют около 90 % экстракта базового сусла, из которых обычно 67—77 % составляют сбраживаемые сахара. Наиболее важным сбраживаемым сахаром является мальтоза.
Соложеный ячмень является основным источником углеводов в процессе производства пива, но также может быть заменён другими злаками в различных формах, такими как пшеница, рис, кукуруза и сахарные сиропы. Солод содержит амилолитические ферменты, расщепляющие растворённый крахмал на сахара, которые дрожжи затем используют для производства спирта. Содержание углеводов в готовом пиве обычно составляет от 3 до 61 г/л.
8 слайд: Углеводы после процесса затирания. В результате действия амилолитических ферментов окончательно получаем:
неферментируемые декстрины разной длины;
мальтотриоза используется сильно ферментирующими дрожжами только после использования мальтозы и других дисахаридов, то есть только во время старения. Она может быть использована быстрее штаммами дрожжей низового брожения, чем при верховом брожении. Мальтотриоза образуется в больших количествах, когда условия затирания благоприятствуют действию α-амилазы;
мальтоза и небольшое количество других дисахаридов (например, сахароза), используемых дрожжами;
простые сахара (глюкоза, фруктоза)
используются дрожжами в первую очередь.
9 слайд: Белки. Наиболее распространённым белком в зерне ячменя является гордеин (40—50 %), относящийся к проламинам. Кроме того, существуют, в том числе, альбумины, глютелины, глобулины, серпины и ферменты. Белки играют важную роль в образовании и поддержании пены, влияя на текстуру, цвет и пищевую ценность пива. Они могут участвовать в образовании мути. Частичное разложение белков при соложении и затирании приводит к образованию аминокислот, необходимых для метаболизма дрожжей, а также участвующих в реакциях Майяра.
Только около 20 % белков ячменя растворимы в воде.
10 слайд: Концентрация белков в конечном продукте снижается на таких стадиях производства, как:
при кипячении сусла, когда оно коагулирует и удаляется в виде горячего осадка;
при понижении рН в процессе брожения подвергаются седиментации;
при выдержке пива, когда они прилипают к дрожжевым клеткам.
11 слайд: Сахар. Вместо обычного белого сахара профессиональные пивовары берут коричневый тростниковый. Он быстрее карамелизуется при нагревании, поэтому пиво приобретает изысканный сладковатый привкус, приятный цвет и тонкий аромат. Сахар в пиве влияет на дозревание, ускоряя его. Еще сахар влияет на пенообразование. Пиво с добавлением этого ингредиента даст стойкую и пышную пену. Еще он полезен для карбонизации — насыщении напитка углекислым газом. В промышленности для этого используются различные технологии, но добавление небольшого количества этого ингредиента в сусло является самым простым и дешевым способом.
12 слайд: Значение химических компонентов в пиве.
Ионы кальция — Стабилизируют альфа-амилазу и увеличивают ее активность, в результате чего повышается выход экстракта. Увеличивают активность протеолитических ферментов, за счет этого возрастает содержание в общего и α-аминного азота в сусле.
Ионы магния — Входят в состав ферментов гликолиза, т.е. необходимы как для брожения, так и для размножения дрожжей.
Ионы калия — Стимулируют размножение дрожжей, входят в состав ферметных систем и рибосом.
Ионы железа — Отрицательное влияние на процессы затирания. При концентрации более 0,2 мг/л могут вызвать дегенерацию дрожжей.
Ионы марганца — Входят в качестве кофактора в ферменты дрожжей. Содержание не должно превышать 0,2 мг/л.
Ионы аммония — Могут присутствовать только в сточных водах. Абсолютно неприемлемы.
Ионы меди — При концентрациях более 10 мг/л – токсичны для дрожжей. Могут являться мутагенным фактором для дрожжей.
13 слайд: Значение химических компонентов в пиве.
Нитраты — При концентрациях более 10 мг/л обнаруживаются в стоках. В присутствии бактерий семейства Enterbacteriaceae образуется токсичный нитрит-ион.
Силикаты — Снижают активность брожения при концентрации более 10 мг/л. Силикаты происходят большей частью из солода, но иногда, особенно весной, причиной их повышения в пиве может быть вода.
Фториды — До 10 мг/л не оказывает влияния.
Ионы цинка — В концентрации 0,1 – 0,2 мг/л стимулируют размножение дрожжей. При высоких концентрациях ингибируют активность α-амилазы.
Хлориды — Снижают флокуляцию дрожжей. При концентрации более 500 мг/л замедляют процесс брожения.
Гидрокарбонаты — При высоких концентрациях приводят к повышению рН, а следовательно к снижению активности амилолитических и протеолитических ферментов, снижают выход экстракта. и способствуют повышению цветности сусла. Концентрация не должна превышать 20 мг/л.
14 слайд: Влияние химических компонентов в пиве на вкус.
Сульфаты — Придают пиву терпкость и горечь, обуславливают послевкусие.
Силикаты — Оказывают влияние на вкус косвенным путем.
Нитраты — Отрицательно влияют на процесс брожения при концентрации более 25 мг/л. Возможность образования токсичных нитрозаминов.
Ионы кальция — Снижают экстракцию танинов, которые придают пиву грубую горечь и вяжущий вкус. Снижают утилизацию горьких веществ хмеля.
Ионы магния — Придают горький привкус пиву, который ощущается при концентрации более 15 мг/л.
Ионы натрия — При концентрациях более 150 мг/л обуславливают соленый вкус. При концентрациях 75…150 мг/л – снижают полноту вкуса.
Хлориды — Придают пиву более тонкий и сладкий вкус. При концентрации ионов около 300 мг/л повышают полноту вкуса пиву и придают ему дынный вкус и аромат.
Ионы железа — При содержании в пиве более 0,5 мг/л увеличивают цвет пива, появляется коричневая пена. Придают пиву металлический привкус.
15 слайд: Влияние химических компонентов в пиве на коллоидную стойкость (мутность).
Ионы кальция — Осаждают оксалаты, тем самым снижают возможность появления оксалатного помутнения в пиве. Увеличивают коагуляцию белков при кипячении сусла с хмелем. Снижают экстракцию кремния, что благоприятно сказывается на коллоидной стойкости пива.
Силикаты — Снижают коллоидную стойкость пива в связи с образованием нерастворимых соединений с ионами кальция и магния.
Ионы железа — Ускоряют окислительные процессы, вызывают коллоидное помутнение.
Ионы меди — Отрицательно влияют на коллоидную стабильность пива, выступая катализатором окисления полифенолов.
Хлориды — Улучшают коллоидную стойкость.
Ионы марганца — Подобно влиянию ионов железа, но намного сильнее.
Ионы меди — Отрицательно влияют на стабильность вкуса. Смягчают сернистый привкус у пива.