Введение Гречиха - ценная зерновая культура, которая традиционно используется для получения крупы и муки. Зерно гречихи отличает высокое содержание белка, незаменимых аминокислот. В нем много биофлавоноидов, в том числе рутина, витаминов группы В, макро- и микроэлементов, таких как фосфор, железо, медь и др. Особенностью белково- го состава является почти полное отсутствие глю- тена, токсичного для людей, страдающих целиаки- ей [1, 2]. Все эти несомненные преимущества гре- чихи по сравнению с зерном других зерновых куль- 34 ISSN 2074-9414. Food Processing: Techniques and Technology. 2015. Vol. 37. № 2 тур позволяют использовать ее не только для про- изводства продуктов массового, но и специализи- рованного назначения. Гречиха является также одним из перспектив- ных источников сырья в производстве солода. Цен- ность солода состоит в более высоком по сравне- нию с зерном, содержании белков, свободных ами- нокислот, ферментов, витаминов, которые накап- ливаются в процессе солодоращения [3, 4]. В по- следние годы солод активно применяется не только для изготовления напитков брожения, но и других продуктов питания, главным образом хлебобулоч- ных изделий. Исследования по разработке технологии гре- чишного солода начались менее 10 лет назад. Пер- выми были ирландские исследователи из нацио- нального университета Ирландии (National University of Ireland) под руководством доктора Е. Арендт (Elke Arendt) [5-9], затем появились ра- боты российских авторов [10-13]. В них исследовались различные технологии солодоращения и суш- ки гречишного солода, в которых варьировали зна- чения таких параметров, как способы, температура, продолжительность замачивания и проращивания, режимы и температура сушки, а также зависимость качества солода от сортовых особенностей гречихи. В результате были предложены способы получения светлого гречишного солода [14] и проанализиро- ваны возможности его использования при изготов- лении безглютенового пива верхового [9] и низово- го [12] брожения, безалкогольного пива [15], кваса [16], полисолодовых экстрактов [13], хлебопекар- ного улучшителя [17] и др. Оценка качества полу- ченных солодов выявила его недорастворенность по сравнению с традиционными солодами из зла- ковых культур, что проявилось в его низкой экс- трактивности, недостаточном содержании аминно- го азота, низком значении числа Кольбаха, повы- шенной вязкости. Кроме того, оказалось, что гре- чишный солод не осахаривает затор. Все это требу- ет при работе с ним применение на стадии затира- ния либо ферментных препаратов гидролитическо- го (амилолитического, протеолитического и цито- литического) действия, либо солодов из злаковых культур. Для решения проблемы недорастворенности гречишного солода, возможно, следует использо- вать технологические приемы, которые позволят повысить растворимость солода и тем самым улучшить его качество. Одним из таких приемов является томление. Так, при томлении ржаного со- лода температура в слое зерна постепенно увеличи- вается с 40-45 °С (в начале томления) до 60-63 °C (в конце томления). В результате создаются благо- приятные условия для активного действия амило- литических и протеолитических ферментов солода, образовавшихся в процессе солодоращения. В нем накапливаются свободные аминокислоты и сахара, при взаимодействии которых образуются аромати- ческие и красящие вещества. Кроме того, активи- зируются цитолитические и другие ферменты со- лода. Таким образом, процесс томления характери- зуется интенсивным ферментативным гидролизом углеводов, белков и других веществ ржаного соло- да. В конце томления значительно возрастает со- держание сбраживаемых сахаров и аминного азота, а молекулярная масса гемицеллюлоз и гумми- веществ, придающих вязкость, уменьшается. Одно- временно возрастают кислотность и цветность со- лода. Томленый солод получают и из ячменя, его используют при приготовлении темного, диетиче- ского и безалкогольного пива [3]. Информации о томленом солоде из гречихи и методах его получе- ния в литературе не найдено. Целью работы является разработка способов получения томленого солода из гречихи и оценка его качества. Объект и методы исследования В работе использовали зерно гречихи сортов «Изумруд» и «При 7», селекционированных и вы- ращенных Приморским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства (г. Уссурийск, Приморский край) урожая 2010 г. Перед началом эксперимента в зерне определяли содержание вла- ги, белка [18] и крахмала [19]. Солод получали по технологии воздушно-водяного замачивания (сте- пень замачивания - 48 %), варьируя при солодора- щении продолжительность проращивания и про- должительность и температуру томления. Для суш- ки использовали двухступенчатый режим при тем- пературе 50 и 60 С [11]. Качество солода после одного месяца отлежки исследовали по физико-химическим показателям: влажность (W), экстрактивность [18], амилолитиче- ская активность (АС) [20], содержание аминного азота [21], число Кольбаха (ЧК) [18], вязкость [20], титруемая кислотность [18]. Обработку и статисти- ческий анализ результатов осуществляли с исполь- зованием программы Microsoft Excel. Результаты и их обсуждение На первом этапе исследовали физико-химические показатели зерна, которое использовали для получе- ния солода: влажность, содержание белка и крахма- ла. Результаты представлены в табл. 1. Они показа- ли, что содержание белка было высоким в обоих сортах, крахмала - средним, при этом зерно сорта «При 7» характеризовалось более высокими значе- ниями этих показателей, что, вероятно, связано с его более низкой влажностью. Следует отметить, что именно из зерна, богатого белком, получают томленый солод, поэтому выбор сортов гречихи с содержанием белка выше нормируемых для пиво- варенного ячменя значений оправдан. Таблица 1 Физико-химические показатели зерна гречихи сортов «Изумруд» и «При 7» 35 ISSN 2074-9414. Техника и технология пищевых производств. 2015. Т. 37. № 2 Из зерна обоих сортов получали солод. В каче- стве контроля служил образец светлого гречишного солода. Томленый солод готовили, изменяя про- должительность проращивания, а также продолжи- тельность и температуру томления. Температура проращивания во всех вариантах опыта была оди- наковой и составляла 15 С. Всего было испытано три режима экспериментального солодоращения (табл. 2). Таблица 2 Режимы солодоращения томленого гречишного солода Режим (образец) Продолжи- тельность проращива- ния, сут. Продолжи- тельность томления, сут. Температура томления, С Контроль 3 - - 1 2,5 0,5 40 2 3 1 40 3 3 1 45 Продолжительность солодоращения первого образца составляла, как и контрольного, 3 суток, в последние 12 ч которых солод подвергался томле- нию при 40 С. Второй и третий образцы проращи- вали на 12 ч дольше и томили при 40 и 45 С соот- ветственно, при этом процесс томления длился 24 ч. Во всех вариантах опыта контролировали содер- жание влаги и уровень амилолитической активно- сти солода до (по окончании проращивания) и по- сле процедуры томления (перед сушкой) (рис. 1). Свежепроросший солод сушили, а затем подверга- ли отлежке в течение одного месяца. Готовый со- лод анализировали по основным показателям каче- ства. Результаты представлены на рис. 2 и 3. а) б) Рис. 1. Влажность и амилолитическая активность гре- чишного солода до и после процедуры томления: а - солод из зерна сорта «Изумруд»; б - солод из зерна сорта «При 7» 36 Сразу после проращивания влажность всех об- разцов была более 50 %. Ранее исследовали зави- симость уровня амилолитической активности све- жепроросшего гречишного солода от влажности проращиваемого зерна и установили, что высокие значения АС могут быть достигнуты только при влажности зерна свыше 50 %. Таким образом, со- держание влаги во всех образцах свежепроросшего солода было оптимальным для максимального накопления амилолитических ферментов, что и подтверждают данные по АС (см. рис. 1). После процедуры томления влажность и амилолитическая активность образцов практически не изменялись. Это свидетельствует о том, что процедура томле- ния при температуре 40 и 45 °С не оказывает угне- тающего действия на активность ферментов. Влажность готового томленого солода была высокой во всех образцах (см. рис. 2 а и 3 а), что является характерным для гречишного солода [5, 6, 12]. Толстая гигроскопическая плодовая оболочка, которая к тому же неплотно примыкает к зерну, способствует связыванию влаги как ею самой, так и запасными веществами эндосперма. В результате свежевысушенный солод с влажностью 4-4,5 % через один месяц отлежки набирает влаги до уров- ня 7-9 %, а иногда и выше. Это характерно не только для светлого гречишного солода, но, как показали наши исследования, и для томленого. По- этому высокую влажность гречишного солода, по- видимому, следует считать нормой. Экстрактивность (массовая доля экстракта в сухом веществе солода) представляет собой сумму экстрактивных веществ солода, которые при зати- рании стандартным способом переходят в раствор. Выход экстракта является одной из главных не только технохимических, но и экономических характеристик качества солода. Этот показатель, согласно ГОСТ 29294-92 [18], в зависимости от клас- са ячменного солода должен быть не менее 76-79 %. Как видно из представленных данных экстрактивность контрольного и опытных образцов томленого солода была значительно ниже норми- руемых значений. Низкую экстрактивность гре- чишного солода отмечали и другие авторы [6-8, 13]. Во-первых, это, по-видимому, связано с повы- шенным содержанием в нем влаги. Во-вторых, бы- ло показано, что томленый солод характеризуется меньшим на 1-1,5 % выходом экстракта, чем тем- ный солод из того же ячменя [3]. Кроме того, ранее нами было установлено, что экстрактивность свет- лого гречишного солода значительно выше при использовании для его определения метода ГОСТ Р 52061-2003 (п. 6.8.4) [22], который предусматрива- ет горячее экстрагирование с добавлением ячмен- ного солода [12]. Было предложено для оценки данного показателя у гречишного солода использо- вать именно этот метод, который позволяет опре- делить его потенциальную экстрактивность (дан- ные в печати). К сожалению, в этой работе он при- менен не был, поэтому здесь представлены только значения, полученные стандартным для ячменного солода способом. Максимальной экстрактивностью характеризовались образцы томленого солода, по- ISSN 2074-9414. Food Processing: Techniques and Technology. 2015. Vol. 37. № 2 лученного 3-м способом. При этом значительно больший выход экстракта показал солод из зерна «При 7» - 44,9 %, против 32,9 % сорта «Изумруд» (рис. 2а и 3а). Следовательно, для получения соло- да с высокой экстрактивностью следует применять режим 3, также предпочтительней использовать зерно сорта «При 7». а) б) в) Рис. 2. Физико-химические показатели качества готового томленого солода из зерна сорта «Изумруд», приготовленного при разных режимах солодоращения: а - влажность, экстрактивность, число Кольбаха; б - аминный азот, амилолитическая активность; в - кислотность, вязкость Активность амилолитических ферментов была значительно ниже, чем у свежепроросшего солода, но ее уровень соответствовал рекомендуе- мым значениям для ячменного солода и у опытных образцов мало отличался от контрольного (см. рис. 2б и 3б). Незначительное превышение относитель- но других образцов было характерно для солода, полученного по первому способу. Сортовых разли- чий не наблюдалось. Следовательно, процедура томления не сказалась отрицательно на амилолити- ческой активности готового гречишного солода, а падение уровня активности ферментов связано главным образом с сушкой солода. Этот вывод находится в противоречии с мнением исследовате- лей о том, что при томлении активность ферментов снижается [3]. На наш взгляд, сохранение АС на уровне контрольных значений можно объяснить относительно низкой температурой томления в наших экспериментах - 40 и 45 С, в то время как обычно используют более высокие - 45-60 С. а) б) в) Рис. 3. Физико-химические показатели качества готового томленого солода из зерна сорта «При 7», приготовленного при разных режимах солодоращения: а - влажность, экстрактивность, число Кольбаха; б - аминный азот, амилолитическая активность; в - кислотность, вязкость Число Кольбаха, характеризующее степень растворения белка, представляет собой отношение содержания растворимого азота к общему, выра- женное в процентах. Этот показатель отражает эф- фективность протеолиза, протекающего в процессе солодоращения и приготовления сусла. Лучшим уровнем ЧК для ячменного солода считается выше 41 %, неудовлетворительным - ниже 35 %. Соглас- но литературным данным значения числа Кольбаха гречишного солода, представленные в работах дру- гих авторов, были значительно меньше - 23-24 % [6] и 31,75 [8]. В нашем эксперименте ЧК кон- трольного образца было 25 %, среди опытных - 37 ISSN 2074-9414. Техника и технология пищевых производств. 2015. Т. 37. № 2 наивысшее значение было в томленом солоде, при- готовленном по третьему способу как у сорта «Изумруд», так и «При 7»: 41,5 и 41,2 %, соответ- ственно (см. рис. 2а и 3а). Таким образом, результа- ты показали преимущество 3-го способа приготовления томленого солода по сравнению с другими и контролем относительно уровня числа Кольбаха. Содержание аминного азота в сусле - важнейший показатель качества солода, представляет собой азот аминокислот и низкомолекулярных пеп- тидов и является основным источником азотистого питания дрожжей. Его количество зависит от кон- центрации белка в зерне, а также от технологии получения солода [3, 4, 23]. Считается, что обычно уровень аминного азота в лабораторном ячменном сусле составляет 110-180 мг/дм3 [3, 2], в то время как в сусле из гречишного солода - 100-110 мг/дм3 [6-8]. Активные протеолитические процессы при солодоращении приводят к накоплению в солоде свободных аминокислот, а применение процедуры томления должно, по-видимому, сопровождаться увеличением их содержания. Результаты наших исследований подтвердили это предположение. Если в контрольном образце солода было 121 мг/дм3 аминного азота, то в опыт- ных образцах его содержание повышалось с увели- чением температуры и продолжительности томле- ния, достигая максимальных значений в третьем образце томленого солода - 255 и 260 мг/дм3 у сорта «Изумруд» и «При 7» соответственно (см. рис. 2б и 3б). Следует отметить, что, с одной стороны, такие высокие значения указывают на нежелательную перерастворенность белка солода, которая влечет за собой снижение пеностойкости при производстве пива и требует сокращения про- должительности белковой паузы при затирании. С другой стороны, если речь идет об использо- вании солода для изготовления продуктов питания, то является положительным свойством, поскольку повышает биодоступность аминокислот гречихи, среди которых много незаменимых. Таким образом, использование третьего режима томления приводит к максимальному по сравнению с другими накоплению в гречишном солоде аминного азота. Показатель вязкости сусла свидетельствует о степени цитолитического растворения солода. По сравнению с ячменным вязкость сусла из гречиш- ного солода велика и по данным разных авторов колеблется от 1,9 до 2,5 мПа∙с [6-8]. Вероятнее все- го, это связано с высоким содержанием в зерне гре- чихи гемицеллюлоз и гумми-веществ. Считается, что повышенная вязкость - результат недораство- ренности солода. Она вызывает не только пробле- мы при фильтрации, но и снижает экстрагируе- мость компонентов солода, тем самым уменьшает выход сусла в варочном отделении [3]. Результаты показали, что наибольшей вязкостью характеризо- вались образцы томленого солода из третьего вари- анта опыта, особенно солода из сорта «Изумруд» (см. рис. 2в и 3в). Эти данные не соответствуют общей тенденции формирования качества гречиш- ного солода при томлении. Так, при значении вяз- кости в контрольном образце 2,5 мПа∙с, наблюда- лось ее вполне ожидаемое снижение в первом и особенно втором образцах, но затем резкий рост - в третьем. Хотя, как нам представлялось, следовало ожидать, что образцы, которые характеризовались наибольшей растворимостью солода по показате- лям экстрактивности, числа Кольбаха, содержания аминного азота, будут иметь и минимальную вяз- кость. Причины этого явления, к сожалению, пока нами не установлены. При использовании такого солода (с высоким значением вязкости) для произ- водства напитков брожения в случае необходимо- сти фильтрации следует предусмотреть внесение при затирании ферментов цитолитического дей- ствия. Однако при применении такого солода для производства продуктов питания, например хлебо- булочных изделий, в этом нет необходимости. Кислотность опытных образцов солода, полу- ченных по первому и второму режиму солодораще- ния, была близка к контролю - 0,8-1 и 0,9 (см. рис. 2в и 3в). В третьем образце, который гото- вили, используя более высокую температуру томле- ния по сравнению с двумя другими, она была выше - 1,2. Возрастание кислотности солода в процессе томления является его характерным признаком. Таким образом, результаты физико-химического исследования контрольного и опытных образцов солода свидетельствуют, что наиболее качествен- ный томленый солод был получен при использова- нии режима 3, при котором проращивание осу- ществлялось при температуре 15 С трое суток, томление - при температуре 45 С в течение одних суток. Данный режим позволил получить томленый гречишный солод, характеризующийся более высо- кими значениями экстрактивности, аминного азота и числа Кольбаха по сравнению с контрольным образцом и солодами, приготовленными при дру- гих режимах томления. Это свидетельствует о бо- лее высоком качестве солода за счет повышения его растворимости в процессе томления. Такой со- лод можно рекомендовать не только для производ- ства напитков брожения (слабоалкогольных, соло- довых, кваса), но и продуктов питания массового и специализированного назначения. Существенных сортовых различий по качеству томленого солода не выявлено, за исключением более высокой экс- трактивности солода из сорта «При 7».