Gluténmentes alapanyagokból készített sörlevek erjesztési technológiájának optimalizálása

A téma aktualitása, célkitűzések Lakosság 1%-a coeliakiaban szenved Nem indultak kutatások, fejlesztések hazánkban, gluténmentes sör előállítására Alapanyag: árpa ↔ gluténmentes gabonaféle (hazánkban gazdaságosan termeszthető) Vizsgálatok: 3 gabonaféle (magas rost-, vitamin-, fehérje- és ásványi anyag tartalmú, glutént nem tartalmazó): fehér köles; vörös köles; hajdina. Funkcionális élelmiszer  egy v. több egészség funkcióra való kedvező hatása bizonyított (táplálkozási hatás mellett)

Irodalmi háttér Publikációk világszerte, melyek ezzel a témával foglalkoznak: Írország – Edinburgh Anglia – Birminghami Egyetem Dél-Afrika – Nigéria Németország

Irodalmi háttér Általam feldolgozott irodalom: Birminghami Egyetemi kísérletekcirok felhasználásával. (3 kísérlet)  Alkalmazott cefrézési módszer: dekokciós eljárás.   Kísérletek eredményei Gabonaőrlemény arányok SZAN Egyéb megfigyelések 1. kísérlet 50% cirokmaláta + 50% malátázatlan cirok Alacsony teljes és SZAN szint Gyorsabb erjedés magasabb malátatartalom miatt, Kellemes ízharmónia 2. kísérlet 20% cirokmaláta + 80% malátázatlan cirok Magasabb SZAN szint a vártnál (maláta csökkentése) Lassabb erjedés - kevesebb maláta, Kellemes ízharmónia 3. kísérlet 100% malátázatlan cirok Alacsony SZAN szint (51mg/l) Átlag 1 érték esés a pH-ban 5x-ös élesztőtömeg növekedés Szénhidrátösszetétel: magas maltóz tartalom

Kísérleti célkitűzés Célom: gluténmentes alapanyagokból sörlé előállítás  Erjesztés optimalizálása ennek érdekében változtattam: a cefrézési technológián, A különböző alapanyagok arányán, +CaCl2 (α-amilázos hidrolízisre gyakorolt hatás megfigyelése) KÍSÉRLET LÉPÉSEI: Laboratóriumi cefrézés Laboratóriumi erjesztés Sörlevek és sörök analitikai vizsgálata Kész sörök érzékszervi vizsgálata

Anyagok és módszerek Felhasznált anyagok: Víz Hajdina maláta + malátáztalan szemek Vörös köles maláta + malátázatlan szemek Fehér köles maláta + malátázatlan szemek Komló Élesztő Mintáimat a Szegedi Gabonakutató Kht. bocsátotta a rendelkezésemre, a malátázási műveleteket a Borsodi Sörgyár vitte véghez.

Cefrézési kísérleteim 3 különböző cefrézési kísérlet, 3 különböző cefrézőprogram 1 Infúziós eljárás  malátaőrleményből (vörös és fehér köles + hajdina) Dekokciós eljárás  maláta+malátázatlan szemek őrleménye + 0,5 g CaCl2 1 2 Az első cefrézési diagram A második cefrézési diagram 15 percig  85-90°C-on (első cefre) 15 percig  50°C-on 30 percig  68°C-on 30 percig  72°C-on  hűtés 20°C-ra 15 percig  35°C-on 1°C/perc felfűtési seb.  45°C-ra  15p 1°C/perc felfűtési seb.65°C-ra (β-amiláz akt.) 20 perc72°C-on (α-amiláz enzim akt.) hűtés 20°C-ra

Cefrézési kísérleteim 3 különböző cefrézési kísérlet, 3 különböző cefrézőprogram Dekokciós eljárás  maláta + malátázatlan szemek őrleménye 3 A harmadik cefrézési diagram 100°C-on  25 perc forralás (első cefre) 35°C-on  5 perc 50°C-on  15 perces fehérjepihenő 70°C-on  30 perc (α- és β-amilázos bontás) 80°C-on  20 perc  hűtés 20°C-ig Részcefrék forralása, cél: magasabb extrakttartalom elérése Következő feladatok: Hűtés  Szűrés  Komlóforralás  Szűrés  Beélesztőzés

Erjesztési kísérleteim A sörlé erjesztése 300cm3-es kétnyakú erjesztőcsövekben történt, 12°C-on, 5 napig. Bürker-kamrás élesztősejt számlálás (kiindulási sejtkonc.: 18*106 sejt/ml) Sörlevek beoltása (Saccharomyces cer.) Naponta 20ml minta vételezése, ennek analitikai vizsgálata Végerjedésfok meghatározása céljából: gyors, 2 napos erjesztés, szobahőmérsékleten, nagy mennyiségű élesztővel

Analitikai vizsgálatok Komlózott és kész sörlevekben Extrakt- és alkoholtartalom mérése Színmeghatározás spektrofotométerrel pH meghatározás Szénhidrát-összetétel meghatározás HPLC-vel Szabad α-amino nitrogén tartalom mérése Végerjedésfok meghatározása Érzékszervi bírálat

A kísérletek eredményei Elért extrakt-tartalmak (sörlevekben) Legmagasabb extrakttartalom: vörös és fehér köles3. főzés. Hagyományos söröknél 12 körüli értékek  sörleveim elérték ezt . Extrakt-tartalom Ca++ ion növelte az α-amilázos bontás hatásfokát, minden esetben Minták

A kísérletek eredményei Alkohol- és extrakttartartalom változásai 12 erjesztés  Erjedés során eltérő leerjedt extrakt- és alkoholtartalmak. Kiemelendő 3 kísérlet : Fehér köles + CaCl2 (2. kísérlet) Hajdina (2. kísérlet) Alk.: 3,39 V/V% Extr.: 8,23  3,26 Alk.: 2,75 V/V% Extr.: 10,59  5,9 3,12V/V% Végerjedés 8,23  4,16 2,97 V/V% 10,59  7,24

A kísérletek eredményei Alkohol- és extrakttartartalom változásai Legalacsonyabb alkoholtartalom: Fehér köles (2. kísérlet): Lehetséges okok: Alacsony élesztőadag, Nem szaporodott megfelelően az élesztő, Kevés erjeszthető szénhidrát állt rendelkezésre. Alacsony SZAN szint Alk.tart.: 1,41V/V% Extr.: 7,73  2,65 2,85 V/V% Végerjedés 7,73  2,51

A kísérletek eredményei Színmeghatározás spektrofotométerrel 12 minta Kész sörök + 2 ref. minta Komlózott sörlevek EBC szín Bolti sör Legsötétebb: Vörös köles! Minden esetben csökkent a szín érték, erjesztés folyamán szín és cseranyagok fennakadnak az élesztő sejhártyáján. Eltérő, kiugró értékek! Hasonlít-e a fogyasztók által megszokott sörökhöz? Végeredmény: szép, harmonikus, sör árnyalatára emlékeztető termék

A kísérletek eredményei pH meghatározás pH meghatározás 5 napos erjesztés folyamán: Átlag 1 egység esés (pH érték) Keletkező CO2 + szerves savak hatására Számottevő eltérést nem találtam a különböző összetételű sörlevek közt. pH

A kísérletek eredményei Szénhidráttartalom meghatározása HPLC-vel Kromatogramok kiértékelése alapján Hajdinában 5%-kal, kölesben 3%-kal nagyobb amilopektin rész, mint az árpában  nagyobb β-határdextrin mennyiség Leerjesztett sörökben nagyobb maltóz, maltotrióz mennyiség, mint a hagyományos söröknél. Hasonló szénhidrát összetétel gluténmentes gabonákból és árpából készült sörlé esetén Alacsony diasztatikus teljesítmény miatt mind a négy cukor alacsonyabb koncentrációban.

A kísérletek eredményei Szabad α-amino nitrogén tartalom Megfelelő erjesztéshez 200mg/l, kicsivel alacsonyabb értékeket értünk el. A kívánt értékhez közel állt: Vörös és fehér köles ill. hajdinából készült sörlevek, első kísérletben. Kritikusan alacsony érték: Fehér köles (2. kísérlet), 86,1 mg/l. Alacsony értékeknél várhatóan magasabb a diacetil tartalom, de mi ezt nem vizsgáltuk.

A kísérletek eredményei Minták végerjedésfokának meghatározása Végeredményekből következtethetünk a maradék cukrok mennyiségére Normál sör esetén: 82-83% körül Fehér köles + CaCl2  76,46% Vörös köles + CaCl2  65,13%

A kísérletek eredményei Érzékszervi vizsgálatok Rangsorolás: Kóstolók hat mintát kaptak. Három kereskedelmi forgalomban, három általam készített sört. Rangsorolás 1-6-ig.  Egymástól eltérő eredmények, képzett kóstoló első helyre állította a fehér kölesből készült sört . Pontozásos bírálat: (5 tulajdonság, max.4 pont) Tulajdonságok Hajdina Vörös köles Fehér köles Szín 3,67 2,67 Tisztaság 2,33 3,33 Recencia 0,67 1,33 2,00 Illat Összbenyomás Összpont. 12,3 12,6 16 Legkevesebb pontszám: Recencia Csökkent CO2 tartalom miatt kapott kevés pontszámot Gyümölcsös, mézes, virágos jelleg. Testesség nem jellemző alacsony alkoholtartalom miatt.

Összefoglalás A felhasznált gabonafélékből készült sörlevek és kész sörök vizsgálata után arra a következtetésre jutottam, hogy kifejezettem a fehér és vörös kölesre vonatkozó kísérletekben kaptunk olyan eredményeket, melyek leginkább közel állnak az árpából készült sörök eredményeihez. A mért paraméterek  Eredmények Extrakt-tartalom Megfelelő cukrosítás, elegendő extrakt 12 köré rendeződő értékek, dekokciós eljárást ajánlanám + CaCl2 adagolás szükséges - Alkoholtartalom Alacsony alkoholtartalmú sörök. Erjeszthető szénhidrátok számának növelésére hosszabb β-amilázos bontási idő. Színmeghatározás Mindegyik sör kellemes árnyalattal rendelkezett. pH érték Mindegyik erjesztés esetében átlagos 1 érték csökkenés. Szénhidráttartalom Sörleveknél hasonló szénhidrát-összetétel. Kész sörök esetében az árpasörhöz képest magasabb maltóz tartalom SZAN tartalom 200mg/l alatti értékek, nem elég a tökéletes erjedéshez. Dolgozatom eredményeként azt a következtetést vontam le, hogy érdemes lenne további hasonló kísérletekkel javítani a kutatást, hogy esetleg a piaci igényeknek is megfelelő terméket állítsunk elő.

Köszönöm a figyelmet.