LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS
VETERINARIJOS AKADEMIJA
VETERINARIJOS FAKULTETAS
MAISTO SAUGOS IR GYVŪNŲ HIGIENOS KATEDRA
RASA SIKORSKYTö
ALAUS SAUGOS IR KOKYBöS TYRIMAS
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Alaus saugos ir kokyb÷s tyrimas“ 1. Yra atliktas mano pačios:
2. Nebuvo naudojamas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje:
3. Nenaudojau šaltinių, kurie n÷ra nurodyti darbe, ir pateikiu visą panaudotos literatūros sąrašą.
Rasa Sikorskyt÷
(data) (autoriaus vardas, pavard÷) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe
Rasa Sikorskyt÷
(data) (autoriaus vardas, pavard÷) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADOS DöL DARBO GYNIMO
... ... ... doc. dr. Elena Bartkien÷
(data) (darbo vadovo vardas, pavard÷) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS MAISTO SAUGOS IR GYVŪNŲ HIGIENOS KATEDRA
(aprobacijos data) (katedros ved÷jo vardas, pavard÷) (parašas)
Magistro darbas yra įd÷tas į ETD IS
(gynimo komisijos sekretor÷s parašas) Magistro baigiamojo darbo recenzentas
(vardas, pavard÷) (parašas) Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:
TURINYS
SANTRUMPOS ... 5 SANTRAUKA... 6 SUMMARY... 7 ĮVADAS... 7 1. LITERATŪROS APŽVALGA... 101.1. Alaus įtaka žmonių sveikatai... 10
1.1.1. Teigiama alaus įtaka sveikatai ... 10
1.1.2. Neigiama alaus įtaka sveikatai... 12
1.2. Kai kurių junginių, įtakojančių alaus kokybę ir saugą, charakteristika ... 13
1.2.1. Diacetilas ... 13
1.2.2. Aukštesnieji alkoholiai ir kiti fuzelio junginiai ... 16
2. DARBO METODIKA ... 18
2.1. Tyrimo objektai ... 18
2.1.1. Tiriamųjų alaus m÷ginių gamybai naudotų žaliavų charakteristikos... 18
2.1.2. Tiriamųjų alaus m÷ginių gamybos technologin÷ schema ... 21
2.2. Tyrimų metodai ... 25
2.2.1. Diacetilo kiekio aluje nustatymo metodika ... 25
2.2.2. Mielių skaičiavimo metodika... 26
2.2.3. Dujų chromatografijos metodika aukštesniesiems alkoholiams ir kitiems fuzelio junginiams alaus m÷giniuose nustatyti ... 27
2.3. Statistinis duomenų apdorojimas ... 28
3. REZULTATAI... 29
3.1. Diacetilo formavimosi skirtinguose alaus m÷giniuose rezultatai... 29
3.1.1. Diacetilo kiekio skirtingose alaus rūšyse priklausomyb÷s nuo mielių generacijos rezultatai... 30
3.2. Alaus mielių tirštumo ir mielių mirusių ląstelių skirtingų rūšių aluje rezultatai... 34
3.3. Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekis alaus m÷giniuose ... 36
3.3.1. Acetaldehido kiekis alaus m÷giniuose ... 36
3.3.2. Metilacetato kiekis alaus m÷giniuose ... 37
3.3.3. Etilacetato kiekis alaus m÷giniuose ... 38
3.3.4. Metanolio kiekis alaus m÷giniuose... 39
3.3.7. Izoamilo alkoholio kiekis alaus m÷giniuose ... 41
3.3.8. Butanolio kiekis alaus m÷giniuose ... 42
3.3.9. Bendras aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekis alaus m÷giniuose ... 43
4. REZULTATŲ APIBENDRINIMAS ... 45
IŠVADOS ... 47
NAUDOTŲ LEIDINIŲ SĄRAŠAS ... 48
SANTRUMPOS
8 – PN Prenilnaringeninas
VMVT Valstybin÷ maisto ir veterinarijos tarnyba
GGP Geros gamybos praktika
VKD Vikinaliniai diketonai
CKT Alaus talpykla
PET Polietilentereftalatas t.y polimeras, naudojamas taros, skirtos gaiviesiems g÷rimams, sultims, vandeniui, aliejui ir kt. gamybai. PET sudaro ilgos molekulin÷s grandin÷s. Polietilentereftalatas gaunamas jungiantis monoetilenglikolio ir tereftalio rūgšties molekul÷ms, kurios tolesn÷s polikondensacijos metu susijungia į polimerines grandines.
SANTRAUKA
Autorius: Rasa Sikorskyt÷
Tema: Alaus saugos ir kokyb÷s tyrimas Darbo vadov÷: doc. dr. Elena Bartkien÷
Atlikimo vieta: Lietuvos sveikatos mokslų universitetas Veterinarijos akademija Darbo apimtis: 74 puslapiai, 15 lentelių, 18 paveikslų
Darbo tikslas – ištirti technologinių parametrų įtaka alaus kokybei ir saugai
Tikslui įgyvendinti ištirti trijų rūšių (A, B ir C) alaus m÷giniai, išpilstyti skirtingoje taroje (A – stiklin÷je, plastikin÷je ir metalin÷je; B – stiklin÷je ir plastikin÷je; C – metalin÷je ir stiklin÷je). M÷giniuose buvo įvertinta diacetilo koncentracijos kitimo tendencija; nustatyta ar diacetilo formavimasis alaus technologinio fermentacijos proceso metu priklauso nuo mielių generacijos; išanalizuota, kuriuose alaus m÷giniuose yra didesnis mirusių mielių ląstelių skaičius ir įvertinta nuo ko šis faktorius priklauso; nustatytas aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekis bei įvertinta alaus sauga šiuo aspektu; ištirta aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekio aluje priklausomyb÷ nuo taros.
Nustatyta, kad skirtingų rūšių aluje vyrauja skirtingos diacetilo koncentracijos kitimo tendencijos: daugiausiai alaus m÷ginių po 7 dienų (optimalios) fermentacijos, atitinkančių diacetilo koncentraciją A rūšies aluje (74 %), mažiausiai B rūšies aluje (46 % mažiau nei A rūšies aluje) ir 23 % mažiau nei C rūšies aluje.
Nustatyta, kad diacetilo kiekio kitimas aluje fermentacijos metu priklauso nuo mielių generacijos, t.y. kuo mielių generacija aukštesn÷ – tuo diacetilo koncentracijos susinormalizavimui prireikia daugiau laiko. Nustatyta, kad didesnis alaus mielių tirštumas yra aluje, kurio gamybai taikoma ilgesn÷ fermentacija, t.y. C m÷ginyje – 74,26 (+/- 4,6), tuo tarpu taikant trupesnę fermentaciją gaunamas mažesnis mirusių mielių ląstelių kiekis, atitinkamai: A rūšies alaus m÷giniuose – 58,2 (+/- 7,6) %; B m÷ginyje – 62,79 (+/- 5,5) %. Didžiausia aukšteniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių koncentracija nustatyta aluje A, išpilstytame į plastikinę ir metalinę tarą, atitinkamai 5603,46 ir 5641,67 mg/l, o mažiausia A rūšies aluje stiklin÷je taroje – 864,70 mg/l.
Nustatyta, kad skirtingose alaus rūšyse, išpilstytose į skirtingą tarą, bendras aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekis skyr÷si statistiškai patikimai (P = 0,0011), o tos pačios rūšies aluje, išpilstytame į skirtingą tarą, tarp šių junginių kiekių statistiškai patikimų skirtumų nenustatyta.
SUMMARY
The aim of this work has been to explore the influence of raw materials and technological parameters to safety and quality of beer. Three samples of beer (A, B, C), sorted into various containers (A – glass, plastic and metal, B – glass and plastic; C – metal and glass) were explored.
Samples were investigated to determine: - variation of diacetyl concentration;
- yeast generation influence to diacetyl formation during technological fermentation process; - the number of late yeast cells in the samples and what influences the number of late yeast cells;
- the number of higher alcohols with other fusel compounds and beer safety according to these factors;
- quantity of higher alcohols and other fusel compounds in samples acording to the type of containers.
It was determined that diacetyl concentration changes differently according to certain types of beer: after 7 days of optimal fermentation the largest diacetyl concentration change was determined in A type of beer (74%), the least change was for B type of beer (46% less than A type of beer and 23% less than C type of beer).
It was determined that diacetyl concentration change in beer during fermentation depends on yeast generation. Higher yeast generation requires more time for the diacetyl concentration to normalize.
It was determined that longer beer fermentation (C sample - 74,26 (+/- 4,6)) increases the density of beer yeast. Due to shorter fermentation less yeast cells are late: A type of beer – 58,2 (+/- 7,6) %; B type of beer – 62,79 (+/- 5,5) %. The largest higher alcohols and other fusel compounds concentration was found in A type of beer, sorted into plastic and metal containers: 5603,46 ir 5641,67 mg/l, the least higher alcohols and other fusel compounds concentration was found in A type of beer, sorted into glass containers: 864,70 mg/l.
It was determined that statistical results about the quantity of higher alcohols and other fusel compounds found in different types of beer, poured into different types of containers, vary statistically reliably (P = 0,0011). And there were no statistically reliable differences in the quantity of higher alcohols and other fusel compounds found in the same type of beer, poured into different types of containers.
ĮVADAS
Šiandiena alaus pramon÷ yra pasaulinis verslas, kuris susideda iš kelių dominuojančių daugianacionalinių bendrovių ir tūkstančių mažesnių gamintojų, pradedant nuo gamybos viešojo maitinimo sektoriaus įmon÷se iki stambių regioninių alaus daryklų. Pagal vartotojų poreikius, alaus rūšių pasiūla yra labai didel÷.
Lietuvoje alus traktuojamas kaip tradicinis g÷rimas ir yra siejamas su tautos kultūros dalimi bei socialin÷mis tradicijomis. D÷l šių priežasčių jo suvartojamas kieks, lyginant su kitais alkoholiniais g÷rimais, yra pakankamai didelis, o tai kelia susidom÷jimą šio produkto sauga ir kokybe.
Mokslininkų nuomon÷s apie alaus poveikį sveikatai yra labai prieštaringos.
Vieni teigia, kad alus teigiamai veikia žmogaus organizmą. Saikingas alaus vartojimas mažina insulto, širdies ir kraujagyslių ligų, riziką, d÷l aluje esančio etilo alkoholio, mineralų ir B grup÷s vitaminų (Tanasescu ir kt., 2001;Brenner ir kt., 2001; Pignatelli ir kt., 2000). D÷l aluje esančių vertingų medžiagų sumaž÷ja diabeto, osteoporoz÷s ir senatvin÷s demencijos susirgimų rizika (manoma, kad d÷l padid÷jusio kraujyje estrogeno kiekio). Taip pat teigiama, kad alus pasižymi antioksidaciniu ir prieš uždegiminiu poveikiu. Naujausių tyrimų duomenimis nustatyta, kad alus yra svarbus silicio šaltinis, o pastarasis yra pagrindinis ingredientas padidinantis kaulų mineralinį tankį (Jugdaohsingh ir kt., 2004; Sripanyakorn ir kt., 2004).
Kitų nuomone alus neigiamai įtakoją žmogaus organizmą, ypatingai žmogaus hormoninę sistemą. Vyrams su alumi gaunamo moteriško hormono – estrogeno kiekis neigiamai įtakoją figūrą, balsą, charakterį taip pat išsivysto impotencija. Moterims papildomas estrogeno kiekis, gaunamas su alumi, gali sukelti nevaisingumą (Dielir kt., 2004; Rimoldi ir kt., 2006).
Yra duomenų, kad alus 30 % padidina riziką susirgti krūties onkologin÷mis ligomis (d÷l alaus šarminančio poveikio organizmui) taip pat sukelia visą spektrą akių ligų, rizika išsivystyti kataraktai ir makulopatijai (geltonojo taško distrofijai, vedančiai į aklumą) padid÷ja 1,5 – 3 kartus (Fraser – Bell ir kt., 2006).
Alaus pavojingumas pasižymi tuo, kad gali sukelti ankstyvą, kartais iki 7 metų vaikų pripratinimą prie alkoholio, o tai skatina negatyvų poveikį tolimesniam paauglių vystimuisi.
Neigiamas alaus poveikis organizmui atsiranda ir d÷l aluje esančių aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių, kurių didel÷s koncentracijos neigiamai įtakoja produkcijos kokybę ir saugą.
Apie 80 % aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių susiformuoja pirmin÷s fermentacijos metu. Brandinimo faz÷je šių junginių koncentracija padid÷ja nežymiai. Šie junginiai negali būti pašalinti įprastomis technologin÷mis priemon÷mis, nes alaus gamyboje netaikoma distiliacija. Tod÷l jų formavimasis turi būti kontroliuojamas fermentacijos metu.
Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių koncentracija aluje did÷ja d÷l padidintos fermentacijos temperatūros, nesubrendusio alaus maišymo, amino rūgščių koncentracijos misoje sumaž÷jimo, esant intensyviai misos aeracijai ir nesilaikant kitų svarbių technologinių reikalavimų.
Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių koncentracija gali būti sumažinta aluje, padidinus mielių prid÷jimo dažnumą, pridedant žemesn÷s temperatūros mieles, fermentuojant žemesn÷je temperatūroje, naudojant sl÷gį nuo pat pirmos fermentacijos faz÷s bei ribojant deguonies patekimą po mielių prid÷jimo.
Didesn÷s nei 100 mg/l aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių koncentracija kenkia alaus skoniui ir priimtinumui. Aukštesniųjų alkoholių koncentracija šviesiame aluje rekomenduojama nuo 60 iki 90 mg/l.
Labai svarbu alaus gamybos technologiniame procese nenukrypti nuo technologinių normų, nes priešingu atveju, susiformavę teršalai pateks į galutinį produktą, nes alaus technologin÷je schemoje n÷ra numatytas distiliacijos procesas.
D÷l šių priežasčių alus yra labai aktualus tyrimo objektas, nes aktuolu išaiškinti kenksmingus faktorius, kurie neigiamai veikia šio populiaraus produkto kokyb÷s ir saugos parametrus.
Darbo tikslas – ištirti technologinių parametrų įtaka alaus kokybei ir saugai
Darbo uždaviniai:
1. Skirtingų rūšių aluje įvertinti diacetilo koncentracijos kitimo tendencijas;
2. Nustatyti ar diacetilo formavimasis alaus technologinio fermentacijos proceso metu priklauso nuo mielių generacijos;
3. Išanalizuoti, kuriuose alaus m÷giniuose yra didesnis mirusių mielių ląstelių kiekis ir įvertinti nuo ko šis faktorius priklauso;
4. Nustatyti aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekį alaus m÷giniuose ir įvertinti alaus saugą šiuo aspektu;
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Alaus įtaka žmonių sveikatai
1.1.1. Teigiama alaus įtaka sveikatai
Alus gaminamas iš keleto pagrindinių ingredientų: salyklo, apynių, mielių ir vandens. Visos šios medžiagos yra natūralūs komponentai, kurie padeda subalansuoti žmogaus mitybą.
Moksliniais tyrimais įrodyta, kad žmon÷s, saikingai vartojantys alų, turi mažesnę riziką susirgti širdies kraujagyslių ligomis, lyginant su abstinentais ir alkoholikais(Rehm ir kt., 2003).
Manoma, kad saikingas vartojimas yra tuomet, kai alaus išgeriama 3 ar 2 kartus per dieną (per vieną g÷rimą – 250 ml 4–5 % stiprumo alaus) (Manson ir kt., 1992). Teigiama įtaka širdžiai saikingai vartojant alų (250 ml/dienai) pavaizduota 1 paveiksle.
1 pav. „J“ formos grafikas rodo mirtingumo maž÷jimą: saikingai alkoholį vartojančių mirtingumas mažesnis lyginant su abstinentais ir alkoholikais (Amerikos v÷žio draugijos tyrimų studija, 2004)
Nustatyta, kad vartojant alų kraujyje padid÷ja „gerojo cholesterolio“ (HDL cholesterolio) kiekis. Didesnis „gerųjų riebalų“ kiekis mažina širdies kraujagyslių ligų riziką (Tanasescu ir kt., 2001). Vartojant alų stabdomas kraujo kreš÷jimas ir mažinama uždegimo reakcija bei didinamas insulino poveikio efektyvumas bei mažinama kraujagyslių ligų rizika(Rimm ir kt., 1999; Albert ir
kt., 2003; Sierksma ir kt., 2002; Hoffmeister ir kt., 2003). Yra įrodymų, kad saikingas alaus vartojimas mažina insulto riziką, d÷l vitaminų esančių alaus sud÷tyje (B6, B9, B12), kurie mažina širdies ligų riziką (Tanasescu ir kt., 2001;Brenner ir kt., 2001; Pignatelli ir kt., 2000;Mennen ir kt., 2003; Mayer ir kt., 2001).
Tyr÷jai, nagrin÷ję saikingai geriančių alų žmonių atsparumą širdies ligoms, praneša, kad didžiąja dalimi širdies ligų rizika maž÷ja, d÷l alaus sud÷tyje esančio etilo alkoholio, tačiau alaus sud÷tyje esantys vitaminai ir antioksidatoriai taip pat turi teigiamą įtaką (Rimm, 2000; Bobak ir kt., 2000; Vinson ir kt., 2003;Van der Gaag ir kt., 2000).
Yra duomenų, kad saikingai vartojantys alų žmon÷s diabetu ir osteoporoze sirga rečiau (manoma, kad d÷l padid÷jusio kraujyje estrogeno kiekio); senatvin÷s demencijos rizika jiems sumaž÷ja net iki 25 % (Carlsson ir kt., 2003;Wannamethee ir kt., 2002; Wannamethee ir kt., 2003; Kenkre ir kt., 2003; Illich ir kt., 2002;Gallagher ir kt., 2000; DA ir kt., 2003). Nustatyta, kad saikingu alaus vartojimu užkertamas kelias kraujagyslių susiaur÷jimui galvoje, o tai mažina Parkinsono ligos riziką (Hernin ir kt., 2003; Paganini – Hill, 2001). Taip pat sumaž÷ja akmenlig÷s rizika, tai aiškinama mažesniu cholesterolio kiekiu ir sumažinta tulžies ekskrecija (Leitzmann ir kt., 1999). Nustatyta, kad tokių žmonių geresn÷ savijauta, nes sumaž÷ja stresas ir įtampa (Meister ir kt., 2000; Peele ir Brodsky, 2000; Rosell ir kt., 2001).
Taip pat alus pasižymi antioksidaciniu poveikiu, mažina skrandžio onkologinių susirgimų riziką (apsaugo nuo Helicobacter pylori bakterijų), didina kaulų atsparumą, kurie tampa stipresni d÷l alaus sud÷tyje esančio silicio (Murray ir kt., 2002; Bourne ir kt., 2000; Vinson ir kt., 2003).
Nustatyta, kad alus yra svarbus silicio šaltinis, kuriame silicis yra pagrindinis ingredientas didinantis kaulų mineralinį tankį. Mokslininkai iš Maisto mokslo ir technologijų departamento (Kalifornijos universitetas), studijavo komercinius alaus gamybos metodus ir nustat÷ silicio kiekio santykį, kuris įrod÷, kad alus yra silicio šaltinis (Jugdaohsingh ir kt., 2004; Sripanyakorn ir kt., 2004; Jugdaohsingh ir kt., 2002).
1 lentel÷. Alaus sud÷tyje esantys vitaminai ir mineralai
Vitaminai Vidutinis kiekis 0,5 litro alaus Rekomenduojama dienos
norma
Kobalaminas (Vit. B12) 0,9 µg 5
Riboflavinas (Vit. B2) 150 µg 8
Piridoksolis (Vit. B6) 150 µg 8
Folio rūgštis (Vit. B9) 20–60 µg 5–22
Biotinas (Vit. H) 2,5 µg 8
Niacinas (Vit. B3) 1,5 mg 7
Pantoteno rūgštis (Vit.
B5) 500 µg 4
Mineralai Vidutinis kiekis 0,5 litro alaus Rekomenduojama dienos
norma
Magnis 50 mg 12
Kalis 200 mg 12
Silicis 10 mg –
Kai kurie mokslininkai teigia, kad alus n÷ra nutukimo priežastis, nes savo sud÷tyje neturi riebalų arba cholesterolio, kuris skatina nutukimą, taip pat jame mažai cukraus, kurio didesn÷ koncentracija neigiamai įtakoja kūno mas÷s indeksą (Pryer ir kt., 2001; Bobak ir kt., 2003; Barefoot ir kt., 2002).
1.1.2. Neigiama alaus įtaka sveikatai
Iš visų g÷rimų negatyviausiai vyrų ir moterų organizmo lytinių hormonų pusiausvirą veikia alus. Tai oficialiai, moksliniais duomenimis pagrįsta ir išsiaiškinta tik 1999 metais. Šitas faktas aptarin÷jamas specialioje mokslin÷je literatūroje, bet plačiam gyventojų ratui šita informacija praktiškai lieka uždara (Milligan ir kt., 1999).
Apyniuose, kurie naudojami suteikti alui specifinį kartų skonį, yra 8 – prenilnaringeninas (8 – PN), – medžiaga, priklausanti fitoestrogenų klasei. (Fito – augalas, estrogenas – moteriškas hormonas) (Milligan ir kt., 1999).
8 – PN savo hormoniniu veikimu viršija kitus fitoestrogenus 10–100 kartų ir priart÷ja, pagal savo aktyvumą, prie moteriško hormono estrogeno (Milligan ir kt.,2000). Svarbi hormonų savyb÷ yra jų mažų koncentracijų didelis efektyvumas. Sveikos moters organizme per parą pasigamina 0,3– 0,7 mg estrogeno (tai atitinka pagal svorį pusę cukraus kruopelyt÷s). Perskaičiuota moteriško hormono koncentracija į estrogeno kiekį viename litre alaus gali būti – 0,15 mg (Possemiers ir kt., 2005). Apie 90 % alaus fitoestrogeno yra neaktyvioje formoje, bet 30 % europiečių žarnyno mikroflora plonajame žarnyne konvertuoja šį hormoną į aktyvią formą (Possemiers ir kt., 2005).
Lytiniai hormonai reguliuoja lytinių organų formavimąsi ir funkcionavimą, antrinių lytinių požymių pasireiškimą, žmogaus elgesio kai kuriuos aspektus. Vyrų organizme gaminasi vyriškas hormonas – testosteronas, o moterų organizme – moteriškas hormonas estrogenas. Būtent šių medžiagų veikimas įtakoja ne tik išorinį vyro skirtumą nuo moters (be šių hormonų vidiniai ir išoriniai lytiniai organai visai nesiformuoja), bet suteikia vyrui didelę raumenų j÷gą, atitinkamą figūrą, veido plaukuotumą, vyrišką balsą, o moteriai – moterišką figūrą, beplaukį veidą, minkštesnį balsą ir moterišką charakterį.
Alų vartojantys vyrai, savo organizmo vyrišką hormoną ženkliai pakeičia į moterišką (Sierksma ir kt., 2004). Keičiasi charakterio savyb÷s: vyras tampa neaktyvus, apatiškas, bevalis. V÷liau gali pasireikšti sudirgimas ir irzlumas. Keičiasi figūra: plečiasi dubuo, riebalai kaupiasi pagal moterišką tipą – šlaunyse ir krūtyse. Pilvo raumenys silpn÷ja ir atsiranda „alaus pilvas“. Vystosi impotencija (Sierksma ir kt., 2004).
Moters organizmas funkcionuoja sud÷tingiau už vyro, jame m÷nesio b÷gyje vyksta hormonų kitimas ir papildomas estrogeno vartojimas gali sukelti – nevaisingumą. Normaliai moters
organizmas estrogeno gamina tik tiek, kiek jam tuo metu reikia. Jei moteris nesaikingai geria alų, tai gali sukelti gimdos ir makšties padid÷jimą, padidinti sekreto ir gleivių išsiskyrimą (Dielir kt., 2004; Rimoldi ir kt., 2006), menstruacinio ciklo sutrikimą (Milligan ir kt., 2000).
Apyniai priklauso kanapinių šeimai (Cannabaceae) (Gudžinskas, 2007). Juose yra tų pačių narkotinių medžiagų kaip ir kanap÷se, tik mažesn÷mis koncentracijomis (Зузук ir Куцик, 2004). Alus ypač pavojingas tuo, gali sukelti ankstyvą, iki 7 metų vaikų pripratinimą prie alkoholio. Ši aplinkyb÷ turi ypač negatyvų poveikį tolimesniam protiniam, fiziniam ir lytiniam paauglių vystimuisi
(http://www.sveikaszmogus.lt/index.php?pagrid=savaites_tema&veiksmas=ziureti&id=126).
Papildomas skysčių kiekis, gaunamas su alumi, neigiamai įtakoja širdies veiklą. Širdis ženkliai padid÷ja, sienel÷s tampa plonos ir nukarusios, iš išor÷s apauga riebalais. Vystosi širdies išemin÷ liga, padid÷ja infarkto tikimyb÷, fizinis krūvis vis sunkiau pakeliamas, atsiranda dusimas. Yra duomenų, kad alus 30 % padidina riziką susirgti krūties onkologin÷mis ligomis (Katsovyanni ir kt., 1994).
Alus sukelia visą spektrą akių ligų (Corzo – Alvarez ir kt., 1997). Rizika išsivystyti kataraktai ir makulopatijai (geltonojo taško distrofijai, vedančiai į aklumą) padid÷ja 1,5–3 kartus, o pasyvus rūkymas dar padidina neigiamą alaus poveikį (Moss ir kt., 1998; Fraser – Bell ir kt., 2006).
N÷štumo metu alaus vartoti nerekomenduojama, nes alkoholis, prasiskverbiantis į vaisiaus kraujo sistemą, gali veikti mutageniškai ir rimtai pakenkti besivystančioms kūdikio sistemoms bei organams. Tyrimais įrodyta, kad alaus vartojimas ženkliai sumažina tiek vyriškų, tiek moteriškų hormonų kiekį vaisiaus vandenyse ir naujagimių svoris žymiai sumaž÷ja (Westney ir kt., 1991).
1.2. Kai kurių junginių, įtakojančių alaus kokybę ir saugą, charakteristika
1.2.1. Diacetilas
Diacetilas yra vienas svarbiausių nesubrandinto alaus aromato junginių. Esant didesnei už ribinę jo koncentracijai, alus įgauna nešvarų, saldų ir bjaurų skonį. Jei diacetilo koncentracija yra labai didel÷, alus įgauna nepageidautiną sviesto aromatą (Palmer, 2006). Kitas alaus aromato junginys – pentadionas, veikia panašiai kaip diacetilas, nors jo reikia didesn÷s koncentracijos.
Tačiau abu šie junginiai yra vikinaliniai diketonai, nes abu jie priskiriami diketonų grupei su prijungtomis ketonų grup÷mis.
Vikinalinių diketonų skilimas vyksta lygiagrečiai su kitomis alaus brendimo reakcijomis. Alaus brandinimo metu vikinalinių diketonų skilimas yra pagrindinis alaus brandinimo proceso kriterijus (Kunze, 2004; Lewis ir Young, 2002).
Vikinalinių diketonų formavimasis ir šalinimas vyksta trimis faz÷mis:
1 faz÷: Pirmtakų formavimasis. Miel÷s metabolizmo metu suformuoja vikinalinių diketonų pirmtakus. Šie pirmtakai neturi skonio ir kvapo, tod÷l aluje neidentifikuojami. Jie susidaro miel÷ms sintetinant amino rūgštis. Sintez÷ prasideda nuo piruvo rūgšties, kuri susiformuoja kaip tarpinis produktas fermentacijos ir respiracijos metu (Palmer, 2006). Acetohidroksi rūgštis, susiformavusi iš piruvo rūgšties, yra išskiriama į fermentacinę terpę iš mielių ląstelių. Acetohidroksi rūgšties formavimasis priklauso nuo keleto faktorių: mielių rūšies (nuo to priklauso susiformavusių rūgščių apimtis ir charakteristikos); mielių efektyvumo (didesnis efektyvumas lemia geresnį acetohidroksi rūgšties formavimąsi ir pašalinimą, o deguonis skatina acetohidroksi rūgšties formavimąsi iš mielių) (Baxter ir Hughes, 2001).
Išvardintų faktorių efektas n÷ra didelis. Acetohidroksi rūgšties formavimąsi galima efektyviai paveikti technologin÷mis priemon÷mis (Kunze, 2004; Lewis ir Young, 2002).
2 faz÷. Pirmtakų konversija. Oksidacijos
–
dekarbonizacijos mielių ląstelių išor÷je metu iš acetohidroksi rūgšties formuojasi vikinaliniai diketonai: diacetilas ir 2,3–
pentadionas. Šis procesas skatinamas: kai pH sumaž÷jimo (didžiausias efektyvumas pH 4,2–
4,4, o did÷jant pH procesas l÷t÷ja); temperatūros padid÷jimo (šildant procesas greit÷ja); deguonies kiekio terp÷je (d÷l deguonies pirmtakai sparčiai formuojasi ir sudaro vikinalinius diketonus, pirmtakų kitimas į vikinalinius diketonus lemia alaus brandinimo proceso greitį) (Baxter ir Hughes, 2001).3 faz÷. Diketonų skilimas. Diacetilo ir 2,3
–
pentadiono kiekis gali būti sumažinamas pridedant mielių ląstelių. Tai mažina žalingą poveikį skoniui. Šių junginių šalinimas vyksta skilimo metu: diacetilas → acetonas → butanodiolis.Butanodiolis turi labai aukštą skonio slenkstį ir aluje susiformavęs jo kiekis įprastai n÷ra juntamas. Fermentacijos metu miel÷s turi didelį potencialą pašalinti diacetilą. Toks mielių geb÷jimas yra 10 kartų didesnis, lyginant su diacetilo formavimosi greičiu fermentacijos metu.
Galimyb÷ pašalinti diacetilą išlieka pastovi pirmin÷s fermentacijos metu ir palaipsniui maž÷ja antrosios fermentacijos metu (Lewis ir Young, 2002; Baxter ir Hughes, 2001).
Nustatyta, kad skirtingos mielių rūšys beveik vienodai šalina diacetilą. Diacetilo šalinimo efektyvumas priklauso nuo įvairių faktorių, kurie skatina arba riboja mielių ir diacetilo turinčio
alaus kontaktą. Stabdant mielių nusistov÷jimą (pompuojant, leidžiant su spaudimu) vyksta spartesnis diacetilo šalinimas (Lewis ir Young, 2002).
3 pav.Diacetilo šalinimo efektyvumo priklausomyb÷ nuo temperatūros (Kunze, 2004)
Acetohidroksi rūgštis yra vikinalinių diketonų pirmtakas. Jos koncentracija priklauso nuo susiformavusių vikinalinių diketonų kiekio
(
Palmer, 2006).Per pirmąsias pirmin÷s fermentacijos dienas acetohidroksi rūgšties koncentracija sparčiai did÷ja, d÷l deguonies, kuris patenka perpompuojant. Antrin÷s fermentacijos metu, acetohidroksi rūgšties ir vikinalinių diketonų koncentracija palaipsniui maž÷ja (Kunze, 2004; Lewis ir Young, 2002).
Alaus skiedimo technologin÷s operacijos metu, acetohidroksi rūgšties ir diacetilo koncentracija iš pradžių padid÷ja, o po antrin÷s fermentacijos pradeda tolygiai maž÷ja. Tai reiškia, kad kiekvienas kontaktas su deguonimi (perpilant alų), skatina diacetilo kiekio padid÷jimą. D÷l to, tolesnių technologinių operacijų metu, diacetilo koncentracija turi būti sumažinta, o tai vykdoma pridedant mielių ląstelių (Kunze, 2004).
Apibendrinant galima teigti, kad diacetilo (vikinalinių diketonų) koncentracija gali būti kriterijus, vertinant alaus brendimo būklę (Palmer, 2006). Kadangi fermentacijos ir brendimo laikotarpis nuolat trump÷ja, labai svarbu nuolat kontroliuoti diacetilo koncentraciją (Kunze, 2004).
Turi būti greita acetohidroksi rūgšties konversija į vikinalinius diketonus, o tai galima paskatinti greitinant fermentacijos procesą, mažinant pH ir vengiant deguonies patekimo į fermentuojamą terpę, taip pat vykdant fermentaciją ir brandinimą aukštesn÷se temperatūrose (dugno fermentacijos atveju temperatūra 18o C) (Kunze, 2004;Palmer, 2006).
Aktyvios, energingai metabolizuojančios mielių ląstel÷s yra brandinimo faz÷s pagrindas. Reikia užkirsti kelią mielių nus÷dimui. Svarbu tur÷ti pakankamą aktyvių mielių ląstelių koncentraciją (Lewis ir Young, 2002).
1.2.2. Aukštesnieji alkoholiai ir kiti fuzelio junginiai
Fuzelis tai aukštesniųjų alkoholių (daugiausiai izopentilo, izobutilo ir propilo) mišinys. (Lietuvos Respublikos žem÷s ūkio ministro 2003 m. Sausio 27 d. įsakymu Nr. 3D-25 „Maistinio etilo alkoholio gamybos techninis reglamentas“).
Fuzelių frakcijai būdingi jusliniai rodikliai: išvaizda – skaidrus, be nuos÷dų ir mechaninių priemaišų skystis; leidžiama opalescencija; spalva – nuo šviesiai geltonos ar žalsvos iki rudos;
kvapas – būdingas fuzeliams, esteriams ir aldehidams. Fuzelių frakcijos fizikiniai ir cheminiai rodikliai: tankis 20° C temperatūroje ne didesnis kaip 0,84 g/cm3; lūžio rodiklis 20° C temperatūroje ne mažesnis kaip 1,35 (Lietuvos Respublikos žem÷s ūkio ministro 2005 m. kovo 2 d. įsakymu Nr. 3D–119 „D÷l maistinio etilo alkoholio rektifikavimo proceso šalutinių produktų reglamento patvirtinimo“).
Fuzelyje yra dvi toksinių junginių grup÷s, sąlyginai atskiriamos pagal virimo temperatūrą. Pirmoje grup÷je yra acetaldehidas, antroje grup÷je yra propilo alkoholis, amilo alkoholis, izoamilo alkoholis, izobutilo alkoholis ir daugyb÷ kitų mažai žinomų junginių.
Fuzelyje esantis toksinis cheminių junginių rinkinys pasižymi stipresniu toksiniu poveikiu žmogaus organizmui, nei kiekvienas ingredientas atskirai. Tod÷l dažnai pasireiškia sunkus apgirtimo pobūdis bei sunkios pagirios. Bandymuose su gyvūnais nustatyta, kad mirtina fuzelio junginių koncentracija yra nuo 0,2 iki 0,8 ml/kg gyvūno mas÷s. Mirtis ištikdavo d÷l širdies, inkstų ar kepenų nepakankamumo, centrin÷s nervų sistemos pažeidimo.
Subrandintame aluje fuzelio junginiai formuoja produkto aromatą, tod÷l tam tikra jų koncentracija yra būtina aukštos kokyb÷s alui. Fuzelio junginiai iš alaus negali būti pašalinti technologinio gamybos proceso metu, nes n÷ra taikoma distiliacija, tod÷l labai svarbu juos kontroliuoti galutiniame produkte.
Acetaldehidas, yra antras pagal pavojingumą žmogaus organizmui (Salaspuro, 2010). Jis turi įtakos onkologinių ligų vystymuisi žmogaus viršutin÷je virškinamojo trakto dalyje, taip pat gali sukelti skrandžio opas. 2008 metais nustatyta, kad Vokietijoje parduodamuose alkoholiniuose g÷rimuose mutagenin÷ acetaldehido koncentracija viršijama daug kartų: koncentracija aluje viršyta 4 kartus, vyne 15 kartų, sidre 22 kartus. Didel÷ acetaldehido koncentracija dalinai paaiškinama tuo, kad acetaldehidą gamina ore esančios bakterijos. Alkoholiniai g÷rimai turi dideles acetaldehido koncentracijas (acetaldehido koncentracija namuose gamintame aluje gali viršyti mutageniškumo lygį 60 kartų) (Salaspuro, 2010).
Acetaldehidas susiformuoja d÷l fermentacijos proceso ypatumų arba alaus skonį gadinančių mikroorganizmų bei oksidacijos proceso jau pagamintame aluje. Acetaldehidas aluje jaučiamas kaip žalių obuolių, nupjautos žol÷s, avokado, žalių lapų, meliono ar moliūgo skonis. Dažniausiai
esančios koncentracijos aluje yra 2–15 ppm. Skonio slenkstis (šviesiame aluje) – 25 ppm (kituose šaltiniuose nurodomas 5–17 ppm). Didesn÷s koncentracijos yra aluje, laikytame medin÷se statin÷se, manoma, kad d÷l apriboto deguonies kiekio (Yokoyama ir kt., 2008).
Etilacetatas, tai panašus į acetoną, lako tirštumo, aitraus skonio, aštraus aromato, sukeliantis stiprų deginantį liežuvio ir gerkl÷s jausmą skystis. Jis nepageidaujamas jokiose alaus rūšyse.
Etilacetato didesnes dozes (>33 ppm) aluje lemia laukin÷s miel÷s arba atitinkamos mielių rūšys. Didesn÷ etilacetato koncentracija nustatoma esant alaus gamybos pažeidimams: užterštumui laukin÷mis miel÷mis, antisanitarinei būklei; pernelyg aukštai fermentacijos temperatūrai; esant ne maistui skirto plastiko kontaktui su alumi; atviram fermentavimo indui; per dideliam deguonies kiekiui misoje; esant deguoniui antriniame fermentavimo inde.
Etilacetatas formuojasi etanolio esterifikacijos su acto rūgštimi metu ir jo koncentracija aluje yra didžiausia, lyginant su kitais esteriais. Etilacetato skonis priklausomai nuo koncentracijos panašus į kriaušių (koncentracija iki 30 ppm) ir į tirpiklio (virš 30 ppm). Dažniausiai etilacetato susiformavimo priežastimi yra laukin÷s mielių rūšys, tačiau šis esteris susiformuoja ir veikiant kitoms mielių rūšims.
Metilo alkoholis (metanolis), tai monohidroksilis alkoholis. Labai nuodingas ir naudojamas pramon÷je. Jis savo išvaizda ir kvapu labai panašus į etilo alkoholį, tod÷l dažnai žmon÷s juo apsinuodija. Apsinuodijimo požymius sukelia metanolio skilimo produktai: formaldehidas ir skruzdžių rūgštis. Metanolis kambario temperatūroje yra bespalvis, neutralaus pH, turi švelnų išskirtinį kvapą. Minimalus kvapo pojūčio slenkstis 5,900 ppm.
Metilo alkoholis žmogaus organizmą veikia taip pat kaip etilo alkoholis, tačiau greičiau progresuoja koma ir jos eiga sunkesn÷. Apsinuodijimo požymių atsiranda po 18–24 valandų: smarkiai skauda pilvą, vystosi acidoz÷, sutrinka sąmon÷, sumaž÷ja šlapimo išsiskyrimas, sutrinka reg÷jimas, galima apakti. Mirtina doz÷ – 15 ml.
Izoamilo alkoholis ypač nuodingas, sudaro iki 60 % fuzelio tūrio. Išg÷ręs izoamilo alkoholio žmogus nejaučia išreikštų nemalonių pojūčių iš karto, n÷ra ir apgirtimo stadijos. Bet jau po 10–20 minučių žmogų ištinka koma (koma, tai būkl÷, kai žmogus visiškai netekęs sąmon÷s, nepasireiškia refleksai, sutrikusios kitos gyvybin÷s funkcijos). Tokia būkl÷ trunka keletą valandų ir dažnai baigiasi mirtimi. Izoamilo alkoholis alui suteikia bananų skonį. Įprastin÷ koncentracija aluje 0,5–1,5 ppm. Šis junginys aluje juntamas nuo 2 ppm koncentracijos.
Propanolis kur kas nuodingesni už etilo alkoholį, tod÷l yra vartojamas tik techniniams tikslams. Propanolio kvapas panašus į etilo alkoholio, tod÷l dažnai sumaišoma ir išg÷rus apsinuodijama.
2. DARBO METODIKA
2.1. Tyrimo objektai
Tyrimo objektais pasirinktos įmon÷je „Z“ gaminamos trys alaus rūšys:
1) „A“ alus – stiprus (> 5,5 % alkoholio tūrio), šviesus gelsvos spalvos. Švelnaus skonio, jaučiamas gan÷tinai stiprus apynių kartumas, išsiskiriantis tiršta, tvirta ir balta puta.
2) „B“ alus – silpnas (5 % alkoholio tūrio), šviesiai gelsvos spalvos, vidutiniškai jaučiamu apynių kartumu, skonis silpnas ir švelnus, gausiai prisotintas angliarūgšt÷s. Aluje gali būti jaučiamas silpnas sieros prieskonis bei išreikštas salyklo skonis.
3) „C“ alus – stiprus (> 5,5 % alkoholio tūrio) šviesus, išsiskiriantis apynių kartumo skoniu.
2.1.1. Tiriamųjų alaus m÷ginių gamybai naudotų žaliavų charakteristikos
Pagrindin÷s alaus gamyboje naudotos žaliavos: vanduo, miežių salyklas ir apyniai.
Vanduo – pH rūgštin÷ (5,2–5,6), atšaldytas iki ne didesn÷s kaip 5° C temperatūros; jei reikia, prisotintas angliarūgšt÷s; biologiniais rodikliais atitinkantis alaus gamybos reikalavimus bei HN 24:2003 „Geriamojo vandens saugos ir kokyb÷s reikalavimai“ keliamus reikalavimus, Lietuvos Respublikos geriamojo vandens įstatymą (Žin., 2001, Nr. 64–327).
Miežių salyklas – naudotas šviesusis salyklas, paruoštas iš specializuotos miežių rūšies. Gamintojo pateikiamos šviesaus miežinio salyklo charakteristikos nurodytos 2 lentel÷je.
2 lentel÷. Miežių salyklo charakteristika
Salyklo rodiklis Norma
Dr÷gnis, % 4,1
Ekstraktingumas a.s.m., % 82,0
Ekstraktų skirtumas, % 0,9
Misos spalva, oEBC 3,9
Miltingumas, % 92,4
Stikliški grūdai, % 1,1
Pra÷jimas pro 2,2 mm sietą, % 0,8
Baltymai, % 10,6
Tirpus azotas nuo ekstrakto, % 0,774
Kolbacho indeksas, % 38
Klampumas, mPa.s 1,48
Apcukrinimo laikas, min 10
β – gliukanas, mg/l 112
Diastatin÷ j÷ga, WK 331
2. lentel÷s tęsinys. Miežių salyklo charakteristika
Salyklo rodiklis Norma
Laisvas amino azotas (FAN), mg/l 145
DMS – P, ppm < 4,0 Išsiliejimas, g/but 0 NDMA, µg/kg < 2,5 Švinas, mg/kg < 0,2 Kadmis, mg/kg < 0,1 Cezis 134/137, Bq/kg < 300 DON, ppb < 750 Zearalenonas, µg/kg < 100 Aflatoksinai B1+B2+G1+G2, µg/kg < 4 Aflatoksinas B1, µg/kg < 2 Ochratoksinas A, ppb < 3
Apyniai – jų granulių ir ekstraktų, naudotų tiriamųjų alaus rūšių gamybai, charakteristikos pateiktos 3 lentel÷je.
3 lentel÷. Apynių granulių charakteristika
Apynių rodiklis Norma
Spalva, oEBC 7,5 (± 5 %) Dr÷gnis, % 6,7 α–rūgščių, % 12,2 Pavadinimas „Saaz“ Spalva, oEBC 7,5 (± 5 %) Dr÷gnis, % 6,5 α–rūgščių, % 6,0
Alaus miel÷s – naudotos žemutinio rūgimo Sacharomyces calsbergens alaus miel÷s (Ascomycetes Sachoromycetaceas). Jos padaugintos įmon÷s mikrobiologin÷je laboratorijoje iš grynos mielių kultūros. Šios miel÷s fermentuodamos alaus misą visiškai suraugina rafinozę (jų veikimo temperatūra 8–16o C). Pasibaigus fermentacijai nus÷da.
Tiriamųjų alaus rūšių gamybai naudotos be morfologinių pakitimų, gyvybingos, turinčios ne daugiau 15 % negyvų ląstelių miel÷s. Alaus mielių charakteristika pateikta 4 lentel÷je.
4 lentel÷. Alaus mielių charakteristika
Sacharomyces calsbergens alaus mielių rodiklis Norma
Optimaliausia sausųjų medžiagų koncentracija, % 60
pH 4,5
Optimaliausias mirusių ląstelių kiekis, % 10
Saugojimo temperatūra, oC 0–5
Kviečių krakmolas – alaus gamybai naudotas gautas fermentavimo būdu. Gamintojo nurodoma chemin÷ sud÷tis ir savyb÷s pateiktos 5 lentel÷je.
5 lentel÷. Kviečių krakmolo charakteristika
Kviečių krakmolo rodiklis Norma
Dr÷gnis, % 12,1 Baltymai (Nx5,7), % 0,29 Ekstraktingumas a.s.m., % 88 Peleningumas, % 0,20 Likutis ant 200 µm, % 0,80 pH reikšm÷ 6,10 Šlapias sijojimas, % 0,00 Tirpūs baltymai, % 0,03
Miežių, naudotų analizuotiems m÷giniams gaminti, chemin÷ sud÷tis pateikta 6 lentel÷je.
6 lentel÷. Maistinių miežių charakteristika
Miežių rodikliai Norma
Dr÷gnis, % 14,0
Ekstraktingumas a.s.m., % 74
Baltymų kiekis, % 10,0–13,0
Stambumas >2,5 mm min., % 90,0
Smulkūs grūdai < 2,2 mm max. 5
Šiukšlin÷s priemaišos iki, % 1,0
Kitų kultūrų, max, % 1,0
Grūdų kenk÷jų neleidžiama
Spalva geltona, būdinga miežiams
Kvapas, skonis specifiškas rūšiai
Deguonis – misa buvo aeruota filtruotu oru arba deguonimi (E 948). Gamyboje naudoto deguonies charakteristika pateikta 7 lentel÷je.
7 lentel÷. Deguonies charakteristika
Deguonies (E 948) rodikliai Norma
Deguonies tūrio dalis, % ne mažesn÷ kaip 99,7
Metanas ir kiti angliavandeniliai, perskaičiuojant į
metaną µl/l, ne daugiau kaip 100
Vandens garų tūrio dalis (%) ne didesn÷ kaip arba vandens garų prisotinimo temperatūra (rasos taškas) (oC) ne aukštesn÷ kaip
0,05 (–27)
Skystas anglies dioksidas – naudotas tiriamųjų alaus m÷ginių gamybai. Jo charakteristikos pateiktos 8 lentel÷je.
8 lentel÷. Skysto anglies dioksido charakteristika
Skysto anglies dioksido (E 290) rodikliai Norma
CO2 kiekis, tūrio %, ne mažiau kaip 99,9
Vandens garų tūrio dalis, ppm, ne daugiau kaip 20 minus 55
Anglies monoksidas, ml/l, ne daugiau kaip 10
Amoniakas, ml/l, ne daugiau kaip 0,0025
Deguonis, ml/l, ne daugiau kaip 0,03
Visi lakūs angliavandeniliai, nustatomi kaip metanas ml/l, ne
daugiau kaip 0,05
Aromatiniai angliavandeniliai (perskaičiuoti į benzeną), ml/l, ne
daugiau kaip 0,00002
Metanolis, ml/l, ne daugiau kaip 0,01
Bendros sieros ( kaip S) tūrio dalis, ppm, ne daugiau kaip 0,1 Nelakios liekanos mas÷s dalis, ppm, ne daugiau kaip 0,01 Nelakios organin÷s liekanos kiekis, mas÷s dalis, ne daugiau
kaip 0,05
Kvapas be pašalinių kvapų
2.1.2. Tiriamųjų alaus m÷ginių gamybos technologin÷ schema
Alaus gamybos technologin÷ schema, pagal kurią buvo pagaminti tiriamieji alaus m÷giniai, sudaryta iš šių pagrindinių etapų: salyklo paruošimas užmaišymui, salyklo malimas – užmaišymas, mentalo paruošimas, mentalo filtracija, alaus misos virimas, alaus misos atšaldymas, alaus misos rauginimas – nokinimas, alaus filtravimas, alaus išpilstymas į tarą (4 pav.) (1 priedas).
Salyklo paruošimas užmaišymui. Atvežtas automašinomis salyklas pasveriamas ir supilamas į pri÷mimo bunkerį. Prieš malimą salyklas išvalomas nuo priemaišų ir dulkių. Išvalytas nuo priemaišų salyklas sveriamas svarstykl÷mis (porcijomis po 50 kg).
Salyklo malimas – užmaišymas. Malant salyklą kartu vyksta ir užmaišymo procesas. Užmaišymo tikslas – ištirpinti tirpias salyklo medžiagas ir gauti kuo didesnį ekstrakto kiekį. Svarbu sudaryti optimalias sąlygas fermentų veiklai, palaikyti reikiamą pH. Naudojamas infuzinis užmaišymo būdas, kai temperatūra nuosekliai keliama aukštyn. Mentalo užmaišymo proceso parametrai – temperatūrin÷s pauz÷s.
Mentalo filtracija. Mentalo filtravime išskiriamos dvi stadijos: pirmin÷s misos filtracija ir salyklojų praplovimas. Palaikoma 780 C temperatūra.
Misos virimas. Nufiltruota alaus misa verdama su apyniais, kad stabilizuotųsi jos sud÷tis ir atsirastų apynių aromatas. Verdant misa išgarinama iki nustatytos koncentracijos. Misa virinama kartu su apyniais. Misos virimo su apyniais metu sustiprinama koloidin÷ misos sud÷tis, inaktyvuojami fermentai, misa sterilizuojama, iš apynių ekstrahuojamos kvapiosios ir karčiosios
medžiagos, ištirpsta apynių dervos, koaguliuoja baltymai. Misos virimo metu turima pasiekti šias sąlygas: temperatūra – 780 C, virimo laikas – 90 minučių, pH 5,6.
Misos atšaldymas. Šio etapo metu karšta misa atšaldoma iki fermentavimo temperatūros. Atšaldyta iki rauginimo temperatūros misa aeruojama, tiekiant orą į misos liniją (O2 kiekis misoje 8–12 mg/l).
Alaus misos rauginimas – nokinimas. Atšaldyta ir aeruota misa paduodama į fermentavimo talpas. Miel÷s kartu su pirmąja misa per siurblį paduodamos fermentavimo talpų dugną. Rauginimo metu fermentuojami cukrūs virsta alkoholiu, išsiskiria susidariusi angliarūgšt÷, kurios dalis ištirpsta aluje (maždaug 60 %). Pagrindin÷ fermentacija vyksta 6–7 paras. Pagrindin÷s fermentacijos metu palaikoma temperatūra: A alaus m÷giniuose – 16o C, B alaus m÷giniuose – 14o C, C alaus m÷giniuose – 12o C Pagrindinei fermentacijai pasibaigus, nutraukiamos miel÷s, kurių būna maždaug 3–4 kartus daugiau, nei rūgimo pradžioje. Misa, kuri dabar virto į žalią alų, laikoma 2–3 paras fermentacijos talpoje tokioje pat temperatūroje, kaip ir pagrindin÷s fermentacijos metu. Po to per 3– 4 paras atšaldoma iki 0o C (pradedama šaldyti tik tada, kai diacetilo kiekis ≤ 0,11 mg/l) ir toje temperatūroje išlaikoma dar kelias paras (alaus nokinimas). Pasibaigus šiam procesui, pašalinamos likusios miel÷s.
Alaus filtracija. Po rauginimo – nokinimo alus vis dar neskaidrus. Šis drumstumas pašalinamas filtruojant alų. Pirmiausia alus separuojamas. Separatoriuje atskiriamos likusios miel÷s, koaguliavusių baltyminių medžiagų, apynių dervų ir kitų medžiagų nuos÷dos. Tada alus varomas į plokštelinį atšaldytoją, kuriame vandens ir etilenglikolio pagalba atšaldomas iki minusin÷s temperatūros – 10 C, kad pager÷tų alaus filtracijos procesas. Nufiltruotas alus papildomai patenka į smulkaus valymo filtrus, kad būtų visiškai užtikrinamas alaus skaidrumas. Nufiltruotas alus prisotinamas angliarūgšte ir siurbliu varomas į sl÷gimines filtruoto alaus talpas (saikininkus), kuriose alus laikomas iki pylimo. Jose papildomai matuojamas angliarūgšt÷s ir deguonies kiekis aluje.
Alaus kokyb÷s koregavimas – laikymas saikininkuose. Nufiltruoto alaus alkoholio koncentracija ar sausos medžiagos koreguojamos pridedant specialiai paruošto deaeruoto vandens. Jei reikia, alus prisotinamas angliarūgšte ir siurbliu varomas į sl÷gimines filtruoto alaus talpas (saikininkus), kuriose laikomas iki pylimo. Jose matuojamas angliarūgšt÷s ir deguonies kiekis aluje. Filtruotas alus saikininkuose gali būti laikomas ne ilgiau kaip 120 valandų, palaikant 1,2 barų sl÷gį (saikininkų patalpos temperatūra + 4o C).
Išfiltravus alų atliekamas fizikinis – cheminis alaus tyrimas, kurių rodikliai neturi viršyti nustatytų normų GGP (Geros gamybos praktika, 2009).
Alaus pasterizacija. Biologinio stabilumo padidinimas naudojant terminį apdirbimą vadinamas pasterizacija. Pasterizuojama prieš pylimo procesą (sroviniu būdu). Pasterizuojant
srov÷je alus šildomas plokšteliniame šilumokaityje iki 72–75° C temperatūros, ši temperatūra išlaikoma apie 30 sekundžių ir alus v÷l ataušinamas (9 lentel÷).
9 lentel÷. Alaus aušinimo temperatūra, pagal naudojamos taros rūšį
Alaus išpilstymo tara Plastikin÷ tara Metalin÷s skardin÷s Stiklo buteliai
Aušinimo temperatūra, o C 10 1,5 6
Prieš pilstant alus laikomas buferin÷je talpykloje, tuo užtikrinant tolygų pilstymo įrengimų darbą (3 barų sl÷gis).
Alaus išpilstymas. Alus pilstomas į keturių rūšių tarą: stiklinius butelius, statinaites, plastikinius butelius ir metalines skardines. Pilstymo linijos įrengimuose atliekamos funkcijos sekančia tvarka: 1) d÷žių pakrovimas ant konvejerio, 2) taros iš÷mimas iš d÷žių ir pakrovimas ant konvejerio, 3) d÷žių plovimas, 4) taros plovimas, 5) taros kontrol÷, 6) alaus pylimas, 7) taros uždarymas, 8) etikečių klijavimas, 9) pakrovimas į d÷žes, 10) nuk÷limas nuo konvejerio ir paruošimas transportavimui.
Alaus taros ženklinimas, etiketavimas. Alus ženklinamas pagal Lietuvos higienos normos HN 119:2002 „Maisto produktų ženklinimas“, patvirtintos LR sveikatos apsaugos ministro 2002 m. gruodžio 24 d. įsakymu Nr.677 (Žin., 2003, Nr.13–530), reikalavimus.
Alaus laikymas ir realizavimas.Sand÷lys, kur laikomas alus, gerai v÷dinamas, apsaugotas nuo tiesioginių saul÷s spindulių. Jame palaikoma temperatūra 2–20° C, o santykinis dr÷gnis neviršija 85 %. Pilstant alų į iš dalies praleidžiančią dienos šviesą pakuotę, svarbu, kad į patalpą nepatektų saul÷s spinduliai. Dirbtin÷ šviesa taip pat neigiamai atsiliepia alaus skoniui. Prieš realizuojant kiekvienos partijos alų jis patikrinamas akredituotoje laboratorijoje. Patikrinus alaus kokyb÷s rodiklius (etilo alkoholio koncentraciją tūrio %, sausųjų medžiagų kiekį mas÷s %, spalvą, rūgštingumą ir pH, ženklinimą, anglies dioksido kiekį) kiekvienai partijai išduodami alkoholio produktų atitiktį patvirtinantys dokumentai. Kiekvienai Lietuvos Respublikoje pagamintai alaus siuntai įmon÷ gamintoja privalo išduoti Valstybin÷s maisto ir veterinarijos tarnybos (VMVT) nustatyto pavyzdžio alaus atitiktį patvirtinančius dokumentus.
Salyklinių žaliavų ir priedų pri÷mimas Salyklinių žaliavų ir priedų
laikymas Salyklinių žaliavų valymas
Sv÷rimas (po 50 kg porcijomis)
Malimas Mentalo maišymas (3 pauz÷s, temperatūra keliama
iki 78oC) Mentalo filtravimas (78oC) Misos virimas (78oC, 90 min.5,6 pH) Misos nuskaidrinimas (20 min.) Misos aušinimas (12oC) Misos aeravimas (8 – 12 mg/l) Alaus rauginimas A -16oC, 7 par.; B – 14oC, 7 par.; C – 12oC, 7 par. Alaus filtracija (-2,2oC, 9 bar. plokšteliniame, 6 bar. žvakiniame)
Nuskaidrinto alaus talpykla (+4oC, iki 120 val.1,2 bar.)
Srovinis alaus pasterizavimas (iki 75oC, išlaikant 30 s.,
aušinama:PET 10oC;CAN ir
KEG 1,5oC; stiklo buteliai 6oC)
Alaus taros pripildymas ir kamščiavimas Pasterizuoto alaus talpykla
(3 bar.)
Ženklinimas, etiketavimas, pakavimas Alaus laikymas ir realizavimas
(2-20oC, <85%s.o.dr.)
Alaus nokinimas (atšaldžius iki -1,0-1,5oC, ne
mažiau 48 val., 0,3 bar.)
Apyniai Salyklojai Vandens įterpimas (65oC vanduo) Stabilizatorius Kizelgūras Deaeruotas vanduo Alaus kokyb÷s koregavimas
Stikliniai buteliai Statinait÷s -KEG Skardines -CAN Plastmasiniai buteliai -PET Miel÷s Oras Angliarūgšt÷ Karūnkamsčiai, PET kamšteliai, CAN ir KEG
dangteliai
Taros paruošimas Žaliavų ir priedų paruošimas Žaliavų ir priedų paruošimas
Silpna misa
Vandens įterpimas (80oC vanduo)
2.2. Tyrimų metodai
2.2.1. Diacetilo kiekio aluje nustatymo metodika
Diacetilas (vikinaliniai diketonai) tiriamuosiuose alaus m÷giniuose buvo nustatytas spektrofotometriniu metodu ultravioletin÷je šviesoje.
Vikinaliniai diketonai iš alaus išgauti distiliavimo būdu, naudojant „Markham“ distiliavimo įrenginį (GFL “Labortechnik“, Vokietija). Tuomet distiliatas sumaišytas su O–fenilendiamino tirpalu (250 mg/25 ml 4 mol/l druskos rūgšties tirpalo; tirpalas buvo ruošiamas tą dieną, kai jis buvo naudojamas ir laikytas tamsoje) ir susidarę chinoksalino dariniai parūgštinti ir reakcijos produktų kiekis nustatytas spektrofotometriškai. Vikinalinių diketonų koncentracija apskaičiuota absorbcijos reikšmę padauginus iš 2,5 pastovaus faktoriaus (faktorius nustatytas identiškoje procedūroje, naudojant gryną diacetilą lyginant su diacetilo kiekiu etaloniniame m÷ginyje).
Ruošiant alaus m÷ginius jie nebuvo degazuoti. Mielių turintys m÷giniai nuskaidrinti 15 minučių centrifuguojant 1400 aps/min greičiu.
Į 100 ml matavimo cilindrą įpilta 100 ml tiriamojo alaus ir įlašinti 1–2 lašai putas naikinančios medžiagos silikono pagrindu. Tada 100 ml alaus m÷ginio įpilta į distiliavimo kolbą.
M÷ginys distiliuotas tokiu greičiu, kad per 10 minučių 25 ml graduotame cilindre (kuris užkimštas stikliniu šlifiniu kamščiu) su 2 ml distiliuoto vandens surenkama 15–25 ml distiliato.
Surinkus 25 ml distiliato, nutraukta distiliacijos procedūra. Užkimštas graduotas cilindras ir sukamaisiais judesiais sumaišytas jo turinys.
Į sausą m÷gintuv÷lį įpilta 10 ml distiliato, įpilta 0,5 ml O–fenilendiamino tirpalo. Tirpalų mišinys sumaišytas atsargiais sukamaisiais judesiais ir 25 min laikytas tamsoje.
Į reakcijos mišinį įpilta 2 ml druskos rūgšties tirpalo (4 mol/l) sumaišyta ir 25 min išlaikyta tamsoje.
Per 30 minučių nuo druskos rūgšties tirpalo įpylimo, spektrofotometru (A335) („Haffmans“, Vokietija) išmatuota absorbcija, naudojant bangos ilgį 335 nm, kalibracijai naudojant distiliuotą vandenį.
Vikinalinių diketonų (VDK) koncentracija apskaičiuota pagal 1 formulę: VDK(mg/l) = 2,5 * (A335- Abi) (1 formul÷) kur:
A335 – m÷ginio absorbcija prie 335 nm bangos ilgio;
Abi – atskaitinio m÷ginio absorbcija prie 335 nm bangos ilgio;
2.2.2. Mielių skaičiavimo metodika
Tyrimo esm÷ – negyvos mielių ląstel÷s nuo metileno m÷lio nusidažo m÷lynai, o gyvos ląstel÷s lieka nenusidažiusios. Tai galima paaiškinti skirtingu pralaidumu arba nevienodu sugeb÷jimu metileno m÷lį redukuoti į leukometileną.
Atliekant analizę, vienas lašas mielių substrato užlašintas ant Thomo skaičiavimo apatin÷s kameros („Haffmans“, Vokietija) dalies ir ląstelių skaičius (gyvų ir/ arba negyvų) reikiamai padidinus suskaičiuojamas mikroskopu. Pabaigoje suskaičiuojamas ląstelių (gyvų ir/ arba negyvų) skaičius esantis ml.
Atliekant šį tyrimą m÷giniai, turintys CO2 buvo nukarbonizuoti. Rūgstančio alaus miel÷s suskaičiuotos iš karto, o miel÷s iš talpyklų atskiestos apie 10–50 kartų naudojant peptoninį tirpalą.
M÷ginys gerai sukratytas ir su pipete paimtas vidutinis 1–3 ml m÷ginys, kuris perkeltas į m÷gintuv÷lį. Į m÷gintuv÷lį lygiomis dalimis (t. y. 1–3 ml) prid÷ta metileno m÷lio tirpalo.
Gerai supurčius m÷ginį keli mililitrai įtraukti į pipetę ir kuo greičiau pernešti ant apatin÷s Thomo skaičiavimo kameros dalies.
Lygaus stiklo plokštel÷ užd÷ta ant l÷kštel÷s ir stipriai suspausta, kad paviršiai glaudžiai susiliestų. Sumontuota kamera tvirtai pritvirtinta prie mikroskopo ir paliekama kelioms minut÷ms, kad ląstel÷s nusistov÷tų.
Skaičiavimas atliktas naudojant 40x objektyvą (400 x padidinimas). Iš viso suskaičiuojama 100 mažų skilčių padalintų į 5 horizontalias eiles po 20 skilčių. 5 horizontalias eiles reikia išdalinti per visą apatinę kameros dalį.
Skaičiuojant mieles pumpurai nebuvo skaičiuojami, nebent jei jie didesni nei pus÷ motinin÷s ląstel÷s. Iš ląstelių, kurios pateko ant skilčių skiriamųjų linijų, buvo skaičiuojamos tik ląstel÷s esančios ant kair÷s ir dešin÷s skiriamųjų linijų.
Iš viso suskaičiuota 500 ląstelių. Jei 500 ląstelių skaičiuojant 100 preparato skilčių nesusidaro, buvo gaminami vienas ar keli nauji preparatai. Jei kriterijus nepasiekiamas, miel÷s buvo centrifuguojamos apie 10 minučių prie 4500 aps/min greičiu. Tada skaičiuojama dugnin÷je faz÷je. Jei ląstelių koncentracija buvo gauta didesn÷, m÷ginys buvo skiedžiamas peptoniniu tirpalu.
Bespalv÷s ir šviesiai m÷lynos mielių ląstel÷s įvertintos kaip gyvos, o tamsiai m÷lynos –
mirusios.
Mirusių mielių ląstelių įvertinimo metodika.
Išmaišytas mielių m÷ginys ir iš jo paimta 0,5 ml tirštos mielių suspensijos ir atskiesta 10 ml fiziologinio tirpalo (0,9 % NaCI) arba sterilaus vandens. Viskas gerai išmaišyta.
Sumaišyti lygūs kiekiai atskiestos mielių suspensijos ir darbinio metileno m÷lio tirpalo ir užlašinti 1–2 lašai kiekvieno ant objektinio stiklo. Uždengta dengiamuoju stikleliu. Skysčio
perteklius sugertas filtriniu popieriumi.
Po 2 minučių mirusios ląstel÷s nusidažo ir suskaičiuojamas nusidažiusių ir bendras ląstelių skaičius po mikroskopu, didinančiu 400x. Apskaičiuojamas mirusiųjų ląstelių procentas.
Mielių kiekio nustatymo metodika.
Mielių kiekio skaičiavimas atliekamas naudojant technin÷s svarstykl÷s, centrifuga (4500 aps/min) ir centrifūgin÷ stiklin÷. Analizei buvo pasverta 0,01 g tikslumu 2 centrifugin÷s stiklin÷s pažym÷tos "A" ir "B". Į kiekvieną iš min÷tų centrifuginių stiklinių pasverta apie 10 g ± 0,01 g mielių. Centrifuguojama 10 minučių. Atskiriamas perteklinis skystis. V÷l pasveriama kiekviena stiklin÷, gautas svoris atimamas iš anksčiau išmatuoto stiklin÷s svorio.
Mielių kiekio skaičiavimas atliekamas pagal 2 formulę:
(2 formul÷)
Pagal gautus rezultatus paskaičiavus mielių kiekį, reikalingą alaus rauginimui vienoje alaus talpykloje (CKT). Pagal įmon÷je nustatytas normas į alų įvedama mielių 0,6 – 1 % viso alaus tūrio. Į 1 CKT talpinama apie 110000 kg misos, tad 1 % sudarytų 1100 kg tirštų mielių. Keičiantis mielių tirštumui ir mirusių ląstelių kiekiui, reikalingas įterpimui mielių kiekis paskaičiuojama pagal 3 formulę:
(3 formul÷)
Kur:
0,6 – optimalus mielių tirštumas, %; 0,1 – optimalus negyvų ląstelių kiekis, %;
1100 – optimalus mielių kiekis alui rauginti 1 CKT užpildymui, kg.
2.2.3. Dujų chromatografijos metodika aukštesniesiems alkoholiams ir kitiems fuzelio junginiams alaus m÷giniuose nustatyti
M÷ginių paruošimas.
Ruošiant alaus m÷ginius aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių analizei visų pirma buvo atlikta alaus m÷ginių distiliacija. 150 ml alaus m÷ginio buvo distiliuota tol, kol gauta 50 ml
distiliato. Gautas distiliatas supiltas į 150 ml matavimo kolbą, praskiestas distiliuotu vandeniu iki žym÷s ir panaudotas aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių analizei.
Chromatografin÷ analiz÷.
Kiekybin÷ ir kokybin÷ aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių analiz÷ tirtuose m÷giniuose buvo atlikta dujų chromatografijos metodu. Naudota kolon÷l÷ Zebron ZB – WAX; 30m x 0,25 x 0,25 µm; 100 % polietilenglikolio („Phenomenex“). Kolon÷l÷s temperatūra buvo keliama pradedant nuo 40° C po 4° C kas 1 minutę iki 100° C. Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių koncentraciją m÷giniuose buvo paskaičiuotą mgpagal gautų smailių plotus, lyginant juos su standartiniu, žinomos koncentracijos aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių tirpalu (10 lentel÷).
10 lentel÷. Fuzelio junginių koncentracijos standartiniame tirpale
Acetald. Metilac. Etilac. Met. Prop. Izobut. Izoamiloalk.
Stan–
dartas,
mg 62,8 18,64 180,4 79,1 32,16 161,6 330
Pastaba: Acetal. – acetaldehidas; Metilac. – metilacetatas; Etilac. – etilacetatas; Met. – metanolis; Prop. – propanolis; Izobut. – izobutanolis; Izoamiloalk. – izoamilo alkoholis
2.3. Statistinis duomenų apdorojimas
Diacetilo formavimosi alaus m÷giniuose tendencijos ir mirusių mielių ląstelių kiekio m÷giniuose rezultatai statistiškai apdoroti skaičiuojant jų aritmetinius vidurkius bei statistinį skirtumo patikimumą tarp rezultatų reikšmių.
Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių tyrimui alaus m÷ginių paruošimas iš kiekvienos alaus rūšies buvo kartotas 2 kartus, tiriant lygiagrečiai 3 m÷ginius. Matematin÷ statistin÷ tyrimo duomenų analiz÷ atlikta, naudojant statistinę Prism 3.0 programą. Skirtumo patikimumas (P), variacijos koeficientas, standartinis nuokrypis, standartin÷ paklaida paskaičiuoti tarp vidutinių rezultatų reikšmių.
3. REZULTATAI
3.1. Diacetilo formavimosi skirtinguose alaus m÷giniuose rezultatai
Atlikus diacetilo analizę, skirtingų rūšių alaus m÷giniuose, buvo nustatytas diacetilo kiekis atitinkantis rekomenduojamas normas (0,1 mg/l) procentais, kuris pateiktas 11 lentel÷je. Nustatytas diacetilo kiekis tiriamuosiuose alaus m÷giniuose pateiktas 2, 3, 4 prieduose.
11 lentel÷. Alus, atitinkantis įmon÷s specifikacijoje nustatytą diacetilo kiekį, po 7; 9 ir 11 dienų
Alaus rūšis
Alus (%) su atitinkančiu normas diacetilo kiekiu po 7 d.
Alus (%) su atitinkančiu normas diacetilo kiekiu po 9 d.
Alus (%) su atitinkančiu normas diacetilo kiekiu po 11 d.
A 74 22 4
B 28 26 46
C 51 75 11
P 0,0616 0,1379 0,2580
Pastaba: rezultatai apskaičiuoti ištyrus tris skirtingas alaus rūšis (A rūšies n = 108 alaus m÷giniai; B rūšies n = 42 alaus m÷giniai; C rūšies alaus n = 57 m÷giniai). P – skirtumo tarp reikšmių patikimumas, kai P ≤ 0,05 skirtumas statistiškai patikimas
Nustatyta, kad skirtingų rūšių aluje vyrauja skirtingos diacetilo koncentracijos kitimo tendencijos (5 pav.). Daugiausiai alaus m÷ginių po 7 dienų fermentacijos (kuri yra optimali), atitinkančių diacetilo koncentraciją nustatyta A rūšies aluje (74 %), o mažiausiai B rūšies aluje (46 % mažiau nei A rūšies aluje) ir 23 % mažiau nei C rūšies aluje.
Skirtingų alaus rūšių (A, B, C) diacetilo kiekio kitimas fermentacijos metu
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Alus (%) su atitinkančiu normas diacetilo kiekiu po 7 d. Alus (%) su atitinkančiu normas diacetilo kiekiu po 9 d. Alus (%) su atitinkančiu normas diacetilo kiekiu po 11 d. Alaus kiekis (%) A B C
Alaus gamyboje taikoma praktika, kad po 7 dienų išlaikymo, alus, neatitinkantis diacetilo koncentracijos, paliekamas tolesnei fermentacijai, kuri gali trukti ilgiausiai 11 dienų. Gamybos efektyvumui užtikrinti, atliekamas dar vienas diacetilo kiekio patikrinimas po 9 dienų. Nustatyta, kad C rūšies aluje (75 % analizuojamų alaus m÷ginių) diacetilo kiekio koncentracija susinormalizuoja po 9 dienų. Didžioji dalis B rūšies alaus m÷ginių (46 % m÷ginių) reikiamą diacetilo koncentraciją pasiekia po 11 dienų.
Nustatyta, kad B rūšies alui, reikiamai diacetilo koncentracijai pasiekti prireik÷ daugiau laiko, tod÷l kad alaus fermentacija vyko l÷čiau. Tam įtakos gal÷jo tur÷ti, šios rūšies alui naudojamos kitos rūšies alaus miel÷s, nei A alaus rūšiai. Taip pat alaus misos virimo procese naudojamos skirtingos maistin÷s medžiagos. B ir C alaus rūšims naudojamos miel÷s pasižymi didesniu mielių tirštumu, kuris tiesiogiai įtakoja diacetilo kiekio normalizavimąsi aluje.
Yra žinoma, kad fermentuojamojo alaus tiesioginis sąlytis su oru taip pat padidina diacetilo kiekio koncentraciją aluje. Taip pat diacetilo kiekį aluje įtakoja ir alaus brandinimo sąlygos.
3.1.1. Diacetilo kiekio skirtingose alaus rūšyse priklausomyb÷s nuo mielių generacijos rezultatai
Atlikus duomenų analizę, nustatyta, kad alaus fermentacija priklauso nuo mielių generacijos. Gauti rezultatai, išanalizavus diacetilo koncetraciją aluje po 7, 9 ir 11 dienų, pateikti 12 lentel÷je. Atlikus tyrimą nustatyta, kad diacetilo kiekio kitimas fermentacijos metu priklauso nuo mielių generacijos (kuo mielių generacija aukštesn÷, tuo diacetilo koncentracijos susinormalizavimui prireikia daugiau laiko). Nustatyta, kad diacetilo koncentracijai aluje, didel÷s įtakos turi alaus mielių įterpimo sąlygos. Įterpus mieles į per aukštos temperatūros alaus misą, mielių veikla sustoja ir joms atsistatyti prireikia daugiau laiko, o tai įtakoją diacetilo koncentracijos padid÷jimą aluje. Įterpus mieles į šaltą alaus misą, mielių veikla tampa pasyvesn÷, diacetilo koncentracijos mažinimo procese.
Pagal šiuos rezultatus galima teigti, kad labai svarbus faktorius, užtikrinantis gamybos efektyvumą, yra misos temperatūra, kuri turi būti optimali.
12 lentel÷. Mielių generacijos ir diacetilo koncentracijos (%) A aluje Mielių generacijos ir diacetilo koncentracija (%) A aluje
Mielių generacija 7 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) 9 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) 11 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) G 0 2,75 0,92 0 G I 2,75 0 0 G II 4,59 0,92 0 G III 5,5 0 0,92
12 lentel÷s tęsinys. Mielių generacijos ir diacetilo koncentracija (%) A aluje Mielių generacijos ir diacetilo koncentracijos (%) A aluje
Mielių generacija 7 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) 9 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) 11 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) G IV 7,4 1,83 0 G V 9,17 3,67 0 G VI 12,84 2,75 0 G VII 7,4 3,67 0,92 G VIII 13,76 3,67 0 G IX 3,67 3,67 0 G X 2,75 0 0 G XI 0,92 0 0 G XII 1,83 0,92 0,92 P 0,0003 0,0023 0,0821
Pastaba: rezultatai apskaičiuoti ištyrus tris skirtingas alaus rūšis (A rūšies n = 108 alaus m÷giniai; B rūšies n= 42 alaus m÷giniai; C rūšies alaus n = 57 m÷giniai). P – skirtumo tarp reikšmių patikimumas, kai P ≤ 0,05, skirtumas statistiškai patikimas
Pagal gautus tyrimo rezultatus (6 pav.) nustatyta, kad diacetilo koncentracija A rūšies aluje po 7 dienų mielių generacijos proporcingai maž÷jo, did÷jant mielių generacijai (0 mielių generacijose siek÷ 2,75 % visų analizuojamų m÷ginių, o VI mielių generacijoje – 12,84 %). VII mielių generacijoje diacetilo koncentracija sumaž÷jo 5,40 % lyginant su VI mielių generacija, tuo tarpu VIII mielių generacijoje diacetilo rekomenduojama koncentracija (0,1 mg/l) pasiek÷ 13,76 % analizuojamų alaus m÷ginių. Nuo IX mielių generacijos diacetilo koncentracijos skaidymas sumaž÷jo iki 0,92 % analizuojamuose alaus m÷giniuose. (5 priedas).
Skirtingų mielių generacijų (%) įtaka diacetilo kiekio normalizavimuisi A rūšies aluje 0 2 4 6 8 10 12 14 16 G 0 G I G II G III G IV G V G VI G VII G VIII G IX G X G XI G XII % 7 dienos 9 dienos 11 dienos
6 pav. Skirtingų mielių generacijų (%) įtaka diacetilo kiekio normalizavimuisi A rūšies aluje
Skirtingų mielių generacijų įtaka diacetilo kiekio normalizavimuisi A rūšies aluje po 11 fermentacijos dienų didel÷s įtakos netur÷jo diacetilo koncentracijos kitimui, kuris siek÷ iki 0,92 % analizuojamų alaus m÷ginių.
Apskaičiavus B rūšies aluje diacetilo procentinę koncentraciją priklausomai nuo mielių generacijos, po 7, 9 ir 11 dienų, gauti duomenys pateikti 13 lentel÷je. (6 priedas).
13 lentel÷. Mielių generacijos ir diacetilo koncentracijos (%) B aluje Mielių generacijos ir diacetilo koncentracijos (%) B aluje
Mielių generacija 7 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) 9 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) 11 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) G 0 5 0 2,5 G I 0 0 2,5 G II 2,5 2,5 7,5 G III 2,5 5 5 G IV 2,5 0 7,5 G V 2,5 10 5 G VI 2,5 5 2,5 G VII 2,5 0 10 G VIII 2,5 2,5 2,5 G IX 2,5 2,5 0 G X 0 2,5 0 G XI - - - G XII - - - P 0,0002 0,0142 0,0018
Pastaba: rezultatai apskaičiuoti ištyrus tris skirtingas alaus rūšis (A rūšies n = 108 alaus m÷giniai; B rūšies n = 42 alaus m÷giniai; C rūšies alaus n = 57 m÷giniai). P – skirtumo tarp reikšmių patikimumas, kai P ≤ 0,05, skirtumas statistiškai patikimas
Nustatyta, kad diacetilo koncentracija po 7 dienų fermentacijos II – IX mielių generacijoje,
kito paklaidų ribose, nes 2,50 % analizuojamų alaus m÷ginių pasiek÷ rekomenduojamą diacetilo koncentraciją aluje. Tačiau 0 mielių generacijoje 5 % analizuojamų alaus m÷ginių pasiek÷ 0,1 mg/l diacetilo koncentraciją (7 pav.).
Atlikus tyrimą, nustatyta, kad didžiausia analizuojamų alaus m÷ginių dalis pasiekia rekomenduojamą diacetilo koncentraciją po 9 ir 11 fermentacijos dienų. Fermentacijos 9 dienoje III ir VI mielių generacijose 5 % analizuojamų m÷ginių pasiekia diacetilo koncentraciją aluje, o V mielių generacijoje dvigubai daugiau, t.y. 10 %.
Skirtingų mielių generacijų (%) įtaka diacetilo kiekio normalizavimuisi B rūšies aluje 0 2 4 6 8 10 12
G 0 G I G II G III G IV G V G VI G VII G VIII G IX G X G XI G XII
% 7 dienos 9 dienos 11 dienos
7 pav. Skirtingų mielių generacijų (%) įtaka diacetilo kiekio normalizavimuisi B rūšies aluje
II, IV ir VII mielių generacijos 11 fermentacijos dienoje daugiausia procentų tiriamo B rūšies alaus pasiekia reikiamą diacetilo kiekį (II – 7,50 %, IV – 7,50 %, VII – 10 %). III ir V mielių
generacijoje diacetilo normą pasiekia 5 % alaus m÷ginių.
Įvertinus diacetilo koncetracijos C rūšies aluje po 7; 9 ir 11 dienų fermentacijos priklausomybę nuo mielių generacijos, gauti duomenys pateikti 14 lentel÷je (7 priedas).
14 lentel÷. Mielių generacijos ir diacetilo koncentracijos (%) C aluje Mielių generacijos ir diacetilo koncentracijos (%) C aluje
Mielių generacija 7 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) 9 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) 11 dieną alaus diacetilo koncentracija (%) G 0 - - - G I - - - G II - - - G III 16,7 5 0 G IV 5 10 1,67 G V 3,33 5 0 G VI 3,33 6,67 1,67 G VII 10 0 1,67 G VIII 3,33 1,67 3,33 G IX 3,33 3,33 1,67 G X 5 1,67 0 G XI 5 1,67 0 G XII - - - P 0,0035 0,0057 0,0221
Pastaba: rezultatai apskaičiuoti ištyrus tris skirtingas alaus rūšis (A rūšies n = 108 alaus m÷giniai; B rūšies n = 42 alaus m÷giniai; C rūšies alaus n = 57 m÷giniai). P – skirtumo tarp reikšmių patikimumas, kai P ≤ 0,05, skirtumas statistiškai patikimas
C alaus diacetilo koncentracijos kitimas priklausomai nuo mielių generacijos pavaizduotas 8 pav. Nustatyta, kad po 7 dienų fermentacijos III ir VII mielių generacijose diacetilas skaidomas sparčiausiai. III mielių generacijoje, rekomenduojamą diacetilo koncentraciją pasiekia 16,70 % analizuojamų m÷ginių, o VII mielių generacijoje – 10 %. V, VI, VIII ir IX mielių generacijose tik po 3,33 % analizuojamų m÷ginių pasiekia reikiamą diacetilo kiekį aluje.
Po 9 dienų fermentacijos daugiausia analizuojamų alaus m÷ginių pasiekia diacetilo kiekį IV (10 % alaus m÷ginių) ir VI mielių generacijoje. Rekomenduojamą diacetilo kiekį pasiekia VI mielių generacijoje 3,33 % mažiau nei IV mielių generacijoje analizuojami alaus m÷giniai. Nustatyta, kad V mielių generacijoje 5 % alaus m÷ginių pasiekia rekomenduojamą diacetilo kiekį.
11 fermentacijos dieną diacetilo koncentracijai aluje mielių generacijos (VI – IX) įtaka išlieka
gan÷tinai pastovi ji siekia vidutiniškai 2 % analizuojamų m÷ginių.
Skirtingų mielių generacijų (%) įtaka diacetilo kiekio normalizavimuisi C rūšies aluje 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
G 0 G I G II G III G IV G V G VI G VII G VIII G IX G X G XI G XII
%
7 dienos
9 dienos
11 dienos
8 pav. Skirtingų mielių generacijų (%) įtaka diacetilo kiekio normalizavimuisi C rūšies aluje
3.2. Alaus mielių tirštumo ir mielių mirusių ląstelių skirtingų rūšių aluje rezultatai
Atlikus alaus mielių tirštumo ir mirusių mielių ląstelių skirtingų rūšių aluje analizę, nustatyta, kad skirtingose alaus rūšyse šie kokyb÷s parametrai yra skirtingi (8 – 10 priedai).
Alaus mielių m÷ginių tirštumo vidurkis (%), nustatytas A rūšies alaus m÷giniuose – 58,2 (+/- 7,6) %; B m÷ginyje – 62,79 (+/- 5,5) %; C m÷ginyje – 74,26 (+/- 4,6) % (9 pav.).
