LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA
Veterinarijos fakultetas
Tomas Plikšnis
Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių susidarymas aluje
Higher alcohols and other fusel oil compounds formation in the
beer
Veterinarinės maisto saugos išteklių studijų
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS
Darbo vadovė: Prof. dr. Elena Bartkienė, Maisto saugos ir kokybės katedra
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių formavimasis natūraliai brandintame aluje“
1. Yra atliktas mano pačio.
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą panaudotos literatūros sąrašą.
2016 05 11 Tomas Plikšnis
(data) (autoriuas vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ
LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.
2016 05 11 Tomas Plikšnis
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADOS DĖL DARBO GYNIMO ... ... ... 2016 05 11 Prof. dr. Elena Bartkienė
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE
(aprobacijos data) (katedros vedėjo vardas, pavardė) (parašas)
Magistro darbas yra įdėtas į ETD IS
(gynimo komisijos sekretorės parašas)
Magistro baigiamojo darbo recenzentas
TURINYS
SUMMARY... 3
SANTRAUKA ... 4
ĮVADAS ... 4
1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 6
1.1. Alus ir pagrindinės žaliavos naudojamos alaus gamybai ... 6
1.2. Alaus kokybės ir saugos rodikliai ... 8
1.2.1. Fermentacijos temperatūros įtaka alaus kokybei ... 8
1.2.2. Sucukrinimo proceso temperatūros įtaka alaus kokybei ... 8
1.2.3. Alaus skirstymas į tipus pagal fermentacijai naudojamas mieles ... 9
1.2.4. Alaus kokybės ir saugos rodikliai ... 10
1.2.5. Aukštesnieji alkoholiai ir kiti fuzelio junginiai aluje... 15
2. DARBO METODIKA ... 16
2.1. Pagrindinės tyrimų kryptys ir jų pagrindimas ... 16
2.2. Tyrimų objektai ir metodai ... 16
2.2.1.Alaus gamybos principinė schema ... 16
2.2.2.Eksperimentui naudotų natūraliai brandinto alaus mėginių aprašymas... 17
2.2.3.Alaus tyrimo metodai ... 21
2.3. Matematinė statistinė duomenų analizė ... 23
3. REZULTATAI ... 24
3.1. Sausųjų medžiagų kiekis tirtame aluje ... 24
3.2. Alkoholio kiekis (tūrio procentais) alaus mėginiuose ... 24
3.3. Alaus mėginių rūgštingumas ... 25
3.4. Alaus mėginių spalvos rezultatai ... 26
3.5. CO2 kiekis alaus mėginiuose ... 26
3.6. Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekis brandintame aluje ... 27
3.6.1. Acetaldehido kiekis alaus mėginiuose ... 27
3.6.2. Etilacetato kiekis alaus mėginiuose ... 28
3.6.3. Metanolio kiekis alaus mėginiuose ... 29
3.6.4. Propanolio kiekis mėginiuose ... 30
3.6.5. Izobutanolio kiekis mėginiuose... 31
3.6.6. Izoamilo alkoholio kiekis mėginiuose ... 32
3.6.7. Aukštesniųjų alkoholių irkitų fuzelio junginių bendras kiekis natūraliai brandintame aluje ... 33
4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 36
IŠVADOS ... 38
LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 40
SUMMARY
Author: Tomas Pliksnis
Subject: “Higher alcohols and other fusel oil compounds formatio in the Beer” Academic supervisor: prof. dr. Elena Bartkiene
Location of master thesis: master thesis was accomplished during 2013 and 2016 at Lithuanian University of Health Sciences Veterinary Academy, Department of Food Safety and Quality.
The work consists of: 41 pages, 10 tables and 11 figures.
The objective of thesis: to evaluate the compounds of the higher alcohols and other fusel oil compounds in the naturally matured beer.
It was identified that the compounds of the higher alcohols and other fusel oil compounds were changed depending on the type of beer and maturation. Acetaldehyde in the samples was varied before maturation: from 246.3 mg/l (sample No.1) to 5368 mg/l (sample No.6). After 20 days of breeding - from 150.4 mg/l (sample No.1) to 393.4 mg/l (sample No.7). Ethyl acetate in the samples was varied: before maturation from 735 mg/l (sample No.5) to 9249.1 mg/l, (sample No.1), after 20 days - from 0 mg/l, (sample No.1) to 1530.4 mg/l, (sample No.3). Methanol was found in the three samples before maturating: No.1-0.7 mg/l and No.9 - 0.6 mg/l, and after 20 days – only very small amount in sample No.3 - 0.5 mg/l was found. Propanol has changed from 0 mg/l, (in samples No.3, No.5, No.6) to 829.4 mg/l (sample No.2), after 20 days - from 0 mg/l (sample No.1 and No.9) to 736.1 mg/l (sample No.2). Isobutanol was changing from 0 mg/l (samples No.4 and No.5) to 1298.934 mg/l (sample No.9), and after 20 days - from 0 mg/l (sample No.1 and No.3) to 1270.016 mg/l (sample No.6). The content of isoamyl alcohol before maturation was changing from 727.6 mg/l (sample No.3) to 10039.2 mg/l (sample No.9), and 20 days later the content was ranging from 5358.6 mg/l, (sample No.9) to 10257.7 mg/l, (sample No.3).
It has been identified, that the highest concentration of higher alcohols and other fusel oil compounds is formed, when the beer is fermented at 12 °C (Nr.3; Nr.6; Nr.7; Nr.8) temperature, and the lowest - at 11 °C, 10 °C and 9 °C temperature (samples No.1; No.4; No.5; No.9). It was found weak but significant correlation between the fermentation temperature and higher alcohols and other fusel oil compounds in beer is (R = 0.4504; P = 0.0478).
SANTRAUKA
Autorius: Tomas Plikšnis
Tema: „Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių susidarymas aluje“ Darbo vadovas: prof. dr. Elena Bartkienė
Baigiamojo darbo vieta: magistro darbas buvo atliktas 2013 – 2016 m. Lietuvos Sveikatos Mokslų Universitete Veterinarijos akademijoje, Maisto saugos ir kokybės katedroje.
Darbo apimtis: 41 puslapiai, 10 lentelių, 11 paveikslų.
Darbo tikslas: įvertinti aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių formavimasi natūraliai brandintame aluje.
Nustatyta, kad aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekis alaus mėginiuose kito priklausomai nuo alaus rūšies ir brandinimo: Acetaldehidas prieš brandinimą, mėginiuose kito nuo 246,3mg/l (mėginyje Nr.1) iki 5368 mg/l (mėginyje Nr.6), po 20 parų brandinimo - nuo 154 mg/l (mėginyje Nr.1) iki 393,4 mg/l (mėginyje Nr.7). Etilacetatas mėginiuose vyrav: prieš brandinimą nuo 735 mg/l (mėginyje Nr.5) iki 9249,1 mg/l (mėginyje Nr.1), po 20 parų - nuo 0 mg/l (mėginyje Nr.1) iki 1530,4 mg/l (mėginyje Nr.3). Metanolis nustatytas trijuose mėginiuose prieš brandinimą: Nr.1-0,7 mg/l ir Nr.9-0,6 mg/l, po 20 parų rasta tik maža dalis mėginyje Nr.3 - 0,5 mg/l. Propanolis kito nuo 0 mg/l (mėginiuose Nr.3; Nr.5; Nr.6) iki 829,4 mg/l (mėginyje Nr.2), po 20 parų - nuo 0 mg/l (mėginyje Nr.1 ir Nr.9) iki 736,1 mg/l (mėginyje Nr.2). Izobutanolis kito nuo 0 mg/l (mėginiuose Nr.4 ir Nr.5) iki 1298,934 mg/l (mėginyje Nr.9), po 20 parų, - nuo 0 mg/l (mėginyje Nr.1 ir Nr.3) iki 1270,016 mg/l (mėginyje Nr.6).
Buvo nustatyta, kad aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelių junginių didžiausia koncentracija susidaro, kai alus yra fermentuojamas 12 °C tempertūroje (Nr.3; Nr.6; Nr.7; Nr.8) ir mažiausia - 11 °C, 10 °C ir 9 °C temperatūroje (mėginiuose Nr.1; Nr.4; Nr.5; Nr.9). Taip pat buvo nustatyta silpnas, bet reikšminga koreliacija tarp fermentacijos temperatūros ir aukštesniųjų alkoholių bei fuzelio junginių kiekio aluje yra (R = 0,4504; P = 0,0478).
ĮVADAS
Alus yra vienas seniausių žmonių gaminamų fermentuotų gėrimų. Alaus gamybos pradžia fiksuota 7 tūkst. pr. m. e. senovės Egipto ir Mesopotamijos rašytiniuose šaltiniuose. Alaus likučių aptinkama 3500–3100 m. pr. m. e. induose (1; 2). Kadangi fermentuoti galima daugelį augalinių žaliavų, kuriose yra cukraus ar krakmolo, tikėtina, kad alus buvo gaminamas skirtinguose regionuose ir jo kilmės regionai yra keli (2).
Iki pramonės revoliucijos, alus daugiausiai buvo gaminamas namų sąlygomis, nors jau nuo VII a. prasidėjus intensyviai gamybai Europos vienuolynuose, ir pardavinėjamas. Pramonės revoliucija leido taikyti pramoninius alaus gamybos būdus, o mokslo pasiekimai (pvz., termometro ir higrometro išradimas) leido geriau suprasti alaus gamybos procesą ir jį kontroliuoti.
Pagrindinės žaliavos yra naudojamos alaus gamyboje: vanduo, salyklas, apyniai ir mielės (1). Šiuo metu alaus gamyba yra pasaulinis verslas, kuriame dominuoja keletas tarptautinių korporacijų, tačiau yra ir daug smulkių gamintojų. Pirmasis lietuviško kapitalo bravoras atidarytas 1932 metais - Šadauskų bravoras Mažeikiuose (1).
Šiuo metu Lietuvoje yra 75 įmonės, turinčios licenciją gaminti alų. Todėl konkurencija kasmet auga, ne tik tarp vietinių šalies gamintojų, bet pastariesiems reikia konkuruoti ir su vis augančiu alaus importu (3).
Todėl, norint išsilaikyti rinkoje, būtina gerinti alaus kokybę bei juslines savybes. Šiame etape susiduriama su problemomis, nes alaus aromatą formuoja fuzeliai, tačiau pastarieji yra pavojingi žmonių sveikatai. Taip pat, alus yra alkoholinis gėrimas, turintis labai senas tradicijas, bet jį reikia vartoti saikingai ir atsakingai.
Darbo tikslas – nustatyti aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių formavimąsi natūraliai brandintame aluje.
Darbo uždaviniai:
Įvertinti alaus fizikinius cheminius bei juslinius rodiklius.
Nustatyti aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekį alaus mėginiuose. Išanalizuoti koreliacinius ryšius tarp alaus fizikinių cheminių, juslinių rodiklių ir
aukštesniųjų alkoholių bei kitų fuzelio junginių kiekio. Atlikti palyginamąją gautų rezultatų analizę.
1.
LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. ALUS IR PAGRINDINĖS ŽALIAVOS
NAUDOJAMOS ALAUS GAMYBAI
Alus – silpnas natūralus alkoholinis gėrimas. Stiprumas tradiciškai būna 2,5-12 proc. alkoholio tūrio. Gaminamas fermentuojant mielėmis miežių, kartais kitų grūdų (kviečių, ryžių) salyklą. Skoniui pagerinti į alų dedama apynių ir kitų prieskonių. Stiprumui padidinti – cukraus, kartais – medaus.
Vanduo yra pagrindinė alaus sudedamoji dalis. Jis sudaro daugiau nei 90 proc. alaus tūrio, taip pat įtakoja juslines savybes. Norint pagaminti vieną litrą alaus, sunaudojama vidutiniškai nuo 4 iki 6 litrų vandens. Chemiškai, vanduo nėra gryna medžiaga. Jo sudėtyje yra daug ištirpusių druskų, kurios disocijuoja į jonus. Didžioji jų dalis nereaguoja su salyklo sudėtinėmis dalimis ir nepakitę pereina į alų. Kiti, užmaišymo metu, reaguoja su salyklo sudėtinėmis dalimis sudarydami kompleksinius junginius, ir keisdami terpės pH. Kai kurie chemiškai neaktyvus jonai taip pat turi įtakos technologiniams procesams. Pavyzdžiui, 20-30 mg/l nitratų jonų gali lėtinti fermentacijos procesą, jei misoje yra pakankamai daug nitratus redukuojančių bakterijų. Kalcio, magnio ir natrio bikarbonatai mažina mentalo ir misos rūgštingumą. Tai pat labai svarbus rodiklis yra ir vandenilio jonų koncentracija (pH), nes ji reguliuojama mentalo užmaišymo ar misos virimo metu. Fermentai aktyvuojasi tik esant tam tikram pH. pH turi įtakos ir apynių karčiųjų medžiagų ekstrakcijai bei mikroorganizmų aktyvumui. Idealiausias pH alaus gamyboje yra apie 5,2 ir neviršija 5,6 (4, 5).
Vandenyje dažniausiai yra mikroorganizmų, kurie skirstomi į patogeninius (ligas sukeliančius) ir nepatogeninius. Tiriant alui naudojamą vandenį, ieškoma Escherichia coli, fekalinių streptokokų ir žaliamėlių pseudomonų. Žarninių lazdelių ir fekalinių streptokokų alui naudojamame vandenyje neturi būti (6). Vandens, naudojamo alaus gamybai, rodikliai pateikti 1 lentelėje (7; 8; 9).
1. lentelė. Vandens, naudojamo alaus gamybai, rodikliai (7; 8; 9)
Pavadinimas Minimali reikšmė mg/l Maksimali reikšmė mg/l
Chloridas (Cl-) 25 70 Sulfatas (SO42-), 25 250 Hidrokarbonatas (HCO3-) - 80 Kalcis (Ca2+) 20 60 Magnis (Mg2+) 30 50 Natris (Na+) 20 50 Geležis (Fe ) - 0,2
Salyklas yra vienas iš pagrindinių alaus gamybos žaliavų. Jis nulemia daugelį alaus savybių: alaus spalvą, skonį, putų susidarymą ir kt. Salyklas yra pagrindinis maistingųjų medžiagų donoras mielėms. Tiriant salyklą, vertinami šie rodikliai: 1000 grūdų masė, hektolitro masė, plaukimas (turi neskęsti, 30-35proc. šviesaus ir 25-30proc. tamsaus salyklo grūdų), dažymo savybės (10). Salyklas turi atitikti rodiklius pateiktus 2 lentelėje.
2. lentelė. Salyklo rodikliai (4; 9)
Pavadinimas Reikšmė
Drėgmė maks. 5 proc.
Ekstraktingumas a.s.m. min. 81 proc. Baltymai s.m. maks. 11,3 proc. Apsicukrinimo laikas maks. 15 min.
Spalva 2,8 – 3,5 EBC
Kolbacho indeksas 38 – 45 proc.
β gliukanas maks. 250 mg/l
Miltingumas 85 - 95 proc.
Stiklingumas maks. 3,0 proc.
Misos pH maks. 5,8 – 6,1
Praėjimas pro 2,2 mm sietą maks. 2,5 proc.
Apyniai (Humulus lupulus) – tai aukšti, vijokliniai kanapinių šeimos augalai. Aludarystėje naudojami moteriški neapvaisinti žiedai - spurgai. Apyniai suteikia alui kartumą ir specifinį aromatą. Taip pat veikia antiseptiškai, stabilizuoja putą, padeda išsodinti baltymus virimo metu.
Jų cheminė sudėtis yra unikali ir niekuo negali būti pakeista, nepabloginant alaus kokybės (4). Dehidratuotų apynių cheminė sudėtis pateikta 3 lentelėje.
3. lentelė. Dehidratuotų apynių cheminė sudėtis (4)
Medžiaga Sudėtis, kiekis Karčiųjų medžiagų 18,5 proc. Apynių eterinių dervų 0,5 – 1,2proc.
Baltymų 12 - 20 proc.
Mineralinių medžiagų 8,0 proc. Rauginių medžiagų 2 - 5 proc.
Alaus mielės – yra vienaląsčiai mikroorganizmai. Jie biologiškai klasifikuojami kaip grybai ir yra atsakingi už angliavandenių skaidymą ir metabolizmą į alkoholį ir kitus šalutinius produktus. Tai Ascomycetes klasės Sacchoromycetaceas šeimos mikroorganizmai, kurie pagal morfologines, fiziologines bei technologines savybes skirstomi į žemutinio ir viršutinio rūgimo mieles. Šie vienaląsčiai mikroorganizmai reikalingą energiją gauna (4; 5):
Esant deguonies (aerobiniu būdu) kvėpavimo keliu: (C6H12O6+6O2→6H2O+6CO2);
Be deguonies (anaerobiniu būdu) rauginimo būdu: (C6H12O6+6O2→12C2H5OH+2CO2).
1.2. ALAUS KOKYBĖS IR SAUGOS RODIKLIAI
1.2.1. Fermentacijos temperatūros įtaka alaus kokybeiAlaus fermentacija – tai mielių skaidymas misoje esančių saldžiųjų medžiagų ir jų konversija į alkoholį ir angliarūgštę (CO2). Šiame procese temperatūra turi didelę įtaką. Nuo jos priklauso
alaus skonis ir kokybė. Fermentacija yra egzoterminis procesas (11). Vidinė fermentatoriaus temperatūra gali būti keliais laipsniais aukštesnė, nei aplinkos. Ji pakyla nuo mielių veiklos. Todėl, visada yra įrengiami termometrai vidaus temperatūrai matuoti. Esant žemai temperatūrai, mielės tampa mažiau aktyvios ir neveiklios. Esant per aukštai temperatūrai, mielės įsiaudrina ir vėliau jas sunku nusodinti arba jos gali net žūti. Per didelis fermentacijos greitis lemia maistinių medžiagų mielėms trūkumą ir fermentavimosi pabaigą ankščiau laiko. Dėl temperatūros poveikio mielės gali prigaminti didesnį kiekį nepageidaujamų junginių (esterių ir diacetilo) (12).
Geriausias būdas užtikrinti optimalią fermentaciją, tai pastovios optimalios temperatūros palaikymas.
1.2.2. Sucukrinimo proceso temperatūros įtaka alaus kokybei
Tuo tikslu naudojami fermentai, kurie suskaido krakmolą, kad mielės geriau jį įsisavintų. Užmaišymo metu mentalo temperatūra sukeliama iki optimalios fermentams veikti. Skiriamos trys pagrindinės fermentų grupės (10; 11):
hidrolizuojantys krakmolą į fermentuojamuosius cukrus; proteinazės ir peptidazės;
Kiekviena fermentų rūšis yra veikliausia tam tikroje temperatūroje ir tam tikrame pH. Optimalios temperatūros suaktyvinti salyklo fermentus pateiktos 4 lentelėje.
4. lentelė. Optimalios temperatūros suaktyvinti salyklo fermentus (13) Fermento pavadinimas Optimalus
pH Optimali temperatūra °C Kritinė temperatūra °C α-amilazė 5,3-5,8 70-75 75-80 β-amilazė 5,4-5,6 63-65 68-70 dekstrinazė 5,0-5,5 55-60 65 α-gliukozidazė 5,5 - - β-gliukan solubilazė 6,35 60 73 β-gliukanazė 4,7-5,0 40 63 proteinazė 4,5-6,0 45-50 70 karboksipeptidazė 5,0 50 > 70 Fermentų poveikis (13):
Fitazė - mažina mentalo pH, didina rūgštingumą;
α-amilazė - skaido ilgas krakmolo grandis į trumpos grandinės junginius; β-amilazė - atskiria pagrindines dvi sudedamąsias maltozės molekules; β-gliukanazė - suskaido nedaigintų grūdų β-gliukanazę;
proteinazė - sutrauko ilgas proteinų grandinės.
1.2.3. Alaus skirstymas į tipus pagal fermentacijai naudojamas mieles
Lager. Apatinės fermentacijos alus. Jo gamybai naudojamos žemutinio rūgimo (Saccharomyces carlsbergensis) mielės, kurios, fermentuojant alaus misą, visiškai suraugina rafinozę. Mielės geriausiai veikia 8-12 °C temperatūroje, ir pasibaigus fermentavimui, paprastai nusėda ant dugno. Žemutinio rūgimo mielės skirstomos į dribsnius sudarančias ir susidrumstimą sudarančias mieles (2;14).
Elis. Jo gamybai naudojamos viršutinio rūgimo (Saccharomyces cerevisiae) mielės, kurios fermentavimo metu suraugina apie trečdalį rafinozės. Jos geriausiai veikia 14-25 °C temperatūroje, o, pasibaigus fermentavimui, paprastai pakyla į alaus paviršių. Jos taip pat gali nusėsti į dugną, pasibaigus rauginimui, bet gerokai vėliau nei žemutinio rūgimo (2;14).
1.2.4. Alaus kokybės ir saugos rodikliai
Fermentacijos metu mielės išskiria i alų daugybę metabolizmo produktų, kurie kinta veikiami substrato bei dalinai reaguoja tarpusavyje. Šie produktai įtakoja alaus kokybę, jų susidarymas ir skilimas nagrinėjamas kartu su mielių medžiagų apykaita. Svarbiausi šalutiniai apykaitos produktai yra diacetilas, aukštesnieji alkoholiai, esteriai, aldehidai, sieros junginiai ir kt.(15).
Diacetilas, aldehidai ir sieros junginiai suteikia alui nešvarų, nesubrendusio alaus skonį ir, esant didesnei jų koncentracijai, neigiamai veikia alaus kokybę. Šių junginių koncentracija sumažėja brandinimo metu, todėl alus yra brandinamas (16).
Aukštesnieji alkoholiai ir esteriai formuoja subrendusio alaus uslines savybes, ypatingai aromatą. Jų koncentracija brandinimo metu nesumažėja.
Diacetilas – svarbiausias apykaitos produktas, kuris formuoja nesubrendusio alaus skonį. Esant didesnei jo koncentracijai (peržengus jutiminį slenkstį), suteikia alui nešvarų skonį – nuo saldaus iki nepriimtino, o, esant labai didelėms koncentracijoms, aluje juntamas sviesto skonis. Panašius pojūčius sukelia ir pentandionas, bet jo jutiminio slenksčio koncentracija kur kas didesnė. Dėl keto- grupių, esančių jų sudėtyje, šie junginiai vadinami vicinaliniais diketonais. Vicinalinių diketonų skilimas vyksta kartu su kitais brendimo procesais ir yra pagrindinis rodiklis, vertinant alaus subrendimą. Mielių metabolizmo metu susidaro šių junginių pirmtakai (acetorūgštis), neturintys jokios įtakos alaus skoniui ar kvapui. Acetorūgštis susidaro sintetinant aminorūgštis, kurių sintezė prasideda nuo pirovynuogių rūgšties (piruvato), tarpinio gliukozės produkto ir yra mielių išskiriami į aplinką. Jų susidarymas priklauso nuo daugelio veiksnių, tačiau svarbiausi yra šie (4; 16):
Mielių rūšis (susidarymo momentas bei rūgščių kiekis yra mielių rasės rodiklis);
Mielių kiekis (didelis mielių kiekis sąlygoja didesnį acetohidroksirūgščių susidarymą, bet sąlygoja ir diacetilo greitesnį skaidymą);
Deguonies kiekis misoje (katalizuoja acetohidroksirūgščių susidarymą).
Visi šie faktoriai įtakoja diacetilo koncentraciją ir technologinio proceso metu praktiškai yra novaldomi. Antros stadijos metu susidarę pirmtakai dekarboksilinasi ir iš acetohidroksirūgčių virsta diacetilu ar pentandionu. Šis procesas vyksta nepriklausomai nuo mielų ląstelės. Jį pagreitina(4):
Žemesnis pH (optimalus 4,2-4,4); Aukštesnė temperatūra;
Alaus subrendimo greitis tiesiogiai priklauso nuo acetohidroksirūgščlų perėjimo greičio į pentandioną ir acetaldehidą. Trečios stadijos metu mielių ląstelės suardo diacetilą ir pentandioną, todėl jų neigiama įtaka alaus skoniui mažėja. Iš diacetilo pirmiausiai susidaro acetoinas, tada butandiolis. Butandiolio skonio jutimonio slenksčio reikšmė yra labai aukšta, todėl aluje jo skonis nėra juntamas. Siekiant paspartinti skaidymo procesą, galima į brandinimo talpyklą įleisti aktyvintų mielių (iš kitos talpyklos, kurioje tuo metu vyksta aktyvi fermentacija). Šį procesą taip pat pagreitina brandinimas aukštesnėje temperatūroje (4; 16).
Aldehidai (karbonilai). Svarbiausias iš jų yra acetaldehidas, susidarantis kaip tarpinis fermentacijos produktas. Jį mielės išskiria i alų pirmosiomis trimis fermentacijos dienomis. Alui jis suteikia „žalią" jauno alaus skonį, išsiskiriantį „rūsio, požemio” prieskoniu. Tolesnės fermentacijos metu acetaldehidas skyla. Jauname aluje aldehidų būna nuo 20 iki 40 mg/l, subrendusiame – mažiau (8-10 mg/1). Daugiau aldehido susidaro esant intensyviai fermentacijai, didėjant temperatūrai fermentacijos metu, fermentacijos metu suleidžiant didesnį mielių kiekį į fermentatorių, esant didesniam slėgiui fermentatoriuje, esant silpnai misos aeracijai bei užsikrėtus pašaline mikroflora. Greičiau aldehidai suskyla, kai brandinama aukštesnėje temperatūroje ir brandintame aluje paliekama daugiau mielių (17).
Aukštesnieji alkoholiai. Tai alaus skonio ir aromato komponentai. Aukštesnieji alkoholiai gali susidaryti:
Mielėms metabolizuojant aminorūgštis į aukštesniuosius alkoholius (deamininant, dekarboksilinant ir kt.);
Aukštesniųjų alkoholių susidarymas taip pat gali vykti dalyvaujant hidroksirūgkštims bei ketorūgštims;
Vykstant cukraus metabolizmui per tarpinį produktą acetatą.
80 proc. aukštesniųjų alkoholių susidaro fermentacijos metu, brandinimo metu jų koncentracija nežymiai didėja. Susidariusių aukštesniųjų alkoholių iš alaus pašalinti technologinėmis priemonėmis neįmanoma, galima tik reguliuoti jų susidarymą fermentacijos metu (4; 5; 15).
Daugiau aukštesniųjų alkoholių susidaro, kai: (4; 5): Fermentuojama aukštesnėje temperatūroje; Maišant nesubrendusį alų;
Esant mažai aminorūgščių koncentracijai misoje; Intensyviai aeruojant misą;
Ilgai surenkant misą (daugiau virimų į vieną fermentavimo talpyklą); Įleidžiant mieles į aukštesnės nei 8° C temperatūros misą;
Kai misos pradinis ekstraktas didesnis nei 13 proc..
Mažiau aukštesniųjų alkoholių susidaro, kai: (4; 5): Įvedamas į misą mažesnis mielių kiekis;
Esant žemai pradinei fermentuojamos misos temperatūrai; Kai fermentacija vyksta žemesnėje temperatūroje;
Suleidus mieles į misą daugiau nebepatenka deguonies; Pradinėje misoje yra pakankamai daug aminorūgščių.
Kai aluje yra daugiau nei 100 mg/1 aukštesniųjų alkoholių, tokio alaus skonis ir teigiamosios savybes prastėja. Šviesiame aluje šių junginių gali būti 60-90 mg/1 (4; 5).
Esteriai. Esteriai daugiausiai nulemia alaus aromatą. Esant didesnėms jų koncentracijoms, jie alui gali suteikti nemaloniai kartų vaisių skonį. Jie susidaro fermentacijos metu esterifikuojantis riebiosioms rūgštims ir aukštesniesiems alkoholiams. Esterių koncentracija labiausiai didėja fermentacijos metu, bet jų koncentracija taip pat didėja ir brandinimo metu. Brandinimo metu susidarantis kiekis priklauso nuo brandinimo trukmės, o, ilgai brandinant alų, gali net padvigubėti. Iš alaus išskirta apie 60 įvairių esterių, iš kurių svarbiausiais laikomi tik šeši: etilacetatas, izoamilacetatas, izobutilacetatas, β-fenilacetatas, etilkaprilatas (16).
Esterių kiekis priklauso nuo misos ekstraktingumo ir alaus rūšies. Aukštutinio rūgimo aluje paprastai būna iki 80 mg/l esterių, žemutinio - iki 60 mg/l. Lengviausia esterių kiekį kontroliuoti, keičant sausųjų medžiagų kiekį misoje (pradinį ekstraktą), kadangi esterių susidarymas didėja , didinant misos ekstraktingumą. Aukštuose fermentavimo tankuose esterių susidaro mažiau dėl hidrostatinio slėgio ir angliarūgštės įtakos. Esterių susidarymas susijęs su misos aeracija, kadangi deguonis naudojamas ne tik mielių kvėpavimui, bet ir riebiųjų rūgščių sintezei. Kol vyksta riebiųjų
Esterių daugiau susidaro, kai: (15):
Misos ekstraktingumas daugiau nei 13 proc.; Dėl gilesnio, pilnesnio fermentavimo;
Daugiau aeruojant misą;
Fermentuojant aukštesnėje temperatūroje;
Alų intensyviai maišant fermentacijos ir brandinimo metu. Esterių mažiau susidaro, kai: (15):
Misos ekstraktingumas mažesnis;
Misa ne taip giliai sufermentuojama (mažesnis sufermentavimo laipsnis); Silpnai aeruojant misą;
Fermentuojama žemoje temperatūroje, aukštame slėgyje.
Sieros junginiai. Mielių metabolizmo metu susidaro lakieji sieros junginiai (H2S merkaptanai
ir kt.), kurių mažos koncentracijos turi didelę įtaką alaus skoniui ir kvapui. Kai šių medžiagų yra daugiau nei jų mažiausias juntamas kiekis (skonio slenkstis), juntamas nesubrendusio, jauno alaus skonis. Toks pat skonis juntamas alui užsikrėtus termabakterijomis, kadangi šios bakterijos išskiria tokius metabolitus. Fermentacijos metu iš sierą turinčių aminorūgščių susidaro sieros vandenilis (H2S). H2S daugiau susidarys jei mielėms trūks maistinių medžiagų. H2S yra lakus ir dalinai
pasišalina iš alaus fermentacijos bei brandinimo metu kartu su CO2 (16; 19).
Pasišalina intensyviau, kai:
Yra aukštesnė temperatūra (fermentacijos ir brandinimo);
Aukštesnė alaus fermentavimo ar brandinimo talpykla (didesnis skysčio stulpas).
Merkaptanai yra tiospiritai - junginiai, kurių OH grupė pakeista SH grupe. Šie junginiai labiausiai blogina alaus aromatą ir būtent dėl jų atsiranda „apšviesto“ alaus skonis. Merkaptanų daugėja po 60-70 proc. fermentacijos trukmės, po to, jų ima mažėti. Esant deguonies, merkaptanai virsta į mažiau jusliškai nepriimtinus disulfidus.
Dimetilsulfidai (DMS). Šiltos fermentacijos metu pasišalina daugiau DMS, esant didesniam slegiui pasišalinimas lėtėja. Ilgiau brandinant alų DMS kiekis vėl didėja. Bendrai aluje DMS kiekis, atitinka jo kiekį pradinėje misoje.
Organinės rūgštys. Didžiausias organinių kiekis susidaro iš misoje esančių i aminorūgščių. Mielės aminorūgštyse metabolizuoja amino grupę (NH2), kuri reikalinga ląstelės baltymų statybai,
ir išskiria į alų deaminintas organines rūgštis. Tokiu būdu šalia aukštesniųjų alkoholių, susidarančių panašiu būdu, susidaro visa eilė organinių rūgščių, turinčių įtakos alaus skoniui. 5 lentelėje pateikiami pagrindiniai aluje susidarantys junginiai, jų koncentracijos, juntamo skonio aprašymas ir jutimo ribos (5).
5. lentelė. Pagrindiniai aluje susidarantys junginiai, jų koncentracijos, juntamo skonio aprašymas ir jutimo ribos (16).
Pavadinimas Koncentracijos ribos, mg/l Skonio slenkstis, mg/l Juntamas skonis Aukštesnieji alkoholiai: 2-metilpropanolis 2-metilbutanolis 3-metilbutanolis 2-feniletanolis 5-20 10-20 35-70 10-20 10 10 30 28 Spirito Spirito, atskiesto Spirito, bananų Rožių Esteriai: Acto rūgšties etilo spiritas Acto rūgšties butilo spiritas Acto rūgšties izopentilo spiritas Sviesto rūgšties etilo spiritas Heksano rūgšties etilo spiritas Dodekano rūgšties etilo spiritas Pieno rūgšties etilo spiritas
5-30 0,1 0,5-2,5 0,3 0,1-0,3 0,02 0,1-0,5 25-30 0,4 1-1,6 0,4 0,12-0,23 3,5 250 Vaisinis, ledinukas Vaisinis, bananų Vaisinis, bananų Papajų, obuolių Obuolių, vaisinis Muilo, eterinis Vaisinis, žemuogių Organinės rūgštys: Sviesto rūgštis Izovalerijonų rūgštys Oktano rūgštys Dekano rūgštys Dodekano rūgštys 0,2-0,6 0,5-1,2 3-10 0,8 0,1-0,5 1,2-2,2 1,5-1,6 10-13 10 6 Sūrio, apkartęs Sūrio, senų apynių Sviesto
Apkartęs Muilo Vicenaliniai diketonai:
1.2.5. Aukštesnieji alkoholiai ir kiti fuzelio junginiai aluje
Acetaldehidas. Susidaro oksiduojantis etanoliui. Tolesnės oksidacijos metu iš acetildehido gaunama acto rūgštis. Jis jaučiamas kaip obuolių, nupjautos žolės, avokado, melionų, moliūgų, žalių lapų aromatas. Skonio slenkstis 5-25 ppm (4; 16; 17).
Susidarymo priežastys (4; 16; 17):
Užteršimas nepageidaujamais mikroorganizmais; Deguonies patekimas į jau pagamintą alų;
Technologinių procesų režimų nesilaikymas.
Etilacetatas –nepageidaujamas jokiose alaus rūšyse. Bet jo yra daugiausiai, palyginus su kitais esteriais. Etilacetatas susidaro iš etanolio esterifikacijos su acto rūgštimi metu.
Susidarymo priežastys (4; 16; 17):
Veikiant laukinėms mielėms arba atitinkamoms mielių rūšims; Esant pernelyg aukštai fermentacijos temperatūrai;
Esant atviram fermentavimo indui, Esant dideliam deguonies kiekiui misoje; Esant deguoniui antriniame fermentavimo inde.
Propanolis – natūraliai mažais kiekiais susiformuoja daugelio fermentacijos procesų metu. Jis priskiriamas prie aukštesniųjų alkoholių (4; 16; 17).
Didelio kiekio susidarymo priežastys:
Azoto junginių trūkumas mielių veiklai palaikyti;
Fermentacija, esant žemam misos pH ir aukštai temperatūrai.
Izoamilo alkoholis gali sudaryti iki 60 proc. fuzelio tūrio. Jis yra vienas iš dviejų pagirndinių fuzelių grupės narių. Izoamilo alkoholis alui suteikia bananų skonį. Įprastinė koncentracija aluje 0,5–1,5 ppm. Šis junginys aluje jaučiamas nuo 2 ppm koncentracijos.
Izobutanolis –susiformuojantis natūraliai, fermentuojant angliavandenius arba susidaro kaip organinių medžiagų skilimo šalutinis produktas.
2. DARBO METODIKA
2.1. PAGRINDINĖS TYRIMŲ KRYPTYS IR JŲ PAGRINDIMAS
Eksperimento metu siekta išsiaiškinti kaip po 20 brandinimo parų, pasikeičia aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių koncentracija mėginiuose. Eksperimente buvo pasirinkta 11 alaus rūšių. Pirmieji mėginiai buvo paimti tik išrūgus alui ir pradedant šaldyti. Antrieji mėginiai buvo paimti praėjus 20 parų po brandinimo. Visiems mėginiams buvo atlikta dujų chromatografinė analizė ir nustatyti aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekiai. Tyrimo rezultatų patikimumo užtikrinimui, eksperimentas buvo kartojamas tris kartus, paraleliai tiriant po du mėginius.
2.2. TYRIMŲ OBJEKTAI IR METODAI
2.2.1. Alaus gamybos principinė schema 6. lentelėje pateikta alaus gamybos principinė schema.6. lentelė. Alaus gamybos principinė schema
1. Salyklo: priėmimas, valymas, laikymas 2. Salyklo: svėrimas, malimas, laikymas 3. Mentalo užmaišymas salyklo hidrolizė (pauzės 50°C–20 min.; 63°C–40; 72°C–20)
4. Filtravimas (75-78 °C)
5. Misos virimas (100 °C 90 min.)
6. Skaidrinimas hidro ciklone
7. Misos aušinimas 8. Misos aeravimas 9. Misos fermentavimas: Nr.9-9°C; Nr.4;5-10°C;Nr. 1;2-11°C; Nr.3;7;8;10-°C; Nr.11-16°C; Nr.6-17°C 10. Brandinimas (0,2 Bar.) 11. Filtravimas 12. Alaus išpilstymas ← Vanduo 52-55°C → Salyklojai ← Apiniai → Koaguliavę baltimai ← Oras ← Mielės → Atidirbusios mielės → Mielių likučiai
2.2.2. Eksperimentui naudotų natūraliai brandinto alaus mėginių aprašymas Eksperimento metu ištirta 9 alaus rūšių. Jų aprašai pateikti 7 lentelėje. Tirti mėginiai sąlyginai gali būti suskirstyti pagal šiuos kriterijus: silpnas šviesus alus, silpnas tamsus, stiprus šviesus, stiprus tamsus alus ir labais stiprus aulus.
7. lentelė. Tyrimams naudotos alaus rūšys ir jų aprašymas Mėginio
numeris Gamintojo pateikiama informacija
Nr.1
Lengvai kartaus skonio Lager tipo alus skirtas tiems, kas mėgsta silpną, lengvą alų. Alkoholio kiekis, tūrio 4,7 proc. ±0,5.
Verdamas vien tik iš miežių salyklo ir aromatinių Tettnang Tettnanger apynių. Tettnang Tettnanger apyniai auginami Vokietijoje ir vertinami dėl savo giminingumo Saaz apyniams ir ypatingai švelnaus aromato. Alus rauginamas Saflager W34/70 mielėmis 11ºC temperatūroje 89 paras. Brandinamas šaltai, -0,5ºC temperatūroje 10 parų ir dar 14 parų 2-4ºC temperatūroje. Jeigu parduodamas buteliuose, prieš tai steriliai filtruojamas.
Sudėtis: Vanduo, miežių salyklas, apyniai, Saflager W-34/70 mielės (tik nefiltruotam alui).
Nr.2
Švelniai kartaus skonio Lager tipo alus skirtas atsigaivinti ir numalšinti troškuliui. Alkoholio kiekis, tūrio 5,0 proc. ±0,5.
Verdamas vien tik iš miežių salyklo ir aromatinių Hellertauer Tradition apynių. Hallertauer Tradition apyniai auginami Vokietijoje ir vertinami dėl švelnaus aromato ir nedidelio kartumo. Alus rauginamas Saflager W-34/70 mielėmis 11ºC temperatūroje 8-9 paras. Brandinamas šaltai, -0,5ºC temperatūroje 10 parų ir dar 14 parų 2-4ºC temperatūroje. Jeigu parduodamas buteliuose, prieš tai steriliai filtruojamas.
Sudėtis: Vanduo, miežių salyklas, apyniai, Saflager W-34/70 mielės (tik nefiltruotam alui).
7. lentelės tęsinys. Tyrimams naudotos alaus rūšys ir jų aprašymas Mėginio
numeris Gamintojo pateikiama informacija
Nr.3
Kartokas Lager tipo alus, pasižymi šviesia gintaro spalva ir gaivinančiu, sodriu skoniu. Alkoholio kiekis, tūrio 6,0 proc. ± 1,0.
Verdamas iš šviesaus miežinio salyklo bei gliukozės – fruktozės sirupo. Apynių kartumui ir aromatui išgauti parinktos net dvi aromatinių apynių rūšys: Hallertauer Tradittion bei Tettnang Tettnanger, tačiau šiame aluje stipriau išreikšti yra Tettnang Tettnanger apyniai. Apyniai užauginti tradicijomis apynių auginime pasižyminčioje Vokietijoje. Alus rauginamas Saflager W-34/70 mielėmis 12ºC temperatūroje 8-9 paras. Išlaikomas šaltai, -1ºC temperatūroje 14 parų ir dar 14 parų 0-2ºC temperatūroje.
Sudėtis: Vanduo, šviesusis miežių salyklas, gliukozės – fruktozės sirupas, apyniai, mielės.
Nr.4
Švelnaus skonio, aromatingas Lager tipo alus. Alkoholio kiekis, tūrio 5,2 proc. ±0,5
Verdamas vien tik iš miežių salyklo ir prestižinių, aromatinių Saaz apynių. Saaz apyniai auginami Čekijoje ir vertinami dėl labai švelnaus, malonaus apynių aromato bei lengvo kartumo. Alus rauginamas Saflager W-34/70 mielėmis 10ºC temperatūroje 7-8 paras. Brandinamas šaltai, -0,5ºC temperatūroje 10 parų ir 3-4ºC temperatūroje 14 parų ir steriliai filtruojamas. Jo išskirtinumas - 100 proc. miežių salyklo alus ir gaminamas iš palyginti didelio salyklo kiekio (13 proc. sausų medžiagų), todėl ragaujant šį alų juntamas lengvas saldumas, nors skonyje vyrauja lengvas malonus kartumas, atgaivinantis burną nurijus alų.
Rekomenduojamą pateikti 12-14ºC temperatūros permatomo stiklo bokale ar tulpės formos taurėje.
Sudėtis: Vanduo, miežių salyklas, apyniai, Saflager W-34/70 mielės (tik nefiltruotam alui).
7. lentelės tęsinys. Tyrimams naudotos alaus rūšys ir jų aprašymas Mėginio
numeris Gamintojo pateikiama informacija
Nr.5
Verdamas iš šviesaus bei karamelinio miežinių salyklų ir Hallertauer Magnum apynių, kurie užauginami tradicijomis apynių auginime pasižyminčioje Vokietijoje. Alus rauginamas Saflager W-34/70 mielėmis 10ºC temperatūroje 11 parų. Brandinamas šaltai, -0,7ºC temperatūroje 12 parų ir dar 14 parų 2-4ºC temperatūroje. Jeigu parduodamas buteliuose, prieš tai steriliai filtruojamas.
Sudėtis: Vanduo, šviesusis miežių salyklas, karamelinis miežinis salyklas, apyniai, Saflager W-34/70 mielės (tik nefiltruotam alui).
Nr.6
Stiprus alus, pasižymi šviesia spalva ir lengvu kartumu.
Verdamas iš šviesaus miežinio salyklo bei gliukozės – fruktozės sirupo. Apynių kartumui ir aromatui išgauti parinktos net trys apynių rūšys: Hallertauer Magnum, Hallertauer Tradittion bei Tettnang Tettnanger, tačiau šiame aluje stipriau išreikšti yra Hallertauer Magnum apyniai. Apyniai užauginti tradicijomis apynių auginime pasižyminčioje Vokietijoje. Alus rauginamas Saflager W-34/70 mielėmis 12ºC temperatūroje 11-12 parų. Išlaikomas šaltai, -1ºC temperatūroje 14 parų ir dar 14 parų 2-4ºC temperatūroje.
Sudėtis: Vanduo, šviesusis miežių salyklas, gliukozės – fruktozės sirupas, apyniai.
Nr.7
Verdamas iš šviesaus bei karamelinio miežinių salyklų, gliukozės – fruktozės sirupo ir Hallertauer Magnum apynių, kurie užauginami tradicijomis apynių auginime pasižyminčioje Vokietijoje. Alus rauginamas Saflager W-34/70 mielėmis 12ºC temperatūroje 10 parų. Brandinamas šaltai, -1ºC temperatūroje 14 parų ir dar 14 parų 2-4ºC temperatūroje. Jeigu parduodamas buteliuose, prieš tai steriliai filtruojamas.
Sudėtis: Vanduo, šviesusis miežių salyklas, gliukozės – fruktozės sirupas, apyniai, Saflager W-34/70 mielės (tik nefiltruotam alui).
7. lentelės tęsinys. Tyrimams naudotos alaus rūšys ir jų aprašymas Mėginio
numeris Gamintojo pateikiama informacija
Nr.8
Stiprus alus, pasižymi tamsia spalva, karameliniu skoniu bei aromatu, Lager tipo alus.
Verdamas iš šviesaus bei karamelinio miežinių salyklų, gliukozės – fruktozės sirupo ir Hallertauer Magnum apynių, kurie užauginami tradicijomis apynių auginime pasižyminčioje Vokietijoje. Alus rauginamas Saflager W-34/70 mielėmis 12ºC temperatūroje 10 parų. Brandinamas šaltai, -1ºC temperatūroje 14 parų ir dar 14 parų 2-4ºC temperatūroje. Jeigu parduodamas buteliuose, prieš tai steriliai filtruojamas.
Sudėtis: Vanduo, šviesusis miežių salyklas, karamelinis miežinis salyklas, gliukozės – fruktozės sirupas, apyniai, Saflager W-34/70 mielės (tik nefiltruotam alui).
Nr.9
Altbier tipo alus, pasižymi sodria gintaro spalva, ypatingu klampumu ir salstelėjusiu karameliniu skoniu bei aromatu. Kartumas lengvas, trumpai išliekantis.
Verdamas iš šviesaus bei karamelinio miežinių salyklų pagal specialią, tik šiam alui būdingą technologiją. Apynių kartumui ir aromatui išgauti parinktos net dvi aromatinių apynių rūšys: Hallertauer Tradittion bei Tettnang Tettnanger apynių, kurie užauginami tradicijomis apynių auginime pasižyminčioje Vokietijoje. Stipriau šiame aluje yra išreikšti Tettnang Tettnanger apyniai, vertinami dėl savo giminingumo Saaz apyniams. Alus rauginamas Lager tipo Saflager W-34/70 mielėmis 9ºC temperatūroje 15-16 parų. Išlaikomas šaltai, -0,7ºC temperatūroje 14 parų ir dar 14 parų 0-2ºC temperatūroje. Tada šaltai, steriliai filtruojamas.
2.2.3. Alaus tyrimo metodai
2.2.3.1. Sausųjų medžiagų kiekio nustatymo aluje metodika
Sausųjų medžiagų kiekis nustatytas pagal LST 1572:2004 Alus. Etilo alkoholio koncentracijos, tikrojo ir pradinio ekstrakto nustatymas (27).
2.2.3.2. Alkoholio kiekio (tūrio procentais) nustatymo metodika
Mėginio paruošimas: alus yra plakamas apie 10 minučių, kad pasišalintų anglies dioksidas. Filtruojamas pro popierinį filtrą ir pilamas į DMA 4500 + Beer Alcolyzer aparatą, kuris įvertina alkoholio kiekį tūrio procentais.
2.2.3.3. Rūgštingumo tyrimo metodika Alaus rūgštingumas nustatytas pagal LST 1990:2007 Alus.
Aluje esančių rūgščių ir rūgščiųjų druskų kiekis nustatomas pagal jų neutralizavimui sunaudotą NaOH tirpalo kiekį. Neutralizacijos pabaiga nustatoma pagal fenolftaeino spalvos pasikeitimą (28).
Rezultatai apskaičiuojami pagal formule: CR=V * K1 * K2
V – NaOH tirpalo kiekis sunaudotas titruojant;
K1 - NaOH koncentracijos perskaičiavimo koeficientas, nustatomas titruojant NaOH tirpalą
tikslios 0,1 M koncentracijos druskos rūgšties tirpalu, kaip indikatorių naudojant fenolftaleiną; K2 - praskiedimo koeficientas (šviesiojo alaus K2. = 1, tamsiojo alaus K2 = 4) (28).
2.2.3.4. Spalvos nustatymo spektrofotometru metodika
Spalva nustatyta pagal LST 1490 Alaus misa ir alus. Spalvos nustatymas spektrofotometriniu metodu.
Alaus spalva nustatyta spektrofotometru DR 5000 (29).
2.2.3.5. CO2 kiekio nustatymo aluje metodika
Anglies dioksido kiekis nustatomas pagal LST 1983:2005 Alus. Anglies dioksido kiekio nustatymas. Slėgio matavimo metodas.
Anglies dioksido viršslėgis buteliuose (skardinėse) išmatuojamas afrometru, nusistovėjus mėginio temperatūrai, purtant butelį.
Mėginio paruošimas. Butelis (skardinė) panardinamas į (20±1,0) °C temperatūros vandens vonelę ir išlaikomas ne mažiau kaip 2 valandas. Pastebėjus kurio nors mėginio nesandarumą, jis yra pakeičiamas.
Nustatymas. Apatinė afrometro dalis uždedama ant butelio vainikėlio. Veržlė sukama tol, kol adata kiaurai praduria kamštį ir sujungia butelio vidų su manometro kamera ir anglies dioksidas patenka į manometrą. Mėginys supurtomas, kol nustoja judėti manometro rodyklė. Butelis (skardinė) su aerometru paliekama 1-2 minutėmis ir stebimas slėgis. Jei slėgis nesumažėja, sistema yra sandari. Užrašomi manometro rodmenys (30).
2.2.3.6. Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių tyrimo natūraliai brandintame aluje dujų chromatografijos metodika
Aukštesniųjų alkoholiu ir kitų fuzelio junginių nustatymas atliktas dujų chromatografijos metodu.
Mėginio paruošimas. Alaus mėginys ( 20 ± 1 °C) plakamas, siekiant pasišalinti anglies dioksidą, imama 100 ml mėginio ir distiluojama iki 50 ml distiliato, kuris nukreipiamas dujų chromatografinei amalizei.
Kiekybinė ir kokybinė aukštesniųjų alkoholių analizė tirtuose mėginiuose buvo atlikta dujų chromatografijos metodu. Naudota kolonėlė Zebron ZB – WAX; 30m x 0,25 x 0,25 µm; 100 proc. polietilenglikolio; Phenomenex. Aukštesniųjų alkoholių koncentracijos mėginiuose buvo apskaičiuotos mg/ml pagal gautų pikų plotus, lyginant juos su standartiniu, žinomos koncentracijos aukštesniųjų alkoholių tirpalu (8 lentelė).
8. lentelė. Aukštesniųjų alkoholių koncentracijos standartiniame tirpale
Stan-dartas, mg/l Acetal-dehidas Metil-acetatas Etil-
acetatas Metanolis Propanolis Izobutanolis
Izoamilo- alkoholis
62,8 18,64 180,4 79,1 32,16 161,6 330
2.3. MATEMATINĖ STATISTINĖ DUOMENŲ ANALIZĖ
Mėginių paruošimas iš kiekvienos alaus rūšies buvo kartotas 2 kartus, tiriant lygiagrečiai 3 mėginius. Matematinė statistinė tyrimo duomenų analizė atlikta, naudojant Prism 3.0 statistinį paketą ir MS Excel programą.
3.REZULTATAI
3.1.SAUSŲJŲ MEDŽIAGŲ KIEKIS TIRTAME ALUJE
Sausųjų medžiagų kiekis tirtuose alaus mėginiuose pateiktas 1. paveiksle.Mažiausias sausųjų medžiagų kiekis nustatytas mėginyje Nr.1 – 10,7 proc., didžiausias - Nr.8 ir Nr.9 po (16,0 proc.). Mėginiuose Nr.2 nustatyta 11,0 proc., Nr.3 – 12,5 proc., Nr.4, Nr.5, ir Nr.6 vidutiniškai sausųjų medžiagų nustatyta 14,0 proc. Mėginiuose Nr.7 vidutiniškai nustatyta 14,0 proc.
1. pav. Sausųjų medžiagų kiekis mėginiuose.
3.2. ALKOHOLIO KIEKIS (TŪRIO PROCENTAIS)
ALAUS MĖGINIUOSE
Alkoholio kiekis(tūrio procentais) alaus mėginiuose pateiktas 2. paveiksle.
Mažiausias alkoholio kiekis nustatytas alaus mėginiuose Nr.1 – 4,7 proc.. Didžiausias alkoholio kiekis nustatytas mėginiuose Nr.7 (7,5,0 proc.). Mėginiuose Nr.2 vidutinė koncentracija siekė 5,0 proc. Mėginiuose Nr.3 – 6,0 proc. Vidutiniškai 5,2proc. etilo alkoholio nustatyta mėginiuose Nr.4 ir Nr.5. Aluje Mėginyje Nr.6 nustatyta vidutinis alkoholio kiekis, atitinkamai 7,0 tūrio procentų. Nr.8 ir Nr.9 vidutiniškai etilo alkoholio nustatyta 5,4 proc..
2. pav. Alkoholio kiekis, tūrio procentais, mėginiuose.
3.3. ALAUS MĖGINIŲ RŪGŠTINGUMAS
Alaus mėginių rūgštingumas ir didžiausia leistina organinių rūgščių koncentracija aluje pateikta 3. paveiksle.
Didžiausias rūgštingumas nustatytas mėginiuose Nr.7; Nr.8; ir Nr.9 – 2,2 (didžiausia galima 2,5). Mažiausias rūgštingumas nustatytas alaus mėginiuose Nr.1 ir Nr.2, atitinkamai, 1,8 ir 1,9 (didžiausias galimas 2,0 ir 2,1). Mėginių Nr.3 rūgštingumas nustatytas 2,0 (maksimalus rūgštingumas 2,3). Nr.4 (maksimalus rūgštingumas 2,3) nustatyta vidutiniškai 2,1. Nr.5 (maksimalus rūgštingumas 2,3) rasta vidutiniškai 2,0. Aluje: Nr.6 maksimalus rūgštingumas 2,6 rūgštingumas nustatytas – 2,2.
3.4. ALAUS MĖGINIŲ SPALVOS REZULTATAI
Alaus mėginių spalvos rezultatai pateikti 4. paveiksle.
Alaus mėginių spalvos rezultatai pateikti EBC vienetais. Mažiausiai EBC vienetų nustatyta alaus Nr.1 – 8 EBC. Daugiausiai EBC nustatyta mėginyje Nr.5 (38 EBC). Spalvos vienetų 9, 10 ir 11, nustatyta, atitinkamai, mėginiuose Nr.2; Nr.4 ir Nr.3. Mėginiams Nr.6 ir Nr.7 nustatyta, atitinkamai, 12 ir 13 EBC.Vidutiniškai po 22 EBC vienetus nustatyta mėginiams Nr.8 ir Nr.9.
4. pav. Alaus mėginių spalva.
3.5. CO
2KIEKIS ALAUS MĖGINIUOSE
Alaus mėginių anglies dioksino kiekis pateiktas 5. paveiksle.
Alaus mėginiuose vidutiniškai anglies dioksinas (CO2) yra 4,4 g/l ir svyruoja nuo 4,3 iki 4,6
g/l. Didžiausia vidutinė, anglies dioksino koncentracija nustatyta mėginyje Nr.3 ir Nr.9 po 4,6 g/l. Mažiausia vidutinė, anglies dioksino koncentracija 4,3 g/l, aluje: Nr.1 ir Nr.8. Nr.4 ir Nr.7 bei Nr.5 vidutiniškai nustatyta po 4,4 g/l (CO2 ): Nr.2 ir Nr.6 alus rūšyse po vidutiniškai 4,5 g/l (anglies
5. pav. Anglies dioksino kiekis CO2
3.6. AUKŠTESNIŲJŲ ALKOHOLIŲ IR KITŲ FUZELIO
JUNGINIŲ KIEKIS BRANDINTAME ALUJE
3.6.1. Acetaldehido kiekis alaus mėginiuose
Acetaldehido kiekis aluje prieš ir po brandinimo pateiktas 6. paveiksle.
Acetaldehidas buvo nustatytas visuose tirtuose mėginiuose. Didžiausia jo koncentracija nustatyta aluje Nr.1 (5367,986 mg/l). Lyginant mėginius tirtus prieš brandinimą ir po 20 parų brandinimo, visuose mėginiuose nustatytas acetaldehido sumažėjimas. Didžiausias sumažėjimas nustatytas alaus mėginiuose Nr.1 (97,2 proc.) iki 150,381 mg/l. Kituose mėginiuose acetaldehido kiekis kito paklaidų ribose ir nustatytas, atitinkamai, pirmame mėginyje 917,055 mg/l, antrame - 222,572 mg/l (sumažėjo apie 40,67 proc.). Alaus rūšis Nr.2: pirmame mėginyje acetaldehido nustatyta 270,097 mg/l. Antrame mėginyje - 168,146 mg/l. Alaus mėginiuose Nr.3: pirmame mėginyje acetaldehido nustatyta 582,286 mg/l, antrame mėginyje-343,872 mg/l. Aluje Nr.4: pirmame mėginyje acetaldehido nustatyta 762,992 mg/l, antrame mėginyje - 209,446 mg/l. Aluje Nr.5: pirmame mėginyje acetaldehido – 675,072, antrame mėginyje (po brandinimo) – 291,596 mg/l. Nr.6 – prieš brandinimą acetaldehidą nustatyta 246,334 mg/l, po 20 parų brandinimo – 230,832 mg/l. Aluje Nr.7 prieš brandinimą acetaldehido koncentracija nustatyta 615,101 mg/l, po
6. pav. Acetaldehido koncentracija mėginiuose.
3.6.2. Etilacetato kiekis alaus mėginiuose Etilacetato kiekis aluje prieš ir po brandinimo pateiktas 7. paveiksle.
Etilacetato buvo nustatyta beveik visuose tirtuose mėginiuose. Didžiausia koncentracija nustatyta alaus mėginiuose Nr.1 (9249,135 mg/l). Lyginant mėginius, tirtus prieš brandinimą ir po 20 parų brandinimo,mėginiuose nustatytos skirtingos etilacetato kitimo tendencijos. Didžiausias etilacetato sumažėjimas nustatytas alaus mėginiuose Nr.1 ir Nr.9. (Nr1 kito nuo 9249,135 mg/l, (prieš brandinimą), po 20 parų etilacetato nenustatyta; Nr.9 sumažėjo 31,4 proc., t.y., nuo 1303,51 mg/l, (prieš brandinimą) iki 894,661 mg/l (po 20 parų)). Didžiausias etilacetato padidėjimas (41,7 proc.) nustatytas mėginiuose Nr.3 (nuo 1080,178 mg/l (prieš brandinimą) iki 1530,4 mg/l (po 20 parų)). Mėginiuose Nr.8 nustatytas nežymus etilacetato sumažėjimas (48,047 mg/l: nuo 1574,889 mg/l (prieš brandinimą) iki 1526,841 mg/l (po 20 parų)). Kituose mėginiuose etilacetato kiekis padidėjo vidutiniškai 7,84 proc.. Alaus rūšies Nr.2: pirmame mėginyje etilacetato nustatyta 789,224 mg/l. Antrame mėginyje – 845,047 mg/l. Alaus mėginiuose Nr.4: pirmame mėginyje etilacetato nustatyta 807,909 mg/l, antrame mėginyje – 823,480 mg/l, t.y., tik 1,9 proc. daugiau. Alaus mėginiuose Nr.5: pirmame mėginyje etilacetato nustatyta 734,948 mg/l, antrame mėginyje tik 64,508 mg/l daugiau (iki 799,456 mg/l). Alaus mėginiuose Nr.6: pirmame mėginyje etilacetato – 1117,993 mg/l, antrame mėginyje (po brandinimo) – 11945 mg/l. Aluje Nr.7 – prieš brandinimą eilacetato vidutiniškai nustatyta 1636,728 mg/l, po 20 parų vidutiniškai padidėjo 15,9 proc. iki
7. pav. Etiloacetato koncentracija mėginiuose.
3.6.3. Metanolio kiekis alaus mėginiuose
Metanolio kiekio aluje rezultatai pavaizduoti 8. paveiksle. Metanolio nustatyta tik trijose alaus rūšyse: Nr.1, vidutiniškai 0,709 mg/l. Tai didžiausia metanolio koncentracija nustatyta tirtose alaus rūšyse. Antrame mėginyje (po 20 parų) metanolio nenustatyta. Alaus rūšyje Nr.3 pirmame mėginyje (prieš brandinimą) metanolio nenustatyta, antrame mėginyje (po 20 parų brandinimo) nustatyta0,548 mg/l. Alaus rūšies Nr.9 pirmame mėginyje (prieš brandinimą) nustatyta 0,615 mg/l metanolio.
3.6.4. Propanolio kiekis mėginiuose
Propanolio kiekis aluje prieš ir po brandinimo pateiktas 9. paveiksle.
Propanolio nustatyta ne visuose tirtuose mėginiuose. Lyginant mėginius prieš brandinimą, didžiausia propanolio koncentracija nustatyta alaus mėginiuose Nr.2 (829,379 mg/l). Propanolio nenustatyta alaus mėginiuose Nr.3; Nr.5 ir Nr.6. Po 20 parų brandinimo didžiausia propanolio koncentracija nustatyta mėginiuose Nr.2 - 736,045 mg/l, t.y., 11,3 proc. mažiau nei mėginiuose prieš brandinimą. Propanolio nenustatyta mėginiuose Nr.1 ir Nr.9. Šiuose mėginiuose galima fiksuoti didžiausią propanolio kiekio sumažėjimą, nes šiuose mėginiuose (prieš brandinimą), buvo nustatyta 678,418 mg/l ir 673,672 mg/l, atitinkamai. Didžiausias propanolio kiekio padidėjimas nustatytas trijose alaus rūšyse, kuriose prieš brandinimą propanolio nenustatyta, t.y., mėginiuose Nr.3 - 508,701 mg/l; Nr. 5 - 729,040 mg/l ir Nr.6 – 508,701 mg/l. Mažiausias propanolio padidėjimas, lyginant mėginius prieš brandinimą ir po 20 parų, nustatytas alaus rūšies Nr.4 mėginiuose prieš brandinimą (prieš brandinimą 683,164 mg/l, po 20 parų - 683,61 mg/l, t.y., 0,452 mg/l daugiau). Alaus mėginiuose Nr.7 – prieš brandinimą porpanolio nustatyta 708,475 mg/l, po 20 parų - 661,469 mg/l (t.y., 47,006 mg/l mažiau). Mėginiuose Nr.8 nustatytas propanolio sumažėjimas nuo 733,785 mg/l (prieš brandinimą) iki 614,463 mg/l (po 20 parų).
3.6.5.Izobutanolio kiekis mėginiuose
Izobutanolio kiekis aluje prieš ir po brandinimo pateiktas 10. paveiksle.
Lyginant alaus mėginius, tirtus prieš brandinimą ir po 20 parų brandinimo, nustatytos skirtingos izobutanolio kitimo tendencijos. Vidutinė izobutanolio koncentracija nustatyta prieš brandinimą 699,922 mg/l. Po 20 parų brandinimo vidutinė izobutanolio koncentracija nustatyta mėginiuose – 633,728 mg/l. Didžiausias izobutanolio kiekis aluje prieš brandinimą nustatytas mėginiuose Nr.2; Nr.6 ir Nr.9 (Nr.2 – 977,551 mg/l, po 20 parų jo koncentracija vidutiniškai sumažėjo 10,1 proc. iki 879,043 mg/l; Nr.6 vidutiniškai 923,477 mg/l, po 20 parų, vidutiniškai padidėjo 37,5 proc. iki 1270,016 mg/l; Nr.9 prieš brandinimą vidutinė izobutanolio koncentracija buvo 1298,934 mg/l, po 20 parų sumažėjo iki 725,522 mg/l (44,1 proc. mažiau)). Prieš brandinimą izobutanolio nenustatyta mėginiuose Nr.4 ir Nr.5. Po 20 parų mėginiuose Nr.4 ir Nr.5, atitinkamai, nustatyta 565183 mg/l ir 772,777 mg/l izobutanolio. Po 20 parų izobutanolio nenustatyta mėginiuose Nr.1 ir Nr.3, nors prieš brandinimą, šiuose mėginiuose izobutanolio nustatyta, atitinkamai, 707,774 mg/l ir 855,298 mg/l. Likusiuose mėginuose: Nr.7 prieš brandinimą izobutanolio nustatyta 717,529 mg/l, po 20 parų sumažėjo 2,3 proc. iki 700,837 mg/l. Mėginiuose Nr.8 prieš brandinimą izobutanolio nustatyta 820,738 mg/l, po 20 parų - 790,175 mg/l (3,7 proc. mažiau).
3.6.6. Izoamilo alkoholio kiekis mėginiuose
Izoamilo alkoholio kiekis aluje pieš ir po brandinimo pavaizduotas 11. paveiksle.
Izoamilo alkoholio nustatyta visuose tirtuose mėginiuose. Lyginant mėginius prieš brandinimą ir po 20 parų brandinimo, nustatytos skirtingos izoamilo alkoholio kitimo tendencijos. Prieš brandinimą alaus mėginiuose vidutinė izoamilo alkoholio koncentracija nustatyta 6536,323 mg/l. Po 20 parų vidutinė izoamilo alkoholio koncentracija nustatyta 6053,502 mg/l. Didžiausia izoamilo alkoholio koncentracija nustatyta alaus mėginiuose Nr.9 - 10039,197 mg/l, po 20 parų brandinimo šio junginio kiekis sumažėjo 92,8 proc. (iki 725,522 mg/l). Mažiausia izoamilo alkoholio koncentracija prieš brandinimą nustatyta alaus mėginiuose Nr.3 – 727,599 mg/l, po 20 parų izoamilo alkoholio kiekis padidėjo 14 kartų (iki 10257,699 mg/l). Po 20 parų, izoamilo alkoholio didžiausia koncentracija nustatyta mėginiuose Nr.3 ir Nr.6. Nr.6 prieš brandinimą izoamilo alkoholio nustatyta 7464,129 mg/l, po 20 parų - 10169,109 mg/l (36,2 proc. daugiau). Mažiausia (po 20 parų) vidutinė izoamilo alkoholio koncentracija nustatyta mėginiuose Nr.1 - 150,381 mg/l, t.y., 98,0 proc. mažiau nei prieš brandinimą (7371,782 mg/l). Po 20 parų brandinimo, izoamilo alkoholio sumažėjimas nustatytas ir mėginiuose Nr.5 ir Nr.7 (Nr5 – 6193,499 mg/l iki 6811,753 mg/l (10,0 proc. mažiau); Nr.7 – 1,2 proc. mažiau nuo 6364,732 mg/l (prieš brandinimą) iki 6440,801 mg/l (po 20 parų)). Mėginiuose Nr.2 izoamilo alkoholio sumažėjo 5,0 proc. nuo 7954,663 mg/l (prieš brandinimą) iki 7560,858 mg/l (po 20 parų). Mėginiuose Nr.4 izoamilo alkoholio sumažėjo 3,8 proc. (nuo 6316,524 mg/l (prieš brandinimą) iki 6074,857 mg/l (po 20 parų)). Mėginiuose Nr.8 izoamilo alkoholio sumažėjo 1,6 proc., nuo 6394,784 mg/l prieš brandinimą, iki 6290,542 mg/l (po 20 parų).
3.6.7.Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių suminis kiekis natūraliai brandintame aluje
Nustatytos skirtingos aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių suminio kiekio ribos mėginiuose, priklausomai nuo alaus technologinių savybių 9 ir 10 lentelės. Pagal gautus tyrimo rezultatus matyti, kad mažiausiai aukštesniųjų alkoholių, kitų fuzelio junginių kiekiai yra alaus mėginiuose, prieš brandinimą: Nr.1 - 23373,803 mg/l, Nr.9 - 14420,190 mg/l ir Nr.2 - 10820,913 mg/l. Mažiausios koncentracijos buvo rastos mėginiuose: Nr.3 - 3245,361 mg/l Nr.5 - 7603,519 mg/l ir Nr.4 - 8570,589 mg/l. Likusiuose alaus mėginiuose Nr.6, Nr.7 ir Nr.8 atitinkamai po 9751,934 mg/l, 10042,564 mg/l ir 9987,671 mg/l. Vidutiniškai aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelių jungių, prieš brandinimą, buvo 10868,505 mg/l.
Po 20 parų brandinimo mažiausia koncentracija, aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelių junginių buvo alaus mėginuose: Nr.1 ir Nr.9 bei Nr.4 (atitinkamai, 6714,519 mg/l ir 7317,133 mg/l ir 8356,582 mg/l). Didžiausia koncentracija (po 20 parų brandinimo) turėjo alaus mėginiai: Nr.6 - 13373,171 mg/l; Nr.3 - 12641,220 mg/l; Nr.2 - 10179,139 mg/l. Likusiuose mėginiuose Nr.5, Nr.7 ir Nr.8 buvo atitinkamai po 9404,622 mg/l, 10093,969 mg/l ir 9544,281 mg/l. Vidutinė aukštesniųjų ir kitų fuzelių koncentracija yra 9736,071 mg/l.
Skirtumas tarp rezultatų reikšmių patikimumas svyruoja nuo: P<0,0001 iki P-0,3466. P<0,0001 buvo tiriant acetaldehidą po 20 brandinimo parų ir tiriant izoamilą prieš brandinimą ir po 20 parų, P-0,0005 buvo tiriant etilacetą po 20 prarų brandinimo. Didžiausias skirtumas tarp rezultatų reikšmių patikimumo, tiriant metanolį P-0,3466 po 20 parų ir P-0,1702 prieš brandinimą bei P-0,0707 tiriant acetaldehidą prieš brandinimą, bei etilacetą prieš brandinimą P-0,0557. Tiriant propanoli, patikimumas prieš brandinimą buvo P-0,0041 po 20 parų P-0,001. Izobutanolio tyrimo patikimumas prieš brandinimą P-0,0013, po 20 parų patikimumas P-0,0016. Rezultatai skaitomi patikimais, kai skirtumas tarp rezultatų reikšmių patikimumas yra mažesnis arba lygus už 0,05 (P≤0,05).
9. lentelė. Aukštesniųjų alkoholių ir fuzelių statistika.
Alaus rūšys
Acetaldehidas mg/l Etilacetas mg/l Metanolis mg/l Propanolis mg/l Izobutanolis mg/l Izoamilas mg/l
Prieš Po Prieš Po Prieš Po Prieš Po Prieš Po Prieš Po
1. 5367,986 150,381 9249,135 0,000 0,709 0,000 678,418 0,000 705,774 0,000 7371,782 6564,139 2. 270,097 168,146 789,224 835,047 0,000 0,000 829,379 736,045 977,551 879,043 7954,663 7560,858 3. 582,286 343,872 1080,178 1530,400 0,000 0,548 0,000 508,701 855,298 0,000 727,599 10257,699 4. 762,992 209,446 807,909 823,480 0,000 0,000 683,164 683,616 0,000 565,183 6316,524 6074,857 5. 675,072 291,596 734,948 799,456 0,000 0,000 0,000 729,040 0,000 772,777 6193,499 6811,753 6. 246,334 230,832 1117,993 1194,513 0,000 0,000 0,000 508,701 923,477 1270,016 7464,129 10169,109 7. 615,101 393,434 1636,728 1897,430 0,000 0,000 708,475 661,469 717,529 700,837 6364,732 6440,801 8. 463,475 322,260 1574,889 1526,841 0,000 0,000 733,785 614,463 820,738 790,175 6394,784 6290,542 9. 1104,262 338,328 1303,510 894,661 0,615 0,000 673,672 0,000 1298,934 725,522 10039,197 5358,621
Alaus mėginių rezultatų statistika
Minimumas 246,334 150,381 734,948 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 727,599 5358,621 Vidutinė 1120,845 272,033 2032,724 1055,759 0,147 0,061 478,544 493,559 699,922 633,728 6536,323 7280,931 Maksimumas 5367,986 393,434 9249,135 1897,430 0,709 0,548 829,379 736,045 1298,934 1270,016 10039,197 10257,699 Standartinis nuokrypis 1614 85,44 2726 557,2 0,2929 0,1827 361,9 291,7 433,7 407,7 2495 1763 Standartinė paklaida 537,9 28,48 908,7 185,7 0,0976 0,0609 120,6 97,24 144,6 135,9 831,6 587,5 P 0,0707 <0,0001 0,0557 0,0005 0,1702 0,3466 0,0041 0,001 0,0013 0,0016 < 0,0001 < 0,0001 Variacijos koeficientas 143,97 31,41 134,11 52,78 199,07 300,00 75,63 59,11 61,96 64,33 38,17 24,21
10. lentelė. Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelių bendras kiekis, prieš brandinimą ir po 20 parų Mėginio Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Prieš brandinimą Acetaldehidas 5367,986 270,097 582,286 762,992 675,072 246,334 615,101 463,475 1104,262 Etiloacetatas 9249,135 789,224 1080,178 807,909 734,948 1117,993 1636,728 1574,889 1303,510 Metanolis 0,709 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,615 Propanolis 678,418 829,379 0,000 683,164 0,000 0,000 708,475 733,785 673,672 Izobutanolis 705,774 977,551 855,298 0,000 0,000 923,477 717,529 820,738 1298,934 Izoamilo 7371,782 7954,663 727,599 6316,524 6193,499 7464,129 6364,732 6394,784 10039,197 Viso: 23373,803 10820,913 3245,361 8570,589 7603,519 9751,934 10042,564 9987,671 14420,190 Po 20 parų Acetaldehidas 150,381 168,146 343,872 209,446 291,596 230,832 393,434 322,260 338,328 Etiloacetatas 0,000 835,047 1530,400 823,480 799,456 1194,513 1897,430 1526,841 894,661 Metanolis 0,000 0,000 0,548 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Propanolis 0,000 736,045 508,701 683,616 729,040 508,701 661,469 614,463 0,000 Izobutanolis 0,000 879,043 0,000 565,183 772,777 1270,016 700,837 790,175 725,522 Izoamilo 6564,139 7560,858 10257,699 6074,857 6811,753 10169,109 6440,801 6290,542 5358,621 Viso: 6714,519 10179,139 12641,220 8356,582 9404,622 13373,171 10093,969 9544,281 7317,133
4. REZULTATŲ APTARIMAS
Alus yra tapęs mūsų gyvenimo dalimi, jau daugelį šimtmečių. Alaus vartojimo tradicijos keičia viena kita. Bet alus iš mūsų alkoholinių gėrimų vartojimo kultūros nesitraukia, o suvartojamas kiekis tik didėja. Didėja ir alaus rūšių pasirinkimas. Dėl nuolatinės konkurencijos augimo bei didėjant alaus suvartojimui, būtina gerinti tiek alus juslines, tiek siekti kuo saugesnio produkto. Didžiausia pavojų kelia junginiai, kurie yra atsakingi už alaus juslines savybes, nes jie priskiriami toksiškų junginių grupei. Todėl dideli jų kiekiai aluje nėra pageidaujami (31).
Šiame darbe buvo ištirta 9 skirtingų alaus rūšių. Viena alaus rūšis nuo kitos skyrėsi stiprumu, spalva, sausųjų medžiagų kiekiu bei buvo pagamintos, taikant skirtingus technologinius gamybos parametrus. Visų alaus rūšių mėginiai buvo imami prieš brandinimą ir po 20 parų. Mėginiai buvo tirti dujų chromatografijos metodu, siekiant nustatyti aluje aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekius. Fizikiniai cheminiai alaus rodikliai tirti standartiniais metodais.
Skirtingi fuzelio junginiai aluje kito skirtingomis tendencijomis. Acetaldehidas nėra chemiškai stabilus, tai parodė ir mūsų atliktų tyrimų rezultatai. Jis susidaro fermentacijos metu oksiduojantis etanoliui ir veikiant įvairiems veiksniams, tokiems kaip mikrobiologinis gedimas, dėl biologiškai aktyvių komponentų, dėl cheminės žaliavų sudėties ir kt. Jo skonio slenkstis yra 5-25 ppm (žalių obuolių skonis). Didžiausia koncentracija nustatyta (po 20 parų) Nr.7 – 393,434 mg/l, mažiausia koncentracija (po 20 parų) - Nr.1 – 150,381 mg/l. Didesni šio junginio kiekiai (nuo 40-200 μmol/l) veikia kaip kancerogenas. Pagal acetaldehido kiekį galima spręsti ar alui reikia ilgesnio brandinimo, nes brandinimo metu jis palaipsniui suyra (4; 17; 18; 20).
Etilacetatas yra esteris, turintis saldų kvapą, jo jutimo slenkstis yra 0,41-0,81 mg/l. Už jo susidarymą aluje daugiausiai atsakingos laukinės mielės, fermentai, aukšta fermentacijos temperatūra, atviri fermentavimo indai, per didelis deguonies kiekis misoje, deguonies patekimas brandinimo eigoje (19; 21). Palyginus alaus rūšis ir jų fermentavimo temperatūras su etilacetato kiekiu alaus mėginiuose (po 20 parų) matyti, kad 2,29 karto didesnis kiekis buvo tose rūšyse, kurios buvo fermentuojamos aukštesnėje temperatūroje, nei tose, kurios buvo fermentuojamos žemoje temperatūroje.
Metanolis susiformuoja dėl fermentuojamoje žaliavoje esančių pektinų. Kai pektinai suardomi mikroorganizmų ir metilo esteriai prisijungia vandenį, susidaro metanolis. Taip pat metanolis gali susidaryti naudojant biokatalizatorius fermentacijos metu. Metanolis buvo nustatytas tik trijose
Propanolis, susidaro nedideliais kiekiais fermentacijos metu. Didesnius jo kiekius įtakoja aplinkos veiksniai: temperatūra, pH ir kt. (21). Propanolio jutimo slenkstis yra prie 5,7-40 ml/l. Didžiausi kiekiai nustatyti rasti mėginiuose Nr.2-829,379 mg/l (prieš brandinimą) ir 736,047 mg/l (po 20 parų); Nr.8-708,475 mg/l ir 661,469 mg/l (prieš brandinimą ir po 20 parų).; Nr.8-733,785 mg/l (prieš brandinimą) 614,469 mg/l po 20 parų. Didesnius propanolio kiekius Nr.7 ir Nr.8 lėmė tai, kad jie buvo fermentuojami aukštesnėje temperatūroje ir jų rūgštingumas buvo taip pat didesnis nei likusių alaus mėginių. Nr.2 mėginiuose didesnį propanolio kiekį nulėmė greičiausiai pašalinai veiksniai.
Izobutanolis pasižymi aštriu aitriu kvapu, jo juslinis slenkstis yra 0,36-3,3 mg/l. Didžiausia koncentracija nustatyta Nr.2; Nr.7; Nr.8; Nr.9 mėginiuose. Juose prieš brandinimą izobutanolio buvo 977,551 mg/l; 717,529 mg/l; 820,738 mg/l; 1298,934 mg/l. Izobutanolio nenustatyta mėginiuose Nr.4 ir Nr.5. Po 20 parų Nr.2; Nr.7; Nr.8; Nr.9 juose nustatyta 879,043 mg/l; 700,837 mg/l; 790,175 mg/l ir 725,522 mg/l, atitinkamai. Izobutanolio nenustatyta mėginiuose Nr.1 ir Nr.3. Izobutanolio didesniu kiekius galima paaiškinti tuo, kad mėginiai Nr.7; Nr.8; Nr.9 buvo fermentuoti aukštesnėje temperatūroje, jų rūgštingumas didesnis, nei likusių alaus mėginių, jų stipresnis bei sodresnis aromatas (18; 21).
Izoamilas pasižymi aštriu deginančiu kvapu, bet jis pagrindinis junginys, formuojantis aromatą ir skonį, jo jutimo slenkstis 0,25-4,1 mg/l. Izoamilo koncentracija mėginiuose (prieš brandinimą) nustatyta vidutiniškai 6536,323 mg/l, didžiausia koncentracija nustatyta mėginyje Nr.9–10039,197 mg/l, mažiausia Nr.3-727,599 mg/l. Po 20 parų vidutinė koncentracija mėginiuose nustatyta 6053,502 mg/l (7,39 proc. mažiau). Didžiausia koncentracija izoamilo nustatyta 10169,109 mg/l Nr.3, mažiausia Nr.1-150,381 mg/l. Izoamilo susidarymui aluje įtakos gali turėti temperatūra fermentavimo metu, ištirpusio deguonies kiekis misoje ir brandinimo laikas (18; 21).
IŠVADOS
1. Skirtingų alaus rūšių fizikiniai cheminiai bei jusliniai rodikliai skirtingi:
1.1 Sausųjų medžiagų kiekis mėginiuose kito nuo 10,7 proc. iki 16,0 proc., atitinkamai, Nr.1 ir Nr.8; Nr.9 mėginiuose;
1.2 Alkoholio kiekis mėginiuose kito nuo 4,7 proc. iki 7,5 proc., atitinkamai, Nr. 1 ir Nr.7 mėginiuose;
1.3 Rūgštingumas mėginiuose kito nuo 2,0 iki 2,6, atitinkamai, alaus mėginiuose Nr.1 ir Nr.6 bei Nr.7;
1.4 Spalva mėginiuose kito nuo 8 iki 38 EBC, atitinkamai, mėginių Nr.1 bei Nr.5;
1.5 CO2 kiekis (g/l) kito nuo 4,3 iki 4,6, atitinkamai mėginiuose Nr.1; Nr.8 bei Nr.3 ir Nr.9.
2. Aukštesniųjų alkoholių ir kitų fuzelio junginių kiekis alaus mėginiuose kito priklausomai nuo alaus rūšies ir brandinimo:
2.1 Acetaldehidas prieš brandinimą, mėginiuose kito nuo 246,334 mg/l (mėginyje Nr.1) iki 5367,986 mg/l (mėginyje Nr.6), po 20 parų, jis kito nuo 150,381 mg/l (mėginyje Nr.1) iki 393,434 mg/l (mėginyje Nr.7).
2.2 Etilacetatas prieš brandinimą mėginiuose kito nuo 734,948 mg/l (mėginyje Nr.5) iki 9249,135 mg/l (mėginyje Nr.1), po 20 parų - nuo 0 mg/l (mėginyje Nr.1) iki 1530,4 mg/l (mėginyje Nr.3).
2.3 Metanolis nustatytas trijuose mėginiuose, prieš brandinimą: Nr.1-0,709 mg/l ir Nr.9-0,615 mg/l, po 20 parų nustatyta tik pėdsakai mėginyje Nr.3 - 0,548 mg/l.
2.4 Propanolis kito nuo 0 mg/l (mėginiuose Nr.3; Nr.5; Nr.6) iki 829,379 mg/l (mėginyje Nr.2), po 20 parų, kito nuo 0 mg/l (mėginyje Nr.1 ir Nr.9) iki 736,045 mg/l (mėginyje Nr.2).
2.5 Izobutanolis kito nuo 0 mg/l (mėginiuose Nr.4 ir Nr.5) iki 1298,934 mg/l (mėginyje Nr.9), po 20 parų, kito nuo 0 mg/l (mėginyje Nr.1 ir Nr.3) iki 1270,016 mg/l (mėginyje Nr.6).
2.6 Izoamilo alkoholio prieš brandinimą nustatyta nuo 727,599 mg/l (mėginyje Nr.3) iki 10039,197 mg/l (mėginyje Nr.9), po 20 parų, jo kiekis kito nuo 5358,621 mg/l (mėginyje Nr.9) iki 10257,699 mg/l (mėginyje Nr.3).
3. Tarp fermentacijos temperatūros ir aukštesniųjų alkoholių ir fuzelio junginių kiekio aluje yra silpna, tačiau patikima koreliacija (R = 0,4504; patikimumas P = 0,0478).
4. Didžiausia aukštesniųjų alkoholių ir fuzelio junginių koncentracija nustatyta aluje fermentuotame 12 °C temperatūroje (Nr.3; Nr.6; Nr.7; Nr.8), mažiausia - mėginiuose Nr.1; Nr.4; Nr.5; Nr.9, kurie fermentuoti 11 °C, 10 °C ir 9 °C temperatūroje.
