Применение сенсорных технологий для функционального контроля дрожжей Kveik в производстве пива

Аннотация

В статье рассматриваются результаты анализа равновесной газовой фазы над пробами пива, приготовленного с применением различных видов дрожжей при разной температуре. Приоритетная задача исследования - изучение летучего профиля напитков при использовании новых штаммов дрожжей Kveik. Важность подбора условий функционирования новых штаммов связана с их высокой стрессовой устойчивостью к температурам брожения и уровню этанола, что перспективно для производства новых видов напитков. Второй задачей являлась оптимизация набора методов анализа для ускорения процесса инжиниринга пивоварения.  В работе сопоставлены результаты анализа проб пива методами газовой хроматографии и инструментальной оценки летучей фракции с применением системы искусственного обоняния (пьезосенсорный анализатор газов «МАГ-8»).  По результатам анализа равновесной газовой фазы над пробами пива установлено, что содержание формирующих запах соединений (преимущественно спиртов, альдегидов, кетонов) зависит от природы дрожжей и температуры сбраживания. Это согласуется с результатами газовой хроматографии, особенностями технологии. Разработанные алгоритмы обработки данных по сигналам массива неселективных сенсоров позволили оценить относительное содержание отдельных классов соединений, сопоставить пробы по интенсивности запаха, оценить влияние температуры и длительности хранения на изменения состава летучих соединений в разных образцах пива. Установлен ряд особенностей изменения насыщенности запаха напитка при хранении в зависимости от природы дрожжей и температуры брожения. Пробы, полученные при 40 °C с дрожжами вида Kveik, сохраняют аромат лучше, чем полученные с применением стандартных дрожжей. Низкая температура брожения (25 ^оС) не позволяет дрожжам Kveikв полной мере развить аромат напитка, при температуре 32 ^оС достигается максимальная его насыщенность. При хранении больше всего изменяется состав летучей фракции пива именно для этих условий сбраживания, а наиболее стабилен состав летучей фракции соединений для проб, полученных с применением инновационных дрожжей Kveik при 40 ^оС. По сравнению с газовой хроматографией технология систем искусственного обоняния не дает точных оценок содержания отдельных соединений в пиве, но оценивает закономерности изменения состава летучей фракции.  Для приборов с методологией «электронный нос» не требуется дополнительная пробоподготовка проб, время измерения составляет 60 с, результаты, обработанные по авторским подходам наглядны и просты для сравнения.  При повторяемости сигналов сенсоров 5 % уровень значимого различия интегральных сигналов массива сенсоров приняли равным 15 %.  Применен новый метод цветокодирования результатов пьезокварцевого микровзвешивания, по которому пробы разбиты на группы по цветовым меткам, что позволяет быстро сравнить близость и отличие состава летучих соединений проб без детализации состава.

Ключевые слова: инжиниринг продукта, пиво, эффективность, биотехнология, дрожжи, контроль, анализ, сенсоры, электронный нос