Уменьшение вредного влияния кислорода воздуха на пиво может быть достигнуто проведением ряда меро­приятий, предотвращающих поступление воздуха в пиво, и применением антиоксидантов, устраняющих действие кислорода на составные части пива. Последнее особен­но необходимо при изготовлении светлого пива, пред­назначенного для длительного хранения и экспорта.

Рис. 36. Изменение ITT пива в зависимости от количества добав­ленного пиросульфата Na.

Среди антиоксидантов, предложенных для примене­ния в пивоварении, наибольшее значение имеют соли сернистой кислоты, аскорбаты и ферментный препарат глюкозооксидаза.

Применение солей сернистой кислоты. Из сернистых соединений наибольшее распространение в пивоварении в качестве антиоксидантов находят или находили в прошлом пиросульфит натрия и дитионит натрия [228].

На рис. 36 показано изменение ITT пива после до­бавления к нему различных количеств пиросульфита натрия. Добавление пиросульфита не изменяет цвет и pH пива, но уже с концентрации 50 мг/л заметно ухуд­шение вкуса.

Применение аскорбиновой кислоты. Аскорбиновую кислоту начали применять в пивоварении для предохра­нения пива от окислительной порчи уже в 30-е годы, однако происходящие при этом процессы особенно ин­тенсивно стали изучать в 50-е годы [227]. Применение аскорбиновой кислоты основано на ее быстрой окисляемости.

Аскорбиновая кислота и ее соли устойчивы в сухом состоянии, но в воде подвергаются окислению кисло­родом воздуха. Эта реакция катализируется следами тяжелых металлов (Си, Fe). Скорость окисления уве­личивается при повышении pH раствора. Реакция окис­ления аскорбиновой кислоты выражается следующим уравнением:

Важным характерным свойством аскорбиновой кис­лоты является способность понижать окислительно-вос­становительный потенциал среды, в которой она рас­творена. Эта способность частично объясняет ее анти­оксидантный эффект. Сильное понижение окислительно- восстановительного потенциала предохраняет от окисления другие вещества, присутствующие в среде и чувствительные к окислению.

 Рис. 37. Изменение ITT и показателя редокс-титрации пива в зависимости от количества добавленной аскорбиновой кислоты.

На рис. 37 показано изменение ITT пива после до­бавления различных количеств аскорбиновой кислоты.

В результате многих исследований установлено, что аскорбиновая кислота в дозе 10—50 мг/л (1—5 г/гл) существенно увеличивает стабильность пива и в настоя­щее время она широко используется в зарубежном пи­воварении. Применение этого антиоксиданта не встре­чает никаких возражений со стороны органов здраво­охранения.

В лаборатории Валлерстейна был испытан и пред­ложен для стабилизации пива стереоизомер природной /-аскорбиновой кислоты — d-изоаскорбиновая кислота (Изона):

Изоаскорбиновая кислота имеет такие же, как ас­корбиновая кислота, восстанавливающие свойства, но обладает только 5% антицинготного действия естест­венного витамина С.

Расчет количества изоаскорбата, необходимого для удаления кислорода из пива, производится следующим образом: для окисления 1 моля аскорбатов требуется 1 атом кислорода. 1 мл О₂ (газа), эквивалентный 5 мл воздуха, реагирует с 19,3 мг изоаскорбата натрия (мо­ногидрата). Установлено, что для каждого миллилитра воздуха (содержащего 0,2 мл кислорода) необходимо около 4 мг изоаскорбата (Изона). Стоун и Грэй счи­тают, что доза аскорбатов должна быть такой, чтобы к 200

моменту потребления пива в нем еще оставалось не­большое количество неокисленной аскорбиновой кисло­ты. Это может быть легко определено по ITT. Этот показатель должен быть равен 0, т. е. индикатор обес­цвечивается мгновенно. Добавление 20—30 мг/л изо­аскорбата понижает ITT с 500 и 1500 с до нуля.

Стоун запатентовал способ совместного применения сернистого соединения — дитионита натрия и изоаскор- биновой кислоты (Изона Д) в качестве антиоксиданта для пива [228]. Дитионит натрия является необычайно сильным восстанавливающим агентом и при растворе­нии в воде очень быстро реагирует с молекулярным кислородом. Однако применять один дитионит нельзя, так как ион дитионита нестабилен в растворах и обна­руживает тенденцию к образованию SO₂ и осаждению коллоидной серы, что связано с потерей способности к быстрому соединению с кислородом. Стоун нашел, что добавление к раствору дитионита аскорбатов стабили­зирует его. Эта стабилизация проходит без снижения скорости соединения дитионита с кислородом и без влияния на редуцирующие свойства аскорбатов. Ис­пользуют смесь, содержащую 25% дитионита и 75% изоаскорбата натрия.

Применение глюкозооксидазы. В конце 50-х годов в специальной зарубежной литературе появились сооб­щения о возможности предотвращения окисления пива с помощью фермента глюкозооксидазы (1.1.3.4) [7].

Глюкозооксидаза — фермент флавинового типа, ка­тализирующий реакцию окисления глюкозы в глюконо­вую кислоту кислородом воздуха. Обычно в препара­тах глюкозооксидазы имеется небольшое количество каталазы, поэтому образующаяся перекись водорода быстро разлагается.

Глюкозооксидаза сохраняет активность в широких пределах pH — от 3,0 до 7,0 (оптимум действия при pH 5,6). Механизм антиоксидантного действия глюко­зооксидазы заключается в том, что в присутствии фер­мента кислород, растворенный в пиве, используется на окисление глюкозы, что предохраняет от окисления полифенолы, горькие вещества и другие чувствитель­ные к кислороду соединения.

В США была проведена соответствующая экспери­ментальная работа, показавшая возможность приме- пения этого фермента для предохранения пива от окис­ления.

Необходимым условием для действия глюкозоокси- дазы является наличие в жидкости глюкозы. Как пока­зали хроматографические исследования [7], в большин­стве образцов пива содержится достаточное для удале­ния кислорода количество глюкозы, но эффективность действия фермента будет выше, если одновременно в пиво будет внесено небольшое количество глюкозы или ферментных препаратов, образующих глюкозу (глюко­амилаза, мальтаза).

Подробные исследования эффективности глюкозо- оксидазы для повышения коллоидной стойкости пива были выполнены во ВНИИПБПе [55—58]. Количество кислорода, ITT пива и показатель редокс-титрации оп­ределяли по Клопперу (см. с. 253). Для усиления дей­ствия глюкозооксидазы к пиву добавляли или глюкозу или препарат мальтазы. В табл. 59 показана динамика изменения содержания кислорода (в % к общему коли­честву газо-воздушной смеси) в пиве, обработанном глюкозооксидазой и аскорбиновой кислотой.

Действие глюкозооксидазы проявилось вполне от­четливо: в опытных бутылках с пивом был значительно снижен процент кислорода в газо-воздушной смеси. Особенно сильное снижение отмечалось во втором опы-’ те, где была увеличена доза фермента и вместо маль­тазы использована глюкоза. В опытах выявилась не­сколько большая эффективность глюкозооксидазы по сравнению с аскорбиновой кислотой.

В табл. 60 показано, как изменяются ITT пива и величина редокс-титрации (RT) под влиянием глю­козооксидазы.

Из данных табл. 60 видно, что как в пастеризован­ном, так и в непастеризованном контрольном пиве с увеличением продолжительности хранения повыша­ется значение ITT и снижается величина RT. В опыт­ном пиве первый показатель стабилизируется на одном, значительно более низком, чем в контроле, уровне, а величина RT в непастеризованном пиве слегка увели­чивается, в пастеризованном — снижается, но гораздо медленнее, чем в контроле.

Содержание в пиве кислорода

Таблица 60

Динамика окислительно-восстановительных процессов в пиве под влиянием глюкозооксидазы

Продолжение табл. 60

Зависимость коллоидной стойкости пастеризован­ного пива от добавления глюкозооксидазы (вместе с глюкозой) и аскорбиновой кислоты показана на рис. 38. Оба антиоксиданта задерживали помутнение пива.

Во ВНИИПБПе было установлено, что добавление глюкозооксидазы повышает стабилизирующее дейст­вие ферментных препаратов, содержащих протеоли­тические и сахарогенные ферменты.

Американские исследователи [197] сравнивали эф­фективность нескольких антиоксидантов, или, как они их называли, потребителей кислорода, в том числе SO2, изоаскорбиновой кислоты и глюкозооксидазы 4-каталазы (ГОК). Пиво было разлито в банки так, что попадание воздуха исключалось. Затем в банки перед запаивани­ем вводили определенное количество воздуха, после че­го пиво пастеризовали. Было установлено, что изоаскор- биновая кислота и глюкозооксидаза снижали холод­ное помутнение и потемнение цвета пива, а также уве­личивали скорость исчезновения кислорода из газа воз­душного пространства. Однако изоаскорбиновая кис­лота вызвала появление неприятного постороннего при­вкуса, возможно, вследствие реакции с внутренней облицовкой банки. Влияние SO₂ далее также не испы­тывалось, так как избыток его ощущался на вкус.

ГОК была подвергнута подробным исследованиям в 6 сериях опытов на 5 пивоваренных заводах. При этом было установлено снижение интенсивности холод­ного помутнения до очень небольшой величины, улуч­шение вкуса пива, Авторы работы [197] пришли к заключению, что глюкозооксидаза является лучшим из испытанных антиоксидантов в отношении улучшения стойкости консервированного пива и сохранения его ка­чества во время хранения.

Рис. 38. Влияние глюкозооксидазы (+глюкоза) и аскорбиновой кис­лоты на стойкость пастеризованного пива:

1 — контроль; 2 — 32,25 ед. глюкозооксидазы; 3 — 32,25 ед. глюкозооксидазы+ +глюкоза; 4 — 78,75 ед. глюкозооксидазы; 5 — 78,75 ед. глюкозооксидазы+ +глюкоза; 6 — 100 мг/л аскорбиновой кислоты.