Transcript Baranyai Noémi

Gluténmentes alapanyagokból
készített sörlevek erjesztési
technológiájának optimalizálása
Baranyai Noémi
A téma aktualitása, célkitűzések
Lakosság 1%-a coeliakiaban szenved
Nem indultak kutatások, fejlesztések hazánkban,
gluténmentes sör előállítására
Alapanyag: árpa ↔ gluténmentes gabonaféle (hazánkban
gazdaságosan termeszthető)
Vizsgálatok: 3 gabonaféle (magas rost-, vitamin-, fehérjeés ásványi anyag tartalmú, glutént nem tartalmazó): fehér
köles; vörös köles; hajdina.
Funkcionális élelmiszer  egy v. több egészség funkcióra
való kedvező hatása bizonyított (táplálkozási hatás
mellett)
2
Baranyai Noémi
Irodalmi háttér
Publikációk világszerte, melyek ezzel a
témával foglalkoznak:
Írország – Edinburgh
Anglia – Birminghami Egyetem
Dél-Afrika – Nigéria
Németország
3
Baranyai Noémi
Irodalmi háttér
Általam feldolgozott irodalom:
Birminghami Egyetemi kísérletekcirok felhasználásával.
(3 kísérlet)  Alkalmazott cefrézési módszer: dekokciós eljárás.
Kísérletek eredményei
Gabonaőrlemény
arányok
SZAN
Egyéb megfigyelések
1. kísérlet
50% cirokmaláta +
50% malátázatlan
cirok
Alacsony teljes és SZAN
szint
Gyorsabb erjedés magasabb malátatartalom
miatt,
Kellemes ízharmónia
2. kísérlet
20% cirokmaláta +
80% malátázatlan
cirok
Magasabb SZAN szint a
vártnál (maláta
csökkentése)
Lassabb erjedés - kevesebb maláta,
Kellemes ízharmónia
3. kísérlet
100% malátázatlan
cirok
Alacsony SZAN szint
(51mg/l)
Átlag 1 érték esés a pH-ban
5x-ös élesztőtömeg növekedés
Szénhidrátösszetétel: magas maltóz tartalom
4
Baranyai Noémi
Kísérleti célkitűzés
Célom: gluténmentes alapanyagokból sörlé előállítás 
Erjesztés optimalizálása ennek érdekében változtattam:
a cefrézési technológián,
A különböző alapanyagok arányán,
+CaCl2 (α-amilázos hidrolízisre gyakorolt hatás megfigyelése)
KÍSÉRLET LÉPÉSEI:
Laboratóriumi cefrézés
Laboratóriumi erjesztés
Sörlevek és sörök analitikai vizsgálata
Kész sörök érzékszervi vizsgálata
5
Baranyai Noémi
Anyagok és módszerek
Felhasznált anyagok:
Víz
Hajdina maláta + malátáztalan szemek
Vörös köles maláta + malátázatlan szemek
Fehér köles maláta + malátázatlan szemek
Komló
Élesztő
Mintáimat a Szegedi Gabonakutató Kht. bocsátotta a
rendelkezésemre, a malátázási műveleteket a Borsodi Sörgyár
vitte véghez.
6
Baranyai Noémi
Cefrézési kísérleteim
3 különböző cefrézési kísérlet, 3 különböző cefrézőprogram
1
1 Infúziós eljárás  malátaőrleményből
(vörös és fehér köles + hajdina)
Az első cefrézési diagram
15 percig  35°C-on
1°C/perc felfűtési seb.  45°C-ra  15p
1°C/perc felfűtési seb.65°C-ra (β-amiláz akt.)
20 perc72°C-on (α-amiláz enzim akt.)
hűtés 20°C-ra
Baranyai Noémi
Dekokciós eljárás  maláta+malátázatlan
2
szemek őrleménye + 0,5 g CaCl2
A második cefrézési diagram
15 percig  85-90°C-on (első cefre)
15 percig  50°C-on
30 percig  68°C-on
30 percig  72°C-on  hűtés 20°C-ra
7
Cefrézési kísérleteim
3 különböző cefrézési kísérlet, 3 különböző cefrézőprogram
3
Dekokciós eljárás  maláta +
malátázatlan szemek őrleménye
A harmadik cefrézési diagram
100°C-on  25 perc forralás (első cefre)
35°C-on  5 perc
50°C-on  15 perces fehérjepihenő
70°C-on  30 perc (α- és β-amilázos
bontás)
80°C-on  20 perc  hűtés 20°C-ig
Részcefrék forralása, cél: magasabb
extrakttartalom elérése
Következő feladatok: Hűtés  Szűrés  Komlóforralás  Szűrés  Beélesztőzés
8
Baranyai Noémi
Erjesztési kísérleteim
A sörlé erjesztése 300cm3-es kétnyakú erjesztőcsövekben történt, 12°C-on, 5 napig.
Bürker-kamrás élesztősejt számlálás
(kiindulási sejtkonc.: 18*106 sejt/ml)
Sörlevek beoltása (Saccharomyces cer.)
Naponta 20ml minta vételezése,
ennek analitikai vizsgálata
Végerjedésfok meghatározása céljából: gyors, 2 napos erjesztés,
szobahőmérsékleten, nagy mennyiségű élesztővel
9
Baranyai Noémi
Analitikai vizsgálatok
Komlózott és kész sörlevekben
Extrakt- és alkoholtartalom mérése
Színmeghatározás spektrofotométerrel
pH meghatározás
Szénhidrát-összetétel meghatározás HPLC-vel
Szabad α-amino nitrogén tartalom mérése
Végerjedésfok meghatározása
Érzékszervi bírálat
10
Baranyai Noémi
A kísérletek eredményei
Elért extrakt-tartalmak (sörlevekben)
Komlózott sörlevek extrakt-tartalma
14,00
13,27
12,53
13,34
12,85
11,12
Extrakt-tartalom
Extrakt-tartalom [m/m%]
12,00
9,43
10,00
7,73
8,23
11,48 11,27
9,94
7,69
8,00
Legmagasabb extrakttartalom:
vörös és fehér köles3. főzés.
Hagyományos söröknél 12 körüli
értékek  sörleveim elérték ezt .
Ca++ ion növelte az α-amilázos
bontás hatásfokát, minden
esetben
6,00
4,00
2,00
K
2
(+
Ca
C
l2
)
BV
K
3
BF
K
1
BF
BF
K
K
2
2
(+
Ca
Cl
2)
BF
K
3
H
aj
di
na
H
1
H
aj
a
di
na jdin
a
2
2
(+
C
aC
l2
)
H
aj
di
na
3
BV
K
2
BV
BV
K
1
0,00
Minták
11
Baranyai Noémi
A kísérletek eredményei
Alkohol- és extrakttartartalom változásai
12 erjesztés  Erjedés során eltérő leerjedt extrakt- és alkoholtartalmak.
Kiemelendő 3 kísérlet :
Hajdina (2. kísérlet)
Fehér köles + CaCl2 (2. kísérlet)
8,03
8,00
12,00
7,55
7,00
6,37
6,00
5,00
4,00
3,30
3,00
3,39
1,41
2,00
2,19
10,59
0,00
0.
8,48
7,69
5,90
6,00
4,00
2,75
1,72
2,00
2.
3.
Idő [nap]
Alkoholtartalom [V/V%]
4.
8,23  3,26
3,39 V/V%
3,12V/V% Végerjedés 8,23  4,16
0,07
0,00
5.
1.
2.
3.
Idő [nap]
Alkoholtartalom [V/V%]
Extrakt-tartalom [m/m%]
Extr.:
1,27
0,73
0.
1.
9,47
8,00
0,00
0,03
0,00
10,03
10,00
0,69
1,00
Alk.:
3,26
Alkoholtartalom [V/V%]
Extrakt-tartalom [m/m%]
8,23
Alkoholtartalom [V/V%]
Extrakt-tartalom [m/m%]
Hajdina 2
Fehér köles+CaCl2 2
9,00
4.
5.
Extrakt-tartalom [m/m%]
Alk.:
Extr.:
2,75 V/V%
2,97 V/V%
10,59  5,9
10,59  7,24
12
Baranyai Noémi
A kísérletek eredményei
Alkohol- és extrakttartartalom változásai
Legalacsonyabb alkoholtartalom:
Fehér köles (2. kísérlet):
Fehér köles 2
Alkoholtartalom [V/V%]
Extrakt-tartalom [m/m%]
9,00
8,00
7,73
7,00
6,00
5,00
4,62
4,35
4,00
3,79
3,16
3,00
2,00
2,65
1,00
1,00
0,01
0,00
0,00
0.
1.
0,73
0,41
2.
3.
Idő [nap]
Alkoholtartalom [V/V%]
1,41
4.
Lehetséges okok:
Alacsony élesztőadag,
Nem szaporodott megfelelően az élesztő,
Kevés erjeszthető szénhidrát
állt rendelkezésre.
Alacsony SZAN szint
5.
Extrakt-tartalom [m/m%]
Extr.:
Alk.tart.:
7,73  2,65
1,41V/V%
2,85 V/V% Végerjedés 7,73  2,51
13
Baranyai Noémi
A kísérletek eredményei
12 minta
Színmeghatározás spektrofotométerrel
45
60
60
Kész sörök EBC színe
42,5
40
35
35
Komlózott sörlevek
50
40
34
35
30
30
26,2
22,5
27,5
20
25
20
10
11,2
26,2
22,5
Bolti17,7
sör
11,5
20
16,5
16,2
13,5
15
22,5
22,5
Kész sörök + 2 ref. minta
30
EBC szín
EBC szín
43,7
32,5
16 16,5 15
9,9
5
10
ör
V
V
ör
ös
K
öl
V
es
ör
ös
1
ös
K
K
öl
öl
es
es
2
2
+
Ca
V
Cl
ör
ös
2
K
öl
Fe
es
hé
rK 3
öl
Fe
Fe
hé es 1
hé
rK
rK
öl
öl
es
es
2
2
+
C
Fe
aC
hé
l
rK 2
öl
es
3
H
aj
di
na
1
H
H
aj
aj
di
di
na
na
2
2
+
Ca
Cl
2
H
aj
di
na
3
0
Legsötétebb: Vörös köles!
Eltérő, kiugró értékek!
Hasonlít-e a fogyasztók által
megszokott sörökhöz?
Baranyai Noémi
Re
f er
en
cia
Re
1
f er
en
c
Vö
ia
2
rös
Kö
les
Vö
Vö
1
rös
rös
Kö
Kö
l
es
les
2
2+
C
aC
Vö
l2
rös
Kö
l
es
Fe
3
hé
rK
öle
Fe
s1
Fe
hé
hé
rK
rK
öle
öle
s2
s2
+C
aC
Fe
l2
hé
rK
öle
s3
Ha
jdin
a1
Ha
Ha
jdin
jdin
a2
a2
+C
aC
l2
Ha
jdin
a3
0
Minden esetben csökkent a szín érték, erjesztés folyamán
szín és cseranyagok fennakadnak az élesztő sejhártyáján.
Végeredmény: szép, harmonikus, sör árnyalatára
14
emlékeztető termék
A kísérletek eredményei
pH meghatározás
pH meghatározás
A komlózott sörlevek és kész sörök pH értékei
5 napos erjesztés folyamán:
7
6,02
6
5,86
5,37
5,03
6,01
5,15
pH
5
5,86
4,9
6,23
6,04
6,02
6,11
5,77
5,16
5,01
5,17
4,88
4,51
5,76
5,88
5,1
5,12
5,96
Átlag 1 egység esés (pH érték)
4,74
4
Keletkező CO2 + szerves savak
hatására
3
2
1
C
aC
l2
ös
Kö
le
Fe
s
3
hé
rK
öl
es
Fe
Fe
1
hé
hé
rK
rK
öl
es
öl
es
2
2
+
C
aC
Fe
l2
hé
rK
öl
es
3
H
aj
di
na
1
H
aj
H
di
aj
na
di
na
2
2
+
C
aC
l2
H
aj
di
na
3
2
Vö
r
Kö
le
s
2
+
Kö
le
s
ös
Vö
r
ös
Vö
r
Vö
r
ös
Kö
le
s
1
0
Kész sör
Számottevő eltérést nem találtam
a különböző összetételű sörlevek
közt.
Komlózott sörlé
15
Baranyai Noémi
A kísérletek eredményei
Szénhidráttartalom meghatározása HPLC-vel
Kész sörök szénhidrát-összetétele
Komlózott sörlevek szénhidrát-összetétele
18
3,5000
ióz
Mal
tó z
Kromatogramok kiértékelése alapján
di
na
óz
Ma l
totr
Ha
j
Fruk
t
Glük
óz
0,0000
ltóz
Ma
rióz
ltot
Ma
kóz
Glü
0
z
któ
Fru
sör
s
öle
sk
s
ö
r
öle
Vö
rk
na
é
h
jdi
Fe
Ha
ag
Átl
0,5000
öl
es
2
1,0000
ér
k
4
es
6
1,5000
Fe
h
8
Átlag sör
Vörös köles
Átlag sör
2,0000
kö
l
10
Hajdina
Fehér köles
2,5000
sö
r
12
Hajdina
Fehér köles
Vörös köles
3,0000
Vö
rö
s
14
Át
lag
16
Cukortartalom [g/100ml]
4,0000
Cukortartalom [g/100ml]
20
Hasonló szénhidrát összetétel gluténmentes
gabonákból és árpából készült sörlé esetén
Hajdinában 5%-kal, kölesben 3%-kal
nagyobb amilopektin rész, mint az árpában
 nagyobb β-határdextrin mennyiség
Alacsony diasztatikus teljesítmény miatt
mind a négy cukor alacsonyabb
koncentrációban.
Leerjesztett sörökben nagyobb maltóz,
maltotrióz mennyiség, mint a hagyományos
söröknél.
Baranyai Noémi
16
A kísérletek eredményei
Szabad α-amino nitrogén tartalom
A SZAN értékek változása
200
189,6
198,4
196,7
180
175,9
168,1
162
161,1
157,3
160
147,4
140
SZAN [mg/l ]
156,9
145,5
120
118,6
112,3
100,9
100
86,1
77,5
80
70,6
85
86,3
80,5
86,9
70,2
Megfelelő erjesztéshez 200mg/l,
kicsivel alacsonyabb értékeket
értünk el.
A kívánt értékhez közel állt:
Vörös és fehér köles ill. hajdinából
készült sörlevek, első kísérletben.
57,3
60
40
32,5
20
Kritikusan alacsony érték: Fehér
köles (2. kísérlet), 86,1 mg/l.
0
s
rö
Vö
1
2
3
l2
3
1
2
3
l2
l2
na
na
na
aC
les
l es
l es
l es
aC
di
di
di
aC
ö
C
ö
ö
ö
j
j
j
C
C
a
a
a
K
K
K
K
+
+
H
H
H
s
2+
ös
ér
ér
ér
rö
s2
s2
ör
na
eh
eh
eh
i
e
e
l
l
Vö
V
F
F
F
d
ö
ö
j
Ha
sK
rK
rö
hé
ö
e
V
F
les
Kö
1
les
Kö
2
Kész sörök SZAN tartalma [mg/l]
Alacsony értékeknél várhatóan
magasabb a diacetil tartalom, de
mi ezt nem vizsgáltuk.
Komlózott sörlevek SZAN tartalma [mg/l]
17
Baranyai Noémi
A kísérletek eredményei
Minták végerjedésfokának meghatározása
Végeredményekből következtethetünk a maradék cukrok mennyiségére
Normál sör esetén: 82-83% körül
Fehér köles + CaCl2  76,46%
Valódi végerjedésfok meghatározása
76,46
62,41 65,13
70
60
50
40
52,49 51,45
43,61 41,86
43,27
aC
3
in
a
H
aj
d
l2
2
C
+
2
H
aj
d
in
a
Fe
h
H
aj
d
in
a
in
a
1
3
s
aj
d
öl
e
aC
l2
C
+
2
s
ér
K
s
1
öl
e
Fe
h
ér
K
Fe
h
ér
K
öl
e
s
3
öl
e
s
Fe
h
rö
s
Vö
ér
K
Kö
le
aC
l2
2
C
s
Kö
le
s
2
+
s
Kö
le
Kö
le
rö
s
Vö
rö
s
Vö
2
28,17
30
20
10
0
rö
s
Vö
56,76
38,24
38
1
Végerjedésfok (%)
90
80
H
Vörös köles + CaCl2  65,13%
18
Baranyai Noémi
A kísérletek eredményei
Érzékszervi vizsgálatok
1) Rangsorolás: Kóstolók hat mintát kaptak. Három kereskedelmi forgalomban,
három általam készített sört. Rangsorolás 1-6-ig.  Egymástól eltérő eredmények,
képzett kóstoló első helyre állította a fehér kölesből készült sört .
Szín
Pontozásos bírálat: (5 tulajdonság,
4,00
max.4 pont)
3,00
Tulajdonságok
Hajdina
Vörös köles
Fehér köles
3,67
2,67
3,67
2,00
Szín
Tisztaság
2,67
2,33
3,33
Recencia
0,67
1,33
2,00
Illat
3,33
3,33
3,33
Összbenyomás
3,67
3,33
3,67
12,3
12,6
16
Összpont.
Összbenyomás
1,00
Tisztaság
0,00
Illat
Hajdina
Legkevesebb pontszám: Recencia
Csökkent CO2 tartalom miatt kapott kevés pontszámot
Gyümölcsös, mézes, virágos jelleg.
Testesség nem jellemző alacsony alkoholtartalom miatt.
Recencia
Vörös Köles
Fehér Köles
19
Baranyai Noémi
Összefoglalás
•A felhasznált gabonafélékből készült sörlevek és kész sörök vizsgálata után arra a következtetésre
jutottam, hogy kifejezettem a fehér és vörös kölesre vonatkozó kísérletekben kaptunk olyan
eredményeket, melyek leginkább közel állnak az árpából készült sörök eredményeihez.
•A mért paraméterek 
Eredmények
Extrakt-tartalom
Megfelelő cukrosítás, elegendő extrakt 12 köré rendeződő értékek,
dekokciós eljárást ajánlanám + CaCl2 adagolás szükséges Alkoholtartalom
Alacsony alkoholtartalmú sörök. Erjeszthető szénhidrátok számának
növelésére hosszabb β-amilázos bontási idő.
Színmeghatározás
Mindegyik sör kellemes árnyalattal rendelkezett.
pH érték
Mindegyik erjesztés esetében átlagos 1 érték csökkenés.
Szénhidráttartalom
Sörleveknél hasonló szénhidrát-összetétel.
Kész sörök esetében az árpasörhöz képest magasabb maltóz tartalom
200mg/l alatti értékek, nem elég a tökéletes erjedéshez.
SZAN tartalom
•Dolgozatom eredményeként azt a következtetést vontam le, hogy érdemes lenne további hasonló
kísérletekkel javítani a kutatást, hogy esetleg a piaci igényeknek is megfelelő terméket állítsunk
elő.
20
Baranyai Noémi
Köszönöm a figyelmet.
Baranyai Noémi