ВведениеВ последнее время много внимания уделяетсяпоиску альтернативных способов производствапива, связанных с получением готового напитка сповышенной горечью или нехарактерными оттенкамиво вкусе. Интерес производителей продиктованстремлением расширить рынки сбыта за счетпривлечения большего количества покупателей.Одним из способов производства такого пива является«холодное» охмеление.Приемы нетрадиционного способа внесения хмеля,так называемого «холодного» способа (либо в Вирпулпри осветлении, либо на стадии брожения), приводятк экстрагированию и биотрансформации соединенийхмелепродуктов по определенному механизму ивозникновению нехарактерных для классическогоMarina V. Gernet , Irina N. Gribkova* , Olga A. Borisenko ,Maxim A. Zakharov , Varvara A. ZakharovaAll-Russian Research Institute of Brewing, Non-alcoholic and Wi ne Industry , Moscow, RussiaReceived: May 11, 2021 Accepted in revised form: June 02, 2021Accepted for publication: July 15, 2021*е-mail: institut-beer@mail.ru© M.V. Gernet, I.N. Gribkova, O.A. Borisenko, M.A. Zakharov, V. A. Zakharova, 2021Abstract.Introduction. The research featured the effect of various hopping conditions on the content of polyphenolic compounds associatedwith the extraction and biotransformation of hop compounds. This mechanism is responsible for uncharacteristic beer flavorin the traditional production method. The research objective was to study the migration routes, influence factors, and changesin the content of hop polyphenols in model experiments in order to reduce various factors in the production process chain.The experiment was important from the point of view of identifying the polyphenols contribution to the beer colloidal system.Study objects and methods. The study involved granulated aromatic hop of Tetnanger variety harvested in 2019, aqueousand 4% aqueous-alcoholic solutions simulating the wort and young beer liquid phase, and brewing yeast Sacharomycescerevisiae of races Rh (lager) and Nottingham (ale). The work used the generally accepted methods for assessing the contentof polyphenolic compounds.Results and discussion. The research established various factors that affected the migration of hop polyphenolic groups. Theacidity effect on the polyphenol was established as follows: pH 4.4 contributed to a 12% greater isoxanthohumol accumulation,while pH 5.2 promoted a six times greater accumulation of anthocyanogens than pH 4.4. The total content of polyphenolsduring boiling was constant and correlated with the phenolic compound in different groups. The conditions of “dry” hopping,simulating the wort clarification in Wirpool, increased the dissolution of anthocyanogens by six times in comparison withkettle hopping, which was associated with the turbulent flow. The isoxanthohumol sorption and formation rate during “dry”hopping was established when modeling the maturation conditions for different temperatures, oxygen levels, and yeast races.A lower temperature (5°C) had a negative effect on the isoxanthohumol sorption. The quercetin content was found to bein the range of 0.9–2.0 mg/dm³ at 5°C and 0.8–4.7 mg/dm³ at 20°C, which determined the temperature effect on extractionduring “dry” hopping. The presence of yeast cells in the medium promoted the quercetin accumulation: the quercetin contentdoubled at 5°C and quadrupled at 20°C compared with the control. The rutin content in the control increased for two days,and minor fluctuations in the content of yeast cells were 5.0 ÷ 7.4 mg/dm3. A comparative analysis of the simple phenolicacids and aldehydes amounts under “dry” hopping conditions showed a greater decrease in their concentration because theywere involved in the yeast consumption and biotransformation pr ocesses.Conclusion. The research made it possible to establish the phenolic compounds in various groups of migration routes underthe conditions of classical (kettle) and “dry” methods of hopping, as well as their dependence on such factors as mediumacidity, stirring intensity, temperature, oxygen content, and yeast race. The sorption rates of the polyphenolic compoundswere established as follows: absorption of isoxanthohumol was at its highest during the first day of “dry” hopping, and that ofrutin – within two days, while quercetin was not absorbed at all. Therefore, an additional fermentation stage can be consideredas the most expedient method of “dry” hopping.Keywords. Hop products, boiling methods, alcoholic beverages, yeasts, iz oxanthogumol, sorption, phenolic compoundsFunding. The research was performed within the contract All-Russian Research Institute of Brewing, Non-alcoholic andWine Industry (VNIIPBiVP) .For citation: Gernet MV, Gribkova IN, Borisenko OA, Zakharov MA, Zakharova VA. Migration of Hop Polyphenols in BeerTechnology: Model Solution for Various Hopping Methods. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(3):628–638.(In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-3-628-638.630Gernet M.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 628–638способа производства вкусовой окраски пива [1].Полифенолы хмеля, как и другие соединения,отвечают за формирование вкусовых оттенков пиванаряду с горькими α-кислотами, их изо-формами иэфирными смолами [2].Ксантогумол, являющийся по своей химическойприроде пренилфлавоноидом хмеля, вместе сродственными халконами определяет нехарактернуюхмелевую горечь пива при «сухом» охмелении [3].Содержание его может достигать 1150 мг/100 г хмеля.Содержание изоксантогумола невелико – верхнийуровень достигает 4–5 мг/100 г хмеля [3].Дело в том, что ксантогумол трансформируетсяв изомерную форму (изоксантогумол) как прикипячении сусла, так и при холодном охмелениивследствие понижающегося рН [4, 5].Отмечено, что данный пренилфлавоноид и его изо-форма присутствуют в пиве в различных количествах.Содержание ксантогумола не превышает 0,15 мг/дм3,а изоксантогумола находится в пределах от 0,04 до9,5 мг/дм3 в светлом пиве [3, 6].Критическими факторами для снижениясодержания ксантогумола являются его низкаярастворимость в воде или других неполярныхрастворах. В результате могут возникать потери,осаждение при осветлении охмеленного сусла, атакже технологические приемы стабилизации пива,связанные с сорбционными процессами [7].Пренилфлавоноиды и прочие полифенолы важныс точки зрения влияния на качество пива, посколькуявляются связующим звеном между полифеноламии горькими смолами, обеспечивают свой вклад вовкусовой профиль пива и биологически активны, т. е.отвечают за антиоксидантное действие в коллоиднойсистеме пива путем хелатирования ионов железа [8].Отмечается важность исследования фенольногосостава пива, зависящего от сырья и условийтехнологических стадий, в том числе брожения, дляконечного фенольного состава пива, влияющего накачество готового напитка [6].Таким образом, представляло интерес изучитьпути миграции, факторы влияния и изменениесодержания полифенолов хмеля в модельныхэкспериментах для снижения влияния прочих условийи соединений, присутствующих в технологическойцепочке производства. Это и стало целью нашегоисследования, особенно учитывая актуальностьвыявления вклада полифенолов в коллоиднуюсистему пива.Объекты и методы исследованияОбъектом исследования являлся хмельгранулированный T90 сорта «Тетнангер» (Tettnanger)компании Joh.Barth & Sohn (г. Нюрнберг, Германия)урожая 2019 г. с содержанием эфирного масла0,5–0,9 см3/100 г, α-кислот 3,8 % и влажностью4,5 % по данным производителя.В качестве модели сусла была выбранадистиллированная вода, доведенная лимоннойкислотой до рН 4,4 и 5,4; молодое пиво – 4 %-ыйводно-спиртовой раствор. Расход хмелепродуктовна стадии классического охмеления осуществлялсяиз расчета обеспечения 12 единиц горечи (BU). Длясоздания условий «холодного» охмеления на стадииосветления сусла гранулы хмеля добавляли в токмодельного раствора, закачиваемый в Wirpool, соскоростью потока 35 м/с. Моделирование условийдображивания применялось с использованиемдрожжей рода Sacharomyces cerevisiae рас Rh низовогоброжения и Nottingham (Nt) верхового брожения вколичестве 3,0 млн клеток в см3. Прочие условияприготовления образцов в условиях лабораториипредставлены в таблице 1.Для решения целей исследования применялисьфизико-химические методы анализа:– общее количество полифенолов (ПФ) определялипо методу (ЕВС 7.14) [9];– содержание антоцианогенов (АНТ) (MEBAK, 2.17.2)устанавливали по методу [10];– содержание флавоноидов, фенольных кислот иальдегидов (ФКиА) определяли по методу [11, 12];– поверхностная сорбция дрожжевыми клетками(ПС) измерялась при внесении в водно-спиртовойраствор клеток сорбента на основе переработанныхSaccharomyces cerevisiae, полученного по спо-собу [13].Таблица 1. Условия получения модельных растворов, применяемых в работеTable 1. Conditions for obtaining the model solutionsСтадия внесения №вариантаСостав модельного раствора ДлительностьохмелениярНсредыКоличество хмеле-продуктов, г/дм3Кипячение (осветление) 1 Дистиллированная вода, растворлимонной кислоты15 мин 4,4 3,52 5,2«Холодное»охмелениеНа стадииосветления3 Дистиллированная вода, растворлимонной кислоты30 мин 5,2 4,0На стадиидображивания4 4 %-ый водно-спиртовой раствор,раствор лимонной кислоты14 дней 4,3 4,0631Гернет М. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 628–638Эксперименты проводились в 3-х повторностях дляполучения лучшей сходимости результатов испытанийи обрабатывались с помощью программы Statistics(Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA, 2006).Результаты и их обсуждениеПолифенолы хмеля, ответственные заформирование органолептических и физико-химических показателей пива, изучались посредствомсравнения условий классического и холодногоспособов охмеления. Применение модельных условийдля изучения миграции фенольных соединенийхмелепродуктов выбрано обоснованно. Во-первых,с целью минимизации влияния других органическихсоединений на экстракцию, устойчивость иизомеризацию отдельных полифенолов. Во-вторых,с целью изучения направленного воздействия техили иных технологических аспектов на изменениесодержания фенольных соединений в модельнойсреде.В таблице 2 представлен фенольный составмодельных водных растворов, полученных приклассическом охмелении подобно условиям кипячениясусла, а также «холодным» способом охмеления,имитирующим либо внесение хмелепродуктов вток сусла, направляемого в Wirpool для осветленияперед перекачиванием в аппараты на брожение, либозадачу хмелепродуктов в аппарат для дображиваниямолодого пива. В качестве контроля (К) применялся4 %-ый водно-спиртовой раствор с рН 4,3–4,4.При оценке условий экстрагирования фенольныхсоединений следует учитывать их гидрофобнуюприроду, а уже потом прочие условия [14]. В условияхклассического охмеления, т. е. при температурах,близких к 100 °С, помимо отсутствия полярногоэкстрагента в среде (спирта и пр.), весомое значениеприобретает кислотность среды или рН. Данныетаблицы 2 показывают, что при классическомохмелении большее накопление изоксантогумоласвязано со значением рН, находящимся в кислойобласти значений – около 4,0 единиц. При рНмодельного раствора 5,2 образуется изоксантогумолана 12 % меньше, чем при рН 4,4, что подтверждаетсядругими исследователями [15]. Содержание рутинаи низкомолекулярных фенольных соединенийнаходится в пределах погрешности методаизмерений, уровень кверцетина постоянен, т. е.кислотность влияет только на выход изоксантогумолаили на скорость его изомеризации из ксанто-гумола [16].Общее содержание полифенолов постоянно икоррелирует с содержанием разных групп фенольныхТаблица 2. Фенольный профиль модельных растворов в зависимости от способа охмеленияTable 2. Phenolic profile of model solutions depending on the m ethod of hoppingПоказатели Содержание фенольных соединений (мг/дм3) в модельных растворах при способе внесения хмеляКлассический «Холодное» охмеление (этап дображивания) при температуре и расе дрожжей1 2 3 44,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,65 °С 20 °СК Rh Nt K Rh NtpH 4,4 5,2 5,2 4,3–4,4ПФ 82,0 ± 7,4 131,0 ± 11,8 172,2 ± 16,3 98,4 ± 8,7 41,0 ± 3,7 164,0 ± 14,8 82,0 ± 7,4 61,5 ± 5,5АНТ 0,33 ± 0,02 1,97 ± 0,14 8,55 ± 0,60 3,94 ± 0,02 но* но 3,940 ± 0,02 но ноИзоксантогумол 2,15 ± 0,21 1,90 ± 0,19 0,97 ± 0,10 4,50 ± 0,45 16,08 ± 0,16 20,54 ± 0,20 4,65 ± 0,46 15,48 ± 0,16 16,55 ± 0,17Рутин 7,80 ± 0,77 8,20 ± 0,82 2,30 ± 0,23 21,70 ± 0,22 5,00 ± 0,05 6,67 ± 0,07 28,00 ± 0,28 5,41 ± 0,05 7,36 ± 0,07Кверцетин 0,040 ± 0,004 2,15 ± 0,22 1,63 ± 0,16 1,99 ± 0,20 4,70 ± 0,47 3,25 ± 0,33 2,88 ± 0,29Низкомолеку-лярные ФКиА:ванилиноваякислота0,19 ± 0,02 0,17 ± 0,02 0,16 ± 0,02 0,46 ± 0,05 0,26 ± 0,03 0,29 ± 0,03 0,59 ± 0,06 0,25 ± 0,02 0,26 ± 0,03сиреневая кислота 0,07 ± 0,01 0,14 ± 0,01 0,15 ± 0,01 0,30 ± 0,03 0,29 ± 0,03 0,33 ± 0,03 0,35 ± 0,04 0,080 ± 0,008 0,26 ± 0,03ванилин 0,13 ± 0,01 0,16 ± 0,02 0,15 ± 0,01 0,11 ± 0,01 0,09 ± 0,01 0,08 ± 0,01 0,20 ± 0,02 0,08 ± 0,01 0,08 ± 0,01сиреневый альдегид 0,08 ± 0,01 0,06 ± 0,01 0,08 ± 0,01 0,27 ± 0,03 0,34 ± 0,03 0,38 ± 0,04 0,29 ± 0,03 0,43 ± 0,04 0,52 ± 0,05синаповая кислота 0,12 ± 0,01 0,11 ± 0,01 0,14 ± 0,01 0,49 ± 0,05 0,09 ± 0,01 0,040 ± 0,004 0,90 ± 0,01 0,10 ± 0,01 0,040 ± 0,004конифериловыйальдегид0,35 ± 0,03 0,32 ± 0,03 0,10 ± 0,01 носинаповыйальдегид0,65 ± 0,06 0,70 ± 0,07 0,35 ± 0,04 0,13 ± 0,01 0,18 ± 0,02 0,19 ± 0,02 0,11 ± 0,01 0,12 ± 0,01 0,22 ± 0,02Сумма ФКиА 1,60 1,66 1,14 1,76 1,25 1,31 2,44 1,14 1,38* но – соединения не идентифицированы. * но – no compound identified.632Gernet M.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 628–638Содержание изоксантогумола,мг/дм³Длительность, чК - 5°C О - Rh 5°C О - Nt 5°CК- 20°C О - Rh 20°C О - Nt 20°C01234524ч Содержание кверцетина, мг/дм³5°С контроль 20°C Rh 051015202524 48 96 120 168 224 336Содержание изоксантогумола, мг/дм³Длительность, ч- 5 °C О -Rh 5°C О -Nt 5°CК - 20°C О -Rh 20°C О -Nt 20°Cсоединений (табл. 2). Отметим, что уровеньантоцианогенов или гликозидов кверцетина при рН 5,2выше в 6 раз по сравнению с контролем. Установлено,что при кипячении антоцианы хмеля мигрируют изароматного типа хмеля в большем количестве, посравнению с горькими сортами хмеля, и растворяютсяв охмеляемом сусле [17]. Основным представителемантоцианов или конденсированных танниновхмеля в составе пива являются (+) – катехин присодержании 0,5 ÷ 6,9 мг /дм3. Были также обнаружены(–) – эпикатехин в количестве 0,8 ÷ 1,9 мг/дм3, атакже галлокатехин, галлоэпикатехин, (–) – галлаткатехина, (–) – галлат эпикатехина и их глико-зиды [18]. При рН ниже 4,0 происходит ограниченноевосстановление, экстракция таннинов и их мономеровв среде в отсутствии других органических соединенийиз растительной матрицы хмеля, а при рН больше7,0 происходит их деструкция [19]. Поэтому при рНсусла 5,2 происходит большая экстракция группыантоцианогенов по сравнению с низким рН.В условиях «холодного» охмеления приосветлении пива во время дображивания (табл. 2)происходит высвобождение большего, по сравнениюс классическим, количества антоцианогенов нафоне снижения содержания изоксантогумола,кверцетина, рутина и мономерных фенольныхсоединений. Содержание общего количестваполифенольных соединений коррелирует с уровнемантоцианогенов, концентрация которых превышаетв 4 раза аналогичный показатель при классическомохмелении. Решающее значение играет турбулентныйпоток жидкости, который позволяет добиться большейскорости проникновения жидкой фазы в матрицухмелепродуктов, что увеличивает интенсивностьэкстракции антоцианогенов.Проведение «холодного» охмеления в условияхстадии дображивания с точки зрения оптимальнойсреды для экстракции полифенольных соединенийразличных групп хмелепродуктов наиболееоптимально из-за присутствия в жидкой средеполярной жидкости – этилового спирта как продуктаестественного брожения пивных дрожжей.На рисунке 1 представлена динамика изменениясодержания изоксантогумола при дображивании втечение 14 дней в контроле (К) и в опытных образцахмодельных растворов в присутствии пивных дрожжейRh (О–Rh) и Nt (О–Nt) при температурах 5 и 20 °С.Исходя из данных рисунка 1, видно, что в случаеотсутствия дрожжевых клеток в среде наблюдаетсяколебание содержания изоксантогумола в пределах4,5–5,9 мг/дм³ при 5 °С и 4,6–6,2 мг/дм³ при 20 °С.Это является близкими значениями в пределахпогрешности метода определения для двух конкретныхтемператур. В присутствии клеток дрожжейхарактер изменения изоксантогумола различаетсяв зависимости от температуры окружающей среды,поскольку на рисунке 1 зависимости группируютсяименно по температурному признаку. Наиболеесущественно (рис. 1) содержание изоксантогумоларастет при температуре 5 °С в присутствии расы Nt.Накопление изоксантогумола в присутствии расыRh идет по такой же траектории, но с меньшейинтенсивностью: содержание пренилфлавоноиданиже на 28 %, по сравнению с аналогичнымсодержанием показателя, накапливающегося вприсутствии расы дрожжей верхового брожения. Всеобъясняется набором различных групп ферментов,индивидуальным для каждой расы, превращающихксантогумол в изоксантогумол во время дображи-вания [20]. Причем группа ферментов активируетсякислородом, поскольку разница в модельной средепри различии двух температур обуславливаетсябольшим растворением кислорода при 5 °С и егонедостатком при 20 °С [21].При температуре дображивания 20 °С накоплениеизоксантогумола в опытных образцах происходитв диапазоне 15,5 ± 0,3 мг/дм3 в случае расы Rh, вслучае расы Nt – 16,8 ± 0,3 мг/дм 3.Скорость изменения содержания изоксантогумолав водно-спиртовой среде, по сравнению с контрольнымобразцом, при дображивании представленав таблице 2.Процессы, количественно описанные в табли-це 2, характеризуют изменения изоксантогумоларазносторонне. С одной стороны, происходит сорбцияизоксантогумола за счет связывания с участкамиманнана клеточных стенок, что подтверждаетсялитературными источниками [16]. Скорость сорбциинеравномерна и имеет максимум в течение однихсуток после начала холодного охмеления и снижаетсяРисунок 1. Динамика изменения содержанияизоксантогумола модельных растворов в течениехолодного охмеления в присутствии пивных дрожжейпри дображиванииFigure 1. Isoxanthohumol content in model solutions during coldhopping using brewer’s yeast for additional fermentationСодержание изоксантогумола,мг/дм³Длительность, чК – 5 °C О – Rh 5 °C О – Nt 5 °CК – 20 °C О – Rh 20 °C О – Nt 20 °C01234524 Содержание кверцетина, мг/дм³5 °С 20 °Содержание изоксантогумола,мг/дм³Длительность, ч5 °C 5 °C– 20 °C О – Rh 20 °C О – Nt 20 °C01234524 Содержание кверцетина, мг/дм³5 °С 20 °Содержание изоксантогумола,мг/дм³Длительность, чК – 5 °C О – Rh 5 °C О – Nt К – 20 °C О – Rh 20 °C О – Nt Содержание изоксантогумола,мг/дм³Длительность, ч5 °C 5 °C К – 20 °C О – Rh 20 °C О – Nt Содержание изоксантогумола,мг/дм³Длительность, К – 5 °C О – Rh К – 20 °C О – Rh Содержание изоксантогумола,мг/дм³Длительность, 5 °C К – 20 °C О – Rh633Гернет М. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 628–638через 7 дней при теплых условиях ведения процесса.Отмечено, что при холодном режиме дображиванияпри 5 °С сорбция происходит незначительно.В присутствии живых клеток дрожжей происходитувеличение скорости изомеризации ксантогумола визоксантогумол вследствие снижения рН среды иприсутствия невысокой концентрации спирта (4 % об.).Ранее полученные результаты говорят в пользукорреляции значений активной кислотности среды(рН) и интенсивности процесса перехода ксантогумолав изоксантогумол: если рН находится в более кислойобласти (от 3,0 до 5,5 единиц), то интенсивностьизомеризации возрастает [22].Наивысшая скорость увеличения изоксантогумолав экспериментах наблюдалась у расы Nt верховогоброжения на первые сутки холодного охмеления.Данный факт может быть объяснен присутствиемферментативной системы оксидоредуктаз у расы Nt.Она, в отличие от рас низового брожения, способнапреобразовывать фенольные соединения взависимости от уровня кислорода [20, 23].На рисунке 2 представлена динамика изменениясодержания кверцетина в условиях холодногоохмеления.Исходя из данных рисунка 2, видно, что в случаеотсутствия дрожжевых клеток в среде наблюдаетсяколебание содержания кверцетина в пределах0,9–2,0 мг/дм³ при 5 °С и в пределах 0,8–4,7 мг/дм³при 20 °С. Это говорит о влиянии температуры наэкстракцию в условиях полярного экстрагента. Привозрастании температуры среды степень экстракцияможет увеличиваться [24]. Нарастание интенсивностиэкстракции наблюдается на 7 сутки или 168 ч. На7-ые сутки холодного охмеления была достигнутавысокая степень проникновения полярной жидкостив матрицу хмеля. Это позволило экстрагироватьсямаксимальному количеству кверцетина в жидкуюсреду.В присутствии клеток дрожжей зависимостьизменения кверцетина связана с температуройсреды, как и в случае изоксантогумола. Судя похарактеру графиков, можно интерпретироватьснижение содержания кверцетина в средевследствие биоусвоения клетками дрожжей, очем свидетельствуют работы авторов [25, 26]. Вконтрольном образце содержание кверцетина всреде начинает увеличиваться на 96 ч холодногоохмеления при температурах 5 и 20 °С, тогда какв опытных образцах в присутствии дрожжевыхклеток отмечается сорбция или снижениесодержания данного флаваноида. Интересноотметить стимулирующее действие дрожжевыхклеток на накопление кверцетина в среде: в случаеприменения рас Rh и Nt при 5 °С концентрацияповышена в 2 раза, а при 20 °С – в 4 раза по сравнениюс контролем. Это согласуется с тем фактом, чтонаивысшая скорость увеличения изоксантогумолав случае присутствия расы Nt происходит напервые сутки холодного охмеления, когда уровенькислорода высок и влияет на ферментативныесистемы дрожжей, преобразующие фенольныесоединения [20, 23]. Источники кверцетина и другихТаблица 2. Скорость изменения концентрации изоксантогумола в мо дельном экспериментеTable 2. Rate of change in the concentration of isoxanthohumol in the model experimentРаса (составная часть)дрожжейСкорость изменения изоксантогумола (мг/дм3/сут) при температуре дображивания, °С24 ч 48 ч 7 сут5 20 5 20 5 20Сорбент (ПС) не происходит –0,34* не происходит –0,14 не происходит –0,16Культура Rh +4,53** +9,48 +3,62 +4,83 +1,58 +1,49Культура Nt +6,81 +10,68 +5,40 +5,53 +2,22 +1,65* –0,34 – убыль количества изоксантогумола;** +4,53 – прирост количества изоксантогумола.* –0.34 – decrease in the amount of isoxanthohumol;** +4.53 – increase in the amount of isoxanthohumol.Рисунок 2. Динамика изменения содержаниякверцетина модельных растворов в течение холодногоохмеления в присутствии пивных дрожжей придображиванииFigure 2. Quercetin content in model solutions during coldhopping using brewer’s yeast for additional fermentationСодержание изоксантогумола,мг/дм³Длительность, чК – 5 °C О – Rh 5 °C О – Nt 5 °CК – 20 °C О – Rh 20 °C О – Nt 20 °C01234524 48 96 144 168 240 336Содержание кверцетина, мг/дм³Длительность, ч5 °С контроль 5 °С Rh20 °C Rh20 °С контроль5 °C Nt 20 °C Nt05101520253024 Содержание рутина, мг/дм³5 °С контроль 20 °C Rh634Gernet M.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 628–638флаваноидов снижают уровень внутриклеточныхактивных форм кислорода (АФК). Это влияетна активацию антиоксидантных ферментов –супероксиддисмутазу и глутатионпероксидазу,воздействующие на биотрансформацию флаво-ноидов [27]. Этим можно объяснить тот факт, чтоусловия накопления изоксантогумола находятся впротивофазе с условиями аккумуляции кверцетина:накоплению изоксантогумола способствуетдостаточное накопление кислорода в клеткахдрожжей, а кверцетин сокращает АФК и стимулируетдействие антиоксидантных ферментов, что согласуетсяс полученными данными.Максимум накопления кверцетина в условияхприсутствия микроорганизмов наблюдается к24–48 ч холодного охмеления. В условиях 5 °Суровень кверцетина соответствует 2,7 мг/дм3,а 20 °С – 4,0 мг/дм3. Более подробно скоростьизменения кверцетина в различных условияхпредставлена в таблице 3.Установлено, что кверцетин не сорбируетсядрожжами в модельных растворах при холодномохмелении (табл. 3). Однако величина скоростиповышения концентрации кверцетина на первые суткив образцах с разными расами дрожжей находится вобласти близких значений, затем убывает и на 7-ыесутки становится отрицательной в присутствии расыNt. Это можно связать с физиологией дрожжей [23].На рисунке 3 представлена динамика изменениярутина в течение холодного охмеления в модельныхрастворах.Изменения содержания рутина в модельной средебез пивных дрожжей идентичны зависимостям,представленным на рисунке 3, обуславливаютсятемпературными факторами [24]. Содержание рутинарастет в контроле в течение 2 суток, а в присутствииклеток дрожжей колеблется незначительно и остаетсяв одном диапазоне – 5,0 ÷ 7,4 мг/дм3. На наш взгляд,динамика изменения содержания рутина соответствуетхарактеру миграции кверцетина во время холодногоохмеления.Скорость изменения содержания рутина в водно-спиртовой среде, по сравнению с контрольнымобразцом, при дображивании представленав таблице 4.Данные таблицы 4 показывают, что в модельныхрастворах рутин подвергается сорбции в течениепервых 6 суток с начала дображивания. Затемпроисходит незначительный прирост его содержания.Оценивая скорость миграции рутина за сутки,отметим, что раса дрожжей не влияет на изменениесодержания рутина. Основываясь на исследованияхдругих авторов, предполагаем, что процессыубыли связаны с физиологическими процессами,характерными для ряда рас пивных дрожжей:подавление содержания кислорода в среде илизащитные механизмы дрожжевых клеток от активногокислорода [28]. Отметим, что скорость убыли рутиназависит от температуры процесса: при 5 °С в первые24 ч она максимальна, затем постепенно снижается.Здесь можно говорить о корреляции с условиямибольшей растворимости кислорода в среде в первыесутки дображивания [21].Таблица 3. Скорость изменения концентрации кверцетина в модельн ом экспериментеTable 3. Rate of change in the concentration of quercetin in th e model experimentРаса (составная часть)дрожжейСкорость изменения кверцетина (мг/дм3/сут) при температуре дображивания, °С24 ч 48 ч 7 сут5 20 5 20 5 20Сорбент (ПС) не происходит не происходит не происходитКультура Rh +1,14* +3,23 +0,63 +1,34 –0,10** –0,21Культура Nt +1,30 +3,21 +0,75 +1,30 –0,04 –0,26Рисунок 3. Динамика изменения содержания рутинамодельных растворов в течение холодного охмеленияв присутствии рас пивных дрожжей при дображиванииFigure 3. Rutin content in model solutions during cold hoppingusing brewer’s yeast for additional fermentation* +1,14 – прирост количества кверцетина;** –0,10 – убыль количества кверцетина.* +1.14 – increase in the amount of quercetin;** –0.10 – decrease in the amount of quercetin.240 3365 °С Rh20 °C Nt5101520253096 144 168 240 336Содержание рутина, мг/дм³Длительность5 °С контроль 5 °С Rh20 °C Rh20 °С контроль5 °C Nt 20 °C NtО – Nt 5 °CО – Nt 20 °C01234524 48 96 144 168 240 336Содержание кверцетина, мг/дм³Длительность, ч5 °С контроль 5 °С Rh20 °C Rh20 °С контроль5 °C Nt 20 °C Nt05101520253024 48 96 144 168 240 336Содержание рутина, мг/дм³Длительность5 °С контроль 5 °С Rh20 °C Rh20 °С контроль5 °C Nt 20 °C Nt635Гернет М. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 3 С. 628–638Простые фенольные кислоты и альдегиды(табл. 2) претерпевают ряд изменений. В условияххолодного дображивания наблюдается снижениеих концентрации в течение 2 недель. Это связанос их вовлечением в процессы потребления ибиотрансформации дрожжами. В пользу этого говоритучастие простых фенольных кислот (например,кофейной и галловой) в транспорте микроэлементовдрожжевой клетки и механизмах регуляциироста [23, 29].Сопоставляя различные способы охмеленияпо содержанию полифенольных соединенийхмелепродуктов, можно отметить, что условиядображивания позитивно влияют на динамикуизвлечения всех групп полифенолов. Невысокаятемпература процесса (5 °С) и наличие дрожжейверхового брожения в среде способствуютнакоплению большего количества изоксантогумола.На содержание рутина и кверцетина в течение14 суток дображивания не влияют различные расыдрожжей, но имеет значение температура среды:с повышением температуры интенсифицируетсяэкстракция [24]. Необходимо отметить положительноевлияние присутствия полярного экстрагента в среде –4 %-ого водно-спиртового раствора на интенсивностьэкстракции рутин и кверцетина.Содержание низкомолекулярных фенольныхкислот и альдегидов в среде без микроорганизмовравнозначно вне зависимости от способа охмеления.Присутствие микроорганизмов в среде приводит кснижению низкомолекулярных фенольных соединенийпо причине их участия в жизнедеятельностидрожжевой клетки [23].Содержание общего количества полифеноловкоррелировало с суммой содержания отельныхпредставителей групп фенольных соединений, асодержание антоцианогенов – с суммой массовыхконцентраций рутина и кверцетина (табл. 3, 4).Учитывая вклад групп полифенолов вколлоидную систему пива, оптимальным способомальтернативного внесения хмелепродуктов сцелью создания готового напитка с уникальнымиорганолептическими показателями является этапдображивания. Присутствие активных формклеток микроорганизмов способствует адсорбции,потреблению и биотрансформации всех группфенольных соединений и антоцианогенов, способныхукрупняться и влиять на стабильность пива прихранении.ВыводыРассмотрены пути миграции различных группфенольных соединений в условиях классическогои «холодного» способов охмеления. Проведенныеисследования позволили установить различныефакторы, влияющие на интенсивность экстракцииполифенолов. В условиях классическогоохмеления ключевым фактором является активнаякислотность среды (рН = 5,2), способствующаянакоплению большего количества изоксантогумолаи антоцианогенов. Показано, что применениепринципов «холодного» охмеления на стадииосветления сусла не позволяет добиться значительногосодержания фенольных соединений, но способствуетвысвобождению антоцианогенов, присутствиекоторых связано с рисками возникновения помутненияв процессе хранения готового пива. Установлено, чтопри дображивании происходят процессы сорбции,трансформации и потребления различных группполифенолов, участвующих в жизнедеятельностиклеток дрожжей. Высокая скорость образованияфенольных соединений наблюдается в течениепервых двух суток дображивания, затем скоростьубывает. Изоксантогумол и кверцетин обладализначимой динамикой изменения. Отмечена важнаяроль пониженной температуры дображивания (5 °С),которая способствует интенсификации накопленияфенольных соединений. Количественная оценкамиграции и трансформации полифенолов позволилапредположить, что этап дображивания наиболеецелесообразен с точки зрения формированиякачественных показателей пива за счет соединенийхмелепродуктов.Критерии авторстваМ. В. Гернет осуществляла общее руководствопроектом исследования. И. Н. Грибкова осуществляларазработку макета исследования и обеспечивалаТаблица 4. Скорость изменения концентрации рутина в модельном э кспериментеTable 4. Rate of change in the concentration of rutin in the mo del experimentРаса (составная часть)дрожжейСкорость изменения рутина (мг/дм3/сут) при температуре дображивания, °С24 ч 48 ч 7 сут5 20 5 20 5 20Сорбент (ПС) –0,92* –0,30 –0,82 –0,22 +0,26** +0,07Культура Rh –9,88 –5,12 –4,30 –4,02 –2,40 –3,25Культура Nt –8,54 –5,51 –3,65 –3,60 –2,20 –2,18* –0,92 – убыль количества рутина;** +0,26 – прирост количества рутина.* –0.92 – decrease in the amount of routine;** +0.26 – increase in the amount of routine.636Gernet M.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2021, vol. 51, no. 3, pp. 628–638исследовательский процесс экспериментальнымиданными и их обобщением. О. А. Борисенкообеспечивала контроль исследовательского процессав части мониторинга жизнедеятельности дрожжей,участвующих в исследовании. М. А. Захаров иВ. А. Захарова обеспечивали процесс экспе-риментальными данными посредством инстру-ментальных методов анализа (ВЭЖХ).Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликтаинтересов.ContributionM.V. Gernet supervised the project. I.N. Gribkovadeveloped the research plan, conducted the research,and analyzed the experimental data. O.A. Borisenkomonitored the vital activity of microorganisms.M.A. Zakharov and V.A. Zakharova were responsiblefor HPLS.Conflict of interestThe authors declare that there is no conflict of interestregarding the publication of this article.