Μελέτη της εξέλιξης των αρωματικών ενώσεων σε ζύθους με υψηλή περιεκτικότητα σακχάρων
Evolution of volatile compouds in high-gravity beers
![Thumbnail](/xmlui/bitstream/handle/11400/1125/os141143.pdf.jpg?sequence=4&isAllowed=y)
Keywords
Zύθος ; Mη συμβατικές ζύμες ; Aρωματικό προφίλ ; Yψηλή περιεκτικότητα σακχάρων ; Aρωματικές ενώσειςAbstract
Απόρροια της αυξημένης ζήτησης του κοινού για ζύθους με ιδιαίτερο αρωματικό προφίλ αποτελεί η αυξημένη παραγωγή καινοτόμων προϊόντων στον τομέα της ζυθοποιίας. Έχει παρατηρηθεί, ως συνέπεια, το αυξανόμενο ενδιαφέρον των ζυθοποιών σε ζύμες μη συμβατικές, όπως είναι οι non-Saccharomyces, με στόχο την δημιουργία νέων αρωμάτων και γεύσεων.
Στην παρούσα πτυχιακή μελετήθηκαν οι αρωματικές ενώσεις που σχηματίστηκαν σε ζύθους με υψηλή περιεκτικότητα σακχάρων που παρήχθησαν με διαφορετικές non-Saccharomyces ζύμες καθώς και η εξέλιξη αυτών με την πάροδο του χρόνου. Πραγματοποιήθηκε ανάλυση δειγμάτων από τους τρεις διαφορετικούς αυτούς ζύθους, δύο εκ των οποίων ζυμώθηκαν από non-Saccharomyces και συγκεκριμένα με στελέχη Torulaspora delbrueckii και Metschnikowia Pulcherrima και συγκρίθηκαν με τον Saccharomyces cerevisiae. Το ζυθογλεύκος ήταν το ίδιο και για τους τρεις ζύθους (American Pale Ale με αρχική πυκνότητα 15 °P και θερμοκρασία ζύμωσης τους 13 °C) ώστε να μελετηθεί η ικανότητα ζύμωσης του από τις παραπάνω ζύμες. Τα δείγματα που πάρθηκαν ήταν σε τέσσερις διαφορετικούς χρόνους ωρίμανσης, στο τέλος της ζύμωσης, μετά από 6 μήνες παραμονής τους στη φιάλη, μετά από 1 χρόνο και τέλος μετά από 2 χρόνια ωρίμανσης.
Ειδικότερα η μελέτη επικεντρώνεται σε ζύθους με υψηλή περιεκτικότητα σακχάρων στους οποίους η επιλογή του κατάλληλου στελέχους ζύμης είναι πολύ σημαντική καθώς μπορούν να δημιουργηθούν προβλήματα τόσο κατά τη διάρκεια της ζύμωσης (ωσμωτικό στρες), όσο και κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης στη φιάλη.
Οι αρωματικές ενώσεις παραγώμενες από τον Saccharomyces cerevisiae παρουσίασαν αύξηση στη συγκέντρωσή τους κατά τον 6ο μήνα ωρίμανσης, λόγω της αυτόλυσης των ζυμών. Λόγω των εστεροποιήσεων που έλαβαν χώρα, παρατηρήθηκε αύξηση στις συγκεντρώσεις των εστέρων κατά τον 1ο χρόνο μετά την εμφιάλωση. Ωστόσο, μετά το πέρας των 2 ετών, εξαιτίας της υδρόλυσης των εστέρων, που έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ανώτερων αλκοολών και οξέων, παρατηρήθηκε μείωση στις συγκεντρώσεις τους.
Από τις Non-Saccharomyces ζύμες που μελετήθηκαν, η Metschnikowia pulcherrima εμφάνισε τις μεγαλύτερες τιμές στους 6 μήνες ωρίμανσης, με τις υψηλότερες συγκεντρώσεις να ανιχνεύονται στη φαινυλαιθυλική αλκοόλη, την ισοαμυλική και της ενεργή αμυλική αλκοόλη. Τα οξέα ανιχνεύθηκαν σε χαμηλές συγκεντρώσεις με εξαίρεση το εξανοϊκό, το οκτανοϊκό και το δεκανοϊκό οξύ, ενώ οι εστέρες των προαναφερθέντων οξέων παρουσίασαν υψηλές τιμές με ορισμένες από αυτές να ξεπερνούν και το κατώφλι αντίληψης. Και για τις τρεις ζύμες όλες οι ενώσεις είτε ανιχνεύθηκαν σε ίχνη είτε καθόλου μετά το πέρας των 2 ετών.
Συμπερασματικά, η Metschnikowia pulcherrima παρουσίασε έντονο αρωματικό προφίλ στους ζύθους που παρήγαγε ακόμα και μετά τον 1 χρόνο, καθιστώντας την ικανή για χρήση στη βιομηχανία του ζύθου. Ωστόσο, οι ζύθοι με υψηλή περιεκτικότητα σακχάρων απαιτούν περισσότερο χρόνο για να ωριμάσουν και να ολοκληρωθεί το αρωματικό τους προφίλ, ιδιαίτερα όταν η ζύμωση τους πραγματοποιείται σε χαμηλότερη θερμοκρασία από το σύνηθες.
Abstract
As a result of the increased public demand for beers with particularly aromatic profil is the increased production of innovative products in the brewing sector. It has been observed, the growing interest of brewers in non conventional pastries, such as non-Saccharomyces, with the aim of creating new aromas and flavors.
This thesis consists of the study of the aromatic compounds that were produced by a variety of non-Saccharomyces yeasts in high gravity beers, and their evolution in the course of time. The production of American Pale ale beer, was conducted in three different batches, two of which were fermented with Νon-Saccharomyces yeasts. The selected strains were Torulaspora delbrueckii and Metschnikowia Pulcherrima, and compared to the beer fermented by Saccharomyces cerevisiae. The original gravity of the beer was 15 °P and the fermentation temperature was 13 °C. Samples were collected in four different time periods: at the end of the fermentation, six months after bottling, one year, and, finally, after two years of storage.
In particular, the study focuses on high gravity beers on which the selection of the appropriate yeast strain is very important as problems can arise both during fermentation (osmotic stress) and during its maturation in the bottle.
In general, the aromatic compounds of Saccharomyces cerevisiae showed an increase in their concentration during the 6th month of aging, a feature which is found due to autolysis of the yeasts. Due to esterification, an increase in the ester’s concentration was observed during the first year of maturation. However, after 2 years, due to the hydrolysis of esters, which results in the production of higher alcohols and acids, a decrease in their concentrations was observed.
From the studied non-Saccharomyces yeasts, Metschnikowia pulcherrima showed the highest values after six months of maturation, with the maximum concentrations exhibited by phenylethyl alcohol, isoamyl and active alcohol. The acids were detected at low concentrations with the exception of hexanoic, octanoic and decanoic acid, while the esters of the aforementioned acids showed high values as some of them exceeding the perception threshold. For all three doughs all compounds were either detected in traces or not at all after 2 years.
In conclusion, Metschnikowia pulcherrima showed a strong aromatic profile in the produced beers even after 1 year of maturation, making this yeast strain suitable for use in the brewing industry. Last but not least, it should be noted that beers with high sugar concentration require more time to mature and complete their aromatic profile, especially when fermented in low temperature than usual.