2. Утворення барвних та ароматичних речовин при термічній обробці солоду

Ре­акції між азотовмісними сполуками і редукуючими цукрами в процесі термічної обробки соло­ду при температурі 70—130 °С і 5 %-ній вологості зумовлюють утворення меланоїдинів, які є основою комплексу барвних та ароматичних речовин. При окисленні поліфенолів і терморозщепленні вуглеводів також утворюються меланоїдини та кара­мельні речовини, що надають солоду темно-коричневого кольору й приємних смаку та аромату.

Хімізм утворення меланоїдинів остаточного не встановлений. Існує кілька гіпотез; найбільш прийнятою є гіпотеза Ходжа, згідно з якою процес утворення меланоїдинів проходить в три стадії.

На першій стадії відбувається конденсація цукру і амінокислот з утворенням цукроамінного комплексу. Останній ще незабарвлений, він швидко перегруповується в 1-аміно-1-дезокси-2-кетозу (перегрупування Амадорі).

Друга стадія – це дегідратація дезоксикетоз, яка може проходити трьома шляхами з утворенням різних сполук:

а) фурфуролу (з пентоз);

б)оксиметилфурфуролу (з гексоз);

в) альдегідів, ацетону, редукторів та ін.

На третій стадії йде конденсація, полімеризація цих проміжних продуктів, що утворилися на другій стадії. Взагалі меланоїдини – це суміш коричневих полімерів від ненасичених до гетероциклічних.

Оксиметилфурфурол як проміжний продукт міститься в невеликій кількості у пиві й значно впливає на його колір. Продукти гідролізу білків (гліцин, аланін, валін, лейцин) визначають не тільки колір пива, а й його запах та смак.

При меланоїдиноутворенні в результаті розщеплення амінокислот утворюють­ся альдегіди, що надають суслу й пиву характерного аромату і коричневого кольо­ру. Синтез меланоїдинів призводить до утворення редуктонів. Висока температу­ра сушильного агента у процесі термічної обробки солоду (100—105 °С) протягом 5-6 год сприяє вступу в реакцію таких амінокислот, як валін і лейцин. Утворені сполуки при цьому надають темному солоду інтенсивного приємного аромату. Та­ким чином, для підсилення реакції одержання барвних і ароматоутворюючих речо­вин слід підвищувати температуру термічної обробки й знижувати вологість соло­ду. А для цього у ньому потрібно мати необхідну кількість низькомолекулярних продуктів розщеплення крохмалю — цукрів і білків — амінокислот, що утворюють­ся протягом порівняно тривалого часу, при високій вологості й низькій темпера­турі солоду (40—60 °С, ферментативна фаза сушіння). Ячмені, які містять невели­ку кількість ферментів і білків, не можуть бути використані для одержання темних сортів солоду.

Меланоїдини — це частково розчинні у воді й не здатні до зброджування речовини різного кольору, які є суттєвою часткою колоїдів пива. Маючи свої характерні власти­вості, вони підвищують фізико-хімічну стабільність пива і стійкість його піни.

Основна реакція між цукрами та амінокислотами відбувається при рН від 3 до 11 і температурі від 40 до 100 °С і вище.

Меланоїдини містять спиртові, карбонільні, карбоксильні та фенольні групи. Кількість вуглецю у них не перевищує 60 %, водню — 5,17, азоту — 5,3, кисню — 35 %. Середня молекулярна маса становить 1480. Меланоїдини мають сильну редукуючу дію, характерний приємний аромат, колір і смак. Вони утворюють у пиві стійку піну, формуючи міцні поверхневі плівки на бульбашках діоксиду вуглецю. Меланоїдини запобігають окислювальному помутнінню пива, зв'язуючи кисень й осаджуючи білкові колоїди