Influence of physical treatment conditions on the change in the chemical composition of brewer's grains | Влияние условий физической обработки на изменение химического состава пивной дробины

English. The research aimed to study the efficiency of brewer's grains (BG) processing by physical methods (atmospheric, overpressure, ultrasound). The assessment was based on the concentration of compounds in the catholyte extracts. Electrochemically activated water (catholyte, pH=9.4) was used as an extractant. The exposure efficiency was controlled by determining the concentration of polyphenolic, nitrogenous and carbohydrate compounds of catholyte extracts of BG by analytical methods. Phenolic compounds accumulated most of all in extracts during treatment for 3 hours at t=50 deg C and atmospheric pressure – 4.1 mg/g of BG, which is 22.0-44.0% higher than in extracts obtained at excess pressure and ultrasound, soluble nitrogen during treatment for 6 hours at t=50 degrees Celsius and atmospheric pressure (the concentration increases by 22%, compared with 3 hours of treatment). At an overpressure of 0.5-1.0 atm and a treatment time of 30 min, the yield of soluble nitrogen was in the range of 235.1-247.1 mg/g of BG. An increase in the duration of treatment to 1 hour led to a decrease in the nitrogen concentration to 192.8-195.0 mg/g of BG, which is associated with the formation of reaction products of melanoilin formation at elevated temperatures. Conditions of exposure to excess pressure of 0.5-1.0 atm ensure the achievement of the highest concentration of beta-glucan (4.9-9.0 mg/g of BG), the accumulation of which is directly proportional to the duration of treatment and inversely proportional to the amount of excess pressure. The highest yield of hexoses and pentoses was observed during treatment for 30 min under an overpressure of 1.0 atm. With an increase in the frequency and duration of sonication, the content of phenolic compounds and soluble nitrogen decreased. Multivariate correlation analysis made it possible to reveal the greatest influence of the duration and temperature of exposure on the concentration of organic compounds in BG extracts.

Russian. Цель исследования - изучение эффективности переработки пивной дробины (ПД) физическими методами (атмосферное, избыточное давление, ультразвук) на основе оценки концентрации соединений католитных экстрактов. В качестве экстрагента использовали электрохимически активированную воду (католит, рН=9,4). Эффективность воздействия контролировали путем определения концентрации полифенольных, азотистых и углеводных соединений католитных экстрактов ПД аналитическими методами. Фенольные соединения сильнее всего накапливались в экстрактах при обработке в течение 3 ч при t=50 град. С и атмосферном давлении. Их концентрация достигала 4,1 мг/г ПД, что на 22,0…44,0% выше, чем в экстрактах, полученных при избыточном давлении и ультразвуке, растворимого азота при обработке в течение 6 ч при t=50 град. С и атмосферном давлении (концентрация возрастает на 22%, по сравнению с 3 ч обработкой). При избыточном давлении 0,5…1,0 атм и длительности обработки 30 мин выход растворимого азота находился в диапазоне 235,1…247,1 мг/г ПД. Увеличение длительности обработки до 1 ч приводило к снижению концентрации азота до 192,8…195,0 мг/г ПД, что связано с появлением продуктов реакции меланоилинообразования в условиях повышенных температур. Условия воздействия избыточного давления 0,5…1,0 атм обеспечивают достижение наибольшей концентрации бета-глюкана (4,9…9,0 мг/г ПД), накопление которого прямо пропорционально продолжительности обработки и обратно пропорционально величине избыточного давления. Самый высокий выход гексоз и пентоз отмечен при обработке в течение 30 мин в условиях избыточного давления 1,0 атм. С увеличением частоты и продолжительности обработки ультразвуком содержание фенольных соединений и растворимого азота снижалось. Многофакторным корреляционным анализом выявлено, что продолжительность и температура воздействия оказывают наибольшее влияние на концентрацию органических соединений в экстрактах ПД.