Autoreferat - Wydział Technologii Żywności
Transkrypt
Autoreferat - Wydział Technologii Żywności
Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie Wydział Technologii Żywności Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej Aleksander Poreda Załącznik II Autoreferat w języku polskim 1. DYPLOMY I STOPNIE NAUKOWE .............................................................................. 1 2. INFORMACJA O DOTYCHCZASOWYM ZATRUDNIENIU ...................................... 2 3. WSKAZANIE OSIĄGNIĘCIA NAUKOWEGO .............................................................. 3 4. POZOSTAŁE OSIĄGNIĘCIA NAUKOWE ................................................................. 28 5. TABELARYCZNE ZESTAWIENIE DOROBKU NAUKOWEGO ............................ 38 Aleksander Poreda 1. DYPLOMY I STOPNIE NAUKOWE 1994-2000 Studia magisterskie kierunek Technologia Żywności, Wydział Technologii Żywności, Akademia Rolnicza w Krakowie 5.07.2000 dyplom magistra inżyniera technologii żywności i żywienia człowieka, specjalność technologia węglowodanów w tym 1 semestr (zimowy w roku akademickim 1999/2000) na Ingeneroj Skolen i Horsens (Politechnika w Horsens, Dania), w ramach programu Erasmus. 2001-2005 Studia doktoranckie Wydział Technologii Żywności, Akademia Rolnicza w Krakowie 13.12.2006 dyplom doktora nauk rolniczych w zakresie technologii żywności i żywienia 1 Aleksander Poreda 2. INFORMACJA O DOTYCHCZASOWYM ZATRUDNIENIU a) Shaftesbury Society – Trueloves House, Ingatestone, Anglia Woluntariusz w domu pomocy społecznej, opieka nad osobami niepełnosprawnymi fizycznie i umysłowo (09.1996 – 08.1997, urlop dziekański) b) Bahlsen Polska, Skawina Specjalista w dziale logistyki, projektowanie i utrzymanie baz danych działu logistyki i sprzedaży (01.2000 – 09.2000) c) Elmix S.C., Kraków Kierownik oddziału, kierowanie spożywczego (09.2000 – 12.2001) firmą zaopatrującą zakłady przemysłu d) Akademia Rolnicza w Krakowie/Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Pracownik techniczny w Katedrze Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej (02.2006 – 12.2006) Asystent naukowo-dydaktyczny w Katedrze Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej (01.2007 – 09.2008) Adiunkt naukowo-dydaktyczny w Katedrze Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej (od 10.2008 – i nadal) 2 Aleksander Poreda 3. WSKAZANIE OSIĄGNIĘCIA NAUKOWEGO Osiągnięciem naukowym wynikającym z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.) stanowiącym podstawę do ubiegania się o stopień naukowy doktora habilitowanego jest cykl powiązanych tematycznie publikacji naukowych pt. „Modyfikacje technologii browarniczej oraz ich wpływ na przebieg procesów i jakość produktów” których jestem wiodącym autorem. Publikacje zostały opublikowane w latach 20132015 roku w recenzowanych czasopismach naukowych (w tym cztery indeksowane przez Journal Citation Reports). Lista publikacji: O1. Poreda A., Bijak M., Zdaniewicz M., Jakubowski M., Makarewicz M., 2015 Effect of wheat malt on the concentration of metal ions in wort and brewhouse byproducts, Journal of the Institute of Brewing, 121(2), 224-230. *(20 pkt.; IF=1,240) O2. Poreda A., Czarnik A., Zdaniewicz M., Jakubowski M., Antkiewicz P., 2014 Corn grist adjunct – application and influence on the brewing process and beer quality, Journal of the Institute of Brewing, 120, 77–81. *(20 pkt.; IF=1,240) O3. Poreda A., Sterczyńska M., Jakubowski M., Zdaniewicz M., 2014, Klarowanie brzeczki piwnej przy użyciu karagenu – aspekty technologiczne i jakościowe, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 576, 89-98. *(9 pkt.; IF=0) O4. Poreda A., Zdaniewicz M., Sterczyńska M., Jakubowski M., Puchalski C., 2015, Effects of wort clarifying by using carrageenan on diatomaceous earth dosage for beer filtration, Czech Journal of Food Sciences, 33(4) doi:10.17221/92/2015-CJFS. *(20 pkt.; IF=0,675) O5. Poreda A., Walczak A., 2015, Jony magnezu obecne w wodzie technologicznej a stężenie jonów magnezu i cynku w brzeczce słodowej, Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 6, 18-20. *(5 pkt.; IF=0) O6. Poreda A., Stefaniuk K., Hoc J., Zdaniewicz M., 2014, Poprawa efektywności suplementacji brzeczki jonami cynku, Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 2, 4-8. *(5 pkt.; IF=0) O7. Poreda A., Tuszyński T., Zdaniewicz M., Sroka P., Jakubowski M., 2013 Support materials for yeast immobilization affect the concentration of metal ions in the fermentation medium, Journal of the Institute of Brewing, 119, 164-171. *(25 pkt.; IF=0,837) *(wg roku publikacji) Suma punktów MNiSW Sumaryczny impact factor 104 3,992 3 Aleksander Poreda Wkład Wnioskodawcy w przygotowanie wymienionych publikacji obejmuje opracowanie koncepcji badań, zebranie literatury, wykonanie dużej części doświadczeń, analizę, opracowanie i dyskusję wyników, przygotowanie manuskryptów, korespondencję z redakcjami oraz recenzentami. Oświadczenia współautorów, szczegółowo określające ich indywidualny wkład w powstanie wymienionych publikacji, zebrane są w załączniku VII. CEL Celem badań realizowanych w ramach prezentowanego osiągnięcia naukowego było określenie wpływu wybranych modyfikacji klasycznej technologii browarniczej, na przebieg procesów oraz jakość uzyskiwanych półproduktów i produktów. Terminem technologii klasycznej określa się produkcję piwa wg prawa czystości surowcowej Reinheitsgebot (przy użyciu słodu jęczmiennego, wody i chmielu), bez suplementacji brzeczki piwnej, z wykorzystaniem drożdży wolnych. Modyfikacje będące w kręgu zainteresowań habilitanta, obejmują 3 zakresy tematyczne: 1. substytucja słodu jęczmiennego innymi surowcami skrobiowymi, 2. stosowanie środków pomocniczych, głównie karagenu, do poprawy klarowności brzeczki i piwa, 3. suplementacja brzeczki piwnej jonami metali oraz próba określenia mechanizmów determinujących stężenie jonów metali w brzeczce. W dwóch publikacjach wchodzących w skład mojego osiągnięcia naukowego (O1 i O2) opisałem konsekwencje technologiczne i jakościowe stosowania do wytwarzania brzeczki piwnej surowców skrobiowych innych niż słód jęczmienny. W kolejnych pracach (O3 i O4) wykazałem korzyści płynące z zastosowania wstępnego klarowania brzeczki i piwa przy użyciu karagenu, zarówno w odniesieniu do jakości produktów, jak i w odniesieniu do kwestii środowiskowych. Przeprowadzenie wstępnej klaryfikacji karagenem na etapie warzelni, umożliwia bowiem ograniczenie zużycia ziemi okrzemkowej do późniejszej filtracji piwa, co może znacznie poprawić wskaźniki dotyczące obciążenia ścieków wytwarzanych w browarze, a tym samym zmniejszyć oddziaływanie na środowisko naturalne. Trzy kolejne artykuły naukowe odnoszą się do tematyki związanej z mechanizmami regulacji stężenia jonów metali w brzeczce piwnej, efektywnością suplementacji brzeczki jonami cynku oraz stężeniem jonów w brzeczkach fermentowanych z udziałem drożdży immobilizowanych. W pierwszej kolejności próbowałem określić mechanizmy determinujące stężenie jonów metali w brzeczce piwnej poprzez zbadanie wpływu jonów obecnych w wodzie technologicznej (O5) na ilość jonów w brzeczce. Następnie w warunkach przemysłowych sprawdzałem efektywność suplementacji brzeczki jonami cynku (O6). Jako podsumowanie tej części badań, weryfikowałem wpływ nowatorskich technik stosowanych podczas fermentacji (unieruchamianie komórek drożdżowych), 4 Aleksander Poreda a w szczególności wpływ złoży stosowanych do immobilizacji, na stężenie jonów w medium fermentacyjnym (O7). Z uwagi na fakt, że podjęcie części opisanych badań wynikało z inicjatywy partnerów przemysłowych (browary przemysłowe funkcjonujące na polskim rynku), uzyskiwane wyniki publikowałem na bieżąco w recenzowanym czasopiśmie o zasięgu krajowym. W najbliższej przyszłości planuję wydać artykuł przeglądowy o zasięgu międzynarodowym, w którym opisane będą najważniejsze praktyczne wnioski uzyskane w ww. badaniach, a dotyczące optymalnego składu jonowego brzeczki piwnej. WSTĘP Od początku pracy naukowej koncentruję się na kwestiach związanych z technologią browarniczą. Z uwagi na aktywne kontakty z przedstawicielami wielu zakładów produkcyjnych, w swoich badaniach staram się podejmować tematy praktyczne, wykazujące potencjał wdrożeniowy. Kiedy tylko możliwe realizuję doświadczenia w warunkach przemysłowych: w mikrobrowarach, browarach regionalnych, oraz w zakładach przemysłowych (pełna skala techniczna). Dobierając zagadnienia badawcze kieruję się często potrzebami sygnalizowanymi ze strony partnerów przemysłowych. Kierowane do mnie pytania, problemy czy konkretne prośby staram się podejmować, i służąc własnym doświadczeniem, na ich podstawie realizować projekty badawcze. Dzięki temu miałem okazję realizować różne badania z zakresu analizy jakościowej surowców i procesów prowadzonych na warzelni, oraz jakości brzeczki fermentacyjnej, ale także nowoczesnych technik stosowanych w dziale fermentacji czy filtracji finalnego produktu. Niewątpliwym atutem zaangażowania w szeroki wachlarz badań z zakresu browarnictwa była również możliwość poznania wielu technik analitycznych, m. innymi atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacją w płomieniu i kuwecie grafitowej, elektronowej mikroskopii skaningowej, chromatografii gazowej z mikroekstrakcją w fazie stałej, czy cytometrii przepływowej. Krótki opis technologii browarniczej Piwo to napój alkoholowy, produkowany przez człowieka od wielu tysięcy lat. Technologia jego wytwarzania obejmuje szereg jednostkowych operacji, podczas których, stosowane surowce ulegają kolejnym przemianom biochemicznym, które determinują jakość finalnego produktu. Głównym surowcem do produkcji piwa jest jęczmień browarny (Hordeum vulgare), który w pierwszym etapie poddaje się procesowi słodowania. Polega ono na namoczeniu ziaren jęczmienia w wodzie, aby po odpowiednim wzroście ich wilgotności, umożliwić skiełkowanie. Dzięki temu, w uzyskanym słodzie jęczmiennym, wielokrotnie wzrasta siła enzymatyczna, w porównaniu do ziaren jęczmienia (głównie enzymów amylolitycznych, ale także proteolitycznych czy lipolitycznych). Podczas słodowania, oprócz odpowiedniego namoczenia ziaren jęczmienia, należy zapewnić napowietrzenie, mieszanie, a następnie powolne suszenie (zachowanie aktywnych enzymów), i usunięcie kiełków. W tym czasie ziarna jęczmienia podlegają wielorakim przemianom, oprócz aktywności enzymatycznej 5 Aleksander Poreda zmienia się ich skład chemiczny, struktura, wilgotność, barwa, i wiele innych parametrów jakościowych. Labilność surowca wsadowego (jęczmienia) czyni proces słodowania zadaniem trudnym, szczególnie w dobie zglobalizowanej produkcji, w której jednym z głównych wymagań jest stała jakość dostarczanych surowców. Zmienna jakość jęczmienia, spowodowana jest mnogością czynników, które mogą się znacznie różnić między poszczególnymi regionami upraw. Warunki glebowe, klimatyczne i agrotechniczne, również istotnie determinują jakość jęczmienia, od której z kolei zależy przebieg i wydajność słodowania, a w konsekwencji jakość słodu. Słód w browarze poddaje się rozdrobnieniu (śrutowaniu), a następnie miesza się z wodą, w celu umożliwienia działania enzymom wytworzonym w procesie słodowania. Enzymy te hydrolizują związki wielkocząsteczkowe zmagazynowane w ziarniaku, w wyniku czego powstają cząsteczki o mniejszych rozmiarach, rozpuszczalne w wodzie. Wszystkie substancje o ciężarze właściwym większym od jedności, które w wyniku zacierania przechodzą do roztworu, nazywamy ekstraktem, a procentowa jego ilość w danej porcji słodu (ekstraktywność), jest jedną z najważniejszych cech jakościowych słodu. Po zakończeniu zacierania, oddziela się nierozpuszczone części zmielonego ziarna słodu (młóto), w wyniku czego uzyskuje się klarowny roztwór wodny zawierający składniki ekstraktu, czyli brzeczkę. W kolejnym etapie brzeczkę gotuje się m.in. w celu zagęszczenia, sterylizacji, i wytrącenia kompleksów białkowo-garbnikowych. Po dodaniu do wrzącej brzeczki chmielu, następuje także rozpuszczenia związków goryczkowych i aromatycznych, które nadają piwu charakterystyczne cechy organoleptyczne. Wytrącone osady gorące, usuwa się z brzeczki w kadzi wirowej typu „whirlpool”, po czym brzeczkę chłodzi się, napowietrza i zaszczepia gęstwą drożdży piwowarskich. Rozpoczyna się wtedy zimy etap technologii, obejmujący fermentację, dojrzewanie i stabilizację piwa. Podczas fermentacji, w komórkach drożdży zachodzi konwersja węglowodanów fermentujących, głównie do etanolu i dwutlenku węgla. Ponadto powstaje wiele ubocznych produktów fermentacji, kształtujących bukiet smakowo-zapachowy piwa, między innymi estry, aldehydy, alkohole wyższe, diacetyl. Dojrzewanie ma na celu zapewnić końcową stabilizację chemiczną i sensoryczną (zbalansowanie organoleptyczne), osiągnięcie odpowiednio niskiego stężenia diacetylu, oraz dalsze sklarowanie piwa. Ostateczną stabilność fizyczną uzyskuje się poprzez filtrację, a stabilność mikrobiologiczną w wyniku pasteryzacji lub mikrofiltracji. Produkcja piwa jest jedną z niewielu branż, której producenci prowadzą działalność nieprzerwanie zarówno w czasie pokoju jak i wojny. Technologia piwowarska zmieniała się na przestrzeni dziejów, a szczególnie w ostatnich dziesięcioleciach. Uprzemysłowienie produkcji piwa rozwija się w trybie ciągłym, przy wykorzystaniu osiągnięć naukowych oraz innowacji technicznych. Przemysł piwowarski był i jest źródłem wielu wynalazków i rozwiązań technicznych, które nie tylko usprawniły procesy w produkcji piwa, ale zostały zaadoptowane do innych branż produkcji spożywczej. Wystarczy wymienić opracowanie metod izolacji czystych kultur drobnoustrojów, czy też stworzenie skali pH, które miały miejsce w laboratoriach browaru Carlsberga, w Kopenhadze. Oprócz nauk przyrodniczych, próby optymalizacji produkcji browarniczej – przyczyniły się też do rozwoju nauk ścisłych. 6 Aleksander Poreda Pracownik browaru Guinnessa wykorzystał swoją wiedzę z dziedziny matematyki do selekcji najbardziej wydajnych odmian jęczmienia, a test statystyczny, który stworzył jest obecnie znany pod nazwą testu t-Studenta. Aktualne tendencje zmian w technologii browarniczej Oczekiwania zglobalizowanego rynku oraz ciągły nacisk na poprawę wyników ekonomicznych, kreują pewne zmiany w technologii browarniczej, które obejmują m.innymi: wykorzystanie nowych surowców browarniczych (1)–(3), stosowanie materiałów pomocniczych, wprowadzanie różnorodnych rozwiązań technicznych, zmianę parametrów technologicznych poszczególnych procesów, wprowadzanie do użycia nowych szczepów drożdży (4) i technik ich wykorzystania (5). Większość wymienionych modyfikacji technologicznych ma na celu przyspieszenie poszczególnych operacji jednostkowych, zwiększanie wydajności procesów, i zdolności produkcyjnej, przez wykorzystanie tańszych lub łatwiej dostępnych surowców, jak również tworzenie nowych produktów. Celem nadrzędnym wszystkich działań, jest poprawa ekonomiki produkcji, przy równoczesnym zachowaniu wysokiej jakości piwa. Rola jonów metali w technologii browarniczej Jednym z głównych tematów, którymi zajmowałem się niezależnie od obszaru technologii browarniczej (surowce, procesy warzelni, drożdże i fermentacja) były jony kluczowych metali, niezbędnych dla prawidłowego przebiegu poszczególnych procesów. Spośród wielu jonów metali najczęściej, w odniesieniu do technologii browarniczej, wymienia się magnez, cynk, wapń i mangan, które pełnią wiele różnorodnych funkcji w przemianach metabolicznych komórek drożdży (6), (7). Jony metali odgrywają ważną rolę w wielu aspektach funkcjonowania komórki. Drożdże wymagają odpowiedniego stężenia kationów do utrzymania struktury i funkcjonalności błon, określonych interakcji międzykomórkowych, np. flokulacji, oraz łagodzenia skutków stresów środowiskowych. Wybrane metale są również niezbędne do ekspresji genów, wzrostu biomasy, wpływają na intensywność pobierania niektórych związków odżywczych, aktywność enzymów oraz regulację osmotyczną. Zalecane stężenie jonów magnezu w brzeczce wynosi 50–150 mg/dm3, a cynku 0,1-1 mg/dm3 (8). OMÓWIENIE WYNIKÓW I MOŻLIWOŚCI ICH WYKORZYSTANIA O1. Poreda A., Bijak M., Zdaniewicz M., Jakubowski M., Makarewicz M., 2015 Effect of wheat malt on the concentration of metal ions in wort and brewhouse byproducts, Journal of the Institute of Brewing, 121(2), 224-230. W browarnictwie stosuje się wiele surowców będących źródłem skrobi, poza tradycyjnie wykorzystywanym słodem jęczmiennym. Stosunkowo drogi słód zastępuje się często innymi, tańszymi źródłami skrobi, bądź też bezpośrednio cukrami fermentującymi. Wymienia się tu głównie jęczmień, grys kukurydziany, sorgo, owies i inne zboża dostępne 7 Aleksander Poreda lokalnie w poszczególnych częściach świata, a także syrop glukozowy, czy sacharozę. Jednym z najbardziej popularnych zbóż używanych w browarnictwie jest również pszenica. Stosowana jest zarówno jako dodatek wzbogacający smak (w nieznacznych ilościach, np. 10-15% wsadu surowcowego), jak i w formie głównego składnika (ponad 55% wsadu), w przypadku piw pszenicznych. Pomimo, że pszenica jest popularna w technologii browarniczej (w przeszłości zdarzało się, że piwo produkowano wyłącznie z pszenicy), stosowana w wielu krajach i szeroko poznana pod względem jej właściwości technologicznych, brakowało opracowań specjalistycznych, opisujących jej wpływ na stężenie jonów metali w brzeczce i przebieg fermentacji. Skład jonowy brzeczki piwnej zależy od zastosowanych surowców i przebiegu procesu. Zawartość makroelementów jest zwykle wystarczająca dla drożdży, ale niektóre z mikroelementów (głównie cynk) są często uzupełniane. W prezentowanych badaniach określałem wpływ zastępowania słodu jęczmiennego słodem z pszenicy, na stężenie jonów magnezu, manganu, żelaza i cynku w brzeczce piwnej. Szczegółowej analizie poddałem surowce, odpady i półprodukt, czyli brzeczkę piwną. Brzeczka kongresowa została wytworzona według procedury EBC; do próby kontrolnej użyto wyłącznie słodu jęczmiennego, a próby właściwe zawierały odpowiednio: 20, 40 i 60% słodu pszenicznego. Próby do analizy ilości jonów metali pobrano nie tylko z surowców, ale także z uzyskanego młóta, oraz brzeczki przedniej (przed gotowaniem), brzeczki wygotowanej i osadów gorących wytrąconych podczas procesu gotowania. Poniżej przedstawiam najważniejsze wyniki i wnioski z przeprowadzonych badań. Słód pszeniczny zawierał podobną ilość jonów magnezu, co słód jęczmienny; średnie z poszczególnych prób nie wykazały istotnych różnic i zawierały się w przedziale 1360-1390 mg/kg. Z kolei mikroelementy w słodzie pszenicznym były obecne w wyższych stężeniach, w tym obecność manganu była prawie trzykrotnie wyższa (odpowiednio 27,6 i 10,9 mg/kg). Stężenie jonów cynku w badanych słodach zawierało się w zakresie 25-28 mg/kg, a żelaza 13,5-16,0 mg/kg. Jeśli chodzi o jony magnezu, ich stężenie w brzeczce kontrolnej (ze słodu jęczmiennego) wynosiło ok. 110 mg/dm3, a zastąpienie słodu jęczmiennego odpowiednikiem pszenicznym, w ilości do 40% nie spowodowało istotnych zmian w zawartości magnezu. Jednak podniesienie udziału słodu pszenicznego do 60% wsadu surowcowego, spowodowało już istotne obniżenie się stężenia Mg2+, do poziomu około 96 mg/dm3. Biorąc pod uwagę fakt, że obydwa wymienione surowce zawierały podobną ilość jonów magnezu, obniżenie jego stężenia w brzeczce, z udziałem 60% słodu pszenicznego, związane jest z innymi właściwościami tego słodu, niż zawartość Mg2+. Zmiana proporcji między słodem jęczmiennym a pszenicznym, spowodowała prawdopodobnie zmiany w złożu filtracyjnym, a tym samym zachwianie równowagi pobierania i uwalniania jonów ze złoża. W celu potwierdzenia tej tezy, analizie poddano próby młóta pobrane po filtracji zacieru. Stężenie magnezu w młócie wzrastało wraz ze wzrostem udziału słodu pszenicznego we wsadzie surowcowym. Podobną zależność stwierdzono po analizie zawartości jonów magnezu w osadzie gorącym (powstającym podczas gotowania brzeczki) – ich stężenie wzrastało proporcjonalnie do ilości użytego 8 Aleksander Poreda słodu pszenicznego (z ok. 2800 mg/kg w próbie kontrolnej, do ok. 3120 mg/kg w próbie zawierającej 60% słodu pszenicznego). Jednocześnie, użycie ziaren pszenicy, które w przeciwieństwie do jęczmienia nie zawierają w swojej strukturze łuski, spowodowało zmniejszenie ilości uzyskiwanego młóta (w próbie zawierającej 60% słodu pszenicznego, ilość młóta było o ok. 20% niższa, niż w próbie kontrolnej). Wypadkową tych zmian, było obniżenie stężenia jonów magnezu w brzeczce. Podsumowanie i możliwości wykorzystania wyników Oprócz konkretnych wyników, opublikowanych w Journal of the Institute of Brewing, wymierną korzyścią przeprowadzonych doświadczeń jest ukazanie złożoności problematyki mikroskładników brzeczki. Okazało się, że stężenie jonów metali w brzeczce nie jest wprost zależne od ich stężenia w surowcach wsadowych, ani od ilości usuwanych odpadów (młóto i osady gorące). „Projektując” procesy warzelni oraz dobierając parametry technologiczne poszczególnych operacji, należy uwzględnić złożoność interakcji, i mieć świadomość, że zarówno budowa morfologiczna użytych surowców, ich skład chemiczny, jak i parametry jakościowe, wpływają wielokierunkowo na ostateczny skład chemiczny brzeczki słodowej. Efektem wykonanych badań, i pozyskanej dzięki nim wiedzy były kolejne projekty, w których zajmowałem się wpływem wody technologicznej stosowanej do produkcji brzeczki, na stopień ekstrakcji jonów metali z surowców. Szczegóły tych prac zostaną opisane w dalszej części niniejszej autoprezentacji. O2. Poreda A., Czarnik A., Zdaniewicz M., Jakubowski M., Antkiewicz P., 2014 Corn grist adjunct – application and influence on the brewing process and beer quality, Journal of the Institute of Brewing, 120, 77–81. Ze względu na uwarunkowania geograficzne, w polskim browarnictwie rosnącą popularnością wśród producentów piwa cieszy się grys kukurydziany. Kukurydza wykazuje szereg cech, które determinują przydatność tego surowca do stosowania w browarach, m.in.: jest łatwo dostępna i stosunkowo tania na lokalnym rynku, nie powoduje znaczących trudności technologicznych, ani zmian jakościowych produktu. Literatura przedmiotu obejmuje sporo publikacji związanych ze stosowaniem kukurydzy jako źródła skrobi w browarnictwie, jednak najczęściej opisywane są wyniki doświadczeń prowadzonych w skali laboratoryjnej (9), (10). Przeprowadzono więc badania w skali przemysłowej, w celu określenia konsekwencji częściowego zastąpienia słodu jęczmiennego grysem kukurydzianym. Tego typu badania wykazują bardzo ważną cechę: biorą pod uwagę mnogość interakcji, występujących w „realnym” środowisku produkcyjnym, a także likwidują ryzyko wyciągania błędnych wniosków związanych z efektem powiększenia skali. Często wnioski z doświadczeń laboratoryjnych nie znajdują zastosowania w produkcji przemysłowej właśnie ze względu na wiele czynników zmiennych, których nie jesteśmy w stanie kontrolować tak dobrze jak w doświadczeniach laboratoryjnych. 9 Aleksander Poreda Doświadczenie polegało na wytworzeniu dwóch partii piwa, zróżnicowanych pod względem ilości grysu kukurydzianego w zasypie, i porównaniu przebiegu procesów oraz jakości uzyskanych produktów w odniesieniu do próby kontrolnej. Do przygotowania prób właściwych zastosowano substytucję słodu jęczmiennego grysem kukurydzianym w ilości 10% (2,25 tony) i 20% (4,50 tony), przy całkowitej masie zasypu wynoszącej 22 tony na warkę; próbę referencyjną wytworzono w całości ze słodu jęczmiennego. Produkcja brzeczki prowadzona była w browarze przemysłowym zaprojektowanym na wybicie brzeczki o objętości 1000 hl. Rozdrobnienie surowców wykonano przy użyciu śrutownika szcześciowalcowego, przy czym grys kukurydziany, przed połączeniem z zacierem słodowym poddano kleikowaniu w celu upłynnienia skrobi. Dokładny przebieg przygotowania brzeczek zawarty jest w opisywanej pracy. W celu oceny wpływu substytucji słodu jęczmiennego grysem kukurydzianym na przebieg procesów, analizowano następujące parametry: zawartość białka w słodzie i grysie, w brzeczce zawartość azotu aminowego (FAN), stężenie dimetylosiarczku (DMS), stopień odfermentowania, obciążenie termiczne (indeks tiobarbiturowy TBI), ekstrakt brzeczki, zawartość alkoholu, zmętnienie i stabilność piany. Po zakończeniu produkcji piwa śledzono również przebieg procesu filtracji, aby zbadać wpływ grysu kukurydzianego na filtrowalność piwa. Zastosowane surowce nie różniły się istotnie pod względem zawartości białka ogółem. Słód jęczmienny i grys kukurydziany zawierały białko w ilości 9,7-10,2%. Pomimo tego, wzrost ilości grysu kukurydzianego powodował istotne obniżenie stężenia wolnego azotu aminowego w brzeczce – z 240 mg/dm3 w próbach kontrolnych, do 233 mg/dm3 w brzeczce z 10%-wym udziałem grysu, i do 223 mg/dm3 w brzeczce z 20%-wym udziałem grysu. Tendencja ta tłumaczona jest przez innych autorów niepełną hydrolizą białek dostarczanych do zacieru z substytutami słodu (11). W wytworzonych brzeczkach poziom FAN zawierał się jednak w przedziale podawanym za optymalny do fermentacji brzeczek stężonych (ok. 15°P), czyli 220-240 mg/dm3. W świetle tych danych można uznać, że zastąpienie słodu jęczmiennego grysem kukurydzianym w ilości do 20% nie wpływa negatywnie na dostępność azotu aminowego. Skład pożywki pod względem zawartości związków azotowych był odpowiedni we wszystkich próbach, o czym świadczyły wyniki analizy przebiegu fermentacji. Spadek ekstraktu w próbach brzeczki podczas fermentacji nie różnił się istotnie między poszczególnymi wariantami doświadczenia. Początkowy ekstrakt brzeczki wynosił 15°P, natomiast po 9-ciu dniach fermentacji ekstrakt pozorny był na poziomie średnio 2,5-3,0°P, zarówno w próbach kontrolnych jak i wytworzonych z użyciem grysu. Jedną z cech fizycznych, która okazała się istotnie zależna od składu wsadu surowcowego była barwa brzeczki. Dodatek grysu w ilości 10% spowodował obniżenie barwy w stosunku do kontroli (z 12,2 do 11,1 jednostek EBC). Dalsze zwiększenie udziału grysu skutkowało uzyskaniem brzeczki o słabszej barwie (10,5 jedn. EBC). Obliczony współczynnik korelacji Pearsona potwierdził silną zależność między udziałem grysu kukurydzianego w zasypie a barwą uzyskanej brzeczki (R=0,95). Na podstawie uzyskanego 10 Aleksander Poreda równania regresji ustalono zależność, że każde 10% grysu powoduje obniżenie barwy brzeczki o 1 jedn. EBC. W celu zaproponowania sposobu na korekcję barwy, zastosowano dodatek karmelowego słodu barwiącego, w ilości 50 kg na jedną warkę. Taka porcja pozwoliła na poprawę barwy brzeczki – wzrost o ok. 2°EBC. Biorąc jednak pod uwagę inne prace z tego zakresu (12) należy pamiętać o rozważnym stosowaniu słodów barwiących, gdyż ich dodatek powoduje wzrost potencjału redukcyjnego brzeczki. Kolejnym bardzo ważnym składnikiem brzeczki i piwa jest dimetylosiarczek (DMS), na który należy zwrócić szczególną uwagę przy modyfikacji wsadu surowcowego. Ten lotny tioeter, o temperaturze wrzenia 38°C, jest w niskich stężeniach (do 20 mg/dm3) rozpuszczalny w wodzie i ma negatywny wpływ na aromat piwa. Z uwagi na bardzo niski próg wyczuwalności sensorycznej (ok. 30 µg/dm3), maksymalny limit jego stężenia w piwie ustala się zazwyczaj na 40-100 µg/dm3. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono, że 10%-wy udział grysu w zasypie powodował obniżenie ilości DMS-u o ok. 25% (ze 110 do 81 µg/dm3). Większy dodatek grysu (20%) skutkował jeszcze niższym stężeniem omawianego związku (75 µg/dm3). Sugeruje się, że taka tendencja związana jest z obniżeniem masy użytego słodu, który jest jednym z głównych źródeł prekursorów DMSu. Dodatkowo, użycie grysu kukurydzianego wymagało zastosowania kociołka zaciernego (upłynnianie skrobi). Ten zabieg oznacza wyższe obciążenie termiczne, a tym samym więcej możliwości tworzenia się DMS i jego odparowania. Aby potwierdzić słuszność tej tezy, zbadano wskaźnik obciążenia cieplnego dla brzeczki wytworzonej z 20%-wym udziałem kukurydzy. Faktycznie, w tych próbach wartość TBI była znacząco wyższa (8587), niż w brzeczkach kontrolnych (64-65). Zastępowanie słodu jęczmiennego substytutami powinno, poza innymi aspektami jakościowymi, zapewnić odpowiednią ilość ekstraktu cukrowego. W celu oszacowania wpływu grysu kukurydzianego na stopień odfermentowania brzeczek, oznaczano maksymalny (ostateczny) stopień odfermentowania, przez prowadzenie fermentacji z użyciem nadmiaru drożdży (7,5 g/100 cm3), przez 24 godziny (zgodnie z metodą EBC). Substytucja słodu jęczmiennego kukurydzą spowodowała obniżenie ekstraktu pozornego mierzonego po zakończeniu fermentacji, a tym samym wzrost stopnia odfermentowania. Najbardziej znacząca różnica, w odniesieniu do próby kontrolnej, została zaobserwowana w brzeczkach z udziałem 10% grysu. W tym przypadku stopień odfermentowania wzrósł z 80,7% do 84,7%. Dalszy wzrost udziału kukurydzy nie powodował już istotnych różnic w stopniu odfermentowania, co potwierdza przypuszczenia, że parametr ten nie zależy wyłącznie od ilości obecnych w niej węglowodanów. Zawartość węglowodanów wzrasta poprzez zastosowanie kukurydzy, ale dostępności innych substancji np. białek, ulega obniżeniu. Podobne, nieliniowe zależności między ilością ekstraktu fermentowalnego a ilością substytutów słodu opisywane były już wcześniej (13), jednak w odniesieniu do skali laboratoryjnej. W literaturze przedmiotu zwraca się uwagę na szereg korzyści związanych z wyższym udziałem składników fermentujących zawartych w ekstrakcie. Na pierwszym miejscu wymienia się oczywiście korzyści ekonomiczne, ale niemniej ważne są 11 Aleksander Poreda względy jakościowe: piwa o mniejszej zawartości substancji niefermentujących wykazują zazwyczaj wyższą stabilność oksydacyjną (12). Konsekwencją zwiększenia puli ekstraktu fermentującego, poprzez zastąpienie części słodu grysem kukurydzianym, a tym samym wyższego odfermentowania, była zmiana stężenia etanolu w piwie po fermentacji. Piwo kontrolne, wytworzone wyłącznie ze słodu jęczmiennego zawierało 6,7% obj. etanolu, natomiast piwa z udziałem grysu w zasypie (niezależnie od ilości) zawierały alkohol etylowy w stężeniu 7,1%. Analiza statystyczna wykazała istotność różnic między wskazanymi średnimi, jednak z punktu widzenia praktycznego, szczególnie w przypadku produkcji metodą brzeczek stężonych, taki wzrost stężenia alkoholu nie stanowi problemów technologicznych. Odpowiednie rozcieńczenie piwa wodą przed rozlewem, pozwala korygować takie odchylenia. Aspektem stosowania grysu kukurydzianego, któremu poświęcono dużo uwagi był ostatni etap produkcji piwa, czyli filtracja. Z uwagi na zmiany składu chemicznego brzeczki, należało sprawdzić czy filtrowalność piwa nie ulega pogorszeniu. Podczas filtracji usuwane są cząstki tworzące zmętnienia oraz komórki drożdży, w celu uzyskania klarownego piwa. Proces ten przeprowadzany jest przy użyciu ziemi okrzemkowej. Podczas filtracji piwo jest pompowane przez złoże filtracyjne, a z upływem czasu wymagane jest coraz większe ciśnienie, w celu utrzymania stałego przepływu cieczy przez filtr. Przebieg filtracji opisuje się często jako wzrost różnicy ciśnień na wlocie i wylocie z filtra, na każde 1000 hl przepompowanego piwa. Podczas analizy przebiegu filtracji zastosowano dwa czynniki zmienne: ilość użytego grysu kukurydzianego (0%, 10% i 20%), oraz wstępną klaryfikację piwa przy użyciu wirówki (usunięcie komórek drożdży). Dla wszystkich analizowanych prób stwierdzono istotny wpływ wstępnego klarowania przed filtracją, na wzrost ciśnienia podczas filtracji. Niezależnie od ilości grysu kukurydzianego, przyrost ciśnienia na filtrze wynosił ok. 0,2 bar/1000 hl, w porównaniu do ok. 1,2-1,3 bar/1000 hl w próbach nie poddanych wirowaniu. Warto też zauważyć, że niezależnie od stosowania wirowania, czy też użycia do produkcji grysu kukurydzianego, zmętnienie wszystkich wytworzonych piw było na poziomie ok. 0,5 jednostek EBC. W przemyśle browarniczym, piwo o tak niskim poziomie zmętnienia określa się jako „lśniące”, i spełnia rygorystyczne w tym względzie wymagania większości międzynarodowych koncernów piwowarskich. Podsumowanie i możliwości wykorzystania wyników Podsumowując przeprowadzone doświadczenia, warto zaznaczyć, że pomimo nieznacznych zmian w składzie chemicznym brzeczki, związanych z użyciem grysu kukurydzianego, przebieg procesów w zimnej części browaru (fermentacja, dojrzewanie, filtracja) był niezakłócony, i przebiegał bez wpływu na jakość produktu finalnego. Jedynie stopień odfermentowania i stężenie etanolu uległy zmianie, jednak wartość tych parametrów wzrosła przez substytucję słodu grysem. Metodami naukowymi udowodniono, że zastąpienie słodu jęczmiennego grysem kukurydzianym w ilości do 20% masy zasypu, ma nieistotny wpływ na wybrane wyróżniki chemiczne i fizyczne brzeczki (DMS, barwa, ekstrakt fermentujący), bez konsekwencji dla jakości piwa. Wartość 12 Aleksander Poreda aplikacyjna przedstawionych doświadczeń jest bardzo duża, gdyż w literaturze przedmiotu stosunkowo rzadko występują publikacje wyników uzyskanych w pełnej skali technicznej. Planowanie, organizacja i realizacja tego typu projektów wymaga dużego zaangażowania czasowego, dobrej koordynacji działań wielu osób, oraz przychylności ze strony kierownictwa zakładów przemysłowych. O3. Poreda A., Sterczyńska M., Jakubowski M., Zdaniewicz M., 2014, Klarowanie brzeczki piwnej przy użyciu karagenu – aspekty technologiczne i jakościowe, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 576, 89-98. Produkcja klarownego piwa wymaga doboru odpowiednich, dobrych jakościowo surowców do pozyskiwania brzeczki piwnej. W przypadku wykorzystania surowców gorszej jakości możliwe jest zastosowanie materiałów pomocniczych, ułatwiających osiągnięcie zamierzonych celów technologicznych. Etapem technologicznym, podczas którego z powodzeniem można zastosować środki wspomagające uzyskanie klarownej brzeczki jest jej gotowanie z chmielem. Stabilizatory dodawane są do brzeczki w celu zwiększenia efektywności usuwania substancji białkowych podczas późniejszych etapów przygotowania brzeczki nastawnej (14). Do wstępnego klarowania brzeczki piwnej wykorzystuje się karagenu (złożony węglowodan pochodzenia roślinnego) (15). Celem pracy było określenie wpływu karagenu, stosowanego w różnych dawkach do wstępnego klarowania brzeczki, na przebieg procesu jej fermentacji i wybrane właściwości fizykochemiczne. Przedstawiono wyniki analizy parametrów jakościowych brzeczek poddanych wstępnej klaryfikacji z zastosowaniem karagenu. Karagen dodawano w postaci wodnej zawiesiny, do wrzącej brzeczki słodowej, w ilości 50, 100 i 200 mg/dm3. Brzeczkę klarowaną oraz brzeczkę wytworzoną bez dodatku karagenu (próbę kontrolną) poddano fermentacji. Oceniano przebieg procesu i jego wydajność. W realizowanych badaniach wykorzystano karagen GPI CARRACLEAR XS (74GPICARRXS/25, Promar, Polska), który dodano w postaci wodnej zawiesiny do gotowanej brzeczki słodowej. Brzeczkę laboratoryjną (kongresową) poddano procesowi gotowania w czasie 30 minut. Na 10 minut przed końcem gotowania dodano 5 cm3 wodnej zawiesiny karagenu. Naważkę preparatu rozpuszczono w zimnej wodzie destylowanej, tak aby dodając 5 cm3 zawiesiny do 195 cm3 wrzącej brzeczki uzyskać odpowiednie stężenie karagenu (50, 100 i 200 mg/dm3). Do próby kontrolnej dodano 5 cm3 wody destylowanej. Po zakończeniu procesu gotowania brzeczek, zawartość kolb uzupełniano wodą do uzyskania brzeczek o stężeniu ekstraktu wynoszącej 10°Plato, które następnie chłodzono. Do przeprowadzenia fermentacji, wykorzystano drożdże suszone Saccharomyces carlsbergensis (szczep: W34/70, Fermentis Division of Lesaffre, Polska). Zawiesinę drożdży dodawano do kolb fermentacyjnych z zachowaniem warunków sterylnych, tak aby początkowe stężenie biomasy w brzeczce wynosiło 1 g/dm3. Sprawdzono, czy dodatek karagenu w ilościach od 50 do 200 mg/dm3, poprawia klarowność brzeczek. Porównano zmętnienie brzeczek, do których dodano 100 i 200 mg/dm3, ze zmętnieniem brzeczki kontrolnej (bez dodatku karagenu) i brzeczki 13 Aleksander Poreda z dodatkiem 50 mg karagenu na litr. Zbadano tym samym zasadność stosowania dawek większych niż 50 mg/dm3. Brzeczki przed gotowaniem charakteryzowały się zmętnieniem na poziomie 75 jedn. EBC. Brzeczka słodowa (bez dodatku karagenu) wykazała po gotowaniu zmętnienie na poziomie ok. 35 jedn. EBC, natomiast w przypadku zastosowania karagenu w najniższej dawce, brzeczka po gotowaniu charakteryzowała się zmętnieniem 10 jedn. EBC. Proces warzenia spowodował więc obniżenie zmętnienia o około 55% (z 75 do 35 jedn. EBC). Dawka karagenu w ilości 50 mg/dm3 spowodowała zmniejszenie poziomu zmętnienia brzeczek do wartości około 10 jedn. EBC, pozwoliła więc na uzyskanie zmętniania ponad 3-krotnie mniejszego, niż w próbie kontrolnej (bez karagenu). Stwierdzono, iż dodatek karagenu w ilości 50 mg/dm3 spowodował maksymalne sklarowanie brzeczki, przy minimalnej ilości wytrąconego osadu. Brzeczka wytworzona z dodatkiem karagenu w ilości 100 i 200 mg/dm3 wykazała zmętnienia niższe niż przed gotowaniem, jednocześnie powstała jednak znaczna ilość osadu, a zmętnienie tych prób było wyższe, niż próby brzeczki kontrolnej po gotowaniu. Powstanie znacznej ilości osadu może skutkować także zwiększonymi stratami brzeczki. Przedstawione wyniki wskazują, że dawkowanie karagenu w stężeniach powyżej 50 mg/dm3 jest bezzasadne, przy produkcji piwa z brzeczki słodowej, niskostężonej (około 10°Plato). Po gotowaniu brzeczek z udziałem karagenu stwierdzono, że ich barwa była istotnie jaśniejsza w porównaniu do barwy próby kontrolnej. Warto nadmienić, że dawka karagenu nie miała istotnego wpływu na barwę piwa (próby 50, 100 i 200 mg/dm3, nie różniły się istotnie pod względem barwy). Rozjaśnienie barwy brzeczki jest relatywnie łatwe do skorygowania, przy użyciu stosowanych powszechnie słodów barwiących. Zgodnie z założeniami pracy uzyskane brzeczki (kontrolną i klarowaną karagenem w ilości 50 mg/dm3) poddano fermentacji w celu określenia wpływu klarowania na fermentację. Na podstawie pomiaru ubytku masy brzeczki w kolbach fermentacyjnych oceniono przebieg procesu fermentacji etanolowej. Dla analizowanych wariantów stwierdzono, iż ubytek masy brzeczek nie różnił się istotnie między poszczególnymi próbami. W obu przypadkach masa prób obniżała się do 168 godziny procesu, osiągając ten sam stopień odfermentowania (ok. 72%). Podsumowanie i możliwości wykorzystania wyników Stwierdzono, że zastosowanie karagenu w stężeniu 50 mg/dm3 do wstępnej klaryfikacji brzeczki niskostężonej, zwiększa jej klarowność, nie wpływając istotnie na przebieg fermentacji i stopień odfermentowania, a stosowanie dawki większej powoduje wzrost zmętnienia brzeczki oraz potencjalnie większe straty brzeczki. Opublikowane wyniki wykazują charakter aplikacyjny, dając piwowarom dopracowaną metodę (sposób dozowania, dawka) wykorzystania karagenu. Proponowane rozwiązanie będzie szczególnie przydatne w browarach, w których z uwagi na zbyt wysokie zmętnienie brzeczki nastawnej występują problemy z fermentacją lub klaryfikacją piwa, 14 Aleksander Poreda O4. Poreda A., Zdaniewicz M., Sterczyńska M., Jakubowski M., Puchalski C., 2015 Effects of wort clarifying by using carrageenan on diatomaceous earth dosage for beer filtration, Czech Journal of Food Sciences, 33(4), doi:10.17221/92/2015-CJFS. W pracy opisanej powyżej (O3) wykazałem przydatność karagenu do klaryfikacji brzeczki, natomiast celem badań prezentowanych w publikacji O4 było oszacowanie wpływu tego zabiegu na przebieg filtracji piwa gotowego. Klarowność piwa jest ważnym czynnikiem wpływającym na preferencje konsumentów, a wystąpienia zmętnienia jest często (mylnie) kojarzone z niską jakością produktu. Z tego względu usuwanie związków tworzących zmętnienia ma duże znaczenie w produkcji browarniczej. Eliminowanie nadmiaru białka i tanin jest znane jako stabilizacja koloidalna piwa. Najbardziej popularnym sposobem uzyskania klarowności piwa jest jego filtracji, która wiąże się z zastosowaniem ziemi okrzemkowej. Dawkowanie ziemi okrzemkowej zależy od jakości surowców, procesu technologicznego, stosowania innych środków stabilizujących, itp. Zazwyczaj ziemię okrzemkową stosuje się w ilości 70-200 g na hektolitr piwa. Pomimo, że jest ona bardzo skuteczna, to z punktu widzenia problemów zdrowotnych i środowiskowych, stosowanie ziemi okrzemkowej jest problematyczne. Pył powoduje raka płuc, a szlam po produkcyjny stanowi duży wkład do odpadów browaru początkowa masa suchej ziemi okrzemkowej wzrasta niemal trzykrotnie. W konsekwencji, aby zmniejszyć wpływ na środowisko warto ograniczyć zużycie ziemi okrzemkowej. Może ona być zrealizowana jedynie wtedy, gdy zostanie zachowana odpowiednia klarowność piwa. Jedną z potencjalnych opcji jest rozpoczęcie stabilizacji piwa na wczesnych etapach produkcji, a mianowicie na warzelni - podczas gotowania brzeczki. Na tym etapie można dodać karagen, w celu usunięcia niektórych związków tworzących zmętnienie, jeszcze zanim brzeczka jest przekazywana do dalszych etapów produkcyjnych. Dotychczas badania dotyczące stosowania karagenu w browarnictwie koncentrowały się głównie na aspektach technologicznych, optymalizacji procesów i jakości brzeczki (16)–(18). Brak było natomiast prac łączących aspekty klarowania brzeczki karagenem, oraz ograniczenia dozowania ziemi okrzemkowej na etapie filtracji piwa. Prezentowane badania wypełniły tę lukę, ukazując możliwość ograniczenia dawkowania ziemi okrzemkowej poprzez zastosowanie karagenu podczas gotowania brzeczki. Produkcję brzeczki prowadzono zgodnie z procedurą kongresową EBC (19). Brzeczkę uzyskaną po filtracji gotowano z dodatkiem lub bez karagenu. Stężenie karagenu w brzeczce wynosiło 50 mg/dm3 (ta dawka została wybrana z badań wstępnych z zastosowaniem 50, 100 i 200 mg/dm3). Karagen dodawano 10 minut przed końcem wrzenia w postaci 5 ml wodnego roztworu zawierającego odpowiednią ilość polisacharydu (do próby odniesienia dodano 5 cm3 czystej wody dodano). Ze względu na odparowywanie wody, ekstrakt uzyskanej brzeczki wynosił 10°Plato. Aby ocenić zapotrzebowanie na ziemię okrzemkową, do pobranych prób piwa (po usunięciu sedymentowanej biomasy drożdży) dodano różne ilości ziemi okrzemkowej i mieszano przez 20 minut (mieszadło magnetyczne ES24, 100 rpm). Stosowane dawki ziemi okrzemkowej to: 5, 20 i 40 g, 15 Aleksander Poreda w przeliczeniu na 1 hektolitr piwa. Następnie piwo przefiltrowano przez filtr papierowy i mierzono jego zmętnienie. Zmętnienie piwa wytworzonego z dodatkiem karagenu było prawie 5-krotnie niższe w porównaniu z próbą odniesienia. Takie znaczne różnice mogą być wyjaśnione przez fakt, że białka tworzące zmętnienia wytrącają się bardziej intensywnie przez zastosowanie karagenu. Reakcja pomiędzy karagenem i polipeptydami bazuje na oddziaływaniach elektrostatycznych, a warunkiem koniecznym do flokulacji i wytrącania konglomeratów jest schłodzenie brzeczki (20). Zmętnienie piwa przed filtracją było kilka razy wyższe w próbie kontrolnej niż w próbie uzyskanej z użyciem karagenu. Filtracja piwa kontrolnego, przy użyciu ziemi okrzemkowej (dawka 40 g/hl piwa), obniżyła zmętnienie piwa o ok. 50% (z 70 do 34 jedn. EBC), zaś piwa wstępnie klarowane karagenem o ok. 90%. Gdy do filtracji piwa użyto 40 g ziemi okrzemkowej w przeliczeniu na 1 hl, zmętnienie piwa wstępnie klarowanego karagenem było niższe od 1 jednostki EBC – takie piwo nazywamy niemal krystalicznym. Przy tej samej dawce ziemi okrzemkowej, piwo kontrolne po filtracji wykazywało zmętnienie na poziomie 34 jedn. EBC. W warunkach handlowych, filtracja z użyciem ziemi okrzemkowej ma na celu osiągnięcie zmętnienia mniejszego niż 1 jedn. EBC (21), przy czym stosowana zazwyczaj dawka to 70-200 g/hl (22). Okazało się, że piwo kontrolne przefiltrowane z użyciem ziemi okrzemkowej w dawce 40 g/hl było bardziej mętne, niż piwo wcześniej klarowane karagenem, filtrowane z użyciem ziemi okrzemkowej w dawce 5 g/hl. Podsumowanie i możliwości wykorzystania wyników Najważniejszym wnioskiem przeprowadzonych badań jest informacja o możliwości ograniczenia dawkowania ziemi okrzemkowej w browarnictwie, dzięki wykorzystaniu wstępnej klaryfikacji brzeczki karagenem. Brak jest wcześniejszych doniesień o powiązaniu technik stosowanych na warzelni do klaryfikacji brzeczki, z poprawą warunków filtracji piwa. Jest to więc pionierska praca, w której zaproponowałem praktyczne rozwiązanie dla branży piwowarskiej, pozwalające ograniczyć zużycie ziemi okrzemkowej. Korzyści płynące ze zmniejszenia zużycia ziemi okrzemkowej są bardzo wymierne: z jednej strony poprawia się ekonomika produkcji (symulację obniżenia kosztów opisałem w opisywanej publikacji), z drugiej, obniża się obciążenie środowiska odpadami poprodukcyjnymi. O5. Poreda A., Walczak A., 2015, Jony magnezu obecne w wodzie technologicznej a stężenie jonów magnezu i cynku w brzeczce słodowej, Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 6, 18-20. Głównym źródłem jonów metali w brzeczce słodowej są słód i woda, natomiast chmiel (z uwagi na niski udział masowy) wnosi jedynie 1-2% jonów obecnych w brzeczce (23). Woda bogata w jony metali (szczególnie Mg i Ca), skutkuje wzrostem ich stężenia w wytwarzanej brzeczce. Wymagania jakościowe dla wody technologicznej, faworyzują jednak wodę miękką, czyli zawierającą jak najmniej związków mineralnych. Np. woda 16 Aleksander Poreda pilzneńska (uważana często za wzorcową do celów browarniczych) zawiera 10 mg/dm3 jonów magnezu, a jej twardość całkowita wynosi 28 mg/dm3 CaCO3. Dla porównania woda monachijska czy wiedeńska zawierają w litrze odpowiednio: 75 i 282 (mg Mg2+) oraz 264 i 689 (mg CaCO3) (24). W prezentowanej pracy podjąłem próbę poznania przyczyn negatywnego wpływu wody twardej na przebieg procesów w browarnictwie. Badałem wpływ ilości jonów magnezu zawartych w wodzie technologicznej (w zakresie od 0 do 150 mg/dm3) na ich stężenie w brzeczce słodowej. Próbowałem w ten sposób określić czy występuje inhibicja uwalniania jonów Mg2+ ze słodu, przez zbyt duże ich stężenie w wodzie. Dodatkowo określono, czy jony danego metalu (w tym przypadku magnezu) mogą hamować uwalnianie również innych jonów (np. cynku). Do produkcji brzeczki użyto słodu jasnego pilzneńskiego (50 g) oraz wody o różnym stężeniu jonów magnezu: 0, 15, 25, 50, 70, 100 i 150 mg/dm3. Zacieranie prowadzano według schematu wytwarzania brzeczki kongresowej (EBC) (19). Zacier po schłodzeniu filtrowano przy użyciu filtra zaopatrzonego w watę, do momentu przesączenia całej objętości. Otrzymaną brzeczkę, oraz młóto poddano analizie na zawartość jonów Mg2+ i Zn2+. Próbki młóta poddawano mineralizacji na mokro, następnie po odpowiednim rozcieńczeniu próbki, wykonywano pomiar absorbancji przy pomocy spektrometru VARIAN 240FS. Doświadczenie przeprowadzono w 4 powtórzeniach. Stwierdzono, że stężenie jonów magnezu w wodzie nie ma wpływu na zawartość ekstraktu w brzeczce. Dla wszystkich prób jego wartość wahała się w zakresie 8,7- 8,9°P. W przypadku zastosowania wody bez dodatku jonów (próba kontrolna), ilość Mg²⁺ w brzeczce wyniosła 104,7 mg/dm³. W kolejnych próbach (15, 25 i 50 mg/dm³ wody), teoretyczne (obliczone) stężenie Mg²⁺ nie różniło się istotnie od wartości stwierdzonych empirycznie. Oznacza to, że jony magnezu dodane do wody, nie zostały utracone podczas zacierania i filtracji, a ich obecność w brzeczce została potwierdzona empirycznie. Natomiast poczynając od stężenia 70 mg/dm³ magnezu w wodzie, nastąpiło częściowe zahamowanie wyługowania tych jonów do brzeczki, przy czym im wyższe stężenie Mg²⁺ w wodzie zastosowano, tym straty tych jonów były większe – w brzeczce wytworzonej z wody o stężeniu Mg2+ wynoszącym 150 mg/dm3, sięgające nawet 15%. Dzięki wykonanym doświadczeniom udowodniono, że nadmierna ilość Mg2+ w wodzie (>100 mg/dm3), powoduje ograniczenie ich ekstrahowania do brzeczki. W młócie z prób zacieranych z wodą o stężeniu od 0 do 70 mg/dm³ stwierdzono nieznaczną tendencję wzrostową jeśli chodzi o zawartość jonów magnezu. W tym zakresie wartość statystyki p wahała się w granicach 0,07-0,20. Natomiast przy wodzie o najwyższych stężeniach magnezu (100 i 150 mg/dm³), różnice w odniesieniu do prób “0” i “15” były bardziej istotne (p<0,05). Wykazany wzrost ilości Mg2+, nastąpił na skutek absorbowania części tych jonów w młócie. Masa młóta uzyskiwana w każdym wariancie doświadczenia była stała (ok. 70 g), stąd należy sądzić, że to właśnie wzrost stężenia jonów w młócie odpowiada za straty wykazane w wynikach analizy brzeczki. Przy stężeniu 15 mg/dm³ Mg2+ w wodzie, stwierdzono obniżenie ilości jonów cynku w brzeczce (z 1,2 mg/dm³ do 1,1 mg/dm³). W kolejnych wariantach doświadczenia, wraz 17 Aleksander Poreda ze wzrostem stężenia jonów magnezu w wodzie, ilość cynku w brzeczce ulegała dalszemu zmniejszeniu. Najniższą wartość (0,6 mg Zn2+/dm³) stwierdzono przy zastosowaniu wody o stężeniu 100 mg Mg²⁺/dm³, tak więc ilość cynku w brzeczce zmalała dwukrotnie w porównaniu do próby kontrolnej). Najwyższą zawartość cynku w brzeczce (1,2 mg/dm³) otrzymano przy zacieraniu z wodą dejonizowaną, natomiast wzrost stężenia magnezu w wodzie powodował zmniejszenie ilości cynku w brzeczce. Ograniczenie stężenia jonów cynku w brzeczce, przez zbyt wysoką ilość jonów magnezu w wodzie technologicznej może mieć negatywny wpływ na przebieg fermentacji. W doświadczeniach prowadzonych przez Bromberga i in. (1997) wykazano, że fermentacja brzeczki zawierającej 86 mg Mg2+/dm3 oraz 0,06 mg Zn2+/dm3 przebiegała dwukrotnie szybciej niż w przypadku brzeczki o takiej samej ilości jonów cynku, ale wyższym stężeniu Mg2+ (135 mg/dm3). Podsumowanie i możliwości wykorzystania wyników W przedstawionej pracy wykazałem, że jony magnezu obecne w wodzie technologicznej stosowanej do wytwarzania brzeczki słodowej, po przekroczeniu pewnego stężenia progowego (ok. 100 mg/dm3), powodują ograniczenie uwalniania tych jonów z surowców do brzeczki. Sumaryczna ilość jonów dostarczonych do zacieru (ze słodem i z wodą), nie przechodzi całkowicie do brzeczki, ale jest częściowo usuwana wraz z młótem. Jony cynku są jeszcze bardziej podatne na inhibicję – magnez obecny w wodzie nawet w niskim stężeniu (15 mg/dm3) obniża ilość jonów Zn2+ w brzeczce, w porównaniu do próby wytworzonej z wody dejonizowanej. Udowodniony został jeden z mechanizmów negatywnego wpływu twardości magnezowej na skład jonowy brzeczki. Praktyczne znaczenie opisanych wyników, to ukazanie potrzeby uzdatniania (zmiękczania) wody zawierającej zbyt wysoką zawartość jonów magnezu, szczególnie w browarach, w których nie stosuje się suplementacji brzeczki jonami metali. O6. Poreda A., Stefaniuk K., Hoc J., Zdaniewicz M., 2014, Poprawa efektywności suplementacji brzeczki jonami cynku, Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 2, 4-8. W publikacji pt. „Poprawa efektywności suplementacji brzeczki piwnej jonami cynku” podjąłem próbę oceny strat jonów cynku podczas procesu klarowania brzeczki piwnej w kadzi wirowej typu „Whirlpool”. Jony cynku są kluczowe dla prawidłowego przebiegu fermentacji brzeczki piwnej, a ich niedobór może nawet doprowadzić do zatrzymania procesu fermentacji, przed uzyskaniem odpowiedniego stopnia odfermentowania. Z tego względu, w browarach przemysłowych, stosuje się korekcję składu jonowego brzeczki, poprzez dodatek soli cynku jeszcze na etapie warzelni. Zazwyczaj suplementację przeprowadza się dodając odpowiednią porcję soli cynku na etapie kadzi wirowej. Jest to ostatni zbiornik warzelni, w którym brzeczka jest jeszcze gorąca (przed transferem do działu fermentacji następuje chłodzenie brzeczki przy użyciu płytowego wymiennika ciepła), a po jej schłodzeniu wszelka ingerencja w skład niesie za sobą duże ryzyko zakażenia mikrobiologicznego. Niestety, na tym etapie powstaje też duża 18 Aleksander Poreda porcja tzw. osadów gorących (wynik połączenia substancji o charakterze białkowym z polifenolami), które wykazują wysokie powinowactwo do jonów metali. W skali przemysłowej (warzelnia o wybiciu brzeczki 1000 hl), zrealizowałem projekt mający na celu sprawdzenie czy: - podczas formowania się osadów gorących następuje strata dodawanych do brzeczki w kadzi wirowej soli jonów cynku; - sposób suplementacji wpływa na ilość jonów cynku, które znajdują się docelowo w brzeczce; oraz czy można zmodyfikować procedurę suplementacji w taki sposób aby zminimalizować straty jonów cynku. Wyniki badań wykazały, że w warunkach przemysłowych, stopień wykorzystania natywnego cynku obecnego w słodzie jest niższy niż 5%, co skutkuje potrzebą wzbogacania brzeczki jonami tego pierwiastka. Aby ocenić efektywność suplementacji brzeczki jonami cynku, porównano ich stężenie w dwóch typach brzeczek: bez dodatku oraz z dodatkiem siarczanu cynku. Oznaczone empirycznie stężenie jonów cynku było niższe, niż teoretycznie obliczona, oczekiwana wartość. Praktyczna wydajność suplementacji cynkiem wyniosła mniej niż 50% (z ponad 160 g Zn2+ dodanych do brzeczki, jedynie 80 g Zn2+ stwierdzono w roztworze po klarowaniu). Po przepompowaniu brzeczki pobrano próbę osadów gorących, w celu analizy zawartości jonów cynku i weryfikacji, czy to silnie kompleksujące właściwości związków białkowo – garbnikowych względem cynku są odpowiedzialne za występowanie opisanych strat ww. jonu. W osadach wytrąconych z brzeczki niesuplementowanej stężenie cynku było na poziomie ok. 40 mg/kg s.s., natomiast osad z brzeczki suplementowanej zawierał znacznie wyższą ilość jonu, 137 mg/kg s.s. Na podstawie przedstawionych wyników udowodniono, że standardowa procedura suplementacji brzeczki cynkiem na etapie wirowania brzeczki jest mało wydajna, ze względu na intensywną absorpcję jonów, w wytrąconych osadach gorących. W Browarze Żywiec, w którym realizowano badania,. Zaproponowałem modyfikację sposobu suplementacji w celu ograniczenia strat cynku. Polegała ona na opóźnieniu dodatku soli Zn2+ do kadzi, tak aby przed dodaniem do brzeczki soli cynku, znaczna część osadów uległa już sedymentacji. Brzeczka niesuplementowana zawierała 0,4 mg Zn2+ na litr, a brzeczka suplementowana w sposób standardowy, ok. 1,2 mg/dm3. Modyfikacja metody suplementacji pozwoliła na uzyskanie stężenia cynku w brzeczce na poziomie 1,8 mg/dm3. Opisany wzrost wydajności suplementacji niesie za sobą potencjalne korzyści. Z jednej strony finansowe, związane z obniżeniem zużycia siarczanu cynku. Ponadto pozwala na produkcję brzeczki o powtarzalnym stężeniu Zn2+ (odchylenie standardowe było mniejsze w przypadku modyfikowanej procedury w porównaniu z brzeczką uzyskaną w sposób standardowy). Zawartość cynku w gorących osadach pochodzących z brzeczki suplementowanej na końcu etapu wirowania (55 mg/kg s.s.), była znacznie niższa niż w osadach z brzeczki suplementowanej standardowo (140 mg/kg s.s.). Podsumowanie i możliwości wykorzystania wyników Najważniejszym wnioskiem wynikającym z przeprowadzonego w skali przemysłowej projektu było stwierdzenie, że poprawę wydajności suplementacji można 19 Aleksander Poreda uzyskać przez opóźnienie dodatku siarczanu cynku do brzeczki. Przeprowadzenie ww. procedury pod koniec opróżniania kadzi wirowej, powoduje, że efektywność suplementacji wynosi niemal 90% - prawie cała ilość dodanych jonów znajduje się w brzeczce nastawnej. Przedstawiony projekt badawczy i uzyskane wyniki stanowią dobry przykład, promowanej współpracy między przemysłem, a światem nauki. Zmodyfikowana metoda suplementacji brzeczki jonami cynku, pozwoli na zmniejszenie zużycia suplementów jonowych o ok. 30%, co w skali roku stanowić będzie zauważalne oszczędności. Dodatkowo stosowanie zmodyfikowanej metody suplementacji, zapewni mniejsze wahania składu jonowego brzeczki. O7. Poreda A., Tuszyński T., Zdaniewicz M., Sroka P., Jakubowski M., 2013 Support materials for yeast immobilization affect the concentration of metal ions in the fermentation medium, Journal of the Institute of Brewing, 119, 164-171. Od lat 80-tych ubiegłego wieku trwają intensywne badania naukowe nad dopracowaniem technologii immobilizacji komórek drożdżowych, w celu zwiększenia wydajności, skrócenia czasu oraz usprawnienia procesu fermentacji i dojrzewania piwa. Oprócz przyspieszenia fermentacji głównej, prowadzone są również próby wykorzystania drożdży immobilizowanych do prowadzenia dojrzewania – proces ciągły, trwający kilka godzin, mógłby zastąpić kilkutygodniowe dojrzewanie piwa. Sprawą, która dotychczas nie była poruszana w literaturze przedmiotu, a mogącą oddziaływać na przebieg procesów z wykorzystaniem drożdży unieruchomionych, jest dostępność jonów metali. Materiały wykorzystywane do immobilizacji komórek, mogą potencjalnie wiązać określone jony metali, bądź je uwalniać. W przedstawionej pracy opisałem wyniki badań ukierunkowanych na ocenę zmian stężenia jonów metali w pożywce, po dodaniu wybranych materiałów, stosowanych do unieruchamiania komórek drożdżowych. Szczególną uwagę poświęciłem hydrożelom jonowym i polielektrolitom. Związki należące do pierwszej grupy mogą wiązać jony znajdujące się w roztworze, jak również uwalniać nadmiar „swoich” jonów, tworzących te żele. Przedmiotem moich badań był w tym przypadku alginian wapnia. Polielektrolity znane są z silnego powinowactwa do jonów dwuwartościowych, a prezentowanych badaniach grupę tę reprezentował poliakrylamid. Alginian wapnia Żel alginianowy składa się z liniowych łańcuchów zneutralizowanego kwasu algininowego, połączonych jonami wapnia, w nierozpuszczalną w wodzie sieć. Podejrzewano, że alginian wapnia umieszczony w roztworze wodnym absorbuje część obecnych jonów metali, niezbędnych do prawidłowego wzrostu komórek drożdżowych. W celu weryfikacji tej tezy żel alginianu wapnia w ilości 1 g/dm3 dodano do wodnego roztworu zawierającego znane stężenie jonów magnezu, cynku, wapnia i manganu. Pomiar stężenia jonów metali dokonywano co 10 minut od dodania do roztworu hydrożelu, a na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że po 120 minutach stężenie jonów obniżyło się o 15-18%. Wyjątek stanowiły jony wapnia, których 20 Aleksander Poreda stężenie wykazywało przeciwny trend. Już po 10 minutach od dodania alginianu do roztworu, stężenie wapnia wzrosło 3-krotnie, a po 120 minutach obserwacji było 5-krotnie większe niż w roztworze wyjściowym. Obserwowane zmiany były konsekwencją wymiany jonowej, wskutek której jony magnezu, cynku i manganu były absorbowane przez matrycę alginianową, natomiast jony wapnia były z niej uwalniane. W celu oszacowania czy zmiana ciśnienia osmotycznego w roztworze wpływa na absorbowanie i uwalnianie jonów metali z alginianu wapnia, dodano porcję ww. hydrożelu do r-ru wodnego zawierającego oprócz wspomnianych minerałów także glukozę w stężeniu 10%. Okazało się, że wzrost ciśnienia osmotycznego spowodował zwiększenie szybkości uwalniania jonów wapnia z hydrożelu. W tym przypadku 5-cio krotny wzrost ich stężenia zaobserwowano już po 40 minutach, a po zakończeniu eksperymentu (120 minut), odnotowano 9-cio krotne zwiększenie stężenia jonów wapnia. Pozostałe jony były absorbowane przez alginian wapnia (po 90-ciu minutach ich stężenie obniżyło się o 1020%). Stężenie glukozy w roztworze było znacznie wyższe niż wewnątrz matrycy hydrożelu. Powodowało to migrację wody z wnętrza hydrożelu do środowiska, i związane z tym skurczenie kulek alginianowych. W konsekwencji łańcuchy alginianu zbliżyły się do siebie, a równowaga wymiany jonowej przesunęła się w kierunku uwalniania jonów wapnia. Kolejnym etapem badań było przeprowadzenie prób fermentacyjnych, w celu oszacowania czy uwalniane w dużych ilościach jony wapnia będą wpływały na przebieg fermentacji. Przygotowano kilka wariantów doświadczenia: 1) brzeczka fermentacyjna, wzbogacona w jony wapnia do stężenia 350 mg/dm3 (takie stężenie uzyskuje się poprzez dodanie do pożywki kuleczek alginianu wapnia), zaszczepiona czystą kulturą wolnych komórek drożdży; 2) brzeczka niewzbogacana, zaszczepiona drożdżami unieruchomionymi na alginianie wapnia; 3) brzeczka niewzbogacana, szczepiona drożdżami wolnymi (próba referencyjna). Przebieg fermentacji oceniano na podstawie dobowych ubytków mas, związanych z wydzielanym przez komórki drożdży dwutlenkiem węgla. Próba z użyciem drożdży immobilizowanych fermentowała nieco wolniej niż próba referencyjna. Podobne zjawisko zaobserwowano w próbie z drożdżami wolnymi, fermentującymi brzeczkę o podwyższonym stężeniu jonów wapnia. Można więc wnioskować, że wydłużony czas zafermentowania, nie jest wyłącznie skutkiem ograniczenia transferu masy związanego z użyciem hydrożelu, ale także bardzo wysokiego (w stosunku do standardowego dla brzeczek słodowych) stężenia jonów wapnia. Po zakończeniu pierwszej fermentacji drożdże zostały przeszczepione do świeżej porcji brzeczki referencyjnej (bez dodatku jonów wapnia), w celu przeprowadzenia kolejnego procesu. Tym razem, komórki unieruchomione w kulkach alginianu wapnia wykazały wyższą aktywności fermentacyjną. Proces prowadzony z ich udziałem zakończył się wcześniej (po 5-ciu dniach, niż w przypadku komórek wolnych (po 6-ciu dniach). W poszczególnych dniach fermentacji drożdże unieruchomione wytwarzały o ok. 10-20% dwutlenku węgla więcej niż drożdże wolne. Dzięki wydzielanym pęcherzykom tego gazu w kulkach hydrożelu powstały mikropęknięcia, które zaobserwowano przy pomocy 21 Aleksander Poreda mikroskopu skaningowego. Poprawiły one warunki dyfuzji, a tym samym wymiany masy między wnętrzem a środowiskiem zewnętrznym. Poliakrylan potasu (PAC) Poliakrylan potasu jest polimerem produkowanym na skalę przemysłową (a więc stosunkowo tanim, i łatwo dostępnym), znajdującym zastosowanie do unieruchamiania komórek drożdżowych. Przed przeprowadzeniem prób fermentacyjnych, zbadałem w modelowym roztworze zdolności PAC do pobierania lub uwalniania jonów metali. W tym celu PAC został dodany do wody (o znanym stężeniu wybranych kationów), oraz do 10%go roztworu wodnego glukozy, w ilości 1 g/dm3. Próby wody do analizy jonów metali pobierano co 10 minut w celu oszacowania zmian spowodowanych dodatkiem poliakrylanu. Przeprowadzone analizy ujawniły, że niezależnie od zawartości glukozy w wodzie (0% i 10%), jony metali były absorbowane przez utworzony hydrożel, w tempie około 5% na każde 10 minut. W pierwszej godzinie procesu hydrożel umieszczony w wodzie bez dodatku glukozy, absorbował jony szybciej, niż umieszczony w próbie z glukozą. W dalszym etapie (kolejna godzina), próby z glukozą wykazały dalszy spadek stężenia omawianych jonów w roztworze. Po osiągnięciu stanu równowagi, w badanych próbach stężenie jonów obniżyło się odpowiednio o: 40% (Mg2+ i Ca2+) oraz 50% (Zn2+ i Mn2+). Sugeruje się, że obniżony stopień absorpcji jonów metali w przypadku stosowania wody bez glukozy, może być związany z mniej skutecznym wiązaniem wody. Pochłanianie wody następowało szybciej w próbie bez glukozy (maksymalny stopień uwodnienia osiągnięty został po 60 minutach), w porównaniu do próby z roztworem glukozy (ok. 120 minut). W kolejnym etapie opisywanych badań sprawdzałem, czy obniżone stężenie jonów metali w pożywce, spowodowane dodaniem poliakrylanu potasu, wpływa na szybkość fermentacji, oraz czy istnieje konieczność wzbogacania pożywki kluczowymi dla procesu minerałami (Mg, Zn, Ca i Mn). Na podstawie analizy przebiegu fermentacji wnioskowałem, że absorpcja jonów metali przez żel poliakrylanowy nie wpływa negatywnie na ich dostępność, a w konsekwencji na przebieg fermentacji. Po zakończeniu pierwszej fermentacji drożdże zostały zebrane i zaszczepione do porcji świeżej brzeczki, w celu przeprowadzenia kolejnego procesu. W próbie z drożdżami immobilizowanymi stwierdzono wyraźnie krótszą fazę spoczynkową, w porównaniu do próby fermentowanej z udziałem komórek wolnych, jednak stopień odfermentowania był taki sam we wszystkich wariantach doświadczenia. Proces fermentacji w próbach o skorygowanym składzie jonowym, przebiegał wolniej, szczególnie w początkowej fazie. Wysokie stężenie kationów dwuwartościowych mogło powodować inhibicję procesu, w wyniku poprawy warunków wiązania łańcuchów hydrożelu, a tym samym zmniejszonej zdolności do absorpcji wody. W konsekwencji obniżona mogła zostać również zdolność do absorpcji komórek drożdżowych na powierzchni hydrożelu. Do czasu przeprowadzenia opisywanych doświadczeń nie były opisywane próby stosowania żelu poliakrylanowego do unieruchamiania drożdży w skali przemysłowej. Opisywane próby są pod tym względem innowacyjną propozycją dla przemysłu 22 Aleksander Poreda piwowarskiego. Istnieją doniesienia o pozytywnym wpływie dodatku poliakrylanu na przebieg fermentacji stężonych brzeczek miodowych – skutkował on przyspieszeniem procesu, a także osiągnięciem wyższego stopnia odfermentowania (25). Stosowane w doświadczeniach materiały do immobilizacji drożdży (alginian wapnia i poliakrylan potasu) wpływały istotnie na stężenie jonów metali kluczowych dla wzrostu i metabolizmu drożdży. Alginian wapnia obniżał ilość jonów magnezu, cynku i manganu w brzeczce, o ok. 10-25%, a wielokrotnie podnosił stężenie jonów wapnia. Natomiast poliakrylan potasu, podczas pęcznienia, absorbował wszystkie z wymienionych jonów, zmniejszając ich stężenie o ok. 50%. Podsumowanie i możliwości wykorzystania wyników W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że środowisko żelu stosowanego do immobilizacji drożdży, nie ogranicza dostępności związków odżywczych w sposób na tyle znacząco, aby wpływało to na przebieg fermentacji. Prawdopodobnie, poprzez mechanizmy transportu aktywnego, komórki drożdżowe lokalnie obniżają stężenie jonów w pożywce, co powoduje desorpcję jonów związanych w hydrożelu. Bazując na wynikach uzyskanych w przedstawionych badaniach, stwierdzono, że nie ma potrzeby rekompensacji (suplementacji pożywki jonami metali) ubytków jonów metali związanych z absorpcją na hydrożelu. Przeciwnie, dodatek jonów może powodować większe usieciowanie polielektrolitów, a w konsekwencji, obniżenie tempa fermentacji. 23 Aleksander Poreda WNIOSKI Wyniki opisanych badań wniosły istotny wkład w poszerzenie wiedzy dotyczącej technologii browarniczej, ze szczególnym uwzględnieniem omawianych modyfikacji, a tym samym w rozwój dyscypliny naukowej technologii żywności. Na podstawie uzyskanych wyników wyciągnąłem następujące wnioski: 1. Wzrost udziału słodu pszenicznego w zasypie (od 0 do 60%) powoduje obniżenie ilości jonów magnezu w brzeczce, z uwagi na większe straty tego jonu podczas filtracji zacieru (absorpcja w młócie). 2. Stężenie jonów manganu i żelaza w osadach gorących powstałych po gotowaniu brzeczki, wzrasta wraz ze wzrostem udziału słodu pszenicznego w zasypie, co powoduje zmniejszenie ich stężenia w brzeczce nastawnej. 3. Zastosowanie grysu kukurydzianego w produkcji browarniczej (w ilości do 20% masy zasypu), powoduje zmiany w wartościach parametrów jakościowych brzeczki: wzrost zawartości ekstraktu fermentującego, obniżenie barwy brzeczki i stężenia DMS. Jednak w produkcie finalnym występują wyłącznie niewielkie różnice w zawartości etanolu i stopniu odfermentowania. 4. Substytucja słodu grysem kukurydzianym może w warunkach przemysłowych powodować szybszy wzrost ciśnienia na filtrze (podczas filtracji piwa gotowego). Zastosowanie wirówki do wstępnej klaryfikacji piwa przed filtracją pozwala na uniknięcie ww. utrudnień filtracji. 5. Zastosowanie karagenu w stężeniu 50 mg/dm3 do wstępnej klaryfikacji brzeczki niskostężonej, zwiększa jej klarowność, nie wpływając istotnie na przebieg fermentacji i stopień odfermentowania. Stosowanie większej niż 50 mg/dm3 dawki karagenu powoduje wzrost zmętnienia oraz większe straty brzeczki. 6. Dzięki wstępnemu klarowaniu brzeczki z użyciem karagenu, istnieje możliwość zmniejszenia zużycia ziemi okrzemkowej podczas filtracji piwa, co stanowi korzyść zarówno ekonomiczną, jak i środowiskową (zmniejszenie obciążenia środowiska przez obniżenie ilości wytwarzanych odpadów). 7. Jony magnezu, obecne w wodzie technologicznej nawet w stosunkowo niskim stężeniu (15 mg/dm3) ograniczają ługowanie jonów cynku do brzeczki, a po przekroczeniu stężenia 100 mg/dm3 powodują także straty jonów magnezu. 8. Stosując odpowiednią procedurę suplementacji jonów cynku, czyli pod koniec opróżniania kadzi wirowej „whirlpool”, można zwiększyć efektywność tej operacji o 50%, przez ograniczenie strat Zn2+ absorbowanych w gorących osadach. Oprócz korzyści wynikających z obniżenia zużycia suplementów jonowych, uzyskuje się także efekt lepszej powtarzalności składu jonowego brzeczki. 9. Złoża stosowane do unieruchamiania komórek drożdżowych mogą w znaczącym stopniu modyfikować skład jonowy brzeczki. Hydrożele wytworzone z alginianu wapnia, powodują wielokrotny wzrost stężenia tego jonu, przy jednoczesnym obniżaniu ilości innych jonów dwuwartościowych. Natomiast użycie poliakrylanu potasu skutkuje spadkiem stężenia wszystkich badanych jonów o ok. 50%, już po 24 Aleksander Poreda 2 godzinach od dodatku hydrożelu do pożywki. Nie wykazano jednak potrzeby rekompensacji tych strat, ponieważ wzbogacenie brzeczki w jony zmienia warunki tworzenia hydrożelu i jego właściwości, co powoduje zakłócenia w przebiegu fermentacji. 25 Aleksander Poreda S PI S L I TE R A T UR Y 1. Faltermaier, A., Waters, D., Becker, T., Arendt, E., and Gastl, M. (2014) Common wheat ( Triticum aestivum L.) and its use as a brewing cereal - a review, J. Inst. Brew., 120(1), 1–15. 2. Dhellot, J., and Kobawila, S. C. (2013) Physico-Chemical Characterization of Brew during the Brewing Corn Malt in the Production of Maize Beer in Congo, Adv. J. Food Sci. Technol., 5(6), 671–677. 3. NIIR Board of Consultants & Engineers (2006) Wheat, Rice, Corn, Oat, Barley and Sorghum Processing Handbook (Cereal Food Technology). Asia Pacific Business Press Inc. 4. De Francesco, G., Turchetti, B., Sileoni, V., Marconi, O., and Perretti, G. (2015) Screening of new strains of Saccharomycodes ludwigii and Zygosaccharomyces rouxii to produce low-alcohol beer, J. Inst. Brew., 121(March 2014), 113–121. 5. Pires, E. J., Teixeira, J. a., Brányik, T., Brandão, T., and Vicente, A. a. (2015) Continuous beer fermentation - diacetyl as a villain, J. Inst. Brew., 121(February 2014), 55–61. 6. Szigeti, R., Miseta, A., and Kellermayer, R. (2005) Calcium and magnesium competitively influence the growth of a PMR1 deficient Saccharomyces cerevisiae strain., FEMS Microbiol. Lett., 251(2), 333–9. 7. Stehlik-Tomas, V., Zetic, V., and Stanzer, D. (2004) Zinc, copper and manganese enrichment in yeast Saccharomyces cerevisae, Food Technol. Biotechnol., 42(2), 115– 120. 8. Bromberg, S. K., Bower, P. A., Fehring, J., Gerber, L., Lau, V. L., and Tata, M. (1997) Requirements for Zinc, Manganese, Calcium in wort, J. Am. Soc. Brew. Chem., 55(3), 123–128. 9. Jurek, K., Błażewicz, J., and Petrów, A. (2004) Properties of beer types produced with milled corn products added and using a simplified technology, Food. Sci. Technol. Qual., 3(40), 109–118. 10. Pei, S. C., Sciences, L., College, F., August, T. H. L. J., Zhang, Y. Y., Cai, L., Hlj, T., and First, A. (2010) Detection of Aflatoxin B1 in Corn , Rice , and Barley by ELISA , Using a Heavy-Chain IgG 2b Isotype Monoclonal Antibody 1, J. Am. Soc. Brew. Chem., 68(1), 10–14. 11. Jurek, K., and Petrów, A. (2003) Wpływ substytucji słodu przetworami kukurydzianymi na zawartość azotu alfa-aminowego w brzeczkach laboratoryjnych., Food. Sci. Technol. Qual., 2(35), 49–60. 12. Kunz, T., Seewald, T., Brandt, N., and Methner, F. (2013) Reducing Properties of Fermentable and Nonfermentable Carbohydrates in Beverages and Brewing Process, J. Am. Soc. Brew. Chem., 71(3), 124–130. 26 Aleksander Poreda 13. Agu, R. C. (2002) A Comparison of Maize, Sorghum and Barley as Brewing Adjuncts, J. Inst. Brew., 108(1), 19–22. 14. Rehmanji, M., Gopal, C., and Mola, A. (2005) Beer stabilization technology-clearly a matter of choice, Tech. Q. Master Brew. Assoc. Am., 42(4), 332–338. 15. Rehmanji, M., Gopal, C., and Mola, A. (2002) A Novel Stabilization of Beer with Polyclar® BrewbriteTM, Tech. Q. Master Brew. Assoc. Am., 39(1), 24–28. 16. Dale, C., Tran, H., and Lyddiatt, A. (1996) Carrageenan mediated clarification of dialysed wort systems, J. Inst. Brew., 102, 343–348. 17. Dale, C., Tran, H., Lyddiatt, A., and Leather, R. V. (1996) Studies on the mechanism of action of copper fining agents (κ carrageenan), J. Inst. Brew., 102, 285–289. 18. Leather, R. V., Ward, I. L., and Dale, C. (1995) The effect of wort pH on copper finings performance, J. Inst. Brew., 101, 187–190. 19. (2004) EBC-Analytica. Nürnberg: Verlag Hans Carl Getränke-Fachverlag. 20. Dale, C., Morris, L., Lyddiatt, A., and Leather, R. V. (1995) Studies on the molecular basis of wort clarification by copper fining agents (kappa carrageenan), J. Inst. Brew., 101, 285–288. 21. Martinovic, S., Vlahovic, M., Boljanac, T., and Pavlovic, L. (2006) Preparation of filter aids based on diatomites, Int. J. Miner. Process., 80(2), 255–260. 22. Debourg, A. (1997) Improvements in Organoleptical and Physico Chemical Stabilities of Beer, in School of Fermentation Technology, 5–29. 23. Poreda, A., Bijak, M., Zdaniewicz, M., Jakubowski, M., and Makarewicz, M. (2015) Effect of wheat malt on the concentration of metal ions in wort and brewhouse byproducts, J. Inst. Brew., 121(2), 224–230. 24. Bamforth, C. W. (2006) Brewing: new technologies. Cambridge, England: Woodhead Publishing Limited and CRC Press. 25. Sroka, P. (2004) Charakterystyka fermentacji oraz zmiany zawartości niektórych kwasów karboksylowych w brzeczkach miodowych. 27 Aleksander Poreda 4. POZOSTAŁE OSIĄGNIĘCIA NAUKOWE T E M A TY K A PR O W AD Z O N Y C H BA D AŃ W swojej działalności naukowej prowadzę prace badawcze związane z szeroko pojętą technologią słodowniczą i browarniczą. Od roku 2006 na stanowisku asystenta, a następnie (od roku 2008) na stanowisku adiunkta, zrealizowałem wiele różnorodnych projektów badawczych, często we współpracy, lub na zlecenie zakładów przemysłowych. Mój dotychczasowy dorobek naukowy można podzielić merytorycznie na kilka grup tematycznych: 1. jony metali, a jakość drożdży i przebieg fermentacji, 2. intensyfikacja procesu fermentacji brzeczki piwnej, 3. surowce browarnicze i procesy warzelni, 4. klarowanie brzeczki i piwa 5. jakość mikrobiologiczna napojów. 1) JONY METALI A JAKOŚĆ DROŻDŻY I PRZEBIEG FERMENTACJI Wiodącą tematyką w moim rozwoju naukowym jest rola jonów metali w browarnictwie. Stały dostęp do wysokiej klasy sprzętu analitycznego oraz samodzielność w obsłudze spektrometru absorpcji atomowej, dają mi szerokie możliwości badawcze i analityczne. Dzięki specjalistycznemu przeszkoleniu oraz wieloletniemu doświadczeniu w eksploatacji spektrometru VARIAN 240 (z atomizacją w płomieniu oraz kuwecie grafitowej), dokonuję pomiarów zawartości jonów metali w surowcach, półproduktach, produktach i odpadach poprodukcyjnych technologii browarniczej, zarówno jeśli chodzi o pierwiastki występujące w stężeniach mierzonych w miligramach (atomizacja płomieniowa), jak i w mikrogramach na litr (atomizacja elektrotermiczna). Dzięki ponad 10 letniemu doświadczeniu w badaniach związanych z jonami metali, oraz dorobkowi naukowemu w tym zakresie, przedstawiciele zakładów przemysłowych chętnie podejmują ze mną współpracę przy realizacji prac badawczo-rozwojowch. Koncentrują się one głównie na zapewnieniu optymalnego składu brzeczki piwnej, która stanowi pożywkę dla drożdży piwowarskich. Stężenie jonów metali w brzeczce zależy od użytych surowców, parametrów technologicznych procesów warzelni, oraz od jakości wody. W tym zakresie wykonałem kilka projektów badawczych, a wyniki części z nich opublikowałem w pracach będących składowymi działa naukowego (O1, O2, O5, O6, O7). W moim dorobku naukowym znajduje się ponadto kilka innych prac, dotyczących omawianej tematyki, których wyniki poniżej krótko scharakteryzuję. 28 Aleksander Poreda Jony metali odgrywają kluczową rolę w zabezpieczaniu komórek drożdżowych przed skutkami niesprzyjających warunków środowiska. Wyniki badań dotyczących mechanizmów tego zjawiska opublikowałem w kilku pozycjach literaturowych 1 2 3 4. W technologii browarniczej drożdże podawane są działaniu wielu czynników stresowych, natury fizycznej, chemicznej lub biologicznej. W sytuacji zbyt wysokiego poziomu wskazanych czynników, bądź kumulacji skutków ich działania, może następować obniżenie żywotności drożdży, a w konsekwencji pogorszenie przebiegu fermentacji i obniżenie jakości piwa. Reakcją komórek drożdżowych na czynniki stresowe jest modyfikacja frakcji lipidów błony komórkowej, synteza białek szoku termicznego, glikogenu czy trehalozy. Niektóre jony metali, np. magnez i mangan wykazują właściwości ochronne w odniesieniu do wybranych czynników stresowych. Badania dotyczące trehalozy dotyczą zazwyczaj drożdży piekarniczych. W literaturze przedmiotu niewiele jest natomiast pozycji odnoszących kwestię trehalozy do drożdży piwowarskich. Podjąłem więc próbę określenia wpływu wybranych stresów działających na komórki drożdżowe na przebieg fermentacji. Starałem się jednocześnie weryfikować ochronne działanie jonów magnezu w stosunku do toksycznego działania jonów cynku i podwyższonego ciśnienia osmotycznego. Reakcję stresową drożdży badałem na podstawie stężenia trehalozy. Zastosowano trzy różne czynniki stresowe: podwyższone stężenie jonów cynku (stres chemiczny), wysokie stężenie glukozy (stres osmotyczny), oraz wielokrotne wykorzystanie gęstwy drożdżowej (stres technologiczny). W doświadczeniu analizowałem wzrost biomasy, szybkość fermentacji, wewnątrzkomórkowe stężenie trehalozy, oraz stężenie jonów metali w drożdżach. Drożdże piwowarskie generalnie nie zawierają dużych ilości trehalozy, w przeciwieństwie do drożdży piekarniczych, w których stężenie tego disacharydu wynosi ponad 15% w suchej masie. Jest to spowodowane warunkami wzrostu: brakiem dostępu do tlenu, niskim stężeniem glukozy, umiarkowaną temperaturą podczas fermentacji. Omawiany disacharyd, charakterystyczny dla drożdży wzrastających w niesprzyjających warunkach, obecny jest w biomasie drożdży piwowarskich w ilościach mniejszych niż w drożdżach piekarniczych (maksymalnie 3% s.s.). Stwierdziłem, że przyrost biomasy komórek drożdżowych obniżał się, wraz ze wzrostem stężenia jonów cynku użytych w stężeniu 80, 250 i 500 mg/dm3. Jony cynku, pomimo że kluczowe dla przebiegu fermentacji, w zbyt wysokim stężeniu działają stresogennie na drożdże browarnicze. Przy każdym z wymienionych stężeń cynku, zastosowano różne poziomy jonów magnezu (50, 150 i 300 mg/dm3), w celu oceny ich Poreda A., Tuszyński T.: Trehalose as stress indicator in brewer’s yeast and factors influencing its content, FoodMicro 2006 the 20th International ICFMH Symposium Bologna, Italy, 29.08-02.09.2006. 2 Poreda A., Tuszyński T.: Influence of magnesium and zinc ions on trehalose synthesis and fermentation activity in brewing yeast Saccharomyces carlsbergensis, Referat wygłoszony podczas XI International Scientific Conference “Metal ions and other abiotic factors in the environment”, Kraków, 2006. 3 Poreda A., Tuszyński T., 2007, Influence of magnesium and zinc ions on trehalose synthesis and fermentation activity in brewing yeast Saccharomyces carlsbergensis, Ecological Chemistry and Engineering, , 14(2), 197-207. 4 Tuszyński T., Poreda A., Trzetrzelewska-Lalik E., Duda-Chodak A.: Changes of trehalose concentration in yeast during brewers' wort fermentation, STU, Bratislava, Laboralim 2009. Recent Progress in analytical methods of food, 330-333, 2009. 1 29 Aleksander Poreda zdolności do łagodzenia skutków stresu chemicznego związanego z podwyższoną ilością Zn2+. Ilość biomasy wzrastała, wraz ze wzrostem stężenia Mg2+, a tendencja ta występowała przy każdym poziomie jonów Zn2+. Stresujące oddziaływanie jonów cynku było większe, w przypadku pożywki o niższym stężeniu ekstraktu. W pożywce o ekstrakcie 9°Plato ilość uzyskanej biomasy była niższa o 40% przy najwyższym stężeniu jonów cynku (w porównaniu do pożywki o najniższej zawartości Zn2+), natomiast w pożywkach bardziej stężonych (15 i 20°Plato), było to odpowiednie o 35% i 20% mniej. Stwierdziłem, że drożdże piwowarskie syntezują znacznie więcej trehalozy podczas fermentacji pożywki syntetycznej (ok. 2,6% s.m.) niż brzeczki słodowej (ok. 0,8% s.m.). Pożywka syntetyczna jest znacznie uboższa, szczególnie w aspekcie składu mineralnego, więc warunki panujące w tego rodzaju medium można traktować jako specyficzna forma stresu. Tak jak w przypadku innych typów stresu, skutkiem w tym przypadku była wzmożona synteza i akumulacja trehalozy. Zawartość trehalozy w drożdżach wzrastała proporcjonalnie do ekstraktu zastosowanej brzeczki, i wynosiła odpowiednio 0,2; 0,5 i 0,8% s.m. dla brzeczek 9, 15 i 20°Plato. Wielokrotne wykorzystanie gęstwy drożdżowej także skutkowało wzrostem zawartości trehalozy w komórkach drożdżowych, przy czym efekt ten był łagodzony przez podnoszenie ekstraktu brzeczki. Jony metali nie wykazały istotnego wpływu na ilość trehalozy akumulowanej w drożdżach podczas fermentacji brzeczki słodowej. Prawdopodobnie brzeczki słodowe, charakteryzujące się kompleksowym składem chemicznym, zawierały odpowiednią ilość związków wiążących jony, dzięki czemu złagodzony został stres związany z wysokim stężeniem jonów cynku. Wykazano natomiast istotny wpływ jonów metali na stężenie trehalozy w drożdżach w przypadku stosowania pożywki syntetycznej. Kolejny temat badawczy dotyczył interakcji jakie zachodzą między poszczególnymi jonami metali ważnymi dla wzrostu drożdży browarniczych. Wyniki dotyczące opisywanych zjawisk były publikowane zarówno w recenzowanych pracach naukowych, jak i referowane podczas konferencji międzynarodowych5 6 7 8 9. Badając interakcje między poszczególnymi jonami podczas fermentacji stwierdziłem, że wzrost stężenia jonów magnezu czy cynku w brzeczce, powoduje większą Poreda A., Antkiewicz P., Tuszyński T., Makarewicz M., 2009, Accumulation and Release of Metal Ions by Brewer’s Yeast During Successive Fermentations, Journal of the Institute of Brewing, 115, 78-83. 6 Poreda A., Antkiewicz P.: The rate of uptake and release of Ca, Mg and Zn ions by serially repitched yeast slurry during industrial fermentation process. Referat wygłoszony podczas 32nd European Brewery Convention, Hamburg, 10-14 maja 2009. 7 Poreda A., Tuszyński T.: Metal ions interactions during brewer`s wort fermentations, Referat wygłoszony podczas Central European Congress of Life Sciences EURO BIOTECH 2010, 20-22 września 2010. 8 Poreda A., Tuszyński T.: Interactions between Mg2+, Zn2+ and Ca2+ and their accumulation in brewers yeast during wort fermentation, FoodMicro 2006 the 20th International ICFMH Symposium Bologna, Italy, 29.0802.09.2006. 9 Poreda A., Tuszyński T., 2010, Interactions between metal ions and their effect on brewer’s wort fermentation performance. Acta Biochimica Polonica, 57, suppl. 3(28). 5 30 Aleksander Poreda bioakumulację tych jonów w biomasie drożdży. Podobne zjawisko ma miejsce w przypadku wapnia, jednak przebieg zmian jego stężenia w biomasie drożdżowej zależny jest dodatkowo od funkcji pełnionej przez ten jon, w procesie flokulacji. W tej fazie procesu, kiedy komórki drożdży łączą się w większe konglomeraty za pomocą mostków lektynowowapniowych, kilkukrotnie wzrasta ilość jonów wapnia wiązanych przez biomasę, co powoduje obniżenie ich stężenia w odfermentowanej brzeczce. Stwierdziłem, że wzrost początkowego stężenia danego jonu w pożywce, skutkował większą jego akumulacją w komórkach drożdżowych podczas procesu fermentacji. Dodatkowo zaobserwowałem specyficzną interakcję między stosowanymi jonami: każdy z nich, ograniczał pobieranie drugiego. Warto jednak nadmienić, że magnez wykazywał większą zdolność do ograniczania pobierania jonów cynku, niż cynk magnezu. Podniesienie stężenia Mg2+ w pożywce z 50 do 300 mg/dm3, powodowało ponad 5-cio krotne obniżenie ilości pobranych przez drożdże jonów cynku (z ok. 17 do ok. 3 mg/g s.m. drożdży). Natomiast podnosząc stężenie Zn2+ w pożywce z 80 do 500 mg/dm3, ilość pobranych przez drożdże jonów magnezu została obniżona z 3,2 do 2,3 mg/dm3. Zastosowanie jonów magnezu do utrzymania stosunkowo niskiego wewnątrzkomórkowego stężenia jonów cynku, pomogło zachować aktywność drożdży, ich zdolność do namnażania i utrzymania biochemicznych funkcji niezbędnych do prowadzenia beztlenowej utylizacji cukrów. Jednym ze sposobów łagodzenia ujemnych skutków toksycznego działania metali, jest więc stosowanie suplementacji pożywki jonami magnezu. Stwierdzono, że przez zastosowanie najwyższego stężenia Mg2+ (300 mg/dm3), w pożywce o stężeniu ekstraktu 20°P, ilość zgromadzonej w komórkach drożdżowych trehalozy była niższa o 25%, w stosunku do wartości stwierdzonych w próbie kontrolnej (zawierającej 50 mg/dm3 jonów magnezu). W pożywce o niższym stężeniu ekstraktu (15°P), podobne zmniejszenie ilości trehalozy uzyskałem przy zastosowaniu niższej dawki jonów magnezu (150 mg/dm3). W tej pożywce, jony magnezu obecne w stężeniu najwyższym (300 mg/dm3), powodowały efekt odwrotny – wzrost stężenia trehalozy. W ten sposób udowodniłem, że zapotrzebowanie drożdży na jony magnezu, zależy od stężenia ekstraktu fermentowanej pożywki. Wpływ wielokrotnego wykorzystania drożdży i czasu trwania fermentacji, na ilość zgromadzonej trehalozy był bardziej znaczący w pożywkach o niskiej zawartości ekstraktu. W przypadku pożywki o stężeniu ekstraktu 20°Plato , drożdże po zakończeniu trzeciego cyklu fermentacyjnego (po 3-ciej szarży), zawierały o 20% trehalozy więcej, niż drożdże po pierwszej szarży. Natomiast przy stosowaniu pożywki o niższym ekstrakcie (15°Plato), w drożdżach szarży trzeciej zawartość trehalozy była o 50% wyższa, niż w drożdżach używanych jednokrotnie. 31 Aleksander Poreda Część moich wyników z badań dotyczących jonów metali a także zmian ich stężenia w biomasie drożdżowej podczas fermentacji zaprezentowałem podczas obrad Szkoły Technologii Fermentacji w roku 200710. W celu upowszechnienia wiedzy dotyczącej roli jonów metali w browarnictwie, a w szczególności informacji praktycznych związanych z analityką jonów metali w próbach browarniczych (np. słód, brzeczka, piwo, drożdże), zainicjowałem i byłem współautorem publikacji przeglądowej na ten temat. Poprzez zamieszczenie ww. publikacji w wydawnictwie Szkoły Technologii Fermentacji (2005), praca ta dotarła do szerokiego grona przedstawicieli polskiego przemysłu piwowarskiego11. Browarnictwo jest unikalne wśród innych technologii fermentacyjnych, z uwagi na wielokrotne wykorzystanie gęstwy drożdżowej. Tematyka związana z przeszczepianiem drożdży do kolejnych fermentacji była podjęta w badaniach, podczas których sprawdzałem intensywność pobierania i uwalniania jonów metali podczas fermentacji, oraz czy zależy ona od krotności wykorzystania biomasy. Przeprowadziłem statyczne próby fermentacyjne, podczas których wielokrotnie używałem biomasę drożdżową (drożdże odebrane po zakończeniu fermentacji, przeszczepiano do kolejnej porcji świeżej brzeczki). Poszczególne próby oznaczone są symbolami od F1 do F5. Podczas fermentacji analizowałem przyrost biomasy i szybkość wydzielania dwutlenku węgla, w próbach drożdży i brzeczki pobieranych co 24 h, analizowałem stężenie jonów Mg2+, Zn2+, Ca2+. Drożdże używane wielokrotnie do prowadzenia kolejnych fermentacji brzeczki słodowej, wykazały zróżnicowanie w przyroście biomasy oraz odfermentowaniu brzeczki. Najbardziej znacząca różnica była stwierdzona podczas pierwszego wykorzystania drożdży. W tym przypadki zarówno ilość uzyskanej biomasy, jak i szybkość zużywania składników ekstraktu był znacznie niższy niż w kolejnych fermentacjach. Metabolizm drożdży w kolejnych rzutach fermentacyjnych miał swoje odzwierciedlenie w procesach pobierania i uwalniania jonów metali. Dla wszystkich badanych jonów metali schemat zmian ich zawartości w komórkach drożdżowych był podobny. Podczas fazy adaptacyjnej, przed rozpoczęciem fermentacji burzliwej, komórki pobierały jony metali, natomiast w kolejnych dniach procesu stopniowo je uwalniały. Analiza ilościowa opisanych procesów wykazała, że drożdże używane po raz pierwszy różniły się istotnie od tych, które używany były wielokrotnie. Pierwsze, pobierały znacznie wyższe ilości jonów, niż drożdże użyte wielokrotnie. Z przeprowadzonych badań można wnioskować, że regulacja pobierania i uwalniania jonów metali przez drożdże, odzwierciedla zmiany w metabolizmie oraz fizjologii komórek drożdżowych, używanych wielokrotnie do prowadzenia fermentacji Poreda A., Antkiewicz P., Makarewicz M.: Jony metali, ich rola i regulacja wewnątrzkomórkowego stężenia w drożdżach piwowarskich, Referat wygłoszony podczas XII Szkoły Technologii Fermentacji „Piwowarstwo polskie w Unii Europejskiej”, 21-24 marca 2007. 11 Dobrowolski R., Poreda A., Antkiewicz P., Wykorzystanie absorpcyjnej spektrometrii atomowej do szybkiego oznaczania mikroskładników w surowcach browarniczych i brzeczce, Materiały X Szkoły Technologii Fermentacji, 20-23.04.2005, Wisła, 135-161. 10 32 Aleksander Poreda w produkcji browarniczej. Podczas propagacji (warunki tlenowe), kiedy intensywność rozmnażania jest bardzo wysoka, drożdże zawierają ponad 3-krotnie więcej jonów magnezu, niż podczas fermentacji, kiedy dominuje oddychanie beztlenowe. Potwierdza to kluczowe znaczenie tych jonów w procesach podziału komórki. Z kolei jony wapnia, wiazane są intensywnie pod koniec procesu fermentacji, w celu umożliwienia tworzenia mostków wapniowo lektynowych, niezbędnych podczas flokulacji komórek drożdżowych. W celu poszerzenia zakresu swoich zainteresowań naukowych, podejmowałem również badania dotyczące jonów metali w odniesieniu do procesów i produktów innych branż przemysłu spożywczego. Wyniki badań związanych z wpływem jonów metali na wzrost i właściwości technologiczne drożdży piekarniczych referowane były podczas International Conference Biotechnology 2008, w Czechach12. 2) INTENSYFIKACJA PROCESU FERMENTACJI BRZECZKI PIWNEJ Podejmując kolejne wyzwania badawcze, kieruję się zazwyczaj potrzebami wyrażanymi przez partnerów przemysłowych, z którymi Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej ma intensywne kontakty, zarówno w zakresie nauki, jak i kształcenia studentów. Dzięki uczestnictwu w wielu międzynarodowych konferencjach naukowych, staram się tworzyć nowe sieci współpracy, czego najlepszym przykładem był wyjazd na kongres EBC do Hamburga, w roku 2009. Podczas rozmów przy stoisku firmy ISO-MIX (obecnie Alfa-Laval, Dania), udało mi się przekonać przedstawicieli tej firmy do podjęcia współpracy i realizacji wspólnego projektu badawczego. W konsekwencji nasza Uczelnia została liderem projektu badawczego, w którym uczestniczyły także ww. firma (Alfa-Laval) oraz Browar w Żywcu (Grupa Żywiec S.A.). Efektem tych działań był trwający ponad 3 lata projekt badawczy, realizowany w skali przemysłowej, którego wartością dodaną była praca doktorska (obroniona w 2014 roku), w której pełniłem rolę promotora pomocniczego. Celem naukowym projektu była weryfikacja przydatności głowicy rotacyjnej (urządzenia dotychczas używanego jako głowica myjąca), do mieszania zawartości tanku fermentacyjnego, a tym samym intensyfikacji i przyspieszenia procesów w dziale fermentacji. Już rok po wstępnych rozmowach, dokonana została modyfikacja konstrukcji tanku cylindryczno konicznego o pojemności 5000 hl, w celu zamontowania w jego wnętrzu instalacji do mieszania fermentującej brzeczki. Na kolejnym kongresie EBC w Glasgow (2013) przedstawiłem referat ustny, w celu zaprezentowania wyników realizowanych do tej pory badań13. Główne wnioski z wykonanych doświadczeń to: możliwość znacznego przyspieszenia procesu chłodzenia zawartości tanku fermentacyjnego po zakończeniu fermentacji głównej (redukcja czasu o około 50%), a także potencjalne przyspieszenie Makarewicz M., Poreda A., Drożdż I., Polok A.: Influence of some metal ions on technological features of baker’s yeast during dynamic cultivation on natural medium, Scientific Pedagogical Publishing, Biotechnology 2008. Plant Biotechnology, 2, 103-105, 2008. 13 Poreda A., Zdaniewicz M., Antkiewicz P., Tuszyński T.: Application of cost/time saving solution (Rotary Jet Head) – suitability and influence on product quality. 33rd International Congress of the European Brewery Convention, Glasgow, 22-26 maja 2011. 12 33 Aleksander Poreda przebiegu fermentacji (przy założeniu ciągłego monitorowania parametrów procesu, i zautomatyzowanego sterowania jego przebiegiem). Kolejne wyniki uzyskiwane podczas wykonywania doświadczeń referowane były w formie wykładu podczas 3-ciego Międzynarodowego Sympozjum Młodych Naukowców sektora słodowniczego, browarniczego i destylacyjnego w Nottingham (2012)14 oraz na seminarium organizowanym przez Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno Spożywczego w Warszawie (rok 2013)15, a także na konferencji z cyklu „Żywność XXI wieku”16. Obecnie w recenzji wydawniczej jest publikacja naukowa17 obejmująca m.in. wyniki opisywanego projektu, w zakresie stężenia związków lotnych w piwie wytworzonym przy użyciu głowicy rotacyjnej. 3) SUROWCE BROWARNICZE I PROCESY WARZELNI Browarnictwo rozwijało się bardzo dynamicznie w ostatnich kilkudziesięcioleciu latach, a nowe rozwiązania surowcowe, techniczne i technologiczne w szczególny sposób można zauważyć w dziale warzelni. Nowe materiały z jakich wytworzone są zbiorniki warzelni, rozwiązania techniczne ogrzewania zacieru i brzeczki, zagadnienia związane z odzyskiwaniem energii, uczyniły dział warzelni współczesnych browarów, bardzo nowoczesną jednostką produkcyjną. Wprowadzanie nowych surowców lub znaczne zwiększanie ich udziału w zasypie, niesie za sobą konieczność przeprowadzenia badań, w celu zapewnienia odpowiedniej jakości brzeczki, a tym samym piwa. W swoich pracach zajmowałem się nie tylko surowcami słodowymi, ale także jakością wody technologicznej. Wyniki badań związanych z jakością wody, oraz substytucją słodu grysem kukurydzianym (realizowane w Browarze w Żywcu), lub słodem pszenicznym, relacjonowałem w obrębie prac wchodzących w skład osiągnięcia naukowego (O1 i O2). Dodatkowo, wyniki badań nad wykorzystaniem grysu kukurydzianego realizowanych w skali przemysłowej, publikowane były na Europejskim Kongresie Browarniczym18 w Luksemburgu, w roku 2013. Obecnie, we współpracy z Browarem Okocim w Brzesku, realizuję projekt badawczy mający na celu weryfikację wniosków uzyskanych w skali laboratoryjnej. Celem nadrzędnym projektu jest określenie wpływu jakości wody (pochodzącej z różnych Zdaniewicz M., Poreda A., Tuszyński T., Antkiewicz P., Application of mechanical agitation as a mean to improve wort fermentation performance, 3rd International young scientists symposium for the brewing, distilling and malting sectors, Nottingham, 2012 15 Zdaniewicz M., Poreda A., Tuszyński T., Antkiewicz A., Głowica Rotacyjna elementem usprawniającym proces fermentacji w technologii CKT, IBPRS „Aktualne trendy i problemy w przemyśle piwowarskim i słodowniczym”, "„Aktualne trendy i problemy w przemyśle piwowarskim i słodowniczym” IBPRS, Warszawa, 2013 16 Zdaniewicz M., Tuszyński T., Poreda A., „Wpływ procesu mieszania brzeczki piwnej na wybrane parametry fermentacji” XI Konferencja Naukowa z cyklu „Żywność XXI wieku”, Kraków 18-19 września 2011. 17 Zdaniewicz M., Poreda A., Tuszyński T., Rotary jet head – device for speeding up beer production process, Czech Journal of Food Science (złożona do druku, 2015) 18 Poreda A., Zdaniewicz M., Antkiewicz P., All-malt Beer vs. non all-malt: how much corn does it take to make a difference? (industrial tests), 34th International Congress of the European Brewery Convention, Luxemburg, 26-30 maja 2013. 14 34 Aleksander Poreda browarów, a więc różniącej się m.in. pod względem zawartości mikroskładników) na jakość wytwarzanej brzeczki. Część wyników tych badań wchodzi w skład osiągnięcia naukowego (O5). W celu lepszego poznania mechanizmów determinujących skład jonowy brzeczki oraz lepszej interpretacji wyników uzyskiwanych w badaniach prowadzonych w browarze, zrealizowałem również badania dodatkowe. Ich celem było określenie wpływu ilości użytego słodu na stężenie jonów cynku i magnezu w brzeczce, a wyniki zostały opublikowane w recenzowanym czasopiśmie o zasięgu krajowym19. Stężenie jonów magnezu w brzeczkach wytworzonych ze wzrastającej ilości słodu jęczmiennego wzrastało wraz ze wzrostem masy słodu użytej do zacierania. Okazało się jednak, że zależność ta nie jest prostoliniowa, ponieważ poprzez zwiększenie ilości słodu wzrasta również grubość warstwy filtracyjnej, a tym samym ilość odpadów w postaci młóta. Po przeliczeniu ilości jonów metali w brzeczce na ilość obecnego w niej ekstraktu, stwierdzono, że obniżała się ona proporcjonalnie do wzrostu masy użytego słodu. Wymierną korzyścią przedstawionych wyników jest wskazanie potrzeby szczegółowego monitorowania mikroskładu brzeczki, szczególnie szczególnie przy produkcji piwa metodą brzeczek stężonych HGB (and. High gravity brewing). Dzięki temu, można zastosować odpowiednią suplementację, w celu zapewnienia optymalnych warunków wzrostu drożdży. Ma to szczególne znaczenie z uwagi na opisane wcześniej reakcje stresowe drożdży, spowodowane wzrostem stężenia ekstraktu brzeczki, a w konsekwencji wyższym stężeniem etanolu (w tych warunkach wzrasta zapotrzebowanie drożdży na kluczowe jony metali, w tym magnezu). Obszarem, którego popularność wśród naukowców rośnie w ostatnim okresie jest stabilność sensoryczna piwa. Duży wpływ na ten parametr jakościowy ma obciążenie cieplne podczas procesów produkcyjnych, mierzone przy pomocy indeksu kwasu tiobarbiturowego (ang. TBI – Thiobarbituric acid index). Podczas wcześniejszego kongresu EBC (2011) prezentowałem wyniki dotyczące analizy zmian wartości TBI20, w przemysłowym cyklu produkcyjnym, w celu wskazania potencjalnych możliwości obniżenia obciążenia termicznego zacieru i brzeczki. 4) KLAROWANIE BRZECZKI I PIWA Piwa jasne typu lager charakteryzują się złocistą barwą oraz bardzo niskim zmętnieniem. Już kilka lat temu byłem współautorem doniesienia dotyczącego zalet stabilizacji piwa metodą kombinowaną21, a wnikliwe badania dotyczące różnych metod zapewniania odpowiedniej klarowności piwa opisałem w dwóch pozycjach osiągnięcia 19 Poreda A., Van Ackere Y., Zdaniewicz M., 2015, Stężenie jonów cynku i magnezu w brzeczce słodowej o różnej zawartości ekstraktu, Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 3, 22-24. 20 Zdaniewicz M., Poreda A., Antkiewicz P., Makarewicz M., Brewhouse process design in order to reduce beer ageing - TBI and furfural analysis in wort and beer. 33rd International Congress of the European Brewery Convention, Glasgow, 22-26 maja 2011. 21 Antkiewicz P., Poreda A., Watral A., Próba optymalizacji procesu stabilizacji piwa metodą kombinowaną, Materiały Konferencyjne XXXVII Sesji Naukowej Komitetu Nauk o Żywieniu PAN, 26-27.09.2006. 35 Aleksander Poreda naukowego. W jednej z publikacji opisałem konsekwencje technologiczne i jakościowe stosowania karagenu do wstępnej klaryfikacji brzeczki (O3), natomiast w drugiej przedstawiłem potencjalne korzyści tej techniki, związane z możliwością ograniczenia dawkowania ziemi okrzemkowej podczas filtracji piwa (O4). Dzięki nawiązaniu aktywnej współpracy z Katedrą Procesów i Urządzeń Przemysłu Spożywczego, w ostatnich latach angażuję się także w realizację badań o charakterze inżynieryjnym. Badania te dotyczą procesu klarowania brzeczki piwnej, a ich główny cel to pozyskanie nowej wiedzy dotyczącej zjawiska separacji osadu gorącego w specyficznych warunkach przepływowych występujących w separatorze typu whirlpool. W celu zidentyfikowania przepływu pierwotnego i przepływów wtórnych wykorzystano zaawansowane metody obliczeniowe z zakresu numerycznej mechaniki płynów oparte na metodzie objętości kontrolnej oraz anemometryczne pomiary laserowe. W badaniach wykorzystano zaawansowane techniki symulacyjne i eksperymentalne, aby opracować analizę oddziaływania przepływów wtórnych na zjawisko specyficznego formowania się stożka osadu gorącego. W separatorze z zawirowaniem, który jest powszechnie stosowany na warzelniach, występuje naturalne zjawisko oddzielania fazy stałej (osadów białkowo-grabnikowych) od brzeczki piwnej. Rozdział następuje grawitacyjnie i jest wspomagany zawirowaniem uzyskiwanym poprzez specyficzny sposób napełniania zbiornika. Prace badawcze dotyczące poznania zależności pomiędzy przepływami występującymi w kadzi wirowej, oraz optymalizacja konstrukcji, a także opracowanie nowatorskiej koncepcji jej napełniania były przedmiotem projektu badawczego NN313429639 pt: „Opracowanie modeli symulacyjnych i badania eksperymentalne dotyczące przepływu i rozdziału mieszaniny separowanej w kadzi wirowej”, w którym byłem wykonawcą. Na podstawie uzyskanych wyników, zaproponowane zostały modyfikacje konstrukcji kadzi osadowej typu whirlpool. Poprawiają one warunki formowania się przepływu wtórnego odpowiedzialnego za powstawanie stożka osadu gorącego. Wyniki prac w tym zakresie zostały upowszechnione w kilku publikacjach 22 23 24 25 26. 5) OCENA JAKOŚCIOWA WÓD I NAPOJÓW Chcąc poszerzyć swoje zakres swoich kompetencji o zagadnienia wykraczające poza technologię browarniczą, podejmowałem również tematykę związaną z szeroko pojętą mikrobiologią żywności oraz jakością wód i napojów bezalkoholowych. Jakubowski M., Wyczałkowski W., Poreda A., 2015 Flow in a symmetrically filled whirlpool: CFD modelling and experimental study based on Particle Image Velocimetry (PIV), Journal of Food Engineering,145, 64-72. 23 Jakubowski M., Sterczyńska M., Matysko R., Poreda A., 2014, Simulation and experimental research of the flow inside a whirlpool separator, Journal of Food Engineering, 133, 9-15. 24 Jakubowski M., Sterczyńska M., Poreda A., 2013, Etapy formowania się stożka osadu w zbiorniku testowym kadzi wirowej whirlpool, Inżynieria Rolnicza, 1(141), 83-92. 25 Sterczyńska M., Jakubowski M., Wiśniewski A., Poreda A., 2013, Influence of a whirlpool tilt angles for the placement of a substitute sediment cone, Agricultural Engineering, 4(148), 151-157. 26 Sterczyńska M., Jakubowski M., Poreda A., 2013, Wpływ kształtu otworu wlotowego kadzi wirowej na formowanie się stożka osadu zastępczego, Nauki Inżynierskie i Technologie, 3(10), 103-113. 22 36 Aleksander Poreda W odpowiedzi na dynamiczne zmiany na polskim rynku wód pitnych, wzrastającą liczbę produktów, szczególnie po zmianach prawnych z roku 2011 (Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 31.03.2011 w sprawie naturalnych wod mineralnych, wod źrodlanych i wod stołowych), zrealizowałem badania mające na celu ocenę jakościową wód dostępnych w handlu, w celu określenia ich składu jonowego. Wartości stężeń w większości przebadanych produktów odbiegały od deklaracji producentów, na co zwróciłem uwagę w referacie przedstawionym na XIV Zjeździe Polskiego Towarzystwa Magnezologicznego27. Obecnie wzrasta popyt na produkty spożywcze o krótkim okresie przydatności do spożycia – niepasteryzowane i nieutrwalane. Poza wieloma zaletami tego typu produktów, występuje jednak ryzyko pogorszenia się walorów jakościowych ww. produktów, z uwagi na ich mikroflorę. W kilku doświadczeniach oceniałem czystość mikrobiologiczną handlowych, niepasteryzowanych soków owocowych i warzywnych, a także piw niefiltrowanych i niepasteryzowanych. Wyniki tych badań były publikowane w recenzowanych czasopismach o zasięgu krajowym28 29, oraz podczas międzynarodowej konferencji naukowej w Bańskiej Bystrzycy (2012)30. Wyniki badań własnych, uzupełnionych o dane dostępne w literaturze przedmiotu publikowałem także w formie rozdziałów w monografiach31 32. Poreda A., Tuszyński T., Błaszczyk U., Zawartość wybranych jonów w wodach butelkowanych. Journal of Elementology, 2012, 17 (3), 56-57. XIV Zjazd Polskiego Towarzystwa Magnezologicznego im. Prof. Juliana Aleksandrowicza „Dziś i jutro magnezu”, Sandomierz 14-16.09.2012 28 Makarewicz M., Drożdż I., Poreda A., Tuszyński T., 2011, Ocena czystości mikrobiologicznej handlowych, niepasteryzowanych soków owocowych i warzywnych, Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 11-12, 12-15. 29 Makarewicz M., Poreda A., Drożdż I., Zdaniewicz M., 2011, Stabilność mikrobiologiczna wybranych piw niefiltrowanych i niepasteryzowanych, Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 5, 23-28. 30 Sroka P., Makarewicz M., Poreda A., Drożdż I., Nalepa A., Phisico-chemical stability of non pasteurized beer, Materiały Konferencyjne Międzynarodowej Konferencji dot. metod analitycznych "Laboralim 2012", Bańska Bystrzyca, Słowacja, (red. Staruch i Sekretar S.), wyd. STU, Bratislava, 245-247, 2012. 31 Makarewicz M., Poreda A., Drożdż I., Nalepa A., Zdaniewicz M., „Stabilność mikrobiologiczna piw niefitrowanych i niepasteryzowanych” w Poreda A. i Antkiewicz P., „Stabilność piwa wyzwaniem dla browarnictwa XXI wieku”, O.S.W.I. Nauka-Przemysł, Kraków, 2014, 290-313. 32 Cioch M., Poreda A., Zdaniewicz M., „Wpływ drożdży na stabilność smakowo-zapachową piwa” w Poreda A. i Antkiewicz P., „Stabilność piwa wyzwaniem dla browarnictwa XXI wieku”, O.S.W.I. Nauka-Przemysł, Kraków, 2014, 52-67. 27 37 Aleksander Poreda 5. TABELARYCZNE ZESTAWIENIE DOROBKU NAUKOWEGO L.p. Nazwa czasopisma Liczba Rok publikacji publikacji Punktacja wg roku publikacji MNiSW IF Punktacja aktualna MNiSW IF Publikacje naukowe w czasopismach znajdujących się w bazie Journal Citation Reports 1 Carbohydrate Polymers 1 2007 24 1,782 40 4,074 2 Czech Journal of Food Science 1 2015 20 0,675 20 0,675 4 Journal of Food Engineering 1 2015 35 2,771 35 2,771 5 Journal of Food Engineering 1 2014 35 2,771 35 2,771 6 Journal of the Institute of Brewing 1 2015 20 1,240 20 1,240 7 Journal of the Institute of Brewing 1 2014 20 1,240 20 1,240 8 Journal of the Institute of Brewing Journal of the Institute of Brewing 1 2013 25 0,837 20 1,240 1 2009 20 1,000 20 1,240 199 12,316 210 15,251 9 suma 8 Publikacje w czasopismach spoza listy JCR 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Agricultural Engineering / Inżynieria Rolnicza Ecological Chemistry and Engineering Nauki Inżynierskie i Technologie Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych suma 2 2013 5 5 1 2007 10 6 1 2014 4 4 1 2014 5 5 2 2015 5 5 1 2014 5 5 2 2012 4 5 3 2011 4 5 1 2014 9 9 73 74 14 Inne publikacje 19 Rozdziały w monografii 8 20 Redakcja monografii 4 21 Rozdział w skrypcie 1 22 AgroPrzemysł (popularno-nauk.) 14 23 Laboratorium (popularno-nauk.) 1 24 Żywność (suppl.) (popularno-nauk.) 1 25 Doniesienia konferencyjne 30 suma 59 SUMA 81 272 12,316 284 PODSUMOWANIE: 1. Liczba oryginalnych prac twórczych, prac przeglądowych, popularno-naukowych, rozdziałów w monografiach (w tym 7 stanowiących osiągnięcie naukowe) 2. Liczba doniesień konferencyjnych (w tym 5 ustnych na konferencjach międzynarodowych) 3. Liczba redakcji monografii 4. Liczba rozdziałów w skrypcie 38 46 30 4 1 15,251
Podobne dokumenty
Materiały - Polskie Towarzystwo Technologów Żywności Oddział
regularnie kontrolowany. Wszelkie awarie urządzeń wiążą się ze stratami surowców, półproduktów czy wyrobu gotowego, a można im zapobiegać poprzez systematycznie prowadzony przegląd i konserwację, k...
Bardziej szczegółowo