Хімічний склад, харчові властивості і особливості біологічної дії пива
Основні компоненти пива
Пиво, як і вино, являє собою натуральний алкогольний напій, який містить велику кількість з'єднань, що утворюються в процесі ферментації і поступають в нього з рослинної сировини. Основними компонентами пива є вода (91-93%), вуглеводи (1,5-4,5%), етиловий спирт (3,5-4,5%) і азотовмісні речовини (0,2-0,65%). Інші компоненти позначають як мінорні [19].
Вуглеводи пива (близько 26 г / л) на 75-85% складаються з декстринів. На прості цукри (глюкоза, сахароза, фруктоза) припадає 10-15% від загальної кількості вуглеводів. І лише 2-8% вуглеводів представлені іншими, складнішими цукрами (полісахариди, фрагменти пектину та ін.).
Етиловий спирт (близько 30 г / л), поряд з вуглеводами, є головним компонентом, що забезпечує калорійність цього напою, яка становить близько 400-450 ккал / л. Для порівняння: калорійність молока, кока-коли або фруктових соків коливається в межах 600-700 ккал / л. З огляду на це, не можна погодитися з існуючим уявленням про те, що помірне споживання пива сприяє збільшенню маси тіла і навіть може призвести до ожиріння. Разом з тим, пиво має здатність стимулювати апетит і сприяти надмірного споживання їжі [29, 39]. Ймовірно, саме цей механізм лежить в основі зростання маси тіла у деяких любителів цього напою. Необхідно, однак, відзначити, що вуглекислий газ, що міститься в пиві, спонукає пити його невеликими ковтками, перешкоджає швидкому вживання великих обсягів напою, формує відчуття насичення і вгамування спраги. Показано також, що вуглекислий газ стимулює шлункову секрецію і кровотік в м'язах, мозку, печінки, легенів і нирках [43]
Етанол, що надходить в організм з пивом, не робить дегидратирующего ефекту завдяки високому вмісту води в цьому напої. Незважаючи на велику кількість рідини, яка споживається любителями пива, істотних порушень осмотичного тиску крові і інших рідких середовищ організму у них не спостерігається, що обумовлюється ізотонічними властивостями напою [11].
Пиво, на відміну від вина, містить незначну кількість вищих спиртів (50 - 100 мг / л), а метиловий спирт в ньому практично відсутня [12, 15].
Азотовмісні речовини пива представлені в основному поліпептидами і амінокислотами. Велика частина їх надходить в напій з солоду. Лише 20-30% амінокислот є продуктами життєдіяльності дріжджів. У пиві представлені всі основні амінокислоти. Однак, їх харчова цінність через малу кількість незначна [18, 35].
Мінорні з'єднання пива
Мінорні, або присутні в незначних кількостях компоненти пива класифікують наступним чином: мінеральні сполуки, вітаміни, органічні кислоти, фенольні сполуки, гіркі речовини, ароматичні сполуки, біогенні аміни і естрогени [19].
Необхідно відзначити, що при масивному вживанні пива надлишкове надходження калію і води різко збільшує утворення сечі і посилює виділення нирками натрію і хлору, приводячи в результаті до демінералізації організму [14, 20, 35]. Інтуїтивно відчуваючи цю небезпеку, багато підсолюють напій перед вживанням. З тієї ж причини до пива традиційно подають солоні закуски.
Вітаміни надходять в пиво в основному з солоду, багатого на вітаміни групи В. Тому в пиві, на відміну від натурального вина, міститься досить велика кількість віт. В1, або тіаміну (0,005-0,15 мг / л) і віт. В2, або рибофлавіну (0,3-1,3 мг / л). Вживання пива в кількості 1 л в день здатне забезпечити 40-60% добової потреби в цих вітамінах. Разом з тим, велика кількість тіаміну в пиві має і негативну сторону, оскільки цей вітамін прискорює процес деградації фенольних сполук пива і сприяє випаданню їх в осад [6, 18, 31].
У пиві відносно мало віт. В6, або піридоксину (0,4-1,7 мг / л), пантотенової кислоти (0,4-1,7 мг / л) і біотину (близько 5 мг / л). Необхідно відзначити, що багато вітамінів присутні в пиві в фосфорильованій формі і тому добре засвоюються [6, 18, 30, 31, 35, 42].
Органічні кислоти присутні в пиві у вигляді солей. У найбільшій кількості представлені солі лимонної кислоти (близько 130 мг / л), яка виступає в якості антиоксиданту і підвищує стабільність напою. Встановлено, що лимонна кислота пива знижує продукцію сечової кислоти, стимулює утворення сечі і тому запобігає утворенню каменів у нирках [32, 33].
Крім лимонної кислоти, в пиві містяться солі піровиноградної (близько 60 мг / л), оцтової (близько 90 мг / л), глюконовой (близько 30 мг / л) і щавлевої (близько 15 мг / л) кислот. Ці кислоти добре абсорбуються в кишечнику і активно включаються в процеси обміну речовин [32].
Фенольні сполуки пива [33]
Фенольні сполуки пива можна віднести до числа найцінніших в біологічному відношенні його компонентів. З дією саме цих сполук пов'язують позитивні ефекти натурального виноградного вина на здоров'я. Достачно добре вивчені їх антиоксидантну і мембраностабілізуючу дію, здатність блокувати процес атероматоза, пригнічувати агрегацію тромбоцитів, попереджати утворення тромбів і нормалізувати ліпідний обмін [24, 25, 37]. З цими ефектами пов'язують зниження ризику розвитку ішемічної хвороби серця і збільшення тривалості життя в осіб, які регулярно споживають вино в помірній кількості [5,6].
Темні і непрозорі сорти пива містять більше поліфенолів в порівнянні зі світлими і прозорими. Технологи пивоварного виробництва приділяють багато уваги фенольним сполукам, оскільки останні порушують колоїдну структуру напою, сприяють утворенню осаду і помутніння пива.
Гіркі речовини надходять в пиво з хмелю і додають напою специфічний гіркуватий присмак. Ці речовини підрозділяють на мало- і високосмолістие. Залежно від технології приготування і зберігання пива, вони можуть піддаватися полімеризації, окислення і, відповідно, змінювати свої початкові властивості. Малосмолисті речовини, яких особливо багато в пиві, складаються з a-кислот, або гумулон, b-кислот, або лупулин і групи поки що неохарактерізованних з'єднань.
Гумулон, при їх утриманні менше 7% від загальної кількості малосмолисті речовин, забезпечують тільки специфічні ароматичні властивості напою. Збільшення їх вмісту супроводжується появою в пиві гіркоти. Гумулон присутні в пиві в основному у вигляді ізомерних форм, перш за все у вигляді з-гумулон, які відрізняються більш високу розчинність і гірким смаком. Інша ізомерна їх форма - ко-гумулон беруть участь насамперед у формуванні аромату пива. Однак при збільшенні їх вмісту до 30% від загальної кількості гумулон, вони починають проявляти себе як гіркоту. Лупулин також володіють гірким смаком і виступають в якості природних консервантів напою [13, 21].
Показано також, що з-a-кислоти смолистих речовин пива мають здатність блокувати ре2 рецептори остекластов і запобігати тим самим розвиток остеопорозу [43].
Ароматичні сполуки пива. Аромат і колір пива, крім гірких речовин, визначають і інші сполуки, що надходять в напій з хмелю і входять до складу хмелевого масла. На сьогоднішній день ідентифіковано більше 70-и компонентів, віднесених до цього класу речовин. Відновлена фракція ароматичних сполук, виділених з хмелевого масла, включає в себе монотерпени (міріцен) і сескьюітерпени (b -каріофіллін, гумулін, фарнісін і ін.). Окислена фракція складається з терпенових спиртів (ліналуол, гераніол), інших спиртів, альдегідів, кетонів, ефірів і їх похідних. Приблизно на 80-90% ароматичні сполуки складаються з міріціна, гумуліна і каріофіллін [10]. Відомості про здатність цих речовин надавати біологічну дію відсутні.
Біогенні аміни були виявлені в пиві відносно недавно. Вони відразу привернули до себе увагу через здатність надавати виражену біологічну дію. Ще тридцять років тому було відзначено що пиво протипоказано хворим, які приймають інгібітори моноаміноксидази [38, 41]. Сенс цих рекомендацій став зрозумілим після того, як в пиві були ідентифіковані кадаверин, путресцин, гістамін і тирамін. Концентрації цих речовин в напої невеликі - 1-3 мг / л. Частина їх, мабуть, руйнується в кишечнику. Проте, при вживанні пива в великій кількості біогенні аміни провокують розвиток гіпертензії, викликають головний біль і можуть призвести до ураження нирок [16].
Харчові добавки
У пивоварної, так само як і в інших галузях харчової промисловості, широко застосовують різні технологічні і харчові добавки, які призначені для прискорення процесу виробництва, збільшення термінів зберігання продукту, поліпшення смаку і інших його споживчих властивостей.
На етапі приготування сусла використовують ферменти, які сприяють розщепленню крохмалю і складних цукрів до простих цукрів. Біологічної дії такі ферменти не роблять, оскільки денатуруються при кип'ятінні сусла.
Для консервації напою і збільшення термінів його зберігання в нього додають різні речовини, які пригнічують ріст дріжджів, сторонніх мікроорганізмів і пригнічують активність ферментів. Без таких добавок пиво швидко каламутніє, втрачає смак, а частина мінорних компонентів випадає в осад. Раніше в якості консерванту використовували формалін. Однак після виявлення його мутагенного і тератогенної дії застосування формаліну було заборонено.
В даний час широко застосовують різноманітні стабілізатори колоїдної стійкості, які попереджають розшарування пива і сприяють тривалому збереженню "пивної шапки". Аж до кінця 1960-х років для цієї мети нерідко використовували явно небайдужі для здоров'я поверхнево-активні речовини. Найбільшу сумну популярність придбав хлорид кобальту, який став причиною смерті значного числа регулярних споживачів пива. У серії клінічних, морфологічних і фізіологічних досліджень, проведених в той період, було встановлено, що хлорид кобальту викликає розвиток специфічного ураження серцевого м'яза - кобальтової кардіоміопатії. Механізм розвитку даної патології пов'язаний зі здатністю кобальту блокувати окислювальне декарбоксилювання на етапі окислення пірувату до ацетил-КоА і знижувати рівень кальцію в міокарді [9,10].