Сегодня нанотехнологии применяются не только в квантовой физике и химическом синтезе. Новейшие достижения ученых активно внедряются в автомобилестроение, энергетику, строительство, аэронавтику и текстильное производство. Одно из интересных и перспективных направлений – внедрение нанотехнологий в пищевую промышленность.
Деятели науки уже делают активные попытки в применении наночастиц в технологическом процессе производства пива. На стадии научных исследований находится ряд проектов, которые позволят в скором будущем вывести традиционное пивоварение на совершенно новый уровень.
На что способны нано-частицы цинка?
Российские ученые изучали внедрение наночастиц цинка в процесс затирания солода. Широко известно, что ионы этого металла увеличивают активность протеолитических ферментов, которые расщепляют белки до аминокислот. Для пивовара это очень важно: дрожжи получают больше питательных веществ (аминного азота), к тому же значительно снижается риск возникновения помутнений в готовом пиве.
Было выяснено, что при введении наночастиц цинка на начальных стадиях затирания в концентрации 0,2 мг/см3 затора активность протеолитического фермента увеличилась на 215%! Вдумайтесь, как можно экономить на ферментных препаратах и на сколько можно интенсифицировать процесс. Естественно, ученых заинтересовал вопрос: на сколько можно увеличить выход этого процесса с помощью наночастиц? Имеется ли предел возможностей у этого инструмента? К удивлению ученых, оказалось: в этой ситуации больше - не значит лучше. Если увеличивать концентрацию наночастиц цинка до 0,3 мг/см3 затора, то активность фермента в расщеплении белка увеличивается уже на 100%. Дальнейшее увеличение наноингредиента продолжает подавлять способности протеолитического энзима. Ученые добавили в затор нано-частицы цинка в количестве 0,4 мг/см3 и обнаружили, что фермент полностью инактивировался. Таким образом, удалось выяснить, что все хорошо в меру. Использование наночастиц цинка в концентрации 0,2 мг/см3 позволяет снизить количество добавляемого фермента в 200 раз, но стоит чуть переусердствовать и активность важных энзимов будет утрачена безвозвратно.
Серебро на стаже чистоты культуры дрожжей
Интересен эксперимент других отечественных ученых, которые озаботились проблемой зараженности дрожжевой массы пивопортящими микроорганизмами. Такая проблема довольно часто возникает не только у домашних пивоваров, где условия стерильности соблюдать достаточно трудно, но и на крупных пивоваренных предприятиях. Бактериальная флора не только угнетает рост и развитие пивоваренных дрожжей, но и выделяет в пиво различные продукты жизнедеятельности, которые портят вкус и аромат, снижают стойкость готового продукта.
Исследователи изучали дрожжевую суспензию, зараженную различными пивопортящими бактериями: Micrococcusvarians, Escherichiacoli, Bacilluscereus. В данную суспензию ученые вводили коллоидный раствор наночастиц серебра на базе полисахарида – гуммиарабика. К удивлению исследователей воздействие наноагентов оказалось не только очень эффективным, но и избирательным. Нано-частицы серебра уничтожали клетки бактерий, но дрожжевые клетки при этом практически оставались невредимыми. В результате за 48 часов культивирования с присутствием наночастиц серебра дрожжи накапливают биомассы на 30% больше, а значит, размножаются активнее, нежели в контрольном образце. Ученые экспериментальным путем выяснили, что уже при содержании наночастиц серебра в суспензии дрожжей, зараженных бактериями, равной 0,01 г/дм3 , количество вредоносных микроорганизмов значительно сокращается. Эта концентрация нанореагентов является минимальной, но достаточно эффективной. В такой среде дрожжи не испытывают негативного влияния, соотношение мертвых клеток не превышает 2% от общей биомассы. Метод обработки наночастицами серебра суспензии дрожжей был признан весьма перспективным, так как данный способ не только эффективно позволяет устранить бактериальное инфицирование, но и улучшает рост и развития клеток дрожжей.
Нанотехнологии – будущее пивоварения
Первые попытки внедрения нанотехнологий в пивоваренное производство показали, что перспективы безграничны. Окрыленные успехом своих коллег, ученые разрабатывают самые смелые проекты, которые призваны перевернуть наше представление о современном пивоварении. Кто знает, может через несколько десятилетий нанотехнологии станут неотъемлемым элементом производства любимого всеми пенного напитка. Насколько изменится привычный нам вкус и аромат, остается только догадываться…
