Пивоваренная промышленность в России и мире.
В последние годы в России интенсивно развивается пивоваренная промышленность. В 2007 г. было произведено на 16% пива больше, чем в предыдущем 2006 г. и преодолен миллиардный порог — производство пива составило 1 млрд 159,7 млн дал. В результате Россия заняла 3-е место в мире по производству пива и 30-е место по потреблению — 82 л /чел/год. Производственные мощности на заводах используются на 78%, а качество продукции достигло международного уровня [38]. В общем объеме промышленного производства в России производство пива составило 2,9%, а в объеме пищевой промышленности около 30%. В отрасли работает приблизительно 50 тысяч специалистов, что обеспечивает занятость в смежных отраслях 600 тыс. чел. Прогнозы развития пивоваренной отрасли, основанные на объективных тенденциях усиления конкуренции и насыщения рынка, а также итоговые показатели 2007 г. продемонстрировали, что потенциал роста пивоваренного рынка далеко еще не исчерпан.
На основании анализа последних 17 лет работы пивоваренной отрасли экспертами сделан вывод о том, что самый высокий рост производства российского рынка пива в 1999 г. — 33% к 1998 г., что стало абсолютным рекордом среди мировых лидеров пивоварения. В последующие годы темпы ежегодного роста промышленного производства снижались и в 2005 г. достигли минимума за весь период современного развития российского пивоварения, составив 6%. Общую тенденцию 1999;2005 гг. можно охарактеризовать как период падения темпов роста производства. Следующий этап 2005;2007 гг. обеспечил значительное ускорение темпов роста производства.
В настоящее время настал период непрогнозируемого роста — в 2008 г. темпы роста замедлились, а за январь-февраль было производено пива на 4% меньше двух месяцев 2007 г. В последующие месяцы ситуация стабилизировалась, но прежних темпов роста не наблюдается. По итогам 9 месяцев 2008 г. производство возросло на 1%. Кроме того, на рынке довольно сильная конкуренция и уровень потребления пива в центральной части России сравнился с этим показателем в Европе. В С.-Петербурге, например, он составляет 100 л/чел/год. Безусловно, свою роль в снижении темпов производства сыграли и возросшие с января 2008 г. почти на 33% ставки акцизов, и рост тарифов естественных монополий, подорожание сырья. За последнее время выросла стоимость зерна, в том числе пивоваренного ячменя [60, 128]. Отрасль не в состоянии продолжительное время компенсировать увеличение издержек за счет внутренних ресурсов. По прогнозу Союза пивоваров, рост производства пива в 2008 г. составит не более 4 — 5% к 2007 г.
В начале XXI века пиво продолжает расширять свои позиции в мире и представляет явные признаки глобализации. В настоящее время только незначительное число стран (Гвинея, Объединенные Арабские Эмираты, Бруней и некоторые другие) не производят пиво. Лидерами производства пива в мире считают Германию, Чехию, Словакию (по 140 дм на человека в год), США — 100 дм³, Великобритания — 121 дм³. В земле Бавария (Германия) прол изводство пива достигло рекордной величины — 240 дм на человека в год. В л л.
Китае потребляют около 10 дм, а в Индии — 0,3 дм на человека в год.
В последние годы концентрация производства усилилась: произошло снижение производства на заводах мощностью 1−7 млн дал на 4−5% (до 50%). Рост лидеров отрасли, производящих 90% пива, в 1,5−2 раза выше среднеотраслевого, иногда он составляет 30%. Российский рынок пива далек от насыщения — в ближайшие годы он будет развиваться преимущественно за счет Поволжья, Урала, Сибири и Дальнего Востока, где потребление пива пока отстает от европейской территории страны.
Несмотря на то, что технический уровень российских пивоваренных компаний соответствует мировому, есть возможности для его совершенствования — существуют резервы в расширении сырьевой базы (увеличении производства пивоваренного ячменя, солода, в том числе, темного, хмеля), в 6 маркетинговых решениях, выводе на рынок новых продуктов, совершенствовании упаковки. За последние десять лет инвестиции в отрасль составили не менее $ 5 млрд, ее годовой оборот превысил $ 12 млрд.
На российском рынке все основные слияния и поглощения осуществились — существует шесть ведущих компаний, которые производят 90% пива в стране: Балтика, Heineken, InBev, Эфес, SAB Miller, Очаково [60].
Увеличивается экспорт российского пива последние годы положительная — 2,5% продукции поставляется в 52 страны [60, 128].
Зависимость от импортного сырья постепенно снижается: несколько лет назад собственное производство солода обеспечивало потребности отечественного пивоварения только на 30%, а в последние годы в стране построено 10 солодовен суммарной мощностью 1,2 млн т солода в год с инвестициями в каждую из них около € 50 млн. Солодовни ориентированы на использование отечественного пивоваренного ячменя. Поэтому производители пива занимаются и сельским хозяйством, у многих есть свои агропроекты, направленные на выращивание пивоваренного ячменя. Пришедшая за последние 15 лет в упадок отрасль зернопроизводства в настоящее время постепенно восстанавливается. Сбор пивоваренного ячменя колеблется — если в 2006 г. он повысился до 4,9 млн т против 4,2 млн т в 2005 г., то в 2007 г. снизился до 4,1 млн т, а потребности российских пивоваров солоде оцениваются в 1,8 млн т (в 2007 г.), а отечественное производство составило около 1,5 млн т [60].
Основные тенденции в международной сфере развития пивоварениязамедление темпов роста на «старых» сформировавшихся рынках, снижение рентабельности пивоваренного бизнеса и стремление мировых лидеров к дальнейшей консолидации рынка. Последнее — следствие первых двух негативных, которые в значительной степени влияют на снижение доходности и конкурентоспособности даже таких гигантов как лидер пивоваренной индустрии на американском рынке компании Anheuser-Busch. Главными причиЛ нами указанных негативных тенденций стало ощутимое повышение цен на основное сырье — т. е. пивоваренный ячмень и хмель, а также рост цен на ма7 к териалы, используемые для производства тары и упаковки [128]. В первую очередь это сказалось на алюминии, который используется в наиболее популярном сегменте упаковке в США — в алюминиевой банке. Вероятно, что помимо проблем с ростом цен Anheuser-Busch столкнется с более агрессивной конкуренцией на своем рынке, т.к. два других крупных производителя пиваMolson Coors и SABMiller объявили о планах по объединению бизнеса в США, чтобы используя эффект от слияния, получить максимальную долю американского рынка. Основные рынки американского лидера пока США, Мексика и Китай, но в ближайшее время компания намеревается расширить свое присутствие на международном рынке. Доходность и увеличение показателей роста производства приходится на развивающиеся рынки, в том числе на рынки восточной Европы, Китая и Индии.
Рынок пива развивается успешно в связи с увеличением сортов пива, появляются новые тенденции развития ассортимента: бирмиксы, пшеничное пиво, разного рода нефильтрованное пива. В настоящее время в России следующие предпочтения населения в потреблении пива.
38%.
Следует отметить, что среди наиболее популярных сортов пива отсутствуют темные, а общее потребление темного пива снижается (рисунок 1). к.
Производство темного, светлого и нефильтрованного пива в России в 2005;2007 гг. (Союз пивоваров РФ).
Сегменты по цвету. Доли по объему, % Нефильтрованное? Светлое? I Полутемное? Темное.
Рисунок 1 — Производство разных типов пива.
В значительной мере это можно объяснить отсутствием отечественного темного и специального (карамельного и жженого) солода. Ранее такой солод производился, но в последние 20 лет красящие сорта солода не выпускают, а используют импортные темные сорта солода и красители.
С целью удовлетворения призводства пива отечественным солодом и ячменем Минсельхозом РФ принята «Отраслевая целевая программа обеспечения устойчивого производства пивоваренного ячменя и солода в Российской Федерации на 2002;2010 гг. В осуществлении программы активно участвуют ЗАО «Русский солод», французская группа «Суффле», отечественные «Агрос», «Зерос», «Орловская зерновая компания», «Липецкспиртпром» и др. Организации приступили к строительству новых солодовенных предприятий в Тульской, Белгородской областях, в Новосибирске, Саранске. Построены солодовенные заводы в Московской, Воронежской и Орловской областях. В настоящее время 80% ячменя для отрасли производится в России. Значительный вклад в производство отечественного пивоваренного ячменя и солода вносит ОАО «Авангард-Arpo» — дочерняя компания Банка «Авангард», которая обеспечивает солодовенные заводы ОАО «Русский солод» первоклассным пивоваренным ячменем лучших отечественных и зарубежных сортов на собственных посевных площадях. В Орловской области создано ООО «Авангард-Агро Орел» — семеноводческое хозяйство, ориентированное на производство семян пивоваренного ячменя, производящее 15 тыс. т семян в год. Заключены эксклюзивные соглашения с европейскими фирмами-владельцами сортов высококачественного пивоваренного ячменя [68]. Фермерские хозяйства обеспечиваются семенным материалом для выращивания товарного пивоваренного ячменя, что позволяет на 80% обеспечить потребности в сырье солодовенных заводов ОАО «Русский солод» .
Компанией «Русский Солод» разработана концепция строительства новых, современных солодовенных заводов мощностью по 110 тыс. т солода в год каждый в зонах выращивания пивоваренных сортов ячменя и с использованием площадок, примыкающих к существующим зерновым элеваторам. В 2009 г. в России потребление ячменя «Русским солодом» составит 650 тыс. т против сегодняшних 480 тыс. т. В Курске строится еще элеватор на 100 тыс. т, создается генерация электроэнергии. Заводы окупаются за 5 — 7 лет.
Русский солод" поставляет солод в страны СНГ и Восточной Европы. С покупкой солодовен Weissheimer появилась гибкость в логистике: можно везти солод и из России, и из Германии. Наша страна интегрирована в мировой рынок солода, центр которого — Германия — крупнейший его производитель и потребитель. У Weissheimer одни из самых современных заводов.
В 2007 г. цена на солод сложилась на уровне &euro-400/т, в 2008 г. будет около &euro-550/т. Эта цена отличается от условий в Европе на FOB не более чем на.
5%. Но многое зависит и от того, сколько импортируется ячменя. Импортное.
10 сырье стоит 12−14 тыс. руб./т или &euro-320−315/т на БОВ. Коэффициент его переработки — минимум 1,25. Соответственно, это еще около 3,5 тыс. руб./т. Стоимость переработки ячменя в солод равна 2,5 тыс. руб./т. Итого себестоимость импортного солода на 2008 г. — 18−20 тыс. руб./т без НДС (&euro-560/т).
ЗАО «Русский солод» производит солод, занимая 4% мирового рынка и пятое место. В Германии его доля составляет около 14%, в России — 27%. Планируется, что в ближайшие годы у компании будет не более 20% немецкого рынка и около 30% отечественного.
ЗАО «Русский солод» рассматривает вероятность строительства солодовен в Белгородской или Липецкой областях. Предполагается, что если в 2008 г. потребление солода вырастет не более чем на 2−3%, то в 2009 г. спрос и предложение могут сравняться. Параллельно пивовары уменьшат количество солода на 1 л пива. Но если потребление солода будет расти не медленнее темпов снижения его доли в пиве, то в 2009 г. сохранится дефицит солода даже при вводе двух солодовен мощностью 100 тыс. т ЗОА «Русский солод» В81. Вероятно, перепроизводства солода не будет, так как в ближайшие 2−3 года ячменя на всех не хватит [ 68, 76, 86, 154,137].
Производство пива — один из наиболее доходных видов бизнеса. В технологию пивоварения возвращается такое оборудование как заторные фильтрпрессы и сепараторы, применявшиеся ранее, но в качественно новом исполнении (вместо чугуна — пропилен), полностью автоматизированные.
В России производство пива и солода представлено в таблице 1.
Таблица 1. Производство пива и солода в России.
Показатель Год.
1990 1995 1998 1999 2000 2007.
Пиво, млн. дал 333 213 335 446 550 1159.
Необходимый расход солода на 1 дал пива, кг 1,6 1,6 1,75 1,75 1,75 1,75.
Солод (производство), тыс. т 486 312 257 327 400 1480.
Солод (импорт), тыс. т 34 331 454 562 147.
В настоящее время на Земле проживает более 6,6 млрд. человек. Основной продукт питания — зерновые культуры, производство которых в среднем за год представлено в таблице 2.
Таблица 2. Зерновые культуры, выращиваемые на Земле [166].
Показатель Пшеница Рис Кукуруза Ячмень Сорго (просо) Овес Рожь.
Сбор урожая, 308,3 253,1 238,8 116,0 84,7 48,5 31,0 млн т.
Урожайность, т/га 1,42 2,06 2,33 1,65 0,76 1,58 1,29.
Посевная пло- 217,2 126,2 102,3 70,2 112,1 30,7 24,1 щадь, млн га.
Учитывая, что в зерновом сырье для пивоварения основным компонентом является крахмал, можно считать, что все виды зерновых, указанные в таблице 2, пригодны для производства пива. В пивоварении широко применяют ячмень и пшеницу для приготовления солода, а рис и кукурузную муку (без жира) — в качестве несоложеных материалов. Перспективным источником зерна для пивоварения может стать зерновое сорго, из которого можно получать высококачественный крахмал для производства глюкозы [34]. Крахмал сорго и само зерно вполне могут частично заменять в пивоварении солод и несоложеные материалы.
Анализируя обеспеченность зерновым сырьем пивоварения. Можно предположить перспективность применения темного солода и расширение зерновой базы, предполагая использование крахмала зерновых в производстве пива.
Общая характеристика работы.
Актуальность работы. В последнее десятилетие происходит постоянное и значительное увеличение объемов производимых в России пива и солода: в 2007 г. выработано 1159,7 млн дал пива и 1500 тыс. т солода. Но доля темного пива невысока — 1,3%, а специальные типы солода для его производства отечественные предприятия практически не выпускают. В отличие от светлого пива темное обладает солодовым вкусом, более высокой и стабиль.
12 ной пеной, значительной антиоксидантной активностью. Для придания цвета темным сортам пива используют импортные темный, карамельный, жженый типы солода, иногда и сахарный колер, которые производят при высокой температуре, что требует дополнительных затрат энергии, иногда специального оборудования. При этом в результате термической деструкции образуются продукты распада углеводов, которые не только ухудшают вкус и товарный вид пива, но и в больших концентрациях опасны для здоровья. Кроме того, такие виды солода, практически не содержащие ферментов вследствие инактивации при термической обработке, приходится использовать в смеси со светлым солодом, служащим источником ферментов. Такой прием приводит к нивелированию органолептических особенностей темного пива.
Создание технологии темноокрашенных типов солода с использованием существующего оборудования предприятий, обеспечивающей лучший по составу комплекс красящих веществ с сохранением ферментативной активности на уровне светлого солода, позволит улучшить качество и решить вопрос импортозамещения указанных видов солода.
Цель и задачи исследования
Цель работы — с учетом научно-обоснованного процесса формирования красящих веществ разработать технологию темных типов солода с красящими веществами интенсивной цветности, обладающего ферментативной активностью, аналогичной активности светлого солода.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: разработать технологию темного и карамельного типов солода, получаемых в «мягком» температурном режиме, позволяющем сохранить ферментативную активность, при одновременном формировании комплекса красящих веществ, обеспечивающего интенсивную окраску солода и пиваисследовать комплекс красящих веществ солода с идентификацией отдельных групписследовать спектры отдельных групп красящих веществ солода;
13 изучить специфику меланоидиновой реакции в процессе приготовления темного солодаисследовать процесс формирования красящих веществ и установить технологические режимы производства темных типов солодаразработать технологический прием снижения себестоимости темного пива за счет использования ферментолизата крахмала.
Научная новизна работы. По итогам выполненного комплексного исследования получены следующие научные результаты: впервые изучены красящие вещества темного и карамельного солода с использованием спектральных характеристикуточнены параметры спектральных исследованийвыявлено три группы красящих веществ солода на основании существенных различий их спектров в УФ-областиустановлено, что комплекс красящих веществ содержит три группы соединений, состав и соотношение которых зависят от особенностей технологиивыявлено, что соотношение групп соединений, образующих комплекс красящих веществ, можно направленно изменятьпредложена методика определения количества и соотношения групп красящих веществ, обеспечивающих заданную цветность солодаизучен процесс формирования красящих веществ в реакции меланои-динообразования в процессе приготовления солодаисследована кинетика консекутивной реакции гидролиза крахмала под действием ферментного комплекса, включающего а-амилазу и глюкоамила-зу. Определен состав гидролизата зернового крахмала, полученного под действием отечественных биокатализаторов Амилопротооризина и Глюкавамо-рина ГЗх, при которых обеспечивается образование заданного соотношения групп углеводов.
Практическая значимость и реализация результатов работы. В результате обобщения проведенных исследований, для практического использования в пивоваренной промышленности сформулированы предложения, перечисленные ниже.
1. Разработана технология диастатических (высокоферментативных) темного и карамельного типов солода с заданными свойствами, сохраняющих значительную ферментативную активность и имеющих высокое содержание красящих веществ, для полной замены карамельного и жженого солода в технологии темных сортов пива.
2. Предложен метод вычисления количественного состава отдельных групп красящих веществ в темном солоде с целью регулирования их содержания в солоде.
3. Предложено для формирования заданного комплекса красящих веществ путем меланоидинообразования (реакции Майара) для биокаталитического накопления аминокислот и Сахаров использовать в качестве комплексного ферментного препарата, включающего а-амилазу, Р-глкжаназу и протеазу, отечественный препарат Амилопротооризин (КФПА).
4. Предложен технологический прием снижения себестоимости темного пива путем замены 10−20% диастатического темного солода гидро-лизатом зернового крахмала углеводного состава, аналогичного составу пивного сусла.
5. Предложена технология гидролизата крахмала с заданным углеводным составом для частичной замены солода в темном пиве.
6. Предложен состав ферментного комплекса для получения гидролизата зернового крахмала, включающий отечественные препараты Амилопротооризин и Глюкаваморин ГЗх.
7. Разработан способ количественного определения продуктов гидролиза крахмала, позволяющий контролировать процесс консекутивной реакции биодеградации крахмала.
Выводы.
1. Разработана технология диастатических (высокоферментативных) темного и карамельного типов солода в «мягком» технологическом режиме, позволяющем сохранить активность ферментов, аналогичную их активности в светлом солоде, с комплексом красящих веществ, обеспечивающих интенсивную окраску солода и пива за счет преимущественного образования ме-ланоидинов.
2. Идентифицированы основные группы красящих веществ темного солода: продукты кислотно-основного разложения моносахаридов, меланои-дины и продукты карамелизации Сахаров (карамелан, карамелей, карамелин), различающиеся по форме спектральных кривых и коэффициенту светопо-глощения. По интенсивности убывания коэффициентов светопоглощения красящие вещества располагаются в ряд: [меланоидины => карамелин => продукты кислотно-основного разложения моносахаридов => карамелен => карамелан] в видимой и УФ-областях спектра. Удельное светопоглощение (интенсивность цветности) меланоидинов в видимой области спектра превышает в 5−6 раз цветность продуктов карамелизации и кислотно-основного распада Сахаров. Определены концентрации отдельных групп красящих веществ в карамельном солоде.
3. Изучены спектры основных групп красящих веществ темного солода. Показано, что в видимой области спектра цветность карамелина превышает цветность карамелана и карамеленав УФ-области в интервале 300−360 нм интенсивность светопоглощения карамелана выше, чем карамеленаа при длине волны ниже 260 нм — наоборот.
Исследована устойчивость различных групп красящих веществ к свету. Показано, что все группы красящих веществ солода к нему устойчивы, сохраняя без изменения в течение 10 сут конфигурацию спектров, коэффициенты светопоглощения и аддитивность оптической плотности в смеси. Несколько менее устойчив к воздействию света карамелан.
4. При сушке темного и карамельного солода в них преимущественно образуются продукты карамелизации — карамелан и карамелен, а образование карамелина, ухудшающего качество пива, происходит при длительном воздействии высоких температур на углеводы солода (жженый солод).
5. Изучена и определена степень участия различных аминокислот и моносахаридов солода, влияние их концентрации и примесей (ионы металлов, аммиак и др.) на формирование красящих веществ при температурной обработке солода. Установлено, что активность аминокислот тем выше, чем болеее удалены друг от друга аминная и карбоксильная группы и при наличии в молекуле двух аминных групп. Серусодержащие аминокислоты цистин и метионин дают замедленное образование красящих веществ. Из Сахаров наиболее интенсивно расходуется фруктоза.
6. Установлено, что с повышением температуры отсушки солода усиливается образование ГОМФ — продукта разложения Сахаров, способствующего образованию красящих веществ.
7. Выявлена эффективность применения в солодоращении отечественного биокатализатора, обладающего амилолитической, протеолитической и цитолитической активностями и обеспечивающего достаточную степень деструкции биополимеров ячменя для формирования высокой цветности сушеного солода — Амилопротооризина (КФПА).
8. Предложено для повышения цветности солода за счет преимущественного образования меланоидинов замачивать ячмень в присутствии Амилопротооризина или перезамачивать его в вытяжке из солодовых ростков, а свежепроросший солод сушить при температуре 80−85°С с целью сохранения ферментов солода.
9. Разработан технологический прием снижения стоимости темного пива за счет замены части темного диастатического солода гидролизатом крахмала, полученным с применением Амилопротооризина и Глюкавамори-на ГЗх. По результатам исследования кинетики консекутивной реакции гидролиза зернового крахмала предложен метод расчета состава гидролизата с заданным соотношением фракций углеводов.
10. Экспериментально подтверждено преимущество длительного хранения ячменя и солода в инертной среде (азот, диоксид углерода).
11. Разработаны технические условия и технологическая инструкция на производство темного и карамельного диастатического солода по предложенной технологии. Расчетный экономический эффект от замены импортного темного и карамельного солода опытным, полученным с применением биокатализатора Амилопротооризина, составляет 1,2 млн руб./млн дал пива в год.
