автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Разработка технологии и товароведная оценка квасов с использованием растительного сырья и минеральных вод Дальневосточного региона

На правах рукописи

ИСАЕНКО Елена Александровна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА КВАСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА

Специальность: 05.18.15 -Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток - 2014 Гл59Т

005555591

Работа выполнена на кафедре товароведения и экспертизы товаров федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет»

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Палагина Марина Всеволодовна

Официальные оппоненты:

Ким Эдуард Николаевич, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет», заведующий кафедрой «Стандартизация и сертификация»

Масленникова Евгения Владимировна, кандидат технических наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владивостокский государственный университет экономики и сервиса», доцент кафедры международного маркетинга и торговли

Ведущая организация:

Федеральное бюджетное учреждение науки Горнотаёжная станция им. В.Л. Комарова Дальневосточного отделения Российской академии наук

Защита состоится 07 октября 2014 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.056.1 б на базе ДВФУ по адресу: 690922, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс-10, корп. 24 (В), 11 этаж, зал заседаний диссертационных советов.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ДВФУ по адресу: 690090, г. Владивосток, ул. Алеутская, 65-6 и на сайте ДВФУ ЬМр://ш\^.ду1кгиМеЬМ188ег1асю1туе-50Уе1уМ1з8ег1аси.

Автореферат разослан «_» августа 2014 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, к.т.н., доцент

Л.О. Коршенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы На российском рынке безалкогольных напитков в настоящее время потребителям предлагается широкий ассортимент сокосодержащих напитков, сладких газированных напитков, энергетических напитков, холодного чая и кваса (Казакова, 2006; Преснякова, 2008; Производство..., 2013). При этом все больше потребителей предпочитают натуральные и полезные продукты, содержащие в своем составе нутриенты, положительно влияющие на различные функции организма. К таким продуктам относится, прежде всего, квас брожения (Елисеев, 2006; Токаев, 2007; Рынок и производство..., 2010; Гобинская, 2011).

Квас является напитком, который прекрасно утоляет жажду, бодрит и освежает. Он обладает приятным ароматом ржаного хлеба и кисловато-сладким вкусом. Являясь продуктом незаконченного спиртового и молочнокислого брожения, квас содержит разнообразные органические вещества - витамины Вь В2, РР, D, молочную кислоту и диоксид углерода. Пищевая ценность кваса обусловлена наличием в нем углеводов и белков. Комплекс витаминов и микроэлементов определяет биологическую ценность напитка: стимулирует обмен веществ, способствует пищеварению, восстанавливает силы и повышает работоспособность, препятствует размножению болезнетворных микробов (Буров, 2005; Шпилко, 2007; Thompson, 2011). Для придания функциональной направленности и расширения ассортимента в квас вводят различные натуральные растительные добавки (Казакова, 2006; Панов, 2007; Савватеев, 2008). В качестве таких добавок можно использовать продукты переработки плодово-ягодного сырья, в том числе дикоросов, так как в этом сырье содержатся значительные концентрации витаминов, минеральных веществ, биофлавоноидов в легкодоступной и усвояемой форме (Цапалова, 2006; Палагина, 2012). При использовании природной минеральной воды в качестве основы квасов, можно обогатить их состав минеральными нутриентами (Спиричев, 2005; Панов, 2007; Тутельян, 2009; Annette, 2005).

Дальневосточный регион, в том числе Приморский край богаты экологически чистым, натуральным и уникальным растительным сырьем и минеральными водами, которые могут быть использованы для создания новых сортов квасов с функциональными свойствами (Измоденов, 2001; Зориков, 2004). Для придания новых органолептических свойств и функциональной направленности в квасы можно вводить сиропы из ягод и плодов, произрастающих в регионе: брусники обыкновенной, калины Саржента, лимонника китайского, шиповника морщинистого.

Целью диссертационного исследования явилась разработка технологии и товароведная оценка квасов с использование растительного сырья и минеральной воды Дальневосточного региона.

В соответствии с целью решались следующие задачи:

- изучить ассортимент и потребительские предпочтения квасов, представленных в розничной сети г. Владивостока;

- обосновать технологию квасов с использованием традиционного зернового сырья и дрожжей и нетрадиционного растительного сырья и минеральной воды Дальневосточного региона России (брусники обыкновенной, калины Саржента, лимонника китайского, шиповника морщинистого и минеральной природой питьевой воды «Успеновская» Шмаковского месторождения Приморского края России);

научно обосновать и разработать технологию получения полуфабрикатов для квасов: сиропов из плодово-ягодного сырья Дальнего Востока и сброженного концентрата квасного сусла;

- разработать технологию получения новых сортов квасов с добавлением плодово-ягодных сиропов из Дальневосточных растений и квасов с водной основой - минеральной природой питьевой воды;

- разработать рецептуры и ассортимент новых сортов квасов;

- оценить качество новых сортов квасов, разработать и утвердить техническую документацию.

Научная новизна работы:

- теоретически и экспериментально обоснована возможность использования в производстве квасов сиропов из Дальневосточного растительного сырья (брусники обыкновенной, калины Саржента, лимонника китайского и шиповника морщинистого) и минеральной природой питьевой воды «Успеновская» Шмаковского месторождения Приморского края России;

- впервые научно обоснована рецептура и разработана технология квасов с добавлением сиропов из Дальневосточных дикоросов (брусники, калины, лимонника и шиповника) и квасов на основе минеральной воды «Успеновская», научная новизна технологических решений подтверждена патентом РФ на изобретение «Композиция для приготовления кваса» №2489064 от 10.08.2013 г.;

- научно обоснованы и рассчитаны дозы введения плодово-ягодных сиропов в квасы с функциональными свойствами.

Практическая значимость:

Экспериментально исследованы возможные способы получения новых сортов квасов. Определены технологические схемы приготовления квасов на основе минеральной воды с добавлением плодово-ягодных сиропов из Дальневосточных растений. Обоснованы и определены этапы введения плодово-ягодных сиропов в квасы, выбран способ добавления сиропов на стадии купажирования после брожения. Получены новые квасы с функциональными свойствами.

Разработаны технология и рецептуры новых сортов квасов с добавлением сиропов из брусники, калины Саржента, лимонника китайского и шиповника морщинистого. Разработаны и утверждены пакеты технической

документации на «Квасы «Вкус здоровья» (ТУ 9175-202-02067936-2010, ТИ 202-2010) и «Квасы на минеральной воде «Вкус здоровья» (СТО 02067942001-2012). Выпущены опытные партии напитков - «Квасы на минеральной воде «Вкус здоровья» на базе пивоваренного завода ООО «СТЭЛС-ТМ» (г. Владивосток).

Основные положения, выносимые на защиту:

научное обоснование использования растительного сырья Дальневосточного региона (брусники, калины, лимонника и шиповника) и минеральной воды «Успеновская» для производства новых сортов кваса;

- технология квасов с добавлением сиропов из Дальневосточных дикоросов и квасов на основе Дальневосточной минеральной воды;

- рецептуры и товароведная оценка новых сортов кваса.

Апробация диссертационной работы: Основные положения работы

были представлены и доложены на: XXXIX научной межвузовской студенческой конференции по итогам научно-исследовательской работы за 2007-2008 годы (Владивосток, 2008); II международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2011); XVII международной заочной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Новосибирск, 2013); Международном научном форуме «Пищевые инновации и биотехнологии» (Кемерово, 2013); Международной заочной научно-практической конференции «Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития» (Тамбов, 2014).

Публикации: По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ, из них 5 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получен 1 патент РФ.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследований, результатов исследований и их обсуждений, заключения, выводов, списка использованных литературных источников и приложений. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста и содержит 25 таблиц, 29 рисунков, приложения. Список используемых источников включает 238 наименований российских и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы, сформулированы цель и задачи исследования, охарактеризованы научная новизна и практическая значимость работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 «Теоретическое обоснование технологии квасов с использованием пищевого сырья Дальневосточного региона» обобщены литературные данные, отражающие современное состояние и перспективы развития рынка квасов в России. Описаны особенности современной

технологии квасов. Приведены сведения о нетрадиционных добавках в квасах и обоснован выбор дикорастущих Дальневосточных растений (брусники, калины, лимонника и шиповника) в технологии квасов.

В главе 2 «Организация эксперимента и методы» представлена общая схема работы (рисунок 1), определены объекты и методы исследований.

Рисунок 1 - Схема проведения диссертационных исследований Объектами исследования служили: вода питьевая согласно СанПиН 2.1.4.1074-2001; солод пивоваренный ячменный светлый, соответствующий ГОСТ 29294-92 («DALIAN COFCO MALT СО LTD», Австралия); солод ржаной ферментированный согласно ГОСТ Р 52061-2003 (ОАО «Брянскпиво», г. Брянск, Россия); мука пшеничная высший сорт согласно ГОСТ Р 521892003 (ООО «Макфа», Челябинская область, п. Рощино, Россия); сахар-песок согласно ГОСТ 21-94 (Россия); дрожжи хлебопекарные сушеные согласно ГОСТ 28483-90 (ООО «Саф-Нева», Санкт-Петербург, Россия); двуокись углерода газообразная для пищевых продуктов (ГОСТ 8050-85) (ООО «Оксид», г. Арсеньев). В качестве функциональных добавок к квасам использовали: плоды и ягоды дальневосточных дикорастущих растений - брусники обыкновенной (Vaccinium vitis-idaea L.), калины Саржента (Viburnum sargentii Koehrté), лимонника китайского (Schizandra chinensis Bail.), шиповника морщинистого (Rosa rugosa Thunb.) и сиропы из них (ГОСТ 28499-90); воду минеральную природную питьевую столовую «Успеновская»

Шмаковского месторождения Приморского края (Россия) (ТУ 9185-00113738109-08).

Определение органолептических показателей сиропов и квасов проводили с использованием органолептических профилей и дескрипторов (ISO 6564; Родина, 2004; Заворохина, 2008; Современные аспекты..., 2008).

Определение показателей качества сырья, полуфабрикатов (сиропов и концентрата квасного сусла) и готовых напитков - квасов проводили согласно действующей нормативной документации: ГОСТ Р 5206, ГОСТ 13586.2, ГОСТ 29294, ГОСТ 28483, ГОСТ 3351, ГОСТ Р 51232, ГОСТ Р 52407, ГОСТ 23268.12, ГОСТ 4245, ГОСТ 4389, ГОСТ 4011, ГОСТ 18164, ГОСТ 18826, ГОСТ 23268.3, ГОСТ 23268.6, ГОСТ 23268.7, ГОСТ 23268.5, ГОСТ 8756.13, ГОСТ 6687.4, ГОСТ 6687.5, ГОСТ 6687.2, ГОСТ 28561, ГОСТ 6687.2, ГОСТ 6687.7, ГОСТ Р 51153, ГОСТ 6687.4, TP ТС 021/2011.

В Главе 3 представлено обоснование использования Дальневосточного растительного сырья и минеральной воды для приготовления квасов. При предварительном анализе ассортимента квасов в розничной сети г. Владивосток было показано, что он недостаточно широк (максимальное количество наименований квасов в одной торговой точке составило - 8, при этом, других безалкогольных напитков - 12-14). Все квасы были произведены в России, в том числе половина - на Дальнем Востоке. Квасов, в качестве напитков функционального назначения не обнаружено. Отсутствовали квасы на основе минеральной воды. Исследования потребительских предпочтений показали достаточно высокий интерес респондентов к квасам с добавлением фруктовых или ягодных составляющих (соответственно 28 % и 36 % опрошенных), а также к присутствию в квасе функциональных ингредиентов (70 % опрошенных), и как следствие - заинтересованность потребителей в приобретении таких сортов квасов.

Для получения новых сортов квасов в качестве функциональных напитков с использованием пищевого растительного сырья и минеральной воды Дальневосточного региона были проведены исследования основных, традиционных (солода ржаного, солода ячменного, дрожжей хлебопекарных, воды питьевой (после соответствующей водоподготовки)) и новых сырьевых компонентов, в качестве которых были выбраны продукты переработки плодово-ягодного сырья Дальневосточного региона (брусники обыкновенной, калины Саржента, лимонника китайского, шиповника морщинистого и сиропы из них), а также минеральная вода «Успеновская». Известно, что калина, лимонник, брусника и шиповник обладают антиоксидантными свойствами, увеличивающими неспецифическую резистентность организма (Шретер, 2000; Зориков, 2004). Данные растения произрастают преимущественно на юге Дальнего Востока России (в Приморском крае), урожаи всех отобранных растений стабильные и высокие. При исследовании плодов и ягод выбранных растений было показано, что они содержат значительные концентрации витамина С: от 48 до 793 мг на 100 г.

Наибольшая концентрация витамина Р обнаружена в шиповнике (432 мг в 100 г), в остальных ягодах его содержание также оказалось достаточно велико - от 22 до 99 мг на 100 г. Для подтверждения результатов исследования спектрометрическим методом, в лимоннике определили содержание витамина Р дополнительно методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (рисунок 2).

Рисунок 2 - Хроматограмма экстракта из лимонника, полученного на высокоэффективном жидкостном хроматографе SPD - 10AVP (детектор УФ и видимой области спектра) фирмы SHIMADZU LC -10 ADVP с колонкой «Shim-pack CLC-ODS» (6,0x150 мм), длина волны 275 нм

Пики времени удерживания рутина были несколько сдвинуты, поэтому рутин определяли методом «добавок» (Шнайдман, 1973). На рисунке рутин представлен основным пиком с временем удерживания 5,74 минут (отмечен на хроматограмме -*) и его содержание соответствует 713 мг/дм3, что соотносится с данными спектрометрического анализа.

Как известно, сиропы, в качестве полуфабрикатов, широко используются при приготовлении безалкогольных напитков, в том числе -квасов (Помозова, 2006; Егорова, 2007). В нашей работе мы готовили сиропы на основе плодово-ягодных соков из ягод брусники, калины и лимонника, которые получали методом прямого отжима, или из водного экстракта шиповника. Выход соков составил 60 % (для калины и лимонника) или 82 % (для брусники) от начально взятого сырья; выход экстракта шиповника - 80 % (при гидромодуле 1:1). Технологическая схема приготовления сиропов из ягод брусники, или калины, или лимонника, или плодов шиповника показана на рисунке 3.

Готовые плодово-ягодные сиропы были исследованы по органолептическим и физико-химическим показателям в соответствии с ГОСТ 28499-90 (таблица 1). Сиропы имели сладко-кислый вкус, запах и цвет свойственные входящим в состав сиропа плодам и ягодам (бруснике, калине, лимоннику, шиповнику).

Таблица 1 - Физико-химические показатели плодово-ягодных сиропов в соответствии с ГОСТ 28499-90

Показатели Требования ГОСТ 28499-90 Сироп из

брусники калины лимонника шиповника

Общая кислотность, см3 1 н N8011/100 см1 не нормируется 9,5±0,2 6,5±0,1 9,5±0,1 2,0±0,2

Массовая доля сухих веществ, % не менее 50,0±1,0 49,5±0,1 50,0±0,1 50,0±0,1 50,1±0,2

Рисунок 3 - Технологическая схема приготовления купажных сиропов (*- разработанные собственные параметры) В полученных сиропах определяли содержание биологически активных веществ: витамина С и витамина Р (в пересчете на катехины), а также массовую долю суммы флавоноидов в % (в пересчете на лютеолин). Содержание витаминов С, Р и флавоноидов представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Содержание витамина С, витамина Р и массовая доля суммы флавоноидов в сиропах__

Сироп Содержание витамина С, мг/см® Содержание витамина Р, мг/см3 Суммарное содержание флавоноидов, %

из брусники 20,8±2,6 99,2±5,0 0,22

из калины 4б,2±3,1 57,б±2,1 0,15

из лимонника 23,0±2,5 22,0±3,0 0,16

из шиповника 274,5±5,1 432,0±5,0 2,39

В результате проведенных исследований показано, что все полученные плодово-ягодные сиропы содержат значимые концентрации витаминов С и Р, флавоноидов, и могут использоваться как функциональные составляющие в технологии квасов. Наибольшее содержание биологически активных веществ отмечено в сиропе из шиповника.

Для приготовления новых сортов квасов в качестве основы для кваса функционального назначения была также использована природная минеральная вода с минерализацией ниже 1000 мг/дм3 и содержащая в своем составе минеральные нутриенты (соли кальция, калия, натрия, магния и др.) - «Успеновская» Шмаковского месторождения Приморского края (Россия) (ТУ 9185-001-13738109-08). При исследовании в течение двух лет (2012-2013 гг.) органолептические и физико-химические показатели минеральной воды «Успеновская» были стабильными и соответствовали ГОСТ Р 54316. Данная вода характеризовалась как прозрачная бесцветная жидкость без посторонних включений, без запаха и выраженного вкуса. По микробиологическим показателям и показателям безопасности минеральная вода «Успеновская» соответствовала ТР ТС 021/2011. Согласно требованиям СанПиН 2.1.4.1074 норма для воды питьевой по содержанию суммы минеральных веществ - не более 1000 мг/дм3, этот показатель в воде «Успеновская» оказался значительно ниже (236,5±30,5 мг/дм3), что позволило использовать её в производстве квасов.

При проведении расчетов (таблица 3) на содержание функциональных минеральных веществ воды «Успеновская» было показано, что данная вода является функциональным напитком и по ряду нутриентов способна удовлетворить суточные потребности организма.

Таблица 3 - Потребности организма и содержание функционально значимых компонентов минеральной воды «Успеновская»__

Наименование показателей Значение показателя минеральной воды «Успеновская» Содержание от суточной потребности, % в 500 мл воды Потребность организма, мг/сут. (Тутельян, 2009)

Массовая концентрация функционально значимых компонентов, мг/100 мл Натрий+калий 10-30 до 0,6 до 10000

Магний 15-20 до 40 250

Кальций 10-50 до 25 1000

Согласно ГОСТу 52349-2005 функциональные продукты и, соответственно, функциональные напитки, должны содержать не менее 15 % от их суточной потребности. Нами было определено, что 500 мл минеральной воды «Успеновская» способны удовлетворить суточную потребность в магнии до 40 % и кальции - до 25 %.

В Главе 4 описана разработка технологии квасов с использованием Дальневосточного растительного сырья и минеральной воды. Для разработки технологии квасов на первом этапе был получен контрольный образец кваса согласно традиционной технологии. Контрольный образец готовили по стандартной технологии квасов брожения нефильтрованных непастеризованных (Рудольф, 2000). В качестве сырья использовали солод ржаной ферментированный, солод пивоваренный ячменный, муку пшеничную, сахар-песок. Для процессов брожения использовали дрожжи хлебопекарные сушеные и воду питьевую. Приготовление контрольного образца кваса включало следующие стадии: приготовление квасного сусла из ржаного, ячменного солодов и муки пшеничной (приготовление затора, фильтрация, кипячение, охлаждение); приготовление сахарного сиропа (смешивание сахара с водой, кипячение, фильтрация, охлаждение); купажирование квасного сусла с частью (75 % от расходуемого количества) сахарного сиропа; приготовление разводки хлебопекарных дрожжей; сбраживание квасного сусла дрожжами до уменьшения содержания сухих веществ на 1 %; охлаждение (при этом декантировались дрожжи); снятие готового кваса с дрожжевого осадка. Контрольный образец кваса, полученный по вышеуказанной рецептуре соответствовал ГОСТР 530942008. Физико-химические показатели кваса контрольного образца в соответствии с ГОСТР 53094-2008 приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Физико-химические показатели кваса контрольного образца

Наименование показателя Контрольный образец кваса Значение согласно ГОСТ Р 530942008

Массовая доля сухих веществ, % 6,0±0,1 не менее 3,5

Общая кислотность, см1 1Н ЫаОН, пошедшего на титрование 100 см3 кваса 1,9±0,2 1,5-7

Массовая доля спирта, % 0,8±0,1 1,2

Массовая доля двуокиси углерода, % 0,32±0,05 не менее 0,3

Органолептические характеристики контрольного образца кваса также соответствовали ГОСТР 53094-2008: непрозрачная жидкость темно-коричневого цвета, аромат - хлебный с оттенком ржаной корочки, вкус -сладко-кислый, ржаной, насыщенный, освежающий.

Для разработки технологии квасов с добавлением сиропов из Дальневосточных растений был проведен эксперимент: приготовлены образцы квасов на основе контрольного образца кваса с добавлением сиропов брусники, или калины, или лимонника, или шиповника. Образцы отличались между собой по стадиям и количеству добавления плодово-

ягодных сиропов: частичная замена сахарного сиропа ягодным (до начала брожения добавлен ягодный сироп (25 %), и сахарный сироп добавлен после окончания брожения в количестве 75 % оставшихся сухих веществ); полная замена сахарного сиропа ягодным (добавляли ягодный сироп в количестве 25% (от всей массы) до начала брожения и 75% после окончания брожения); или частичная замена сахарного сиропа ягодным (до начала брожения добавлен сахарный сироп (25 %), а ягодный сироп добавлен после окончания брожения в количестве 75 % оставшихся сухих веществ). По результатам органолептической оценки всех полученных образцов квасов с добавлением сиропов из брусники, лимонника и шиповника, был сделан вывод о том, что добавление сиропов только после брожения (при этом добавляли перед брожением сахарный сироп) более приемлемо, поскольку вкус и аромат данных квасов оказался наиболее гармоничным, менее кислым и в них отчетливо прослеживались ржаные и хлебные тона, характерные для квасов без добавок. Следовательно, добавление порции ягодного (плодового) сиропа после брожения (вместо оставшегося сахарного сиропа) является оптимальным по органолептическим показателям получаемого кваса. А, поскольку расход ягодного сиропа на приготовление такого кваса оказался ниже, чем при добавлении ягодного сиропа в два приема, то данная технология также явилась более выгодной и по расходу сырья.

На основании проведенного эксперимента была выбрана технология приготовления квасов с добавлением сиропов из Дальневосточных растений - брусники, калины, шиповника и лимонника. На новые квасы была разработана и утверждена нормативная документация - Квасы «Вкус здоровья» ТУ 9175-202-02067936-2010. Принципиальная технологическая схема получения новых квасов представлена на рисунке 4.

При разработке технологии квасов с использованием в качестве водной основы минеральной воды «Успеновская», сиропов и сброженного концентрата квасного сусла (ККС) нами был приготовлен соответствующий полуфабрикат. Технология получения сброженного концентрата квасного сусла состояла из следующих стадий: приготовление квасного сусла, сбраживание квасного сусла, упаривание квасного сусла (концентрирование) (рисунок 5).

Полуфабрикат для получения квасов - сброженный концентрат квасного сусла представлял собой непрозрачную густую вязкую жидкость темно-коричневого цвета, кисло-сладкого вкуса с незначительной горечью и ароматом ржаного хлеба, с присутствием во вкусе и аромате продуктов брожения. Физико-химические показатели концентрата квасного сусла соответствовали ГОСТ 28538-90: массовая доля сухих веществ - 60,0 ±1,0 %; титруемая кислотность - 30±2,5 см3 раствора 1 Н №ОН на 100 г концентрата.

Рисунок 4 - Принципиальная технологическая схема Кваса «Вкус здоровья» с ягодными сиропами (ТУ 9175-202-02067936-2010) (* - см. рисунок 3) Для разработки рецептуры новых квасов на минеральной воде с использованием плодово-ягодных сиропов (из брусники, или из калины, или из лимонника, или из шиповника) и сброженного концентрата квасного сусла, решали следующие задачи: выбирали оптимальную концентрацию вносимых сиропов и оптимальную концентрацию вносимого сброженного концентрата квасного сусла. Приготовление опытных образцов квасов заключалось в смешивании компонентов с последующим насыщением напитка углекислотой. Готовые образцы оценивали по органолептическим показателям.

Рисунок 5 -Технологическая схема приготовления сброженного концентрата квасного сусла (* - см. рисунок 3)

В разработке рецептур новых квасов использовали также математическое моделирование. С помощью регрессионного анализа в программе МаЛСАЕ), по методу наименьших квадратов была проведена аппроксимация полиномами второй степени функции баллов по вкусовому показателю от независимых переменных. Графическая интерпретация зависимости баллов вкуса от концентрации сброженного концентрата квасного сусла и сиропов представлена на рисунках 6а-6г, где У(х,,х2) -баллы по вкусовому показателю; X] - концентрация сброженного концентрата квасного сусла (%); Хг - концентрация плодово-ягодного сиропа (%). Уравнения регрессии для модельной системы «Квас с сиропом из брусники» имеет вид: У(х,,х2) = -133,671 + 10,299*х, + 19,904*х2 - 0,455* х,*х2 -0,373* х,2 - 0,833*х22. Для модельной системы «Квас с сиропом из калины»: У(х,,х2) = -160,262 + 11,327*х, + 25Д09*х2 - 0,492* х,*х2 -0,421* х,2 -1,111*х22. Для модельной системы «Квас с сиропом из лимонника»: У(х, ,х2) = -133,671 + 10,299*х, + 19,904*х2 - 0,455* х,*х2 - 0,373* х,2 - 0,833*х22. Для модельной системы «Квас с сиропом из шиповника»: У(х,,х2) = -162,259+ 10,275*х, +25,481*х2 - 0,432* х, *х: - 0,389* х,2 - 1,111*х22.

в г

Рисунок 6 - Графическая интерпретация зависимости баллов вкуса от концентрации сброженного концентрата квасного сусла и сиропа из: а - брусники; б - калины; в - лимонника; г - шиповника

По результатам экспериментов и с учетом математического моделирования на новые квасы была разработана соответствующая технология и рецептура, а также разработана и утверждена нормативная документация (Квасы на минеральной воде «Вкус здоровья» СТО 02067942001-2012). Принципиальная технологическая схема приготовления новых квасов представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Принципиальная технологическая схема Квасов на минеральной воде «Вкус здоровья» с добавлением ягодных сиропов (СТО 02067942-0012012) (* - см. рисунок 3) В Главе 5 «Товароведная оценка новых квасов из Дальневосточного растительного сырья и минеральной воды» приводятся результаты оценки качества новых сортов квасов, в том числе в процессе хранения, а также сравнительные исследования с выбранными аналогами - квасом «Арсеньевский» (ООО «Арсеньевский молочный комбинат», г. Арсеньев, Россия), «Хлебный» (ООО «Ханкайская долина», Спасское, Россия) и «Очаковский» (ЗАО МПБК «Очаково», г. Москва, Россия).

Новые сорта квасов «Квасы «Вкус здоровья»(ТУ 9175-202-020679362010) были разработаны в следующем ассортименте: Квас «Вкус здоровья с сиропом из брусники»; Квас «Вкус здоровья с сиропом из калины»; Квас «Вкус здоровья с сиропом из лимонника»; Квас «Вкус здоровья с сиропом из шиповника». Новые сорта квасов «Квасы на минеральной воде «Вкус

здоровья» (СТО 02067942-001-2012) были разработаны в следующем ассортименте: Квас на минеральной воде «Вкус здоровья с сиропом из брусники»; Квас на минеральной воде «Вкус здоровья с сиропом из калины»; Квас на минеральной воде «Вкус здоровья с сиропом из лимонника»; Квас на минеральной воде «Вкус здоровья с сиропом из шиповника». Рецептуры новых напитков с добавлением сиропов из Дальневосточного растительного сырья - Квасов «Вкус здоровья» и Квасов на минеральной воде «Вкус здоровья» представлены в таблицах 5 и 6 соответственно.

Таблица 5 - Рецептура квасов «Вкус здоровья» (ТУ 9175-202-02067936-2010) с добавлением сиропов из Дальневосточного растительного сырья (на 100 дал) готового напитка__

Наименование сырья Расход сырья

Солод ржаной, кг 24

Солод пивоваренный ячменный, кг 3

Мука пшеничная, кг 5

Сахарный сироп (65%-ный), дм' 18,75

Дрожжи хлебопекарные сушеные, кг 0,15

Ягодный сироп (50%-ный), дм3 97,5

Вода, дм3 до 1000

Таблица 6 - Рецептура квасов на минеральной воде «Вкус здоровья» (СТО 02067942-001-2012) с добавлением сиропов из Дальневосточного растительного сырья (на 100 дал) готового напитка

Наименование сырья Квас с сиропом из брусники Квас с сиропом из калины Квас с сиропом из лимонника Квас с сиропом шиповника

Сброженный ККС, дм3 78 79 78 77

Ягодный сироп, дм3: - из брусники 98 _ _ -

- из калины 96 - -

- из лимонника - - 98 -

- из шиповника - - - 100

Углекислота, дм3 3 3 3 3

Минеральная вода «Успеновская», дм3 821 822 821 820

Для характеристики новых сортов квасов была проведена оценка готовых образцов и аналогов на соответствие ГОСТ Р 53094-2008 (таблицы 7 и 8). По физико-химическим показателям квасы «Вкус здоровья» » и квасы на минеральной воде «Вкус здоровья», также, как и аналоги - квасы «Арсеньевский», «Хлебный», «Очаковский» - соответствовали требованиям и нормам ГОСТ Р 53094-2008. По содержанию токсичных компонентов и

микробиологическим показателям квасы «Вкус здоровья» и квасы на минеральной воде «Вкус здоровья» соответствовали требованиям ТР ТС 021/2011.

Таблица 7 - Физико-химические показатели квасов «Вкус здоровья» (ТУ 9175-202-02067936-2010) с добавлением сиропов из Дальневосточного растительного сырья и аналогов__

Показатель в квасе Наименование показателя

Массовая доля сухих веществ, % Кислотность, к.ед Объемная доля спирта, % Массовая доля двуокиси углерода, %

ГОСТ Р 53094-2008 не менее 3,5 от 1,5 до 7,0 не более 1,2 не менее 0,3

Квас «Вкус здоровья» с сиропом из брусники 5,9±0,1 6,0±0,1 0,9 0,3

Квас «Вкус здоровья» с сиропом из калины 5,8±0,1 5,2±0,2 0,9 0,3

Квас «Вкус здоровья» с сиропом из лимонника 5,8±0,1 6,1 ±0,2 0,9 0,3

Квас «Вкус здоровья» с сиропом из шиповника 5,6±0,1 3,8±0,1 1,0 0,3

«Арсеньевский» 5,0±0,2 4,0±0,2 0,6 0,3

«Хлебный» 4,5±0,2 3,5±0,2 0,7 0,3

«Очаковский» 6,1±0,1 3,0±0,2 0,4 0,3

Таблица 8 - Физико-химические показатели квасов на минеральной воде «Вкус здоровья» (СТО 02067942-001-2012) с добавлением сиропов из Дальневосточного растительного сырья и аналогов_

Значение в квасах Наименование показателя

Массовая доля сухих веществ, % Кислотность, к.ед Объемная доля спирта, % Массовая доля двуокиси углерода, %

ГОСТ Р 53094-2008 не менее 3,5 от 1,5 до 7,0 не более 1,2 не менее 0,3

Квас на минеральной воде «Вкус здоровья» с сиропом из брусники 7,5±0,1 2,5±0,2 0,7 0,7

Квас на минеральной воде «Вкус здоровья» с сиропом из калины 8,3±0,2 5,4±0,2 0,7 0,7

Квас на минеральной воде «Вкус здоровья» с сиропом из лимонника 7,3±0,1 5,4±0,2 0,7 0,7

Квас на минеральной воде «Вкус здоровья» с сиропом из шиповника 6,8±0,2 4,3±0,2 0,7 0,7

«Арсеньевский» 5,0±0,2 4,0±0,2 0,6 0,3

«Хлебный» 4,5±0,2 3,5±0,2 0,7 0,3

«Очаковский» 6,1±0,1 3,0±0,2 0,4 0,3

По результатам органолептического анализа готовым квасам «Вкус здоровья» были даны следующие характеристики: Квасы с добавлением сиропа из брусники имели: темно-коричневый цвет с рубиново-красным оттенком; вкус - кисло-сладкий, ржаной, выраженный ягодный и брусничный, в меру плотный, резкий и освежающий, с нотками терпкости; аромат -квасной, выраженный хлебный с ароматом ржаной корочки, насыщенный, с ягодными и брусничными нотами и небольшой кислинкой. Квасы с добавлением сиропа из калины имели: темно-коричневый цвет с красно-рубиновым оттенком; вкус - кисло-сладкий, ржаной, выраженный ягодный и калиновый, в меру плотный, резкий и освежающий, немного вяжущий, в послевкусии угадывалась специфическая горечь ягоды; аромат - квасной, выраженный хлебный с ароматом ржаной корочки, насыщенный, с ягодными и калиновыми нотами и небольшой кислинкой. Квасы с добавлением сиропа из лимонника имели: темно-коричневый цвет с красно-рубиновым оттенком; вкус - кисло-сладкий, ржаной, выраженный ягодный и лимонниковый, в меру плотный, резкий и освежающий, с нотками терпкости; аромат - квасной, выраженный хлебный с ароматом ржаной корочки, насыщенный, с ягодными и лимонниковыми нотами и небольшой кислинкой. Квасы с добавлением сиропа из шиповника имели: темно-коричневый цвет с желтым оттенком; вкус - сладко-кислый, ржаной, выраженный ягодный и шиповниковый, в меру плотный, резкий и освежающий, с нотками сушеных яблок; аромат - квасной, выраженный хлебный с ароматом ржаной корочки, насыщенный, с ягодными и шиповниковыми нотами, легким ароматом сушеных яблок и небольшой кислинкой.

Органолептическая оценка квасов на минеральной воде «Вкус здоровья» (СТО 02067942-001-2012) проводилась дегустационной комиссией испытательного центра «Океан» Инженерной школы ДВФУ. По результатам дегустационного анализа готовым квасам на минеральной воде «Вкус здоровья» были даны следующие характеристики:

- квас на минеральной воде «Вкус здоровья» с сиропом из брусники представлял собой однородную, непрозрачную жидкость коричневого цвета с рубиновым оттенком, насыщенного кисло-сладкого, ржаного вкуса и легкого ягодного послевкусия, в аромате преобладал приятный аромат ржаного хлеба;

- квас на минеральной воде «Вкус здоровья» с сиропом из калины представлял собой однородную, непрозрачную жидкость насыщенного коричнево-красного цвета с кисло-сладким, ржаным вкусом, с легким специфическим ягодным послевкусием калины и приятным ароматом ржаного хлеба;

- квас на минеральной воде «Вкус здоровья» с сиропом из лимонника представлял собой однородную, непрозрачную жидкость коричневого цвета с рубиновым оттенком, насыщенного кисло-сладкого, ржаного вкуса и легким ягодное послевкусием, в аромате преобладал приятный аромат ржаного хлеба;

- квас на минеральной воде «Вкус здоровья» с сиропом из шиповника представлял собой однородную, непрозрачную жидкость насыщенного темно-коричневого цвета со сладко-кислым, ржаным вкусом, с присутствием легкого ягодного послевкусия шиповника, в аромате преобладал запах ржаного хлеба.

В готовых квасах «Вкус здоровья» и квасах на минеральной воде «Вкус здоровья» определяли концентрацию биологически активных веществ (витамин С и витамин Р). Для сравнения по этим же показателям исследовали в качестве аналогов квас «Арсеньевский» (Арсеньев, Россия) и квас «Хлебный» (Спасское, Россия) (рисунок 8).

Квас "Вкус здоровья": —с сиропом из брусники —с сиропом из калины —с сиропом из лимонника —с сиропом из шиповника Квас на минеральной воде "Вкус здоровья": —с сиропом из брусники —с сиропом из калины —с сиропом из лимонника —с сиропом из шиповника Квас "Арсеньевский" Квас "Хлебный"

, , 1 (ГПЛ!,ШШШ |

:ттт « [у| 1 № 1

1

«Ш

1 \ тшт 1

0 2

Витамин Р, мг в 100 см3

10 12 14 16 18 20 22 24 26 ■ Витамин С, мг в 100 см3

Рисунок 8 - Содержание биологически активных веществ в квасах «Вкус здоровья» и квасах на минеральной воде «Вкус здоровья» Показано, что концентрация витамина С в квасах «Вкус здоровья» и квасах на минеральной воде «Вкус здоровья» многократно превышала соответствующий показатель в квасе - аналоге «Арсеньевский» и существенно - в квасе-аналоге «Хлебный». Содержание витамина Р в квасах «Вкус здоровья» и квасах на минеральной воде «Вкус здоровья» также оказалось существенно выше по сравнению с квасами «Арсеньевский» и «Хлебный».

Мы считаем, что квасы «Вкус Здоровья» и квасы на минеральной воде «Вкус здоровья» являются функциональными продуктами, поскольку соответствуют ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения». В качестве функциональных ингредиентов в новых напитках присутствуют витамин С и витамин Р. В результате проведенных расчетов было показано, что употребление 200 мл квасов с сиропом из шиповника или брусники удовлетворяет от 19 % до 48 % суточной потребности человека в витамине С, и 36-37 % - в витамине Р. Квасы с добавлением сиропа из калины рекомендовано употреблять не менее

500 мл в сутки, а квас с добавлением сиропа из лимонника - не менее 600 мл в сутки. Расчет содержания минеральных компонентов (ионов кальция и магния) в квасах на минеральной воде «Вкус здоровья» показал, что 200 мл напитка удовлетворяют от 15,2 % до 16,8 % суточной потребности в магнии и от 15,2 % до 15,8 % суточной потребности в кальции. Присутствие минеральных компонентов - солей магния и кальция является дополнительными факторами функциональности в квасах на минеральной воде.

Для определения сроков хранения новых сортов квасов «Вкус здоровья» были изучены органолептические показатели и контролируемый согласно ГОСТ 6687.6-88 химический показатель - титруемая кислотность в динамике при температуре 5°С. При анализе динамики показателей титруемой кислотности и органолептических показателей (вкус, аромат) в течение пяти суток изменений не выявлено. По показателям витаминов и минеральных веществ существенных изменений за этот срок также не отмечено. Существенное изменение показателя титруемой кислотности происходило на 6-е сутки хранения и, в среднем, увеличивалось на 1,0±0,3 см3 1Н №ОН/ЮО см3. В результате проведенных экспериментов по показателям качества в процессе хранения напитков был принят срок хранения квасов «Вкус здоровья» (ТУ 9175-202-02067936-2010) с добавлением сиропов из Дальневосточных растений при температуре 5 °С - не менее 5-ти суток; срок хранения квасов на минеральной воде «Вкус здоровья» (СТО 02067942-0012012) с добавлением сиропов из Дальневосточных растений при температуре 5 °С - 5 суток.

ВЫВОДЫ

1. Анализ ассортимента розничной сети г. Владивостока и потребительских предпочтений показал, что все квасы произведены в России, в том числе половина - на Дальнем Востоке. Квасов, в качестве напитков функционального назначения - не представлено. Отсутствовали квасы на основе минеральной воды. Проведенные исследования показали достаточно высокий интерес респондентов к квасам с добавлением фруктово-ягодных составляющих (более чем у половины опрошенных), а также к присутствию в квасе функциональных ингредиентов (у 70 % опрошенных), и как следствие - заинтересованность в приобретении таких сортов квасов.

2. В качестве функциональных добавок антиоксидантной направленности в технологии новых сортов квасов обосновано использование уникальных дикорастущих растений Дальнего Востока: шиповника морщинистого, калины Саржента, лимонника китайского и брусники обыкновенной. Данное растительное сырье широко распространено на территории Дальнего Востока, и в Приморском крае, в частности. В качестве водной основы обосновано использование природной минеральной воды «Успеновская» Шмаковского месторождения Приморского края (Россия). Вода имеет минерализацию ниже 1000 мг/дм3 и содержит в своем

составе минеральные нутриенты в значимых концентрациях (соли кальция, магния, калия, натрия).

3. Показано, что для получения новых сортов квасов в качестве основных (традиционных) видов сырья целесообразно использовать два вида солода (солод пивоваренный ячменный светлый и солод ржаной ферментированный), воду питьевую, водопроводную (после соответствующей водоподготовки) и дрожжи хлебопекарные сушеные (ООО «Саф-Нева», Россия).

4. Показано, что биологически активные вещества плодов и ягод дикорастущих Дальневосточных растений - калины Саржента, лимонника китайского, брусники обыкновенной, шиповника морщинистого позволяют использовать их в технологии квасов в качестве функциональных напитков: выбранное сырье содержит значительные концентрации витамина С (в 100 г плодов или ягод содержится от 48 до 793 мг витамина С) и витамина Р (наибольшая концентрация определена в шиповнике - 432 мг в 100 г, в остальных ягодах его содержание - от 22 до 99 мг на 100 г).

5. Для получения новых сортов квасов обоснованы и разработаны полуфабрикаты - плодово-ягодные сиропы из Дальневосточных растений. Сиропы получены из соков калины, лимонника и брусники или экстракта из плодов шиповника. Выход соков составил 60 % (для калины и лимонника) или 82 % (для брусники) от начально взятого сырья; выход экстракта шиповника - 80 % (при гидромодуле 1:1). Все плодово-ягодные сиропы содержат значимые концентрации витаминов С, Р и флавоноидов. Наибольшее содержание биологически активных веществ определено в сиропе из шиповника.

6. Для новых сортов квасов на минеральной воде получен полуфабрикат - сброженный концентрат квасного сусла, который представляет собой непрозрачную густую вязкую жидкость темно-коричневого цвета, кисло-сладкого вкуса с незначительной горечью и ароматом ржаного хлеба, с присутствием во вкусе и аромате продуктов брожения. Физико-химические показатели концентрата квасного сусла соответствуют ГОСТ 28538-90. Гарантийный срок хранения - 12 месяцев.

7. Экспериментальным путем разработана технология и рецептура квасов с добавлением сиропов из Дальневосточных растений (брусники, калины, шиповника и лимонника); на основе дегустационного анализа выбран этап добавления плодово-ягодных сиропов - купажирование после брожения.

8. Разработана технология квасов из минеральной воды «Успеновская» и полуфабрикатов - сброженного концентрата квасного сусла и сиропов из дальневосточных растений (брусники, калины, шиповника и лимонника). На основании экспериментальных данных и их последующей математической обработки выбраны оптимальные соотношения ингредиентов в квасе, определена рецептура.

9. Разработана и утверждена техническая документация на новые сорта квасов с добавлением плодово-ягодных сиропов и с использованием минеральной природой питьевой воды «Успеновская»: Квасы «Вкус здоровья» в .ассортименте (ТУ 9175-202-02067936-2010) и Квасы на минеральной воде «Вкус здоровья» в ассортименте (СТО 02067942-001-2012). На композицию для приготовления Кваса на минеральной воде получен патент РФ на изобретение № 2489064 от 10.08.2013 г.

10. Показано, что новые сорта квасов отвечают требованиям качества (ГОСТ Р 53094-2008), являются безопасными и соответствуют требованиям TP ТС 021/2011. По результатам исследований установлен срок хранения новых сортов квасов — 5 суток.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Исаенко, Е.А. Использование лимонника китайского (Schizandra chinensis Bail) в технологии кваса / Е.А. Исаенко // Тезисы докладов XXXIX научной межвузовской студенческой конференции по итогам научно-исследовательской работы за 2007-2008 годы. - Владивосток: Изд-во Тихоокеанского государственного экономического университета, 2008. -С. 258-259.

2. Палагина, М.В. Влияние продуктов переработки дикоросов на качественные показатели кваса / М.В. Палагина, Е.А. Исаенко, A.A. Набокова // Пиво и напитки. - 2011. - № 1. - С. 40-41.

3. Палагина, М.В. Новые квасы с использованием сиропов из дальневосточных дикоросов / М.В. Палагина, Е.А. Исаенко, A.A. Набокова, Е.Б. Гаффорова, А.Б Косолапов // Вестник Тихоокеанского государственного экономического университета. - 2011. -№ 4. - С. 65-68.

4. Исаенко, Е.А. Новые сорта квасов с сиропами из Дальневосточных растений / Е.А. Исаенко, М.В. Палагина, A.A. Набокова // Современная наука: теория и практика: материалы II международной научно-практической конференции. - Ставрополь: Изд-во «СевКавТУ», 2011. - С. 111-113.

5. Палагина, М.В. Квасы на природной минеральной воде с сиропами из ягод дикоросов / М.В. Палагина, Е.А. Исаенко, A.A. Набокова, С.А. Черкасова, Е.С. Фищенко // Вестник Тихоокеанского государственного экономического университета. - 2012. - № 3. - С. 106-110.

6. Палагина, М.В. Новые квасы с использованием природной минеральной воды / М.В. Палагина, Е.А. Исаенко, Е.С. Фищенко, Я.В. Дубняк//Пиво и напитки. -2012. -№ 4. - С. 34-36.

7. Исаенко, Е.А. Использование сиропов из Дальневосточных растений и природной минеральной воды в производстве квасов / Е.А. Исаенко, М.В. Палагина // Технические науки - от теории к практике: материалы XVII международной заочной научно-практической конференции. -Новосибирск: Изд-во «СибАК», 2013. -Ч. II. - С. 76-81.

8. Палагина, M.B. Использование Дальневосточного растительного сырья в сброженных продуктах функционального назначения / М.В. Палагина, В.И. Золотова, С.А. Черкасова, Е.А. Исаенко, М.В. Лихошерст // Вестник Тихоокеанского государственного экономического университета. -2013. -№ 4. - С. 105-111.

9. Исаенко, Е.А. Минеральная вода и Дальневосточные растения в производстве квасов / Е.А. Исаенко // Пищевые инновации и биотехнологии: материалы международного научного форума. - Кемерово: Изд-во ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», 2013.-С. 220-225.

10. Исаенко, Е.А. Обоснование композиции и товароведная оценка квасов с использованием минерального и растительного сырья Дальневосточного региона / Е.А. Исаенко // Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития: материалы международной заочной научно-практической конференции. - Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2014. - С. 58-60.

11. Патент № 2489064 РФ, МПК A23L 2/02. Композиция для приготовления кваса / М.В. Палагина, Е.А. Исаенко, A.A. Набокова, Я.В. Дубняк; ФГАОУ ВПО ДВФУ (RU). - № 2012122272; заявлено 29.05.2012 опубл. 10.08.2013, Бюл. № 22. - 10 с.

ИСАЕНКО Елена Александровна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА КВАСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА

Автореферат диссертации Отпечатано по оригинал-макету, подготовленному автором, минуя редподготовку Подписано в печать 25. 07. 2014. Формат 60x84/16 Усл.-печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 1,0 Тираж 110 экз. Заказ № 379. Отпечатано в Дирекции публикационной деятельности ДВФУ 690990, Владивосток, ул. Пушкинская, 10