автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Формирование качества квасов, полученных методом высокоплотного брожения, путем применения новых видов дрожжей

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВА ИРИНА ВАЛЕРЬЕВНА

ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА КВАСОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ВЫСОКОПЛОТНОГО БРОЖЕНИЯ, ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ВИДОВ

ДРОЖЖЕЙ

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 паук

2 8 НОЯ 2013

Кемерово-2013

005540399

005540399

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Помозова Валентина Александровна

Голуб Ольга Валентиновна,

доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», профессор кафедры «Товароведение и управление качеством»

Школьникова Марина Николаевна

доктор технических наук, профессор, Бий-ский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползуно-ва», профессор кафедры «Общая химия и экспертиза товаров»

Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Центросоюза РФ «Сибирский университет потребительской кооперации», г. Новосибирск

Защита диссертации состоится « 19_» декабря 2013 г. в 12°° часов на заседании диссертационного совета при Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей 47.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ВАК Минобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru/ru/dissertation) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (www.kem.tipp. ги).

Автореферат разослан « » ноября 2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Щ>&€-и-у Гореликова

/ Галина Анатольевна

1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Напряженный ритм жизни современного человека, дефицит времени для приготовления и полноценного приема пищи - все это приводит к огромным нагрузкам на адаптационные возможности организма. В настоящее время на здоровье человека большое влияние оказывает характер, уровень и структура питания, которые з свою очередь имеют ряд очень серьезных нарушений.

Согласно Концепции здорового питания пищевые продукты, в том числе и напитки, должны удовлетворять потребности населения не только в источниках энергии, но и витаминах, минеральных веществах и других нутриентах. Известно, что продукты, обогащенные биологически активными веществами, оказывают профилактическое воздействие на организм человека, предупреждая различные заболевания, укрепляя защитные функции, снижая влияние отрицательных факторов окружающей среды. В связи с этим большим спросом у населения пользуются функциональные напитки.

Напитки на основе меда обладают высокой пищевой и биологической ценностью, это связано с наличием в их составе углеводов, протеинов, витаминов, ферментов, микро- и макроэлементов, различных биологически активных веществ.

Напитки брожения на основе меда современного поколения разнообразны как по сырьевому составу, так и по способам производства. Основной недостаток медовых напитков брожения, медовух промышленного производства - их «тяжелый вкус», чему благоприятствует повышенная температура брожения, недостаточное количество аминного азота в медовом сусле, продолжительный цикл производства. Эти причины приводят к образованию и накоплению побочных продуктов в высоких концентрациях, что оказывает негативное влияние па вкусовые достоинства напитков, понижая освежающее действие и пищевую ценность. Поэтому они не стали продуктами массового потребления.

При сбраживании плотного сусла дрожжи подвергаются воздействию высокой тоничности среды и образующегося в процессе брожения этанола, в результате чего изменяется их метаболизм, возрастает количество мертвых клеток, что вызывает снижение качества напитка. Таким образом, эффективность производства медовых напитков можно обеспечить за счет использования дрожжей, обладающих высокой осмо- и спиртоустой-чивостью.

Учитывая ценные свойства меда, представляло научный и практический интерес изучение возможности создания напитков брожения типа кваса из высокоплотного медового сусла с последующим разбавлением с использованием осмофильных дрожжей, выделенных из продукта пчеловодства - перги.

Степень разработанности темы исследования. Существенный рост производства квасов в последние годы обусловливает необходимость исследований по совершенствованию их технологии, что доказывает ог-

ромное значение и востребованность проводимых исследований в этом направлении. Разработке технологии квасов и напитков брожения посвящены труды В.В. Рудольфа, B.C. Исаевой, М.В. Гернет, В.А. Помозовой, Т.Ф. Киселевой и др.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы является разработка технологии напитков брожения из высокоплотного медового сусла с использованием осмофильных дрожжей, выделенных из перги, и оценка их потребительских свойств.

В соответствии с поставленной целью определены основные задачи исследований:

• Провести маркетинговые исследования по изучению потребительских предпочтений на рынке г. Кемерово в отношении медовых напитков.

• Изучить микрофлору продуктов пчеловодства для выделения чистой культуры дрожжей.

• Определить систематическую принадлежность дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства.

• Изучить физиолого-биохимические свойства дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства, для выбора наиболее перспективных в производстве напитков штаммов.

» Разработать технологию напитков брожения из высокоплотного медового сусла и дать их товароведную характеристику.

• Разработать план ХАССП для технологической линии производства кваса методом высокоплотного брожения.

Научная новизна полученных результатов заключается в обосновании и анализе факторов, формирующих качество напитков брожения из высокопяотного медового сусла, с использованием осмофильных дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства - перги.

Признакам научной новизны отвечают следующие результаты диссертационной работы:

• Проведена идентификация микрофлоры перги и выделены виды дрожжей, наиболее пригодные для сбраживания сусла с высоким осмотическим давлением;

• Получены данные, характеризующие морфологичесхсие и физиолого-биохимические свойства дрожжей. Определена их принадлежность к видам Zygosaccharomyces bailii и Zygosaccharomyces florentinus;

• На основе анализа морфологических и физиолого-бяохимических характеристик обосновано применение дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства для сбраживания высококонцентрированного сусла;

• Показана целесообразность совместного использования дрожжей вида Zygosaccharomyces florentinus с молочнокислыми бактериями для получения напитков брожения.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая ценность результатов исследований заключается в обосновании параметров новой технологии медовых напитков брожения путем сбраживания высокоплотного сусла осмофильными дрожжами, выделенными из перги.

Практическая значимость работы заключается в разработке технологии получения напитков брожения на основе меда, определении основных режимных параметров процесса и нормируемых показателей качества напитков.

Разработана тех1шческая документация на производство квасов медовых из высокоплотного медового сусла, с использованием осмофильных дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства, ТУ 9185-188-020683152010 и технологическая инструкция к ним.

Разработан план НАССР для технологической линии производства кваса из высокоплотного сусла.

Результаты научных исследований используются в учебном процессе при обучении студентов по специальности «Технология бродильных производств и виноделие» и направлению подготовки бакалавров «Продукты питания из растительного сырья (профиль «Технология бродильных производств и виноделие»)».

Положения, выносимые на защиту.

- методология получения напитков брожения из сусла с высокой начальной экстрактивностью осмофильными дрожжами и номенклатура их потребительских свойств;

- результаты оценки физиолого-биохимических свойств осмофильных дрожжей, выделенных из перги;

- принципиальная схема контроля критических точек производства кваса из высокоплотного сусла.

Степень достоверности и апробация работы. I Всероссийской конференции студентов и аспирантов «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2008); II Всероссийской конференции студентов и аспирантов «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2009); V Международного научно-практического форума по пчеловодству «Пчело-продукты — здоровье нации» (Новосибирск, 2010).

Экспериментальная часть работы выполнена с использованием стандартизованных методов исследований. Экспериментальные данные обработаны статистическими методами.

Результаты исследований прошли практическую апробацию и рекомендованы для внедрения.

Публикации. По материалам диссертаций опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы, который включает 111 источников российских и зарубежных авторов и приложений. Основной текст изложен на 130 страницах, содержит 32 таблиц и 31 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика состояния проблемы значения напитков в питании современного человека.

В первой главе представлен обзор литературы, в котором дана характеристика дрожжей, используемых в производстве слабоалкогольных напитков. Рассмотрены морфологические, физиологические и биохимические особенности отдельных видов дрожжей - сахаромицетов, а также особенности сбраживания высокоплотного сусла. Обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена постановке эксперимента, описанию объектов и методов исследования.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях на базе ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».

Объектами исследования являлись: анкеты потребителей, продукты пчеловодства (перга, мед пчелиный, медовое сусло); дрожжи, выделенные из перги, препараты молочнокислых бактерий, полученных на ООО «Барнаульская биофабрика», медовый квас.

В работе использовались общепринятые органолептические, физико-химические и микробиологические методы анализа.

Для статистической обработки экспериментальных данных использовались стандартные методы статистического, корреляционного анализа. В экспериментальной части приведены средние значения показателей.

Третья глава посвящена анализу потребительских предпочтений в отношении медовых квасов и оценке перспектив развития рынка напитков.

Развитие рынка безалкогольных напитков в России по качественным характеристикам соответствует мировым тенденциям. Для успеха продвижения товара должны быть обеспечены не только качество и безопасность продукта, но и учтены интересы потребителей. В этих условиях изучение спроса населения, особенно на новые товары, произведенные по новым технологиям, имеет большое значение, поскольку это позволит определить оптимальное соотношение между спросом и предложением.

По данным литературных источников, за последнее десятилетие рынок кваса демонстрирует стабильный рост, по прогнозам через несколько лет его потребление может сравниться с потреблением безалкогольной продукцией. Отмечается разнообразие ассортимента квасов, оно достигается за счет производства, например, овощных квасов или оригинальных квасов, приготовленных с использованием нетрадиционного сырья.

В период с сентября по декабрь 2009 года были проведены исследования, основной целью которых являлось выявление отношения потребителей к квасу в г. Кемерово. Исследования проводили методом анкетирования.

В ходе исследования было выявлено следующее. Большинство опрошенных респондентов (61 %) приобретают квас от случая к случаю. Вместе с тем, определенное количество респондентов потребляют квас — 1

раз в неделю (8 %), 1 раз в месяц (6 %), а 25 % опрошенных никогда не приобретают квас (рисунок 1).

Для обоснования настоящих исследований по разработке медового кваса представляло интерес выявить предпочтения потребителей в отношении этой группы товаров.

Результаты опроса показали, что почти половина из всего числа респондентов, как мужчины, так и женщины, стали бы приобретать медовый квас.

61

а 1 ¡зав в чеделю * 1 рээ и месяц

■»О) случаякеиучзК! £Шиког£амс помупакч

Рисунок 1 — Частота потребления кваса На вопрос: «Каким должен быть медовый квас?», респонденты б большинстве своем (65 %) ответили, что слабогазированным. Кроме того, достаточно большой процент респондентов предпочел бы негазирсванный квас (23 %), а также - сильногазированный (12 %). Распределение респондентов при ответе на этот вопрос по возрасту представлено на рисунке 2.

Данные, представленные на рисунке 2, позволяют сделать вывод о том, что слабогазированный медовый квас пользуется повышенной популярностью у всех возрастных категорий. Молодые люди в возрасте от 21 до 25 лет, предпочитающие такой квас, составили 30 % от общего количества опрошенных респондентов, в возрасте от 26 до 45 лет - 11 %, и люди старше 46 - 20 %.

1 о ю к> ап *

Количество опрошснньж, №

I I

йй Смл&ногазкравзииыад СЛ-ЛОО| ¿ЗИГ-ЮВ.ЧЧИЫАЛ Нога^ираз.-м+мынл ш Р.сЬта

Рисунок 2 — Предпочтения потребителей о насыщенности углекислым газом медового кваса в зависимости от возраста На основании результатов, полученных в данной главе, можно сделать вывод, что такая группа напитков, как слабоалкогольный медовый квас, будет пользоваться спросом на рынке г. Кемерово. Желание приобретать напитки такого рода достаточно велико, не только в молодежной среде, но

и у людей старшего возраста. Это подгверждает целесообразность разработки напитков этой группы.

Четвертая глава посвящена выбору вида заквасок для сбраживания высокоплотного сусла, которые влияют на вкус, букет напитка, его стойкость при хранении.

В качестве заквасок для сбраживания сусла из концентрата квасного сусла были опробованы сухие препараты следующих видов: сухие хлебопекарные дрожжи «Саф-момент»; бактериальная закваска Lactobacillus са-sei; бактериальная закваска ацидофильная палочка; концентрат лиофили-зированный молочнокислых бактерий и бифидобактерий; концентрат лактобацилл Lactobacillus planetarium, полученных на ООО «Барнаульская биофабрика».

В ходе эксперимента были подобраны две наиболее подходящие закваски для сбраживания высокоплотного сусла на основе ККС с экстрак-тивностъю 16 %: № 1 - 60 % (0,054 г) сухих хлебопекарных дрожжей и 40 % (0,0028 г) бактериальной закваски ацидофильная палочка; № 2 - 60 % (0,054 г) сухих хлебопекарных дрожжей и 40 % (0,0028 г) концентрат лак-тобацилл L. Plantarium) на 100 см3 сусла.

Дальнейший интерес представляло получение сброженных напитков из высокоплотного медового сусла с экстрактивностыо 16 % с использованием выбранных заквасок. Экспериментально определена оптимальная дозировка хлебопекарных дрожжей 30..35 млн. кл/100 см3.

Хлебопекарные дрожжи, бактериальные закваски ацидофильная палочка и концентрат лактобацилл L. plantarium разбраживапи на медовом сусле в течение трех часов.

Образцы квасов различались заквасками: образец I — хлебопекарные дрожжи 30 млн.кл/см3 сусла, бактериальная закваска ацидофильная палочка - 0,0028 г/100 см3 сусла; образец 2 - хлебопекарные дрожжи 30 млн.кл/см3 сусла, концентрат лактобацилл L. plantarium - 0,0028 г/100 см3 сусла; образец 3 - хлебопекарные дрожжи 35 млн.кл/см3 сусла, бактериальная закваска ацидофильная палочка - 0,0028 г/100 см3 сусла; образец 4 - хлебопекарные дрожжи 35 млн.кл/см3 сусла, концентрат лактобацилл L. plantarium - 0,0028 г/100 см3 сусла. Контролем служил образец, сброженный хлебопекарными дрожжами.

Образцы медового сусла сбраживали при температуре 30 °С в термостате в течение суток. После брожения напитки охлаждали при температуре 0 - 2 °С в течение 12 часов, затем снимали с дрожжевого осадка и разбавляли насыщенной углекислым газом водой до содержания сухих веществ 5 %. Характеристика готовых напитков представлена в таблице 1.

Кроме этого, медовые напитки также были проанализированы по ор-ганолептическим показателям. Образцы обладали сладким вкусом с оттенком меда, немного вяжущий вкус с горьковатым послевкусием, образец 3 выделяется кисло-сладким вкусом. Все образцы недостаточно насыщены углекислотой, аромат напитков - медовый, цвет - светло-желтый с блеском.

Таблица 1 - Физико-химические показатели медового кваса

Показатели Образцы

1 2 3 4

Массовая доля сухих веществ, % 5,1 5.0 5,2 5,1

Кислотность, к.ед. 0,4 0,5 0,6 0,6

Содержание аминного азота, мг/100 см* 4 4 3 4

Объемная доля этилового спирта, % \ 0,28 0,28 0,33 0,33

Данные эксперимента показали, что хлебопекарные дрожжи не пригодны для приготовления медового кваса, так как они ухудшают органо-лептические показатели готовых напитков, не обеспечивают достаточную скорость процесса. Для производства напитка высокого качества дальнейший интерес представляло изучение продуктов пчеловодства с целью выделения дрожжей, наиболее адаптированных к специфической среде обитания.

В пятой главе приведены результаты изучения микрофлоры продуктов пчеловодства для выделения чистой культуры дрожжей и исследование их физиолого-биохимических свойств.

В первой серии опытов использовали свежеприготовленное 10 % медовое сусло. Сусло в количестве 1 см3 высевали в чашки Петри на плотные питательные среды — мясопептонный агар (МПА) - для определения наличия и состава бактериальной микрофлоры и на среду Сабуро - для выявления микроскопических грибов и дрожжей. Далее проводили культивирование посевов при 36 — 38 °С и 25 - 27 °С соответственно. Для определения количества спор бактерий рода Bacillus медовое сусло пастеризовали на водяной бане при температуре 80 — 85 °С в течение 15 мин и проводили посев чашки Петри на МПА. Посевы термостатировали при 36-38 °С.

Результаты этой серии опытов показали, что свежеприготовленное медовое сусло практически стерильно. Колоний микроорганизмов в чашках обнаружено не было.

Из литературных данных известно, что количественный и видовой состав микрофлоры меда зависит от особенностей его химического состава. Надо отметить, что физико-химические свойства меда препятствуют развитию микроорганизмов. Высокая сахаристость меда обусловливает высокое осмотическое давление, которое оказывает отрицательное влияние на размножение микрофлоры.

Результаты исследования микрофлоры медового сусла свидетельствуют о том, что при приготовлении медового сусла нет необходимости проводить процесс кипячения. На наш взгляд, на этой стадий целесообразно вносить мед в обработанную кипячением воду, охлажденную до температуры не выше 50 °С. Такой технологический прием позволит максимально сохранить полезные свойства меда.

Во второй серии опытов проводили исследование микрофлоры перги. Перга - продукт, приготовляемый пчелами из цветочной пыльцы и меда с добавлением секретов своих желез. Ценность перги заключается в

том, что в ней содержатся все незаменимые аминокислоты, необходимые и для организма. Известно, что перга является хорошей питательной средой для отдельных групп микроорганизмов, в частности, дрожжей. На Руси издавна при приготовлении медовухи использовали пергу для интенсификации процесса спиртового брожения.

Целью изучения микрофлоры перги в наших опытах являлось выделение из нее чистых культур осмофильных дрожжей, пригодных для использования в производстве сброженных медовых напитков из высокоплотного сусла.

Для исследования были взяты два образца перги. Определение количества микроорганизмов в перге вели так же, как и в медовом сусле. Результаты исследований микробиологических показателей перги представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Микробиологические показатели перги

Микробиологические показатели Перга

образец 1 образец 2

Мезафилыше аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы, КОЕ/'г 2,5*103 2.8*103

Микроскопические грибы, КОЕ/г 2,0*103 2,4*103

Дрожжи, КОЕ/г 1,0* 103 9,0*102

Споры бактерий рода Bacillus, КОЕ/г 1,6*103 1,8*103

В практике выделения чистых культур микроорганизмов определенной группы на предварительном этапе важно провести обогащение образца и получить накопительную культуру. В третьей серии опытов 1 г перш вносили в 100 см3 10 %-ного медового сусла и проводили культивирование в течение 7 суток при температуре 32 ± 1 сС (температура улья). Далее определяли все вышеуказанные микробиологические показатели. Результаты опытов приведены в табл. 3.

Тагпща 3 - Микробиологические показатели медового сусла с пергой после культивирования__

Микробиологические показатели Медовое сусло 10 %-е + перга

образец 1 образец 2

Мезафильные аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы, КОЕ/см3 1,4*102 1,6*102

Микроскопические грибы, КОЕ/ си^ 2,2*103 З,0*103

Дрожжи, КОЕ/ см3 1,3*103 1,1*103

Споры бактерий рода ВасШия, КОЕ/ см3 1,0*102 1,3* 102

Как видно из таблицы 3, в процессе культивирования при 32 ± 1 °С перги на медовом сусле менялось соотношение различных групп микроорганизмов: уменьшалось количество бактерий (КМАФАнМ) и спор бактерий рода Bacillus, и в то же время увеличивалось содержание грибов и дрожжей.

Изучение культуральных и морфологических свойств микрофлоры позволило установить качественный состав микрофлоры перги. Для этого

из посевов перги и медового сусла с пергой на плотных питательных средах отбирали колонии, которые имели признаки отличия, и готовили препараты фиксированных клеток для изучения морфологических свойств.

Препараты окрашивали методом Грама или простым методом.

Если в фиксированных препаратах обнаруживались дрожжи, то из исследованных колоний готовили также препараты типа «раздавленная капля» и рассматривали их с увеличением в 600 раз.

В состав микрофлоры перги входили 4 варианта дрожжей, микроскопические грибы (плесени), спорообразующие и неспорообразующие грамположительные палочки.

Изучение морфологических и культуралышх свойств дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства, показали, что дрожжи варианта 1 имеют продолговатую форму и мелкие, варианта 2 - продолговатую форму, крупные, варианта 3 - овальную форму, мелкие, варианта 4 - продолговатую форму, крупные. Из литературных данных известно, что малые размеры дрожжевых клеток указывают на их принадлежность к диким дрожжам, которые, как правило, плохо сбраживают сахара и получают энергию в результате полного их окисления.

Таким образом, установлен качественный состав микрофлоры перги, представленный дрожжами 4-х видов, грамположительными палочковидными бактериями, не образующими спор молочнокислыми бактериями рода Lactobacillus 2-х видов и спорообразующими бактериями рода Bacillus, микроскопическими грибами родов Mucor, Pénicillium, Aspergillus.

На следующем этапе исследований проводили выделение чистой культуры дрожжей из продуктов пчеловодства. Для этого готовили медовое сусло с концентрацией сухих веществ 15 и 25 %. В сусло вносили два образца измельченной в ступке перги.

Затем культивирование проводили при температуре 32±1 °С продолжительностью 7 суток. По окончании этого времени делали посев различных разведений сусла в чашки Петри на сусло-агар и среду Сабуро для получения чистых культур дрожжей. Для получения изолированных колоний осуществляли также пересев в чашки Петри на те же питательные среды методом истощающего штриха.

В результате проведенных исследований были выбраны колонии дрожжей, представляющих интерес в плане производства медового кваса. Затем был сделан пересев в пробирки со скошенной плотной средой (среда Сабуро) и после культивирования этих посевов были получены 7 образцов чистых культур этих микроорганизмов.

Морфологические свойства полученных чистых культур дрожжей изучали в препаратах типа «раздавленная капля». Размеры клеток дрожжей были измерены с помощью винтового окулярного микрометра МОВ-1-15Х.

По результатам микроскопических исследований было выявлено, что дрожжи образца 1 мелкие и имеют овальную форму, размеры клеток 2,63,2 х 3,2^4,8 мкм; образца 2 — средней величины, форма — круглая, размеры

клеток 4,8-5,5 х 4,8-5,5 мкм; образцов 3 и 4 - средней величины, овальной и круглой формы, размеры - 6,2-6,4 х 4,8-6,4 мкм; образца 5 - крупные продолговатой и круглой формы, размеры - 9,6-12,8 х 6,5- 12,8 мкм; образцов 6, 7 - крупные круглой формы, размеры клеток - 8,7-9,2 х 8,7-9,2 и 9,611,2 х 9,6-11,2 мкм соответственно.

Полученные чистые культуры дрожжей использовали в дальнейших исследованиях.

Для определения систематической принадлежности дрожжей, выделенных из перги, пользовались систематикой дрожжей Кудрявцева В-И. и рекомендациями Бабьевой И.П.

Большое значение для определения систематической принадлежности дрожжей имеют характеристики полового процесса.

Исследование способности дрожжей к аскоспорообразовашно определяли с использованием среды Городковой путем культивирования при температуре 20°С. Затем готовили препарат типа „раздавленная капля" и микроскопировали его с объективом х40.

Все выделенные из продуктов пчеловодства дрожжи были способны к спорообразованию. Медленнее всего образовывали споры дрожжи образцов 1 и 7. Способность к спорообразованию наиболее выражена у дрожжей образцов 4 и 5. Уже через 7 суток культивирования этих дрожжей на среде Городковой выявлены дрожжевые клетки с четырьмя спорами, а через 17 суток культивирования количество таких клеток значительно увеличилось.

Одним из важных свойств для определения систематической принадлежности дрожжей является осмофияьность. Среда для выращивания осмофильных дрожжей имела следующий состав (г/дм3): глюкозный сироп - 1000 (50 % раствор); пептон-5; агар-20.

Среду разливали по пробиркам и готовили скошенный агар. Далее пробирки закрывали ватно-марлевыми пробками и проводили культивирование при температуре 32±1 °С в течение трех, шести, девяти и двенадцати суток. Осмофильность определяли по способности дрожжей расти на среде данного состава за определенное количество суток. Результаты определения осмофильности дрожжей приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Рост дрожжей, выделенных из перги, на среде с 50 % глюкозы

Сутки Образцы

1 2 3 4 5 6 7

3 + + + ± ± +

6 + + -г ± ± + ±

9 + + + + + + +

12 + + + + + + +

Примечание: ( + ) — хороший рост дрожжей; (±) - дрожжи растут, но очень слабо.

По результатам исследований, представленным в таблице 4, было установлено, что дрожжи образцов 1, 2, 3 и 6 обладают наилучшей осмо-фильностыо. Уже через трое суток заметен хороший рост данных образцов

дрожжей. Дрожжи образцов 4, 5 и 7 также способны расти на среде с высокой концентрацией сахара, но хороший рост заметен лишь на 9-е сутки.

Способность дрожжей окислять и сбраживать различные сахара является одним из основных признаков для их идентификации и дифференциации.

Способность дрожжей вызывать брожение углеводов определяли на дрожжевой воде с 2 % исследуемого сахара. Дрожжевую воду готовили следующим образом: автоклавировали при 121 °С 15 мин. суспензию прессованных дрожжей (200 г на 1 дм3 водопроводной воды) с небольшим количеством яичного белка.

При изучении брожения в пробирки вносили поплавок, затем 8 см среды и 1 см3 суспензии дрожжей. Пробирки закрывали резиновыми пробками (для создания анаэробных условий) и проводили культивирование при температуре 32±1 °С в течение 3-7 суток. Результаты исследований способности дрожжей сбраживать сахара представлены в таблице 5. Таблица 5 - Способность дрожжей, выделенных из продуктов

Сахара Образцы

1 2 3 4 5 6 7

Лактоза - - - - - - -

Галактоза - - - - - - -

Мальтоза - - + + + + 4

Глюкоза + + + + + + +

Арабиноза - - _ - - +- -

Рамноза - - - - + — +

Фруктоза + + + + + л- +

Рафиноза - - + + + + +

Сахароза - - - + + + Ч-

ГТркмечапие: ( + ) - дрожжи сбраживают сахара; ( - ) - дрожжи на исследуемых источниках углерода их не сбраживают;

Способность дрожжей усваивать углеводы путем окисления исследовали на среде следующего состава (г/дм3): сульфат аммония — 5,0; сульфат магния - 0,5; дигидрофосфат калия - 1; автолизат - 1; исследуемый сахар- 10; агар-20.

Для изучения влияния различных источников углерода на размножение дрожжей в аэробных условиях и способности дрожжей окислять различные сахара среду разливали по пробиркам и готовили скошенный агар. Далее пробирки закрывали ватно-марлевыми пробками и проводили культивирование при температуре 32±1 "С в течение трех - четырех суток. Способность окислять сахара оценивали по способности дрожжей расти на средах с различными источниками углерода.

Исследованные дрожжи не способны окислять и сбраживать такой сахар как лактоза, также не сбраживают галактозу, но достаточно хорошо окисляют ее образцы 4, 5 и 6. Мальтозу данные дрожжи окисляют хорошо и сбраживают ее все образцы исследованных дрожжей, кроме 1 и 2-го. Дрожжи плохо сбраживают арабинозу и рамнозу и окисляют данные саха-

ра слабо. Исследованные дрожжи образцов 4, 5, 6 и 7 хорошо сбраживают и окисляют сахарозу и раффинозу.

Обращает на себя внимание тот факт, что все исследованные дрожжи способны окислять и сбраживать сахара, которые имеются в медовом сусле, а именно продукты инверсии сахарозы - глюкозу и фруктозу.

В результате проведенных исследований с помощью систематики спорогенных дрожжей Бабьевой И.П., была установлена родовая принадлежность выделенных из продуктов пчеловодства дрожжей. Эти дрожжи были идентифицированы как род гу§05ассЬаготусе5. Для видовой идентификации пользовались систематикой дрожжей Кудрявцева В.И., в соот-ветсвии с которой дрожжи, выделенные из перги, относены к двум видам: Еу§озассЬаготусе8 ЬаПп и Zygosacchaгomyces Аогепйпиз.

В результате проведенных исследований можно сделать вывод, что дрожжи образцов 1, 2, 3 и 6 относятся к виду 7у§05ассЬаготуссз ЬаПй, а дрожжи образцов 4,5 и 7 — к виду Zygosaccharomyces ЯогегЛтия.

Для дальнейших исследований использовали дрожжи образца 5, так как они способны окислять и сбраживать большее количество различных Сахаров, что благоприятно сказывается при производстве напитков, а также в ходе исследований было выявлено, что они обладают высокой кисло-то- и спиртоустойчивостью.

Шестая глава посвящена исследованию возможности использования новых видов дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства, для получения квасов из высокоплотного медового сусла.

В качестве закваски использовали медовые дрожжи совместно с молочнокислыми бактериями, хлебопекарные дрожжи фирмы «Саф-Момент» и молочнокислые бактерии. В качестве препарата, содержащего молочнокислые бактерии, использовали промышленно изготовляемый бактериальный концентрат - бактериальная закваска ацидофильная палочка.

Сусло готовили следующим образом. Необходимое количество меда (рассчитанное для приготовления 16 %-ного сусла) растворяли в горячей воде, вносили подкормку для дрожжей и молочнокислых бактерий (препарат «Хай-Вит» фирмы «Нуёга1со» в количестве 10 г/гл сусла использовали в качестве источника азота) и кипятили в течение 1—3 минут для стерилизации сусла и вносимого препарата. Затем горячее сусло охлаждали до температуры брожения и вносили дрожжи и молочнокислые бактерии. Предварительно бактериальную закваску ацидофильная палочка разбра-живали на медовом сусле при температуре 30 0 С в термостате в течение трех часов.

Норма задачи медовых и хлебопекарных дрожжей в сусло составляла 35 млн. кл./см3. Бактериальную закваску ацидофильная палочка вносили в сусло из расчета 0,0028 г/100 см3 сусла, что составляло 2 % молочнокислых бактерий от общего объема закваски.

Перед брожением сусло было проанализировано по физико-химическим показателям: массовая доля сухих веществ — 16 %, кислотность- 0,15 к. ед., содержание аминного азота - 9,8мг/100 см3 сусла .

На брожение было поставлено четыре образца. Образцы отличались составом полезной микрофлоры. Так: образец 1 - медовые дрожжи 35 млн.кл./ см3 сусла; образец 2 - медовые дрожжи 35 млн.кл./ см3 сусла, бактериальная закваска ацидофильная палочка - 0,0028г/см3 сусла (2%); образец 3 - хлебопекарные дрожжи 35 млн.кл./ см3 сусла; образец 4 — хлебопекарные дрожжи 35 млн.кл./ см3 сусла, бактериальная закваска ацидофильная палочка - 0,0028г/см3 сусла (2%).

Брожение проводили в термостате при 32 ± 1 °С в течение 24 часов. В результате анализа полученных данных по динамике брожения и накопления дрожжей было выявлено, что наиболее активная жизнедеятельность дрожжей прослеживается в образцах 1 и 2. Это говорит о том, что выделенные из перги дрожжи наиболее приспособлены к медовому суслу, в отличие от хлебопекарных дрожжей.

После брожения напиток охлаждали при температуре 0 - 2 0 С в течении 12 часов. По истечении этого времени охлажденный квас снимали с дрожжевого осадка и разбавляли водой в 2,5 раза, насыщенной уг лекислым газом. Физико-химические показатели готовых напитков представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Физико-химические показатели медового кваса

Показатели Значения

образец 1 образец 2 образец 3 образец 4

Массовая доля сухих веществ, % 5,2 5,0 5,4 5,2

Кислотность, к. ед. 2,40 2,70 0,95 1,10

Содержание аминного азота, мг/100 см3 сусла 5,6 5,5 8,7 8,4

Объемная доля спирта, % 0,53 0,55 0,46 0,48

Анализ органолептических показателей показал, что образец 2 имел лучшие вкусо-ароматические характеристики: медовый аромат, вкус кисло-сладкий, достаточно гармоничный, с приятной кислинкой, легкий тонизирующий, освежающий, цвет светло-желтый. По результатам дегустации наибольшее количество баллов набрал напиток номер 2, этот образец выбран как лучший.

По результатам проведенных исследований разработана технология напитков брожения из высокоплотного медового сусла, а также проект технической документации. Технологическими стадиями производства медового кваса являются: приемка, хранение и подготовка сырья; приготовление медового сусла; кипячение сусла; охлаждение медового сусла; приготовление комбинированной закваски; брожение сусла; фильтрование напитка; разбавление напитка; карбонизация напитка; пастеризация (или обеспложивающее фильтрование); розлив.

Для мониторинга производственного процесса был разработан план НАССР для технологической линии производства кваса из высокоплотного сусла, представленный в таблице 7.

Таблица 7 - Итоговая таблица плана НАССР

Номер ККТ / Наименование операции / Опасный фактор Контролируемый параметр Предельные значения Процедура мониторинга Корректирующие действия

1 Брожение -технолог. Контроль тем-пературно-временного режима Норма внесения комбинированной закваски В зависимости от режима Постоянно температура Контроль микрофлоры Соблюдение правил технологического режима

2 Стадия приготовления комбинированной закваски -микроб. Бактерии В 1см3 отсутствуют Контроль микрофлоры Тщательная мойка и дезинфекция оборудования и трубопроводов. Обработка

3 Пастеризация -микроб. Контроль тем-пературно-временного режима пастеризации В зависимости от режима Постоянно температура Наладка линии. Повторная обработка

4 Ополаскивание бутылок -микроб. ОМЧ Не более 100 Посев глубинный 1 раз за цикл работы машины Наладка линии. Повторная обработка

5 Розлив кваса -микроб. ОМЧ БГКП Не более 500 Не допускается в 3 см3 Посев глубинный Среда Кода или Кесслер с лактозой Соблюдение правил гигиены персоналом, контроль работы персонала и оборудования. Обеззараживание воздуха

6 Укупорка бутылок -микроб. ОМЧ БГКП Не более 500 Не допускается в 3 см3 Посев глубинный Среда Кода или Кесслер с лактозой

Примечание: ОМЧ - общее микробное число; БГКП - бактерии группы кишечной палочки.

В седьмой главе дана характеристика квасов, полученных по технологии высокоплотного брожения» и приведены результаты товароведной оценки кваса, полученного по разработанной технологий.

Медовые квасы и напитки брожения по органолептическим показателям должны соответствовать следующим требованиям: внешний вид -прозрачная жидкость без посторонних включений, допускается незначительный осадок естественного происхождения; вкус и аромат - чистый кисло-сладкий вкус и аромат сброженного медового напитка с медовым аро-

матом, не допускаются подгорелые тона, запах плесени и другие посторонние запахи; цвет - светло-желтый.

Физико-химические показатели готового напитка указаны в табл. 8. Таблица 8 - Физико-химические показатели готового кваса_

Показатели готового напитка по ГОСТ Р 530942008

Массовая доля сухих веществ, %, 5,2 пе менее 3,5

Массовая доля спирта, %, не более 0,55 не более 1,2

Кислотность, к.ед. 2-4 1,5-7,0

Температура при отпуске °С, не выше 12 12

Концентрация токсичных элементов: свинца, кадмия, ртути, а также микробиологические показатели медовых квасов должны соответствовать нормам, установленным ТР ТС 021/2011.

Экспериментально определена стойкость квасов при хранении при температуре 12 °С, сут: нефильтрованных разливных - не менее 5; фильтрованных разливных - не менее 10.

Микробиологические показатели кваса соответствуют нормам и указанны в таблице 9.

Таблица 9 - Микробиологические показатели кваса

Показатели Наименование продукта

Квасы и напитки нефильтрованные разливные Квасы и напитки фильтрованные непастеризованные разливные

по ТР ТС 021/2011 квас на 5 сутки хранения по ТР ТС 021/2011 квас на 10 сутки хранения

КМАФАнМ, КОЕ/ЮОО см3, не более - - - -

Объем продукта, см"', в котором не допускается БГКП 1,0 1,0 1,0 1,0

патогенные, в т.ч. сальмонеллы 25 20 25 20

дрожжи и плесени - - - -

КМАФАнМ - Количество мезофильных аэробных факультативно-анаэробных микроорганизмов.

Квас, полученный по разработанной технологии, отвечает требованиям безопасности, предъявляемым к данному виду продукции.

Внедрение технологии получения кваса из высокоплотного сусла позволит увеличить производительность предприятий без существенных капитальных затрат и изменения технологической схемы.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведенные исследования потребительских предпочтений в отношении медовых напитков типа кваса показали их востребованность на региональном рынке.

2. Установлен качественный состав микрофлоры перги, представленный дрожжами 4-х видов, грамположительными палочковидными бактериями, не образующими спор молочнокислыми бактериями рода Lactobacillus 2-х видов и спорообразующими бактериями рода Bacillus, микроскопическими грибами родов Mucor, Pénicillium, Aspergillus.

3. Выделены чистые культуры дрожжей, и изучены их морфологические и физиологические свойства, на основании чего данные дрожжи отнесены к роду Zygosaccharomyces и видам Zygosaccharomyces bailii и Zygosaccharomyces florentinus.

4. Отобраны чистые культуры дрожжей вида Zygosaccharomyces florentinus, наиболее пригодные для производства сброженных медовых напитков типа кваса по методу высокоплотного брожения. Эти дрожжи имели высокую осмо- и спиртоустойчивость, способность сбраживать большее количество Сахаров.

5. Разработана технология напитков брожения из высокоплотного медового сусла с экстрактивностью 16 % с последующим разбавлением до нормативной экстрактивности и содержания спирта. Установлены нормы внесения дрожжей и молочнокислых бактерий: медовые дрожжи 35 млн. кл./ см3 сусла, бактериальная закваска ацидофильная палочка - 0,0028г/см3 сусла (2%).

6. Определены нормируемые показатели качества медовых квасов и показано соответствие полученных напитков установленным нормативам, в том числе по показателям безопасности. Установлен срок годности квасов не менее 5 суток для нефильтрованных разливных квасов.

7. Разработана техническая документация на производство медового кваса ТУ 9185-188-02068315-2010 и технологическая инструкция к ним. Разработан план НАССР для технологической линии производства кваса из высокоплотного сусла.

Синеок работ, опубликованных по теме диссертации

1. Васильева И.В. Разработка технологии кваса из высокоплотного медового сусла / И.В. Васильева, И.А. Еремина, В.А. Помозова, // Техника и технология пищевых производств, 2012. - № 2. — С. 19 - 24.

2. Васильева И.В. Исследование физиологических свойств дрожжей, выделенных из перги / И.В. Васильева, И.А. Еремина, В.А. Помозова // Пиво и нашггки, 2013. -№ 3.- С. 48-51.

3. Васильева И.В; Разработка плана НАССР дЛя обеспёчения безопасности производства кваса / И.В. Васильева, ТА. Унщикова, С.В.Степанов // Техника и технология пищевых производств, 2013. - № 2. — С. 111 -116.

4. Писарева И.В. Выделение чистых культур микроорганизмов из перги / И.В. Писарева, И.А. Еремина // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов. Сборник научных работ. - Кемерово, 2007. - вып. 14. - С. 163 - 165.

5. Васильева И.В. Выделение микроорганизмов из продуктов пчеловодства / И.А. Еремина, И.В. Васильева // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. - Кемерово, 2008. - Вып. 15. - С. 86 - 88.

6. Васильева И.В. Изучение физиологических свойств дрожжей, выделенных из перги / И.В. Васильева // Пищевые продукты и здоровье человека: Тезисы докладов I Всероссийской конференции студентов и аспирантов. В 2-х частях. Часть 1. - Кемерово, 2008. - С. 36 - 37.

7. Васильева И.В. Honig und Honiggetranke / И.В. Васильева // Пищевые продукты и здоровье человека: Тезисы докладов I Всероссийской конференции студентов и аспирантов. В 2-х частях. Часть 2. - Кемерово,

2008. - С. 215-216.

8. Васильева И.В. Применение препарата «Истфилд» при сбраживании высокоплотного медового сусла / И.В. Васильева, И.А. Еремина, М.Н. Потапова // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. - Кемерово, 2009. - Вып. 19. - С. 10 - И.

9. Васильева И.В. Производство напитков из высокоплотного медового сусла с добавлением пряно-ароматического сырья / Ю.Ю. Миллер, И.В. Васильева, С.А. Мелкозерова // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. — Кемерово,

2009.-Вып. 19.-С. 79-80.

Ю.Васнльева И.В. Применение витаминно-минерального комплекса при сбраживании высокоплотного медового сусла / И.В. Васильева // Пищевые продукты и здоровье человека: тезисы докладов II Всероссийской конференции студентов и аспирантов. — Кемерово, 2009. - С. 87 - 89.

11.Васильева И.В. Микробиологические показатели продуктов пчеловодства /' В.А.. Помозова, И.В. Васильева, И.А. Еремина // Пчелопродукты -здоровье нации: Сборник трудов V Международного научно-практического форума по пчеловодству. - Новосибирск, 2010. — С. 53 -57.

Подписано в печать 11.11.2013. Формат 60x86/16. Тираж 80 экз. Объем 1 п.л. Заказ №1505 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47.

Отпечатано в рекламно-полиграфической компании «Радуга» 650004, г. Кемерово, ул. Соборная, 6

ФГБОУ ВПО КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА КВАСОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ВЫСОКОПЛОТНОГО БРОЖЕНИЯ, ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ

ВИДОВ ДРОЖЖЕЙ

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

питания

04201450372

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВА ИРИНА ВАЛЕРЬЕВНА

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., профессор В.А. Помозова

Кемерово - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6

1.1 Традиционные способы получения и рецептуры сброженных напитков 6

1.2 Характеристика дрожжей, используемых в производстве слабоалкогольных напитков 17

1.2.1 Основные свойства дрожжей рода БассИаготусез 17

1.2.2 Морфологические, физиологические и биохимические особенности отдельных видов дрожжей - сахаромицетов 19

1.3 Особенности сбраживания высокоплотного сусла 25

1.4 Заключение по обзору литературы 32

2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА 36

2.1. Организация работы 36

2.2. Объекты и методы исследований 37

2.2.1 Объекты исследований 37

2.2.2 Методы исследований 39

3. Исследования потребительских предпочтений жителей

г. Кемерово в отношении квасов 43

4. Разработка рецептуры и технологии производства квасов из высокоплотного сусла 49

4.1 Изучение возможности применения сухих хлебопекарных дрожжей и смешанной закваски при сбраживании квасов из высокоплотного сусла 49

4.2 Получение сброженных напитков из высокоплотного медового сусла с использованием сухих хлебопекарных дрожжей 58

5. Выделение чистых культур дрожжей из продуктов пчеловодства

и исследование их физиолого-биохимических свойств 63

5.1 Изучение микрофлоры продуктов пчеловодства для выделения чистой культуры дрожжей 63

5.2 Выделение чистых культур дрожжей из продуктов пчеловодства 70

5.3 Исследование физиолого-биохимических свойств и определение систематической принадлежности дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства ~ ^4-

5.4 Изучение свойств дрожжей, выделенных из перги, для выбора перспективных в производстве напитков штаммов 81

6. Исследование возможности использования новых видов дрожжей из продуктов пчеловодства для сбраживания квасов из

90

высокоплотного медового сусла

6.1 Изучение процесса брожения медового сусла и использованием нового вида дрожжей 90

6.2 Разработка технологии квасов на основе меда 95

6.3 Разработка плана НАССР для технологической линии производства кваса из высокоплотного сусла 100 7 Товароведная оценка медовых квасов 113 ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 118 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 120 ПРИЛОЖЕНИЯ 131 Приложение А. Анкета для проведения маркетинговых исследований

по изучению потребительских предпочтений на рынке г. Кемерово в

132

отношении медовых напитков

Приложение В. Проект технической документации на квасы медовые 133 Приложение С. Акт внедрения в учебный процесс материалов диссертационной работы 135

ВВЕДЕНИЕ

Напряженный ритм жизни современного человека, необходимость быть мобильным во времени и пространстве, дефицит времени для приготовления и полноценного приема пищи — все это приводит к огромным нагрузкам на адаптационные возможности организма. Здоровье современного человека в значительной степени определяется характером, уровнем и структурой питания, которые имеют ряд очень серьезных нарушений [77, 78].

Согласно Концепции здорового питания пищевые продукты, в том числе и напитки, должны удовлетворять потребности населения не только в источниках энергии, но и витаминах, минеральных веществах и других нутриентах. Известно, что продукты, обогащенные биологически активными веществами, оказывают профилактическое воздействие на организм человека, предупреждая различные заболевания, укрепляя защитные функции, снижая влияние отрицательных факторов окружающей среды. В связи с этим большим спросом у населения пользуются функциональные напитки.

Напитки на основе меда обладают высокой пищевой и биологической ценностью, это связано с наличием в их составе углеводов, протеинов, витаминов, ферментов, микро- и макроэлементов, различных биологически активных веществ [89].

Напитки брожения на основе меда в настоящее время отличаются как по составу сырья, из которого их производят, так и способами производства. Одной из основных причин малой популярности медовых напитков брожения, медовух промышленного производствами^ «тяжелый вкус», чему" благоприятствует повышенная температура брожения, недостаточное количество аминного азота в медовом сусле, продолжительный цикл производства. Эти причины приводят к образованию и накоплению побочных продуктов в высоких концентрациях, что оказывает негативное влияние на вкусовые достоинства напитков, понижая освежающее действие и

пищевую ценность. Поэтому они не стали продуктами массового потребления [51].

Известно, что при сбраживании плотного сусла дрожжи подвергаются воздействию высокой тоничности среды и образующегося в процессе брожения этанола, в результате чего изменяется их метаболизм, возрастает количество мертвых клеток, что вызывает снижение качества напитка. Таким образом, эффективность производства медовых напитков можно обеспечить за счет использования дрожжей, обладающих высокой осмо- и спиртоустойчивостью.

Учитывая ценные свойства меда представляло научный и практический интерес изучение возможности создания слабоалкогольных медовых напитков типа кваса сбраживанием высокоплотного сусла с использованием осмофильных дрожжей, выделенных из продукта пчеловодства - перги.

В настоящей работе изучены потребительские предпочтения жителей г. Кемерово в отношении медовых напитков, изучена микрофлора продуктов пчеловодства, выделены чистые культуры осмофильных дрожжей и на основании изучения их свойств определена их систематическая принадлежность, проведена селекция наиболее перспективных в производстве сброженных напитков из высокоплотного медового сусла рас дрожжей. Установлены основные закономерности, определяющие получение медовых напитков, обладающих высокими потребительскими свойствами. Отработан технологический регламент, позволяющий организовать производство этих напитков в промышленных условиях.

Практической стороной работы являлось создание нового вида напитка типа кваса, полученного методом высокоплотного брожения, с применением-дрожжей, выделенных из продуктов пчеловодства.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Традиционные способы получения и рецептуры сброженных напитков

В настоящее время современными заводами и цехами по производству безалкогольных напитков выпускаются:

• воды искусственно-минерализованные, изготовляемые из смесей солей и насыщенные диоксидом углерода;

• напитки негазированные, в том числе сухие напитки, шипучие и нешипучие, изготовляемые из сахара, виннокаменной кислоты, соды, эссенции, экстрактов и красителей;

• напитки безалкогольные газированные с низкой калорийностью, а также для больных диабетом, с применением аспартама, ксилита, сорбита и других сахарозаменителей. Их относят к напиткам специального назначения;

• напитки газированные, представляющие собой насыщенные двуокисью углерода водные растворы сахара с добавлением продуктов переработки плодово-ягодного сырья (соков, экстрактов и т.п.), пряно-ароматического, в том числе растительного (настоев трав, кореньев, цедры цитрусовых и т.п.) сырья, ароматических веществ (эссенций, эфирных масел), красителей, органических кислот;

• напитки на зерновом сырье, представляющие собой насыщенные диоксидом углерода растворы концентрата квасного сусла, сахарозы, пищевых кислот и других ароматических и вкусовых веществ;

• напитки брожения, к которым относят хлебный квас, плодово-ягодные квасы [64].

Квас называют русским национальным напитком. Он известен (по летописи) еще с 1056 г. В действительности же возник на 200 - 250 лет ранее. Русский - потому что в других странах не был известен и не был распространен. Национальный - потому что явился типичным результатом взаимодействия основных черт русского национального характера.

Одним из первых на Руси письменных упоминаний о квасе относится к 989 г., когда киевский князь Владимир обратил своих подданных в христианство. В летописи по этому поводу было написано - "Раздать народу пищу, мед и квас" [30, 68, 69].

В России существовало множество разновидностей кваса. Приготовление кваса осуществлялось из различных сортов муки и хлеба, воды и солода и представляет собой продукт молочнокислого и, отчасти, спиртового брожения сахаристых веществ, образующихся из крахмала, содержащегося в исходных материалах. Муку применяли ржаную, ячменную, пшеничную, гречневую и овсяную; хлеб брали и ржаной, и пшеничный; солод - большей частью ржаной и ячменный. Иногда квас делали и без добавления солода. Наиболее распространённым был хлебный квас.

Рецептов для приготовления кваса существовало громадное количество. Отличиями в рецептурах было как различное количественное соотношение и сорта исходного сырья, так и сама технология приготовления. Например, для разведения затора использовали как холодную, так и горячую воду; в различных способах приготовления время нахождения затора в печи, а сусла в чанах было разным. При производстве некоторые сорта хлебного кваса перед разливанием в бочки сдабривались сахаром, хмелем, мятой, изюмом, патокой, мёдом, вораином (остатки мёда, получающиеся как побочный продукт при выделке свечного воска из пчелиных сот) и другим сырьем. Кроме хлебного кваса, готовили разнообразные квасы из фруктов и ягод, например, из груш, клюквы, вишни, лимона и так далее [30, 72, 84]. Такого рода квасы представляли собой или классические хлебные квасы, с добавлением сока или варенья из перечисленных выше фруктов и ягод, или их готовили из сока ягод, но без добавления хлеба или муки.

В России профессия квасника была весьма распространена. Квасники обычно специализировались на определённых сортах кваса и часто именовались ячневыми, грушёвыми, яблочными и т.д. Продажу они

осуществляли каждый в своём определённом районе, выход за пределы которого был чреват неприятностями.

Известно, что квас, приготовленный из ржаного и ячменного солода, обладает не только высокими вкусовыми качествами, но бодрит, благодаря содержащимся в нём кислотам — молочной и, отчасти, уксусной, и улучшает обменные процессы в организме. Оказывает такое же воздействие на организм, как и другие продукты кисломолочного брожения - кефир, простокваша, кумыс и ацидофилин. Квас, как продукт кисломолочного брожения, нормализует деятельность желудочно-кишечного тракта, не дает размножаться различным патогенным микроорганизмам, повышает тонус организма, регулирует обмен веществ и оказывает благотворное влияние на сердечнососудистую систему. Все эти целебные свойства можно объяснить содержанием в нем молочной кислоты, витаминов группы В (Bi и В2), РР, свободных аминокислот, различных Сахаров и микроэлементов таких как кальций, магний, фосфор и железо [27, 30, 32, 34, 73].

Квас благодаря углекислоте, способствует более лёгкому перевариванию, всасыванию пищи и повышает аппетит. Ведь не случайно к рецептам русского кваса появился огромный интерес в некоторых странах Западной Европы. На конкурсе международного уровня, проходившего в 1975 г. в Югославии, высоко оценили русский квас (из Москвы) и поставили оценку 18 баллов, а популярный напиток кока-кола получил всего 9,8 балла [32, 69].

Установлено, что введение солодового экстракта в программу питания спортсменов привело к положительному эффекту, а именно, при больших нагрузках на мышцы. По этой причине спортсмены употребляют напитки на основе солодового экстракта для повышения физической выносливости, устранения усталости и увеличения объема мышц.

По мнению бактериологов, инфекционистов и врачей гигиенистов, квас обладает бактерицидными свойствами. Так в 1913 г. B.C. Сотников подтвердил гибель в квасе тифозных и паратифозных микроорганизмов. К

тому значение кваса увеличивает и тот факт, что помимо микроэлементов в состав кваса входят более 10 аминокислот, из которых 8 незаменимых [69].

На первый взгляд квас содержит малое количество витаминов, но регулярное поступление их в организм приводит к ощутимому положительному эффекту [69].

Квас имеет хорошо сбалансированный химический состав. Пищевая ценность кваса объясняется тем, что он изготавливается из зернового сырья, из которого в сусло переходят растворимые вещества: различные сахара, витамины, пищевые волокна, минеральные компоненты. Углеводы сусла сбраживаются дрожжами и молочнокислыми бактериями, в процессе метаболизма которых накапливаются биологически активные вещества: аминокислоты, витамины, летучие ароматические вещества.

Анализ химического состава пива и кваса, представленного в таблице 1.1, дает представление о том, что данные виды напитков содержат практически равное содержание углеводов, минеральных веществ, витаминов группы В (В1 и В2), РР, но тем не менее, в квасе содержится меньше спирта и выше содержание органических кислот, вследствие чего квас обладает наиболее выраженным освежающим действием на организм [66].

Таблица 1.1 -Химический состав пива и кваса

Наименование компонентов Содержание, %

в квасе в пиве

Углеводы 5,0 4,8

Азотистые вещества 0,2 0,6

Минеральные вещества 0,2 0,2

Органические кислоты 0,3 0,1

Спирт 0,5-0,8 3,5-4

Резкое падение интереса к квасу связано с тем, что вместе с распадом СССР в Россию хлынул поток импортной продукции, и стала активно заимствоваться западная культура. Исчезли точки продажи разливного кваса. В 1997 г. в России было произведено всего 4,9 млн. дм3 кваса, что составило лишь 3 % от суммарного производства безалкогольных напитков.

Свою популярность квас стал отвоёвывать только в начале первого десятилетия XXI века. В это же время появились подделки под квас изготовленные на основе синтетических вкусовых добавок и ароматизаторов. Также появились имитации кваса, изготавливаемые аналогично подделкам, именуемые «квасной напиток», «квасок» и другими подобными названиями. Нередко имитаторы используют приём выделения корня «квас» на этикетках, например, особо крупным шрифтом, так что с первого взгляда надпись кажется просто квасом.

На рынке безалкогольной продукции более популярны такие сорта хлебного кваса: русский квас, изготовляемый из ржаной муки и такового же солода; баварский квас — из красного ячменного солода, пшеничной муки и патоки; кислые щи — из ржаного и ячменного солода и пшеничной муки; белый сахарный квас — из ржаных сухарей, пшеничного солода и сахара. В последнее время изготовление кваса в домашних условиях стало гораздо проще, благодаря появившимся в продаже квасным концентратам [32].

За последние годы вновь повысился интерес производителей и потребителей к квасу и другим национальным напиткам (сбитню, медовухе) [30, 54, 57, 66, 75, 104, 106, 107]. Медовые напитки издавна наряду с квасом считаются традиционным русским питьем.

Мед - высококонцентрированный углеводный продукт, содержащий в основном только сбраживаемые моно- и дисахариды. В связи с этим напитки брожения на его основе известны с давних времен [30, 39, 71, 88, 92].

Изначально древние росичи в качестве массового напитка употребляли хмельную березовицу, приготовленную путем сбраживания березового сока. Но, тем не менее, сырье для этого напитка было сезонным,-поскольку березовица быстро портилась, потому что в ней при получении накапливалось мало спирта. Так со временем большее распространение получил напиток питейный мед, который готовили из смеси сгущенных ягодных соков с медом диких пчел и подвергали длительной многолетней выдержке. Этот мед имел название «ставленый мед».

Питный мед потеснил на рынке березовицу хмельную и приобрел статус популярного напитка, но, не смотря на это, он был заменен на византийское вино - мальвазия, которое после принятия христианства на Руси стало употребляться как религиозный напиток православной церковью. Поэтому с XII века мед потерял статус популярного, культового напитка, стал формально общедоступным и постепенно сосредоточился у власть имущего сословия, стал предметом экспорта, даже эквивалентом денег при уплате налога.

Тем не менее, потеряв статус неприкосновенного, культового напитка, питный мед все же оставался главным русским национальным напитком до самого конца XV века. Ставленый мед, который изготавливался путем естественного брожения меда с соком плодов и ягод и выдерживался в течении 10-15 лет, сменился более доступным вареным медом, который получали за меньшее время.

К XIV — XV векам сформировались особенности технологических приемов при производстве алкогольных напитков. Появились три