автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка технологии производства игристых безалкогольных напитков с использованием растительных экстрактов

ВСЕСОЮЗНАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ИМЕНИ В.И.ЛБНИНА

Всесоюзный научно-исследовэтельский институт пищевой биотехнологии

ПОСШНКЙ ЮРИЙ ЕМЕЯЬЯНОВИЧ

Рчзрчботкч технологии производства игристь« безалкогольных нчпитков с использованием растительных экстрчктов

Специчльность 05.18.07 - Технология продуктов брожения, алкогольных и безалкогольных нчпитков

диссертации ю соискание ученой степени кандидчта технических нтук

Нч прэвчх рукописи УДК 663.86.011:658.628

Автореферчт

Лосквч - 1990

.Работа выполнена на Рижском комбинате игристых и безалкогольных напитков, в Институте микробиологии им. А. Кирхенштейна АН Латвийской ССР, НПО НМВ, Отраслевой научно-исследовательской лаборатории игристых вин ВЗИППа, агрофирме "Накотне".

Научный руководитель: член-корреспондент ВА.СХНИЯ, доктор технических наук, профессор Н.Г. Саришвили.

Официальные аппоненты:

доктор технических наук, профессор В.Л. Яровенко кандидат технических наук В.Л. Лаврова

Ведущая организация: Московский экспериментальный завод безалкогольных напитков.

Защита диссертации состоится "¿%X 1990 г.

в ЛЬ часов на заседании Специализированного Совета Всесоюзного научнс-исследоьательсксго института пищевой биотехнологии.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в 2-х' экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 109033, Москва, ул. Самокатная, 4"Б", ВНИИПБГ, ученому секретарю.

Автореферат разослан '^"иас^и^ 1990 г.

Ученый секретарь Специализированного Сопета, кандидат

технических наук И.И. Бурачевский.

;::.•! > общая характеристика работы

Актуальность работы.В "Основных направлениях экономического ""и* социального развития СССР на 1986-1990 года и на период до 2000 года" перед пищевой промышленностью поставлены большие задачи по ■ ускоренному развитию всех ее отраслей, основанному на совершенствовании существующих и разработке принципиально новых технологий, и обеспечению значительного роста выпуска продукции высокого качества, совершенствования ее ассортимента.

СССР значительно отстает от индустриально развитых стран по производству и потреблению безалкогольных напитков на душу населения. Увеличение объема производств безалкогольных налитков в СССР в 1990 г. до 697 млн.дал ( 1986 г*' - 496 млн. да л ) показывает на необходимость как организованного, '.ак и технологического решения этой проблемы.

Анализ тенденций развития безалкогольной промышленности ведущих капиталистических стран - США, ФРГ и других показал, что рост производства и потребления продукции связан с высоким уровнем техники и-технологии производства, наличием большого ассортимента напитков из натурального и биологически ценного сырья, диетических, низкокалорийных, а также с разнообразием новых видов продукции.

Базовая технология производства безалкогольных напитков, применяемая в СССР,.ориентирована на выпуск однотипной продукции. Применение этой технологии не позволяет удовлетворить потребности населения в напитках различных ассортиментных групп и назначения: освежающих, . тонизирующих, профилактических, для детей и молодежи и т.п.

Кроме базовой технологии применяется соответствующая мировому уровню технология производства безалкогольных напитков из концентратов, по которой вырабатывается небольшая доля продукции.

Выполнению поставленных перед безалкогольной промышленностью

задач по увеличению объема производства и расширению ассортимента продукции в значительной мере будет способствовать изучению возможности использования в технологии безалкогольного производства микроорганизмов, прежде всего дрожжей, которые традиционно используются в пивоварении, виноделии, производстве кваса. Поэтому разработка новой технологии производства игристых безалкогольных напитков вы- -сокого качества, содержащих биологически активные вещества растительных экстрактов, является актуальной задачей современного безалкогольного производства.

Цель и задачи исследования. Целью- настоящей работы является • разработка технологии производства игристых безалкогольных напитков, обогащенных биологически активными веществами растительных экстрактов. Технология предусматривает использование специальной расы дрожжей.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи исследования:

подобраны технологические режимы получения растительных экстрактов и исследованы их физико-химические показатели с целью использования экстрактов в технологии производства игристых безалкогольных напитков;

изучено влияние экстрактов из растительного.сырья на свойства и метаболизм дрожжей йассЬаготусез сеге\г1з1ае шт. 39 для выбора оптимальных концентраций экстрактов, стимулирующих процесс брожения, а таюге с целью использования их в качестве природных консервантов;

проведены электронно-микроскопические исследования ультраструктуры клеток дрожжей ЗассЬ.сегеу1з1ае шт. 39 выращенных на средах с различными растительными экстрактами, с целью установления закономерностей изменения структуры клеток в сравнении с клетками контрольной культуры;

разработаны технологические инструкции, технические условия и

рецептуры игристых безалкогольных напитков Межрозите и Маргриета, -содержащих биологически активные вещества растительных экстрактов;

изучены физико-химические и органолептические показатели качества игристых безалкогольных напитков Межрозите и Маргриета в сравнении с аналогичными показателями сатурированных напитков на основе местного растительного сырья Флора.

Научная новизна. Изучен характер влияния двенадцати видов растительных экстрактов из местного растительного сырья на метаболическую активность дрожжей ЗасоЬ.свгву1й1ав шт. 39. Показано избирательное действие различных растительных экстрактов на регуляция метаболизма дрожжей. Экстракт*-' крапивы и мяты в наибольшей степени стимулируют активность брожения и активность дыхания дрожжей, экстракты зверобоя я ромашки оказывают сильное ингибирующее действие на ^Жизнедеятельность ЗассЬ.сегву1е1ае - шт. 39.

Обосновано использование растительных экстрактов в технологии производства игристых безалкогольных налитков: экстрактов крапивы и мяты - на стадии подготовки субстратов к сбраживании, экстра стов зверобоя и ромашки - на стадии подготовки напитка к розливу и установлены' их оптимальные концентрации.

.Разработана технология производства игристых безалкогольных напитков с применением способа брожения под давлением и специальной расы дрожжей Зассй.сегву1э1ав шт. 39. Научная новизна способа подтверждена авторским свидетельством 1584889 ( СССР ).

Практическая ценность. Разработана и внедрена на Рижском комбинате игристых и безалкогольных напитков технология, позволяющая получать игристые безалкогольные напитки повышенной стойкости, содержащие биологически активные вещества растительных экстрактов.

Разработана технологическая документация на игристые безалкогольные напитки Межрозите и Маргриета:' технологическая инструкция

ТИ 10.04.22.196.88; технические условия ТУ 10.04.22.88; рецептуры напитков.

Экономический эффект от выпуска новых видов безалкогольных напитков Межроэите и Мзргриета на Рижском комбинате игристых и безалкогольных напитков в 1989 г. составил 5,3 тыс.рублей.

Апробация работы. Диссертационная работа рассмотрена и рекомендована к защите Ученым Советом ВНИИПБТ. Результаты работы доложены на 48-й и 49-й научно-практических конференциях ЛГУ им. П. Стучки (г. Рига, 1989-1990 годы).

Публикации. По теме диссертации-опубликовано 4 печатные работы, в том числе одно авторское свидетельство.

Структуры и обьем работы. Диссертационная работа включает следующие разделы: введение, обзор литературы, экспериментальную часть, выводы, список литературы и приложения. Диссертация изложена на/^-5 страницах машинописного текста, содержит II таблиц, 15 рисунков, 6 приложений. Список литературы составлен по 146 источникам отечественных и зарубежных авторов.

Краткое содержание диссертации

I. Обзор литературы.

В обзоре литературы отражены современные тенденции развития безалкогольной промышленности в ведущих капиталистических странах и в СССР. -Описаны способы получения концентратов для безалкогольных напитков и особенности их технологии с учетом видов .применяемого сырья. Дана характеристика ассортиментных групп напитков, выпускаемых ' оарубеш-ыми фирмами и отечественными предприятиями безалкоголь--кой прсмшленности: уделено внимание напиткам, технология которых основана на использовании чистых культур микроорганизмов. На основании анэлизз тенденций оазвития технологии безалкогольного произ- ■

водства показаны перспективы проведения научно-исследовательских работ.

2. Организация и методы проведения экспериментальных исследований.

Объектами исследования при получении экстрактов являлись наиболее распространенные в республиках Прибалтики виды растительного сырья. Сырье заготавливали и хранили в соответствии с требованиями государственного стандарта к приемке лекарственного сырья ( ГОСТ 6076-74, ГОСТ 6077-80 ). Сроки заготовки устанавливались в зависимости от вида сырья, с учетом его созревания в Латвии.

При подборе технологической схемы получения растительных экстрактов использовались основные положения теории экстрагирования лекарственного сырья и рациональная технология получения экстрактов из сухого растительного сырья, основанная на проведении ферментативного гидролиза сырья и последующей экстракции 20 $-ным водно-спиртовым раствором ( Пономарев, 1976; Филонова, 1975 ).

При проведении ферментативного гидролиза сырья применяли выпускаемые отечественной промышленностью ферментные препараты цито-литического и пектолитического действия: цитороземин Пх, пектавамо-рин П10х и другие в дозировках, разрешенных Министёрством здравоохранения СССР.

Комплекс ферментов для проведения гидролиза сырья подбирали учитывая его химический состав и на ооновании литературных данных.

Исследование химического состава растительного сырья и экстрактов проводили в соответствии с принятыми в безалкогольной промышленности Нормативно-техническими документами.

В качестве исследований при изучении влияния растительных экстрактов на физиолого-биологические споПстяа .дрожжей использовали культуру ЭвссЬ. сегеу1э1ав шт. 39, полученную из коллекции Отрасле-

- 6 -

I

вой научно-исследовательской лаборатории игристых вин ВЗИППа.

Средой для поддержания культуры являлась сусло-агар.

При исследовании влияния растительных экстрактов на активность дыхания и активность ферментов дрожжей их культивировали в присутствии 20 %-ных спиртовых растительных экстрактов в синт'тической среде, содержащей %\ глюкозу - 2,0 (к H^J^sO^ - 0,2; титруемая кислот-' норть по лимонной кислоте - 4. При этом в субстрат контрольного опыта вносили стан'ол в соответствующей концентрации. В ряде экспериментов использовали полусилтетическую среду, содержащую мелассу.

Культивирование дрожжей осуществляли в колбах на качалке в течение 58-60 ч при температуре 18-20°С. Прирост биомассы дрожжей определяли общепринятыми методами: непосредственным подсчетом клеток в камере Горяева к нефелометрически по мутности суспензии. Жизнеспособность культуры дрожжей определяли люминесцентно-микроскопичес-ким методом с использованием флуорохрома примулина ( Рапопорт, Мейсель, 1985 ).

Сравнительные исследования активности дыхания и активности брожения культуры дрожжей проводили методом открытой манометрии в аппарате Варбурга.

Активность алкогольдегидрогеназы и цитохромоксидазы определяли по общепринятым методам ,( Reed, iepple, IS73) после дезинтеграции клеток в дезинтеграторе SCP-desintegrator с использованием микрошариков "балотини". Активность цитохромоксидазы определяли в суперна-танте после цетрифугирования экстракта при 2000 об/мин; актиьность алкогольдегидрогеназы определяли в супернанте после цетрифугирования экстракта при 1500 об/мин.

Содержание белка определяли по методу Лоури в модификации .Миллера (Miller , 1959).

Изоэнзимный спектр алкогольдегидрогеназы исследовали при пбмо-

щи электрофореза белкового экстракта в полиакриламидном геле ( Devis , 1964 ).

При электронно-микроскопических исследованиях применялись методы ультратонких срезов и сканирующей электронной микроскопии. При использовании метода ультратснких срезов клетки фиксировали 1,5 %-ным раствором КМпО^ в течение I ч 30 мин, а затем I %-ти раствором OsO^j в течение 2-18 ч. После фиксации препараты обезвоживались в спирте, пропитывались аралдитом и заключались в этот полимер. Ультратонкие срезы клеток получали на микротоме фирмы LKB ( Швеция ). Срезы контрастировали цатратом свинца.

При подготовке сЗразцов дрожжевых клеток для изучения в электронном микроскопе использовали модифицированный метод Хейтыанека (Hejtraanek t 1975 )f По которому дрожжи фиксировали 5 %-нш глу-таровым альдегидом в течение 20 ч и I %-нш раствором О3 04 в течение 2 ч. После этого образцы выдерживали в течение 2-х суток в растворе Ксё.. Обезвоживание препаратов проводили в серии растворов ацетона возрастающей концентрации и затем при 38°С в течение 1-2 ч образцы напыляли углем и золотом в вакуумных установках7ЕЕ-4В и 2ЕЕ-4Х фирмы 3 EOL ( Япония ).

Изучение препаратов дрожжевых клеток проводили в люминесцентном микроскопе MJI-2A производства ЛОМО ( СССР ), в просвечиващем электронном микроскопе JEM-I200 ЕХ фирмы УЕ01 ( Япония ) и в сканирующем электронном микроскопе "jSH- Т 200 фирмы УЕОЬ ( Япония ).

Сравнительные исследования качества игристых безалкогольных напитков и сатурированных напитков на основе растительного сырья проводили по методикам, принятым в технологии безалкогольного производства и технологии игристых вин ( Колчева и др., 1988; Мержакиан,1979).

Исследования по определению биологической стойкости игристых безалкогольных напитков проводили по методикам еанитарно-микробио-

логического контроля пивоваренного и безалкогольного производства ( Жукова, 1985 ). г

Обработку экспериментальных данных проводили с использованием методов математической статистики ( Налимов, 1960 }.

3. Результаты исследований

' 3.1. Подбор технологической схемы получения экстрактов из растительного сырья.

Подбор технологической схемы получения растительных экстрактов прово "1ли с целью установления возможности использования экстрактов, вырабатываемых специализированными предприятиями, в технологии игристы/ напитков.

Технологические параметры процесса экстрагирования определяли для каждого вида сырья с учетом его химического состава и структурно-механических свойств.

На основании результатов Исследования химического состава сырья и данных литературы определены дозировки ферментных препаратов для проведения процесса гидролиза.

Для проведения ферментативного гидролиза для каждого вида растительного сырья определены также: соотношение сырье-экстрагент, оптимальные рН среды и температурные режимы процесса.

Факторами, определяющими продолжительность процесса ферментативного гидролиза и водно-спиртовой экстракции являлись'содержание экстрактивных веществ и масса сухого остатка.

Принципиальная технологическая схема получения экстрактов из растительного сырья включает-следующк этапы: измельчение сырья до' частиц размером 2-5 мм; ферментативный гидролиз сырья при температуре 40—15°С в течение 4-10 ч; экстракция 20 %-нш водно-спиртгаым раствором при температуре в две стадии; фильтрация экстрак-

та, хранение экстракта.

. Производство экстрактов из растительного сырья по подобранной . технологической схеме организовано с целью их использования в технологии игристых безалкогольных.напитков на предприятии'агрофирмы ■ " Накотне " ( Латвия ).

3.2. Исследование влияния экстрактов из растительного

сырья нз физиолого-биохимические свойства дрожжей Sacch. cere visiae шт. 39.

Технология производства игристых безалкогольных напитков основана на использовании шампанской расы дрожжей Sacch.cerevisiae шт. 39 при сбраживании водных субстратов. Высокая физиологическая активность дрожжей обусловлена наличием в них полного набора ферментов, катализирующих выжнейшие биохимические процессы и влияющих нз жизнеспособность культуры. • , .

По литературная данным лекарственные и прано-ароматические растения, используемые в качестве сырья для безалкогольной промышленности, рассматриваются прежде всего как источники биологически активных соединений. Они могут активизировать жизнедеятельность микроорганизмов или быть ингибиторами роста и развития микроорганизмов.

С целью подбора растительных экстрактов для использования в технологии игристых безалкогольных напитков исследовано влияние двенадцати видов экстрактов из наиболее распространенного в республиках Прибалтики растительного сырья на активность дыхания и активность брожения дрожжей Sacch.cerevisisuiT. 30 (таблица I ).

' Результаты исследований показали, что растительные экстракты оказывают избирательные действия на физиологическую активность дрожжей Sacch.cerevisiae шт. 39. Ькстракты крапивы, мяты, душицы, чэбрецэ, плодов шиповника, корня олтея стимулируют активность брожения й активность дыхания культуры, причем в наибольшей степени

-ту - «л; —

Таблица I

Влияние растительных экстрактов на физиологическую активность дрожжей

Укстрякт

Удельная активность Удельная активность брожения ( О СС>2 ) дыхания ( § ) мкл.см^ мкл.см^

млн. ч

ылн.ч

Крапивы

Мяты

Душицы

Чабреца

Алтея

Шиповника

Контроль

Боярышника

Календулы

Рябины

Тмина

Ромашки

Зверобоя

6,14

5.79 5,56

4.80 4,08 4,30 4,12 3,74 3,67 3,47 3,22 3,00 2,60

1,95 1,72 1,18 1.17 1,81 0,98 0,96 0,76 0,66 0,72 0,70 0,66 0,62

-экстракты мяты и крапивы. Ингибирупщее действие на культуру ЗаосеГи оегеу1з1ое шт. 39 оказывают экстракты плодов боярышника, рябины, травы зверобоя, ромашки, семян тмина: максимальный ингибирующий эффект наблюдали при добавлении к питательной среде экстрактов зверобоя и ромашки.

С целью выбора оптимальных концентраций экстрактов из растительного сырья для использования в технологии игристых безалкогольных напитков проведены исследования влияния экстрактов в пороговых концентрациях на физиолого-биохимические свойства культуры БасовЬ. сегеу1з!ев шт. 39. Критериями выбора служили показатели: актив-кость дыхания, активность брожения и прирост биомассы дрожжей. Растительные экстракты применяли в концентрациях, соответствующих пороговым величинам их вкусового восприятия, составляющим %: для крапивы 1-5; для мяты 0,3-0,9; для ромашки 0,1-1,0; для зверобоя 0,2-1,1.

Проведенные исследования позволили выбрать растительные экстракты для использования в технологии игристых безалкогольных наптков; экстракты крапивы и мяты-для использования на стадии подготовки субстрата к брожению в качестве стимулятора физиологической активности дрожжей; экстракты овероб^я и роыашки-на стадии подготовки напитка к розливу в качестве природных консервантов. Оптимальные концентрации экстрактов приведены ниже,%: крапивы 3,0 - 4,0 мяты 0,8 - 0,9

ромашки 0,3 - 0,4 зверобоя 0,6 - 1,0

Для выяснения влияния экстрактов из растительного сырья на метаболизм Зассе11.сегеу1з1ае шт. 39 исследованы активность фермента брожения алкогольдегидрогеназы и активность фермента дыхания

цепи митохондрий-цитохромоксидазы клеток дрожжей после их культивирования в средах содержащих экстракты.

Достаточно интересными оказались результаты исследования влияния растительных экстрактов на активность алкогольдегидрогеназы, характеризующий способность дрожжей к брожению. Характер изменения активности этого фермента зависит от природы растительного экстракта. Так, экстракты зверобоя и ромашки снижают активность алкогольдегидрогеназы, а экстракты крапивы и мяты увеличивают активность этого фермента на &2-п0 % ( рисунок I ).

Таким образом установлено, что использование растительных экстрактов мяты, крапивы, зверобоя, ромашки в качестве компонентов питательных сред при культивировании дрожжей ЗаосЬ. сегеу1з1ае шт. 39 является способом воздействия на физиологическое состояние дрожжей, на активность ферментов, катализирующих процессы брожения и дыхания.

3 .3. Влияние экстрактов из растительного сырья на ультраструктуру дрожжей Зассй.сегеУ1з!ае щт. 39.

Информация по клеточной биологии дрожжей, полученная при электронно-микроскопических исследованиях, позволяет дать оценку особенностям обмена веществ дрожжевых клеток, выращенных.в различных условиях. Ниже приведены результаты сравнительных исследований ультраструктуры клеток дрожжей ЗассЬ.сегеу1з1ае 39 ка синтетичес--кой среде- с добавлением экстрактов крапивы, мяты, зверобоя, ромашки и без экстрактов..

Сравнительные исследования дрожжей, пырятенных в синтетической среде с добавлением экстрактов из растительного сырья и без экстрактов, проведенные методом сканирующей электронной микроскопии, показали различия в структуре их поверхности. Исследования структуры поверхности клеток показали, что добавление к среде экстрактов

Рис. I. Активность алкогольдегидрогенаэи дрожжей Засс11.сегеу1з1ае ит. 39 при выращивании в синтетической среде с добавлением растительных экстрактов: I - Контроль;

2-4/5 экстракта крапивы;

3 - I % экстракта зверобоя;

4 - I % экстракта мяты;

5 - I % экстракта ромашки.

ромашки и зверобоя приводит к повреждению клеточной стенки дрожжей ( рисунок 2 }. •

Результаты, полученные при электронно-микроскопических исследованиях дрожжей Sacch.cerevi.siae ШТ- 39 методом уьтратонких срезов показали, что существуют различия структурной организации клеток, выращенных в питательных средах, содержащих растительные экстракты. Основные различия между клетками, выращенными в разных по составу питательных средах, выявлялись в структуре ядра, митохондрий, эндо-плазматического ретикулума. Так, сопоставление результатов, полученных в исследованиях ультраструктурной организации митохондрий, отражающих особенности энергетического обмена клетки, дает возможность сделать определенные заключения. Интересно отметить, что добавление к среде экстрактов крапивы и мяты приводило, к укрупнению митохондрий, которые при этом содержали небольшое количество крист. Такие явления обычно связывают с так называемой "бродильной перестройкой" митохондрий, сопровождающей "переключение" дрожжевых клеток с дыхательного типа энергетичес/ого обмена на бродильный. В то же время добавление к синтетической среде экстрактов зверобоя .ромашки приводит и к не-'

которому укрупнению митохондрий, и к большему развитию в них инвагинаций внутренней мембраны-крист. Такие изменения митохондрий свидетельствуют о высокой напряженности в дрожжах, выращенных в данных условиях, окислительно-восстановительных процессов.

Анализ полученной при электронно-микроскопических исследованиях информации свидетельствует о наличии корреляции перестройки структуры клеток и соответствующих изменений их функциональной активности от присутствия в питательных средах тех или иных растительных экстрактов.

. /

•■ " • .4-—■■ . ■ ' • "••"Ж ч'^Т*

. - < ..V'1 = ' *- ■

•.Ч , л".1":-" . '1 1 1 ■ 4',

. /: л --/4. * < / í - л

-луу . . ч ,. •<•„. ,1

^Г ....."'*'•

Рис. 2. Просвечива щяя пле к тройная микроскопия клеток дрожжей ЗассЪ. еегеу1з1ае шт. 39, выращенных в синтетической среде: а - контроль;

б - с экстрактом зверобоя.

3.3. Разработка технологии производства игристых безалкогольных напитков

3.3.1. Технологическая схема производства игристых безалкогольных налитков.

На основании проведенных исследований разработана технология производства игристых безалкогольных напитков с применением специальной раек шампанских дрожжей ЗассЛ.сегву181ее шт. 39. Для активизации дрожжей в условиях производства, а также для повышения биологической стойкости напитков использовали растительные экстракты.

Технология производства игристых безалкогольных напитков включает следующие основные стадии: подготовку воды;

приготовление раствора лимонной кислоты; приготовление разводок чистой культуры дрожжей; приготовление сахарного сиропа; приготовление купажного сиропа; приготовление игристых безалкогольных напитков; розлив готовых напитков.

Технологическая схема производства игристых безалкогольных напитков предусматривает применение жидкого сахара, и сахара-песка (рисунок 3 ).

. При использовании жидкого сахара последний специализированным автотранспортом доставляют на завод. С помощью гибкого шланга цистерну с жидким сахаром подсоединяют к насосу и перекачивают его через

теплообменник и мерник в сборник для хранения.

При использовании сахара-песка последний ьзвешваю? и ссыпают в при-емный бункер ковшового подьемн;:ка. Далее сахар поступает б промежуточный бункер для хранения и в сироповарочный котел, куда одновременно вносят расчетное количество воды. Готовый сахарный сироп

направляют на фильтр-ловуШку, а затем насосом через теплообменник перекачивают в сборник для инверсии сахарозы. В сборник вносят также расчетное количество лимонной кислоты. Готовый сироп насосом подают на теплообменник, откуда инвентированный сахарный сироп поступает в сборник для хранения.

Компоненты купажного сиропа - экстракты зверобоя, ромашки, шиповника, тмина - вносят в сборники-мерники, установленные на предку-пажной площадке. По мере необходимости расчетное количесчо сырья, раствор лимонной кислоты из сборника 20, сахарный сироп из сборника II вносят в купажный чан и после тщательного перемешивания в течение 20-30 мин. диоксидом углерода готовый купажный сироп насосом передают на фильтрацию. Осветленный купажный сироп, после теплообменника поступает в сборник-мерник купажного сиропа и 1>атем используется для приготовления напитков.

Для получения сброженной смеси в резервуар для приготовления игристых безалкогольных напитков вносят из сборника-мерника: подкисленную воду, из сборника II сахарный сироп, дрожжевую разводку. Массовая доля Сахаров в сбраживаемом субстрате - 1,2 %. Дрожжи

«э

вносят из расчета 3-5.млн.кл/см . В качестве азотного питания дрожжей в бродильную смесь вносят двузамещенный фосфорнокислый аммоний с массовой концентрацией не более 0,0005 г/см^ или водный раствор

о

аммиака с массовой концентрацией 2,5 г/см . При этом его массовая концентрация в растворе составит не более 0,04 г/си .

Для обогащения бродильной смеси биологически активными веществами и интенсификации процесса брожения в нее вносят водно-спиртовые экстракты из растительного сырья с объемной долей спирта 20 %. Объемные доли экстрактов составляют %: крапивы - 3,0; мяты- 0,8.

Сбраживают субстрат резервуарным периодическим способом при температуре не выше.18°С. Продолжительность процесса брожения не

менее 5 суток.

В процессе брожения давление в аппарате достигает не менее 200 кПа. Массовая доля сброженного сахара-не менее 0,7 %. Сброженную смесь охлакдают до температуры 2-4°С, вносят купажный сироп из сборника-мерника до получения массово? доли сухих веществ напитка предусмотренной рецептурой, перемешивают диоксидом углерода. После выдержки в течение не менее 2-х ч налиток фильтруют и направляют на розлив.

Разработанная технология положена в основу технологических инструкций, технических условий и рецептур игристых безалкогольных напитков Кежроэите и Маргриета.

3.3.2. Сравнительняа характеристика игристых безалкогольных напитков Межрозите и Маргриета и сатурированных напитков на основе растительного сырья Флора.

Технология игристых безалкогольных напитков разработана с применением процессов, используемых в технологии приготовления игристых вин. Шампанская раса дрожжей, используемая в данной технологии, образует при брожении ценные продукты метаболизма, обусловливающие высокое качество безалкогольного налитка, а также игристые и пенистые свойства.

Результаты исследований безалкогольных напитков, приготовленных • по принятому в технологии безалкогольного производства способу-, сатурацией напитков диоксидом углерода и по новой технологии - насыщением напитков диоксидом углеродаброжения приведены в таблице 2.

Сравнительные исследования качества напитков показали, что приготовление безалкогольных напитков по новой технологии обусловливает полишение физико-химических показателей,'характеризующих игристые и иеьисгые свойства напитков: динамической устойчивости пленки COg--напиток,пе|Юстойкости, коэффициента удельного сопротивления налитки ы,¡долепил СС£. По показателю массовая доля диоксида углерода

omnoiS'

Лимонная

Рис. 3. Технологическая схема производства игристых безалкогольных напитков:

I - автотранспорт для жидкого сахара;

2 - насосы;

3 - теплообменники;

4 - мерник для жидкого сахара;

5 - сборник для жидкого сахара;

6 - ковшовый подьемник;

7 - промежуточный бункер для сахара;

8 - сироповарочный котел;

9 - фильтр - ловушка;

10 - сборник для инверсии сахарозы;

II - сборник для инвентированного сахарного сиропа;

12 - сборник для экстрактов зверобоя;

13 - сборник для экстрактов ромашки;

14 - сборник для экстрактов шиповника;

15 - сборник для экстрактов тмина;

16 - сборник - мерник для экстрактов зверобоя;

17 - сборник - мерник для экстрактов ромашки;

18 - сборник - мерник для экстрактов шиповника;

19 - сборник - мерник для экстрактов тмина;

20 - сборник - мерник для раствора лимонной кислоты

21 - купажный чан;

22 - фильтр;

23 - сборник - мерник для купажного сиропа;

24 - сборник - мерник для подкисленной воды;

25 - сборник - мерник для экстрактов крапивы;

26 - сборник - мерник для экстрактов мяты; ' 27 - аппарат для чистой культуры дрожжей;

2Г; - резервуар для приготовления игристых безалкогольных напитков.

Таблица 2

Физико - химические показатели кзчества игристых безалкогольных напитков Межроэите и сатурированных безалкогольных нзг.иткое

Флора мятная

Наименование напитка

Динамическая

устойчивость Пеностой-пленки С02- И0СТЬ1 с

напиток, С

Коэффициент удельного сопротивления напитка выделению СО2

Массовая доля,

Кислотность, ,3

сухих диоксида см 1н.раствора веществ углерода йаШ на 100 см3

I

ЛЗ

Флора мятная: Образец I Образец П

Межрозите: Образец I ОСчазец П

10.4 10,3

11.5 14,3

12 15

25 36

0,84 0,83

0,94 0,Ь7

8,2

V,:

0,2

0,7

2,5

3,5

игрйстые безалкогольные напитки соответствуют лучшим мировых образцам.

Одним из основных показателей качества безалкогольных кзпитков является биологическая стойкость. Литературные данные и проведенные на;..и исследования показывают, что использование в качестве компонентов природных растительных экстрактов, повышающих биологическую стойкость напитков, вяляется перспективным направлением в технологии безалкогольного производства.

Результаты исследований по определению биологической стойкости сброженных модельных растворов и напитков Ыежрозите и Ыэргриетч показали, что внесение в сброженный модельный раствор экстрактов крапивы и зверобоя позволяет повысить их биологическую стойкость в 3-4 раза. Безалкогольные напитки Межрозите и Маргриетэ, приготовленные с использованием экстрактов ромашки и зверобоя, без синтетических консервирующих веществ, имеют высокую стойкость 38-40 суток.

шводц

I. Исследовано влияние двенадцати видов экстрактов из растительного сырья, распространенного в республиках Прибалтики, на физиолого-биохишческие свойства, дрожжей Звсс11.сегелг1з1,аа шт. 39 и установлено

изьирательное действие экстрактов на физиологическую активность куль-

о

туры. Показано, что экстракты травы ыяты, крапивы, душицы, чабреца, плодов шиповника, корня алтея стимулируют активность брожения и активность дыхания дрожжей, причем в наибольшей степени -экстракты ыяты й крапивы. Экстракты травы зверобоя, ромашки, календулы, плодов , боярышника, рябины,семян тмина оказывают ингибируклвде действие на ЗаосЬ.сегву181аеШт, 29, в наибольшей степени - экстракты зверобоя и ромашки.

2. Исследован характер влияния растительных экстрактов на активность фермента брожения алкогольдегидрогеназы и активность фермента дыхания цепи митохондрий-цитохромоксидазы клеток -.^¿¿¿еГ^ь- ■ Сшт' 39- Показано, что культивирование дрожжей на средах с экстрактами крапивы'и мяты приводит к увеличению активности алкогольдегидрогеназы на 62-70 %\ активность цитохромоксидаэы при этом также увеличивается. Установлено, что использование растительных экстрактов в качестве компонентов питательных сред при культивировании Sacch.cerevi.slao пт.39 является способом воздействия на физиой логические состояние дрожжей, активность ферментов, катализирующих процессы брожения и дыхания.

3. П роведены электронно-микроскопические исследования дрожжей ЗасеЬ,сегву1з1ав шт.39 методами сканирующей электронной микроскопии и ультратонких срезов. Анализ полученной информации свидетельствует о наличии корреляции фнкциональной активности дрожжей

с перестройкой структуры клеток в зависимости от присутствия в средах растительных экстрактов.

4. Научно обоснована целесообразность использования раститель-

ных экстрактов в технологии производства игристых безалкогольных напитков: экстрактов крапивы и мяты-на стадии подготовки субстрата к брожению; экстрактов ромашки и зверобоя- на стадии подготовки напитка к розливу. Подобраны оптимальные концентрации растительных экстрактов: крапивы и мяты 3,0-4,0 % и 0,8-0,9 %, ромашки и зверобоя 0,3-0,4 % и 0,6-1,0 % соответственно.

5 . Разработан принципиально новый способ производства игристых безалкогольных напитков, основанный на сбраживании водного субстрата под давлением сиспользованием специальной расы дрожжей БассЬ. свгеу1з1ае ит> 39, для активности дрожжей в условиях произ-

водства и для повышения ьиологической активности напитков применяют растительные экстракты.

Новизна способа подтверждена авторским свидетельством 1584889 (СССР).

6. Разработана технологическая схема производства игристых безалкогольных напитков. Утверждены технологические инструкции, технические условия и рецептуры игристых безалкогольных напитков Межро-зите и Маргриета.

7. Проведены сравнительные исследования физико-химических показателей качества игристых безалкогольных напитков Межрозите и Маргриета и сатурированных напитков на основе растительного сырья Флора. Покзано, что напитки Межрозите и Маргриета имеют более высокие показатели качества. Биологическая стойкость этих напитков 38-40 суток.

8. На Рижском комбинате игристых и безалкогольных напитков

в 1989 г..выпущена опытная партий игристых безалкогольных напитков Межрозите и Мергриета. Экономический эффект составил 5,3 тыс.руб. Технология прооизводства игристых безалкогольных напитков внедряется на предприятиях агропромышленного комплекса Латвви.