автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Совершенствование технологии кваса на основе использования новых для квасоварения молочнокислых бактерий и дрожжей

УДК 663.479.1

Мопшевскин технологический институт

РГ6 од

/ 6 Н10/1 1993

ЦЕД ЕЛЕНА АЛЕКСЕЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КВАСА НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОВЫХ ДЛЯ КВАСОВАРЕНИЯ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ И ДРОЖЖЕЙ

Специальность: 05.18.07 - Технология алкогольных и безалкогольных пищевых

продуктов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Могилев 1998

Работа выполнена на кафедре «Технология пищевых производств» Могилевского технологического института.

Научный руководитель: Научный консультант:

Официальные оппоненты: Оппонирующая организация:

кандидат технических наук Г.И.КОСМИНСКИЙ кандидат технических наук В.Л.ПРИБЫЛЬСКИЙ

доктор технических наук, профессор ДОМАРЕЦКИЙ В.А.

кандидат технических наук, доцент АБРАМОВИЧ Н.В.

НПО «Белгехнопрод»

Защита состоится 1 июля 1998 г. в 14.00 часов на заседании разового специализированного Совета по защите диссертаций К 02.17.01 Могилевского технологического института по адресу 212027, Республика Беларусь, г.Могилев, пр,Шмидта,3. Тел.ученого секретаря 44-35-41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Могилевского технологического института.

Автореферат разослан 28 мая 1998г.

Ученый секретарь Совета но защите диссертаций

ПИСКУН Т.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность те.мы. Одной из важнейших сощюлъио-экономнческих проблем современности является создание новых пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям адекватного питания и совершенствование технологий получения уже существующих пищевых продуктов. Это позволяет значительно интенсифицировать процесс получения того или иного продукта с целенаиравлешго заданными свойствами

Принимая во впимашге то, что современная безалкогольная промышленность предлагает в большинстве своем безалкогольные напитки на основе искусственных ароматизаторов и красителей, необходимы разработка и популяризация таких напитков, технология которых основана на использовании естественного природного сырья. Одним из напитков такого тина является хлебный квас, обладающий значительным потенциалом полезных свойств. Однако, при значительных разработках в области квасоварения существует ряд нерешенных проблем, одной из которых является использование в составе комбинированной закваски молочнокислых бактерий рода Betabacterium штаммы ß-11 и ß-13 и дрожжей расы М, выделенных и изученных еще в 20-х годах нашего века. При этом следует учитывать, что при столь длительном культивировании культур .микроорганизмов и их многократных последовательных пересевах на чистые питательные среды (пассажах) свойства микроорганизмов значительно ухудшаются: происходит уменьшение бродильной активности, снижение способности синтезировать незаменимые аминокислоты и другие биологически активные вещества, замедление процессов размножения и т.д..

Поэтому, актуальной задачей является проведите исследований по разработке и совершенствованию технологии получения хлебного кваса на основе комбинированной закваски, в которой был бы осуществлен целенаправленный подбор новых штаммов молочнокислых бактерий и новых рас дрожжей, обладающих высокими технологическими свойствам! и биологической активностью. Применение новых микроорганизмов в квасном производстве способно не только заменить традиционно используемые микроорганизмы, но и значительно улучшить вкусовые и качественные показатели получаемого на их основе кваса.

Кроме того, использование новых микроорганизмов в квасном производстве позволит создать собственную коллекцию чистых культур микроорганизмов пищевого назначения в Республике Беларусь.

Диссертациоштая работа посвящена исследованию возможности применения в квасном производстве новых для квасоварения ароматообразующих молочнокислых бактерий Streptococcus diacetilactis и новой расы квасных дрожжей, которые позволяли бы получать квас с высокими органолептическими и нормативно-техническими показателями.

Связь работы с крути,ши научными програшюми, темами. Тема исследований вошла в Государственную программу фундаментальных исследований на 1996-2000 годы «Навуковыя асновы новых бштэхналапчных працэсау: наюраваны сштэз бгялапчна актыуных злучэнняу. Выкарыстанне м1крааргашзмау у прамысло-васщ, сельскай гаспадарцы, медыцыне i ахове навакольнага асяроддзя» (раздзел Бътгзхналопя - 16) Академии наук РБ. Программа и план исследований утверждены постановлением 1-ой сессии Совета по координации фундаментальных исследований от 13 февраля 1997 года под №1. Тема диссертации вошла и в план работы НИР

кафедры "Технология пищевых производств" Могалевского технологического ш: ститута.

Цель и задачи. Основной целью работы является совершенствование техно логии хлебного кваса на основе применения чистых культур принципиально новог для квасоварення ароматообразующего стрептококка Str. diacetilactis и новой paci квасных дрожжей, а также разработка новых видов кваса с повышенной биологиче ской ценностью.

Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач:

1) исследовать возможность применения в квасном производстве пршщипи ально нового для квасоварення - ароматообразующег о стрептококка Str. diacetilactis;

2) выделить новые расы квасных дрожжей, позволяющие получать квас с вы сокими органолептаческими и нормативными физико-химическими показателями;

3) разработать технологические параметры приготовления комбинированно! закваски и кваса с использованием принципиально нового для квасоварення арома тообразующего стрептококка Str. diacetilactis, а также новых рас квасных дрожжей;

4) исследовать способность новых молочнокислых бактерий и дрожжей продуцировать летучие ароматические метаболиты, отвечающие за формирование вкусг и аромата кваса;

5) разработать рецептуры новых видов кваса с обновленным составом комбинированной закваски;

6) разработать нормативно-техническую документацию на новые виды кваса.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования в данной диссертационной работе является напиток брожения - хлебный квас; предметом исследования выступают новые микроорганизмы, как источники брожения квасного сусла, от использования которых зависят физико-химические и органолептические показатели готового напитка.

Гипотеза. Предполагается, что примените новых микроорганизмов в производстве хлебного кваса, позволит улучшить качественные показатели готового кваса и интенсифицировать тсхнологаческий процесс его получения. В результате проведенных исследований выдвинутая гипотеза полностью подтвердилась, поскольку применение новых микроорганизмов позволило сократить процесс приготовления хлебного кваса с 9 суток до 7, а также улучшить вкусовые и качественные показатели напитка.

Методология и методы исследования. При выполнении диссертационной работы были использованы современные методы исследований, в частности, метод газо-жидкостной хроматографии с использованием газового хроматографа, определение содержания карбонильных соединений по методу Токаревой P.P. и Кретовича B.JI. и ряд других, которые подробно описаны в главе 2.

Новизна и значимость полученных результатов.

1. Изучена и доказана возможность и целесообразность применения принципиально нового для квасоварення ароматообразующего стрептококка Str. diacetilactis (Патент РБ № 1473. А.Б., 1996 г, № 4).

2. Изучены физиологические, биохимические, культуральные свойства различных штаммов ароматообразующего стрептококка и определены особенности их культивирования на квасном сусле.

3. Выделена новая раса дрожжей, применение которой позволяет интенсифицировать процесс получения хлебного кваса и улучшить его качественные показате-

ли. (Справка о депонировании, выданная институтом микробиологии АН РБ от 24.02.97г.).

4. Исследованы морфологические, культуралышс и физиологические признаки новой расы дрожжей, определены параметры роста дрожжевой культуры на квасном сусле.

5. Разработаны технологические параметры приготовления комбинированных заквасок и квасов с использовашгем наиболее перспективных ассоциаций подобранных штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей.

• 6. Исследован состав летучих ароматических веществ, образующихся в процессе созревания комбинированной закваски и сбраживания квасного сусла и отвечающих за формирование вкуса и аромата кваса.

7. Разработаны рецептуры квасов с применением новых ассоциаций сбраживающих: компонентов в комбинированной закваске и расширен ассортимент квасов брожения.

Практическая (социальная, экономическая) значимость работы. Значимость работы состоит в том, что промышлешгости предложены новые высокоактивные штаммы молочнокислых бактерий и дрожжей, позволяющие интенсифицировать технологический процесс получения хлебного кваса за счет сокращспия процесса приготовления кваса с 9 суток до 7, а также получать квас с высокими органо-лептическими и нормативными физико-химическими показателями. Использование новых микроорганизмов в квасном производстве позволяет создать собственную коллекцию чистых культур микроорганизмов пищевого назначения в Республике Беларусь.

Разработаны новые виды кваса с обновленным составом комбинированных заквасок и с повышенной биологической ценностью: «Купальский», «Здоровье», «Орш-инальный», «Рубиновый».

Ценность работы состоит в достижении социального эффекта, заключающегося в получении напитков, на основе-применения новых возбудителей брожения и обогащенных дополнительным комплексом биологически активных веществ растительного происхождения.

Экономический эффект от внедрения разработанных новых видов кваса, полученный на Могилевском ПО "Могилевхлебпром" цехе № 1, в 1996 году составил для кваса «Купальский» - 244,6 тыс. руб., «Здоровье» - 283,9 тыс. руб., «Рубиновый» - 391,6 тыс. руб., «Оригинальный» - 368,3 тыс. руб.

Основные положения, выносимые па защиту:

1) теоретически и экспериментально обоснована возможность и целесообразность использования в квасоварегош принципиально нового для квасного производства ароматообразующего стрептококка Str. diacetilactis;

2) выделена новая раса квасных дрожжей, позволяющая получать квас с высокими органолептическими и нормативными физико-химическими показателями;

3) разработаны технологические параметры приготовления комбинированной закваски и кваса с использованием штаммов ароматообразующего стрептококка и новой расы квасных дрожжей;

4) экспериментально установлен состав летучих компонентов комбинированной закваски и сброженного кваса, полученный с использованием штаммов ароматообразующего стрептококка и новой расы дрожжей;

5) разработаны научно обоснованные рецептуры новых видов кваса, с оптимально подобранным сочетанием компонентов комбинированной закваски.

Личный вклад соискателя. Автором диссертации самостоятельно выполнены:

1) обзор литературы и патентные исследования;

2) подобраны методы и методики исследований;

3) проведены экспериментальные исследования;

4) обработка и анализ экспериментальных данных;

5) разработка НТД на новые виды кваса.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на Международных научно-технических конференциях "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" (г.Могилев, 1995г.), "Разработка и внедрение прогрессивных, технологий в пищевой и перерабатывающей промышленности" (г. Киев, 1995г.), "Холод и пищевые производства" (г Санкт-Петербург, 1996г.), "Разработка и внедрение прогрессивных ресурсосберегающих технологий и оборудования в пищевую и перерабатывающую промышленность" (г. Киев, 1997г.).

Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 3 статьи и получен один патент РБ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка использованных источников, приложений. Объем диссертации составляет 196 стр. машинописного текста, в том числе 43 таблицы, 28 рисунков, 70 стр. приложений, 193 наименований использовашшх источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены цель и задачи исследований, обоснована актуальность

темы.

В первой главе освещено современное состояние производства напитков брожения в современном мире. Приведены биологические особенности использования микроорганизмов в напитках брожения и хлебном квасе. Рассмотрено современное состояние технологий и производства хлебного кваса.

В результате анализа литературных данных сформулированы основные цели и задачи исследований.

Во второй главе описаны материалы, объекты и методы исследований. Объектами исследований служили чистые культуры молочнокислых бактерий - различные штаммы ароматообразующего стрептококка Streptococcus diacetilactis, Betabacterium штаммы ß-11 и ß-13 и монокультуры дрожжей Saccharomyces cerevisiae расы КМ-94, а также производственная раса М. При лабораторных и производственных исследованиях использовали концентрат квасного сусла (ГОСТ 28538-90), сахар-песок (ГОСТ 21-94), питьевую воду (ГОСТ 2874-82). При разработке рецептур новых видов кваса использовали черноплодную рябину (СТБ 73993), свеклу столовую (ГОСТ 1722-85), облепиху сорта "Витаминная", выращенные в Могилевской области.

Помимо физико-химических и органолептических показателей сырья, полупродуктов и кваса, нормируемых ОСТ 18-118-94 и ТИ 10-04-06-144-87 определяли: содержание карбонильных соединений - по методу P.P. Токаревой и B.JI. Кретовича; содержание четырехуглеродистых соединений (диацетила и ацетоина) - весовым методом; содержание летучих кислот - перегонкой испытуемого образца с водяным па-

ром с последующим титрованием дистиллята раствором гидроокиси натрия в присутствии фенолфталеина ; содержание летучих компонентов комбинированной закваски и кваса - на хроматографе Хром-5 (ЧССР); содержание редуцирующих Сахаров - методом Бертрана ; пектиновые вещества - весовым кальциевопектатным методом; содержание витамина С - по методу И.К.Мурри; содержание ß-каротина - фотометрическим методом; содержите красящих веществ (антоцианов) - фотоэлек-троколориметрическим способом ; количество ташшо-катехинового комплекса (витамин Р) - пермаиганатным методом Левенталя.

При исследовании культур дрожжей и молочнокислых бактерий определяли морфологические и физиолого-культуральные признаки, зависимость их роста от температуры, pH среды, продолжительности процесса культивирования, условия культивирования применительно к режимам квасоварения, соотношение молочнокислых бактерий и дрожжей в комбинированной закваске, а также способность продуцировать летучие ароматические вещества.

Для объективности суждения о степени достоверности полученных результатов проводили их математическую обработку.

В третьей главе проведены подбор, выделение и исследование новых штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей для производства кваса. Произведено обоснование выбора в качестве объекта исследования принципиально нового для квасоварения ароматообразующего стрептококка Str. diacetilactis.

Изучена культуралыю-морфологическая и физиолого-бнохимическая характеристика Str. diacetilactis.

Установлено, что оптимальной температурой развития исследуемых штаммов Str. diacetilactis на квасном сусле является - 30 С, т.е. та температура, при которой осуществляется технологический процесс получения кваса.

Исследования сахаролитической активности микроорганизмов показали, что изучаемые штаммы Str. diacetilactis утилизируют моно- и дисахара квасного сусла.

Исследовано влияние pH среды на жизнеспособность исследуемых штаммов ароматообразующего стрептококка. Установлено, что штаммы Str. diacetilactis способны развиваться при pH квасного сусла (4,5), хотя оно и не является оптимальным для их жизнедеятельности.

Подобраны условия для адаптации и размножения чистых культур Str. diacetilactis в лабораторных условиях применительно к режимам квасоварения.

Проведены исследования по выделешпо и изучению свойств новой расы квас-пых дрожжей. Предложена новая раса дрожжей, идентифицированная как Saccharomyces cerevisiae, Meyen, 1883, БИМ У-190 Д, раса КМ-94. Штамм отобран по признакам высокой генеративной активности и хорошим органолептическим свойствам при сбраживании квасного сусла. Исследованы морфолого-культуральные и физиологические свойства новой расы дрожжей.

Исследовано влияние температуры, рН-среды и продолжительности культивирования на жизнедеятельность дрожжей (рис. 1,2,3).

Зависимость иакоилеши дрожжевых клеток от температуры и продолжительности культивирования новой расой дрожжей КМ-94

Рис. 1.

Как видно из рис. 1, независимо от температуры культивирования дрожжевая популяция в ходе своего развития проходит четыре общеизвестные фазы роста. Установлено, что температурный оптимум для роста дрожжевых клеток новой расы дрожжей КМ-94 лежит в пределах 30 - 32 °С.

Оказывает влияние на жизнедеятельность исследуемой расы дрожжей и реакция среды (рис.2).

Влияние рН среды на жизнедеятельность дрожжей ЗассЬаготусеБ сегеувте КМ-94

..........1..........1...........!......./

; ! ! / I \ '■!

\ \ \1 ...........1.................../.........

| ; /

! V \

Рис. 2.

Как видно из рис.2, раса дрожжей КМ-94 жизнеспособна в широком диапазоне рН ох 2,0 до 11,0. Оптимальное значение рН, при котором дрожжевые клетки проявляют свою максимальную биохимическую активность находится в пределах 4,0 - 5,0. Таким образом, рН квасного сусла (4,5) благоприятно для развития выделенных дрожжей.

Проведены исследования бродильной активности новой расы дрожжей (рис.3).

Зависимость изменения бродильной активности дрожжей расы КМ-94 от температуры

Рис. 3.

Как свидетельствуют данные, представленные на рис.3, дрожжевые клетки начинают активно проявлять свою бродильную активность только по истечении 10 -12 часов брожения. Установлено, что при оптимальной температуре культивирования дрожжи накапливают до 0,985% диоксида углерода.

Раса М, которая служила в качестве контроля, значительно уступала по всем изучаемым технологическим свойствам новой выделенной расе дрожжей КМ-94.

Четвертая глава посвящена оптимизации технологических параметров процесса брожения квасного сусла с использованием принципиально нового для квасо-варения ароматообразующего стрептококка и новой расы дрожжей.

Экспериментальным путем определено оптимальное соотношение микроорганизмов в комбинированной закваске с использованием Str. diacetilactis. Установлено, что дрожжевую и молочнокислую суспензии необходимо смешивать в соотношении 1:2.

Исследованы физико-химические показатели комбинированных заквасок и квасов, полученных с использованием штаммов Str. diacetilactis и дрожжей расы М. Установлено, что исследуемые штаммы ароматообразующего стрептококка Str. diacetilactis активно развиваются в составе комбинированной закваски и дают возможность получать хлебный квас с нормативными физико-химическими и органо-лептическими показателями.

Исследованы физико-химические показатели комбинированных заквасок и квасов с использованием различных комбинаций молочнокислых бактерий и дрожжей расы М. Установлено, что целесообразнее применять многоштаммовые и разно-видовые сочетания молочнокислых бактерий в комбшшрованных заквасках с учетом их многостороннего стимулирования при явлении полного симбиоза. Это наблюдается при использовании ассоциаций ароматообразующего стрептококка и штамма ß-13.

Изучены физико-химические показатели комбинированных заквасок и квасов, полученных с использованием штаммов Str. diacetilactis и дрожжей новой расы КМ-94 (табл. 1,2). Как видно из табл. 1,2 выделенная новая раса дрожжей КМ-94 способна развиваться совместно с молочнокислыми бактериями в комбинированной закваске

и давать возможность получать квас с высокими физико-химическими и органолеп-тическими показателями. Установлено, что дрожжи расы КМ-94 по сравнению с дрожжами расы М способны более интенсивно сбраживать квасное сусло. Это связано с тем, что дрожжи КМ-94 являются микробами-сателлитами, которые значительно активизируют развитие совместно развивающихся с ними молочнокислых бактерий.

Та&шца 1

Физико-химические показа! ели комбинированных заквасок, приготовленных с использованием различных комбинаций молочнокислых бактерий и новой расы

дрожжей КМ-94

Наимено- Содер- Кислот- Концен- 1 Содержание

вание мик- жание ность, трация карбо- ЛЖК, мг диаце- ацетои-

роор- сухих см31 дрожже- нильных на 100 тила, на, мг

ганизмов ве- моль/дм3 вых кле- соеди- см3 за- мг на на 100

ществ, р-ра ток, нений, мг кваски 100 см3 см3 за-

% ИаОН на 100 см3 закваски млн/см3 экв на 100 гСВ закваски кваски

1 2 3 4 5 6 7 8

Р-11+Р- 7,2 3,4 18,5 10,88 9,5 0,2680 0,0234

13+М

Р-11+Р-13 + 7,0 4,0 37,0 12,41 11,4 0,2944 0,0384

КМ-94

¡3-1Ш, + 6,8 4,7 . 43,5 23,42 7,8 0,0439 0,0711

КМ-94

0-11+4,+ 6,8 4,2 39,0 12,64 7,2 0,0382 0,0454

КМ-94

р-п+а5 + 7,0 3,4 36,5 11,62 7,1 0,0288 0,0375

КМ-94

р-п+а6 + 6,8 4,6 42,5 26,47 16,8 0,0384 0,0612

КМ-94

Р-11+<11о + 6,8 4,7 47,5 16,47 10,6 0,0385 0,0367

КМ-94

р-11+а„ + 6,8 4,8 42,0 14,87 8,4 0,0362 0,0411

КМ-94

Р-11+(112 + 7,0 3,9 38,5 12,68 8,5 0,0283 0,0443

КМ-94

Р-11+с11з + 6,8 4,4 47,5 12,63 7,2 0,0343 0,0606

КМ-94

р-п+аи+ 7,0 4,0 37,5 12,76 9,6 0,0278 0,0319

КМ-94

Р-11+(115 + 7,2 3,8 41,5 21,11 7,8 0,0193 0,0367

КМ-94

Р-11+ё17 + 6,8 4,2 47,0 16,09 7,2 0,0258 0,0289

КМ-94

^ +Р-13 + 6,8 4,9 52,5 28,89 12,0 0,3910 0,0722

КМ-94

4, +Р-13 + 6,8 4,7 41,5 23,77 13,2 0,2640 0,0591

КМ-94

Продолжение табл. 1

1 2 3 4 5 6 7 8

а5 +(з-1з + 7,0 3,6 38,0 19,43 9,0 0,1870 0,0395

КМ-94

(1б +Р-13 + 6,8 4,2 38,5 25,50 12,0 0,2935 0,0654

КМ-94

а10+р-1з + 7,0 3,8 40,5 19,23 14,9 0,2343 0,0461

КМ-94

с1п+р-13 + 6,8 4,5 49,0 24,00 14,0 0,2710 0,0478

КМ-94

¿12 +Р-13 + 7,0 4,5 36,5 19,04 9,8 0,2689 0,0407

КМ-94

¿13+3-13 + 6,8 4,4 41,0 30,0 7,2 0,2731 0,0718

КМ-94

а,4+Р-1з + 7,0 3,8 37,0 16,81 13,2 0,2590 0,0483

КМ-94

с1,5+Р-13 + 7,0 3,8 38,5 18,56 10,6 0,2211 0,4310

КМ-94

¿17+Р-13 + 6,8 4,6 46,5 26,87 13,2 0,2901 0,0471

КМ-94

Таблица 2

Физико-химические показатели сброженных квасов, приготовленных с использованием различных комбинаций молочнокислых бактерий и новой расы дрожжей КМ-94

Наимено- Содержа- Кислот- Содержа- Содержа- Содержа- Содер-

вание мик- ние сухих ность, ние карбо- ние ЛЖК, ние ди- жание

роорганиз- вешеств, % см31 нильных мгна 100 ацетила, ацето-

мов моль/дм3 р-ра ЫаОН на 100 см3 кваса соединений, мг экв па 100 г СВ см3 кваса мг на 100 см3 кваса ина, мг на 100 см3 кваса

нач. кон.

1 2 3 4 5 6 7 8

Р-11+Р- 2,8 2,2 2,0 24,16 7,0 0,2640 0,0215

13+М

Р-П+Р-13 + 2,8 2,0 2,6 27,72 7,2 0,2971 0,0349

КМ-94

р-п+а, + 2,8 2,0 2,6 43,17 16,4 0,0561 0,0681

КМ-94

р-п+а4 + 2,8 2,0 2,3 45,00 12,0 0,0326 0,0466

КМ-94

Р-11+с15 + 2,8 2,2 2,2 22,20 9,4 0,0170 0,0277

КМ-94

Р-11+(1б + 2,8 2,0 2,5 54,09 13,2 0,0367 0,0491

КМ-94

Продолжение табл. 2

1 2 3 4 5 6 7 8

ß-11+dio + 2,8 2,0 2,4 34,86 13,4 0,0334 0,0647

КМ-94

ß-11+dn + 2,8 2,0 2,4 41,66 19,4 0,0335 0,0591

КМ-94

ß-ll+di2 + 2,8 2,2 2,4 34,98 9,0 0,0298 0,0412

КМ-94

ß-lRd13 + 2,8 2,0 2,5 35,41 17,2 0,0375 0,0566

КМ-94

ß-ll+di4 + 2,8 2,2 2,2 30,00 18,6 0,0168 0,0303

КМ-94

ß-ll+di5 + 2,8 2,0 2,2 26,90 9,3 0,0196 0,0319

КМ-94

ß-ll+dn + 2,8 2,0 2,6 34,15 9,5 0,0227 0,0287

КМ-94

d( +ß-13 + 2,8 1,8 3,0 63,18 10,8 0,3570 0,0687

КМ-94

d, +ß-13 + 2,8 2,0 2,4 31,60 15,3 0,2167 0,0327

КМ-94

d5+ß-13 + 2,8 2,2 2,3 29,87 14,2 0,1848 0,0298

КМ-94

di+ß-13 + 2,8 1,8 2,8 47,77 9,6 0,2864 0,0651

КМ-94

dio +ß-13 + 2,8 2,0 2,6 40,85 10,5 0,2864 0,0654

КМ-94

dn+ß-13 + 2,8 2,0 2,7 39,58 10,8 0,2712 0,0582

КМ-94

di2+ß-13 + 2,8 2,0 2,6 27,38 9,4 0,2362 0,0367

КМ-94

d13+ß-13 + 2,8 1,8 3,0 60,44 14,4 0,4945 0,0629

КМ-94

di4+ß-13 + 2,8 2,0 2,4 45,83 9,6 0,1870 0,0336

КМ-94

dis+ß-13 + 2,8 2,2 2,5 24,12 10,34 0,1403 0,0285

КМ-94

d,7+ß-13 + 2,8 2,0 3,0 54,30 10,8 0,2843 0,0378

KM-94

На основании проведенных исследований разработана рецептура нового вида кваса "Купальский", в котором была использована отобранная в ходе исследований наиболее перспективная ассоциация микроорганизмов Str. diacetilactis штамм di + ß-13 + дрожжи расы КМ-94. Качество нового вида кваса "Купальский" подтверждено исследованиями Могилевского центра гигиены и эпидемиологии.

В пятой главе было проведено качественное и количественное исследование состава летучих веществ комбинированной закваски и кваса, полученных на основе принципиально новых для квасоварения молочнокислых бактерий и новой расы дрожжей. Хроматографически установлено, что летучие компоненты, обусловливающие вкус и аромат квасов брожения, образуются главным образом в результате жизнедеятельности микроорганизмов и имеют следующую природу: 1 - ацетальде-гид; 2 - этилформиат; 3 - ацетон; 4 - этилацетат; 5 - диацетил; 6 - этанол; 7 - пропа-нол; 8 - изобутанол; 9 - вода; 10 - оптически активный амиловый спирт; 11 - изо-амштовый снирт (рис.4,5).

Хроматографическое разделение дистиллята комбинированной закваски с использованием Str. diacetilactis штамм dj + ß-13 + дрожки расы КМ-94

— i :

— — - — —

j ■

\ — ... ... г- — .... - £ • -

-- ... -

— — f..

/ в

--- — - - - г i 1

/ / — -

... > — а -■ L.... I •ч

> V — 9 —- и •Г. 2 \ - « 'ш

Г -

т— «L .... - -f т ti 1- W г— сс_ —

...

Рис.4

Количественное содержание летучих компонентов комбинированных заквасок и квасов, приготовленных с различным набором сбраживающих компонентов представлены в табл. 3,4.

ХромаТО1рафическое разделение дистиллята кваса с использованием Str. diacetilactis штамм dj + ß-13 + дрожжи расы КМ-94

Рис.5

Таблица 3

Содержание летучих компонентов в комбинированной закваске, приготовленной с использованием штаммов Str. diacetilactis и новой расы дрожжей КМ-94

Состав -------- А- Содержание летучих компонентов, мг/100 см

комбшшро- Ацета- Этил- Аце- Этил- Диаце- Пропа Изобу- Изоа-

ваыной заква- льдегид форми- тон ацетат тил НОЛ танол МИЛО-

ски ат вый

х 10"1 х 10"2 х Ю-3 х W2 х 10"1 х 10"' х 10"1 СШфТ

ß-ll+ß-13+M 2,284 2,840 3,460 3,100 2,554 1,042 7,213 1,8514

контроль Str.diaceti- 4,924 4,980 4,190 6,050 0,450 1,156 9,821 2,955

lactis di +

КМ-94

Str.diaceti- 4,320 4,650 3,160 7,930 0,259 0,935 8,921 3,248

lactis dj+ ß-ll

+ KM-94

Str.diaceti- 3,414 4,723 3,740 7,890 2,786 1,021 6,594 2,404

lactis di+ ß-13

+ KM-94

Таблица 4

Содержание летучих компонентов в сброжсшиых квасах, приготовленных с использованием штаммов Str. diacetilactis и новой расы дрожжей КМ-94_

Состав Содержание летучих компонентов, мг/100 см3

комбиниро- Ацета- Этил- Ацетон Этил- Дпаце- Про- Изобу- Изоа-

ванной закваски льдегид формиат ацетат тил панол танол мило-

х 10"1 х 10"2 х 10'3 х 10"2 х 10'1 х 10 х 10л яый спирт

ß-ll+ß-13+M 2,899 3,020 3,270 2,430 2,422 0,680 6,103 1,527

контроль Str.diacetilactis 2,985 3,100 2,900 3,519 0,467 0,816 7,920 1,8514

di+KM-94

Str.diacetilactis 2,447 3,182 3,550 3,030 0,778 0,923 6,725 1,8189

dj+ ß-ll +КМ-

94

Str.diacctilactis 3,018 3,490 3,300 3,640 3,068 0,770 5,771 1,749

di+ ß-13 + KM-

94

Таким образом, показано, что накопление летучих компонентов в значительной степени зависит от вида микроорганизмов, развивающихся в комбинированной закваске (табл.3,4).

Изучена динамика накопления летучих компонентов в процессе сбраживания квасного сусла. Установлено, что накопление летучих веществ в сбраживаемом квасном сусле происходит специфично и зависит от особенностей метаболизма микроорганизмов, входящих в состав комбинированной закваски.

В шестой главе с целью расширения ассортимента кваса брожения были разработаны рецептуры новых видов квасов на основе новых молочнокислых бактерий и дрожжей с добавлением соков, полученных из растительного сырья.

Исследован химический и биохимический состав натуральных соков (черноплоднорябинового, облепихового, свекольного) и определено количественное содержание их в составе купажа. Установлено, что оптимальное содержание черноплоднорябинового сока в купаже кваса составляет 9%, облепихового - 6%. На основании этого разработаны рецептуры новых видов кваса «Здоровье» и «Оригинальный».

Кроме того, установлено, что применение свекольного сока в качестве обогащающего компонента является возможным только при условии внесении его на стадии сбраживания квасного сусла до внесения комбинированной закваски. Причем, использование пастеризованного свекольного сока интенсифицирует процесс сбраживания квасного сусла, за счет обогащения его компонентами, стимулирующими развитие молочнокислых бактерий и дрожжей. На основании этого разработана рецептура нового вида кваса «Рубиновый».

Исследованы физико-химические и биохимические показатели новых видов квасов, которые по сравнению с обычным хлебным квасом заметно обогащены биологически активными и питательными веществами, крайне необходимыми организму человека в условиях повышенного радиационного фона на территории Беларуси (табл.5).

Таблица 5

Физико-химические и биохимические показатели качества

_новых видов квасов___

Наименование Квасы

показателей хлебный "Здоровье" "Ориги- "Руби-

квас нальный" новый"

(контр.)

Массовая доля сухих веществ, % 5,6 5,6 5,8 5,6

Редуцирующие сахара, % 1,10 1,51 1,37 1,92

Кислотность, см3 1 н р-ра ЫаОН 2,0 2,5 3,2 2,7

на 100 см3 сока -

Содержание витамина С, мг/100 г - 6,19 10,04 3,34

продукта

Содержание пектиновых веществ, % 0,039 0,081 0,051 0,143

/О Содержание Р-каротина, мг/100 г - следы 0,972 следы

продукта

Содержание таннино-катехино- - 0,349 0,049 0,497

вого комплекса (витамин Р), %

Содержание антоциаиов, % 0,190 0,436 0,220 2,742

Как следует из табл.5, хлебные квасы "Здоровье", "Рубиновый", "Оригинальный" существенно отличаются от обычного хлебного кваса более высоким содержанием редуцирующих, иектиновых веществ, антоциаиов, витаминов С, Р, ß-каротином, что придает новым квасам повышенную биологическую ценность. Следует отметить, что по органолептическим показателям напитки выгодно отличаются от традиционного хлебного кваса.

Проведены производственные испытания по выпуску опытно-промышленпой партии кваса с использованием принципиально нового для квасоварения ароматооб-разующего стрептококка Str. diacetilactis в ассоциации со штаммом ß-13 и дрожжами рас М и КМ-94. Отработан технологический режим приготовления комбинированной закваски и получения кваса.

Подтверждены технологические и экономические преимущества применения указанных микроорганизмов и обогащающих компонентов, заключающиеся в сокращении процесса приготовления комбинированной закваски на 2 суток, ускорении продолжительности брожения в среднем в 1,5 раза, экономии расхода сахара и концентрата квасного сусла, улучшении органолептических показателей.

По результатам заседания заводской и Республиканской дегустационной комиссий квасы "Купальский", "Рубиновый", "Здоровье", "Оригинальный" получили оценки "отлично" и рекомендованы к постановке на производство.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования по подбору, выделению и изучению новых штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей, разработке технологии кваса с применением принципиально нового для квасоварения ароматообразующего стрептококка Str. diacetilactis, новой расы дрожжей Saccharomyces cercvisiae КМ-94, обогащенных до-

полнителъттъга комплексом биологически активных веществ, позволяют сделать следующие выводы.

1. Доказана возможность и целесообразность использования принципиально нового для квасоварения ароматообразующего стрептококка Str. diacetilactis в производстве кваса/1,2,3,4,5,6,7/.

2 Выделена и исследована новая раса дрожжей КМ-94 и показана целесообразность ее использования в квасном производстве /8,9,10/.

3. Разработаны технологические параметры приготовления комбинированных заквасок и квасов с использованием наиболее перспективных ассоциаций подобранных штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей. Утверждена рецептура нового вида кваса «Купальский» с обновленным составом комбинированной закваски /11,12/.

4. Исследована способность новых молочнокислых бактерий и дрожжей продуцировать летучие ароматические метаболиты, отвечающие за формирование вкуса и аромата кваса. Установлены следующие летучие компоненты сброженного кваса: ацетальдегид, этилформиат, ацетон, зтилацетат, диацетил, этанол, пропанол, изобу-танол, изоамиловый спирт /13/.

5. Разработаны и утверждены в установленном порядке научно-обоснованные рецептуры новых видов кваса «Здоровье», «Оригинальный», «Рубиновый» с обпбв-лешшш составом комбинированной закваски, обладающих повышенной биологической цешюстью /14/.

6. Ориентировочный годовой экономический эффект от применения новых ассоциаций микроорганизмов в производстве кваса и обогащенных дополнительным комплексом биологически активных веществ в ценах 1996 года, составил : для кваса «Купальский» - 244,6 тыс. руб., «Здоровье» - 283,9 тыс. руб., «Рубиновый» - 391,6 тыс. руб., «Оригинальный» - 368,3 тыс. руб.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Якиревич Л.М., Цед Е.А. Изучение возможности использования различных штаммов ароматообразующего стрептококка в процессе полунения хлебного кваса. //Научное обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пищевой промышленности: Тез.докл.науч.конф. 17-19 сентября.: Москва, 1991 - С. 120.

2 Якиревич Л.М., Косминский Г.И., Цед Е.А. Исследование качества кваса от соотношения молочнокислых бактерий в комбинированной закваске. //Наутно-техн. прогресс в пищ. пр-ти.: Тез. научно-техн. конф.: 15-16 апреля, Могилев, 1993 -С. 94-95.

3. Косминский Г.И., Цед Е.А., Якиревич Л.М. Использование ароматообразующего стрептококка в производстве хлебного кваса. // Научно-технический про-ipecc в шпцевой промышленности. Тез. Международной науч.-техн.конф.: 22-24 ноября, Могилев, 1995 - С.ЗЗ.

4. Косминский Г.И., Цед Е.А., Якиревич Л.М. Изучение свойств ароматообразующего стрептококка Streptoccocus diacetilactis применительно к квасному производству. // Известия ВУЗов, Пищевая технология. - 1996. - №3-4. - С.29-30.

5. Пат. № 1473 РБ, МКИ 6 С 12 G 3/00, А 23 L 2/00. Способ производства кваса. / Якиревич Л.М., Косминский Г.И., Цед Е.А., Шуляк Т.Л., (БУ), Оржекауске-не Р.И. (LI), МТИ; - №2070; Заявл.21.07.94; Опубл. 16.12.96. - Бюл.№4,// А.Б. - 1994. - №4-С. 145.

6. Косминский Г.И., Цед Е.А., Якиревич Л.М. Хлебный квас, полученный с использованием ароматообразугощего стрептококка. И Пищевая промышленность -2000. Тез. Межрегиональной научно-практич.конф.: 5-8 июня, Казань, 1996. - С. 124.

7. Косминский Г.И., Цед Е.А., Якиревич Л.М. Принципиально новые молочнокислые бактерии в производстве кваса. // Холод и пищевые производства. Тез. Международной научи.-техл. конф.: 21-24 октября, Санкт-Петербург, 1996. - С.293.

8. Косминский Г.И., Прибыльский В.Л., Цед Е.А. Изучение возможности использования новой расы дрожжей в производстве хлебного кваса. // Научно-технический прогресс в пищевой промышленности. Тез. Международной науч.-техн.конф.: 22-24 ноября, Могилев, 1995 - С.37.

9. Косминский Г.И., Прибыльский В.Л., Цед Е.А., Якиревич Л.М. Использование новой расы дрожжей в квасном производстве. // Совершенствование технологических процессов пищевой промышленности и АПК. Тез.научн.-техн.конф.: Оренбург, 17-21 апреля 1996 - С. 32.

10. Прибыльский В.Л., Косминский Г.И., Цед Е.А., Конопольская К.В. Использование новых штаммов дрожжей и молочнокислых бактерий в производстве кваса.// Разработка прогрессивных технологий в пшц. и перерабатьнощей промышленности. Тез. Всеукраинской научн.-техн.конф.: Киев, 1995. - С.86.

11. Косминский Г.И., Цед Е.А., Якиревич Л.М. Получение хлебного кваса с использованием в комбинированной закваске новых молочнокислых бактерий. // Известия ВУЗов, Пищевая технология. - 1996. - №5-6,- С.47-48.

12 Косминский Г.И., Цед Е.А., Якиревич Л.М. Применение принципиально новых молочнокислых бактерий и дрожжей в квасном производстве. //Энергосберегающие технологии переработки с/х сырья. Тез. Международной на-учно-практич. Конф.: 9-11 октября, Минск, 1996, ч.2,- С.11.

13. Косминский Г.И., Цед Е.А., Якиревич Л.М., Рыдевская Л.И. Квас «Здоровье». //Пиво и напитки. - 1997. - №2. - С.38.

14 Косминский Г.И., Прибыльский В.Л., Цед Е.А., Баранов О.М., Якиревич Л.М. Новая раса дрожжей в квасном производстве. //Разработка и внедрение прогрессивных ресурсо-сберегающих технологий в пищевую и перерабатывающую промышленность. Тез. Международной научно-технической конференции: Киев, 2124 сентября, 1997. - С.46.

РЕЗЮМЕ

Цел Елена Алексеевна

Совершенствование технологии кваса на основе использования новых для квасоварения молочнокислых бактерий и дрожжей

НАПИТКИ БРОЖЕНИЯ, ХЛЕБНЫЙ КВАС, СБРАЖИВАНИЕ, МОЛОЧНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ, КВАСНЫЕ ДРОЖЖИ, КОМБИНИРОВАННАЯ ЗАКВАСКА, АРОМАТООБРАЗУЮЩИЙ СТРЕПТОКОКК, КУЛЬТУРАЛЬНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ЛЕТУЧИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ, БУКЕТ НАПИТКА, РЕЦЕПТУРЫ.

Одним из напитков брожения является хлебный квас. Сброженный хлебный квас получается путем сбраживания квасного сусла молочнокислыми бактериями и дрожжами, входящими в состав комбинированной закваски. До настоящего времени в составе комбинированной закваски используются микроорганизмы, свойства которых в результате длительного культивирования значительно ухудшились.

Цель работы - совершенствование технологии кваса на основе использования новых для квасоварения молочнокислых бактерий и дрожжей.

В соответствии с основной целью работы изучена и доказана возможность и целесообразность применения принципиально нового для квасоварения ароматообразующего стрептококка 81гер1оссосиз (¡¡асеМаснв. Выделена новая раса квасных дрожжей, применение которой позволяет интенсифицировать процесс получения хлебного кваса и улучшить его качественные показатели. Изучены культурально-морфологические, физиолого-биохимические свойства исследуемых микроорганизмов и определены особенности их культивирования на квасном сусле. Разработаны технологические параметры приготовления комбинированных заквасок и квасов с использованием наиболее перспективных ассоциаций подобранных штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей. Хроматографически исследован состав летучих ароматических веществ, отвечающих за формирование букета напитка. Разработаны научно-обоснованные рецептуры новых видов квасов с оптимально подобранным сочетанием компонентов комбинированной закваски и повышенной биологической ценностью.

РЭЗЮМЗ

Цэд Алены Аляксееуны

Удасканальванне тэхналоги квасу на аснове выкарыстання новых для квасаварэння малочнаислых бактэрый 1 дражджэй

НАП01 БРАДЖЭННЯ, ХЛЕБНЫ КВАС, БРАДЖЭННЕ, МАЛОЧ11АК1СЛЫЯ БАКТЭРЫ1, КВАСНЫЯ ДРОЖДЖЫ, КАМБШАВАНАЯ ЗАКВАСКА, ДУХШШАУТВАРАЛЬНЫ СТРЭПТАКОК, КУЛЬТУРАЛЬНА-МАРФАЛАПЧНЫЯ УЛАСД1ВАСЦ1, Ф131ЕЛАГА-Б1ЯЛАПЧНЫЯ УЛАСЩВАСЩ, ТЭХНАЛАГ1ЧНЫЯ ПАРАМЕТРЫ, ЛЯТУЧЫЯ ДУХМЯНЫЯ РЭЧЫ, ХРАМАТАГРАФ1ЧНАЕ ДАСЛЕДВАННЕ, БУКЕТ НАПОЯ, РЭЦЭПТУРЫ.

Адным з напояу браджэнкя з'яуляецца хлебны квас. Зброджаны хлебны квас атрымл1ваецца шляхам збраджвання кваснога сусла малочнаюслым1 бактэрыям! 1 дражджам!, як'ш уваходзяць у састау камбшаванай заквасю. У шшерашм час у саставе камбшаванай закваси выкарыстоуваюцца м1краарганвмы, якасць яюх у вышку працяглага кулыывавання значна пагоршытся.

Мэта работы - удасканальванне тэхналоги квасу на аснове выкарыстання новых для квасаварэння малочнаислых бактэрый 1 дражджэй.

У адпавсднасщ з асноунай мэтай работы вывучана 1 даказана магчымасць 1 мэтазгоднасць прымянення прынцыпова новага для квасаварэння духмянаутваральнага стрэптакока Бй^оссосив ШасеШаспв.

Выдзелена новая раса квасных дражджэй, выкарыстанне якой дазваляе ¡нтынафшаваць працэс атрымання хлебнага квасу I палепшыць яго якасныя таказчьш. Вывучаны культуральна-марфалапчньи, фЫслага-бЬгаглчныя якасщ даследаванных мшрааргатзмау 1 вызначаны асабл1вас«1 1х культывавання на квасным сусле. Распрацаваны тэхналапчныя параметры падрыхтоування камбшаваных заквасак 1 квасоу з прымяненнем найболыд перспектыуных асацыяцый падабраных штамау малочнаислых бактэрый 1 дражджэй. Храматаграф1чна даследаван састау лятучых духмяных рэчывау, яия адказваюць за фарм!раванне букета напоя. Распрацаваны навукова-абгрунтаваныя рэцэптуры новых вщау квасоу з аптымальна падабраным спалучэннем кампанентау камбшаванай закваси I павышанай б!ялапчнай каштоунасцю.

ABSTRACT Tsed Elena Alexeevna

Perfection of kvass technology on the basis of use of new for kvass-brewing of lactic-acid bacteria and yeast

DRINKS OF FERMENTATION, BREAD KVASS, FERMENTATION, A LACTIC-ACID BACTERIUM, KVASS YEAST, COMBINED LIQUID CULTURE, AROMA-FORMING STREPTOCOCC, CULTURAL-MORPHOLOGICAL PROPERTIES, PHISHIOLOGICAL-BIOCHEMICAL PROPERTIES,

TECHNOLOGICAL PARAMETERS, VOLATILE AROMATIC SUBSTANCES, CHROMATOGRAPHY RESEARCH, BOUQUET OF A DRINK, FORMULAS.

One of fermentation drinks is bread kvass. Fermented bread kvasses turns out by a way of fermentation kvass wort by lactic-acid bacterias and yeast which are included in structure of mixed culture. Till now in structure mixed culture the micro-organisms are used, which properties as a result of long cultivation considerably have worsened.

The purpose of work perfection of technology kvass on the basis of use new for kvass-brewing of lactic-acid bacterias and yeast.

According to the basic purpose of work is investigated and the opportunity and expediency of application essentially new for kvass-brewing aroma-forming Streptococci Streptococcus diacetilactis is proved. The new race of kvass yeast is allocated, which application allows intensifícate process of reception bread kvass and to improve its qualitative parameters. Their cultural-morphological and physiological-biochemical properties are investigated. The features cultivation of researched micro-organisms on kvass wort axe determined. The technological parameters of preparation mixed cultural and kvasses with use of the most perspective associations picked up of strains lactic-acid bacterias and yeast are developed. Chromatography the structure of volatile aromatic substances adequate for formation of a bouquet of a drink is investigated. Are developed is scientific - reasonable formulas of new kinds kvasses with the optimum picked up combination components of mixed culture and increased biological value.

Лицензия № 226 от 12.02.98г. Подписано в печать 25.05.98г. Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Усл.печ.л. 1Л63 Уч.изд.л. 1,25 Тираж _60 Заказ 515 Бесплатно

Отпечатано на ротапринте МТИ 212027, г.Могилев, пр-т Шмидта, 3