Содержание к диссертации
Введение
1 Литературный обзор 10
1.1 Биологически активные вещества кваса 10
1.2 Химический состав и пищевая ценность плодово-ягодного сырья 12
1.3 Лекарственные растения как источник биологически активных веществ 17
1.4 Физиолого-биохимическая характеристика микроорганизмов, используемых в производстве кваса 20
1.4.1 Характеристика дрожжей 20
1.4.2 Характеристика молочнокислых бактерий 24
1.4.3 Влияние условий культивирования и состава среды на метаболизм микроорганизмов и формирование оргаиолептических свойств кваса 28
1.5 Современные направления развития технологии производства кваса 31
1.6 Заключение по обзору литературы 39
2 Методология проведения эксперимента 44
2.1 Организация проведения эксперимента 44
2.2 Объекты и методы исследований 48
2.2.1 Объекты исследований 48
2.2.2 Методы исследований 48
3 Исследование закономерностей развития сухих дрожжей и молочнокислых бактерий при сбраживании квасного сусла 50
3.1 Выбор вида дрожжей и анализ влияния основных факторов на процесс сбраживания квасного сусла 50
3.2 Выбор видов молочнокислых бактерий 94
4 Разработка технологии кваса смешанного брожения из концентрата квасного сусла 100
4.1 Определение соотношения молочнокислых бактерий и дрожжей 100
4.2 Разработка рецептуры и технологии кваса из сусла с повышенной начальной концентрацией сухих веществ 112
4.3 Оптимизация соотношения молочнокислых бактерий и дрожжей 118
4.4 Исследование физиологического состояния дрожжей в присутствии молочнокислых бактерий 124
5 Разработка рецептур и технологии кваса повышенной пищевой ценности 136
5.1 Разработка рецептур и технологии кваса с добавками плодово-ягодных соков 136
5.2 Разработка рецептур и технологии кваса с добавками экстрактов растительного сырья 142
6 Оценка экономической эффективности разработанных сортов кваса 153
Выводы и основные результаты работы 161
Список литературы 163
Приложения 174
- Химический состав и пищевая ценность плодово-ягодного сырья
- Влияние условий культивирования и состава среды на метаболизм микроорганизмов и формирование оргаиолептических свойств кваса
- Выбор вида дрожжей и анализ влияния основных факторов на процесс сбраживания квасного сусла
- Разработка рецептуры и технологии кваса из сусла с повышенной начальной концентрацией сухих веществ
Введение к работе
По авторитетному мнению медиков, в последнее время в связи с заметным ухудшением экологической обстановки и влиянием других вредных факторов здоровье россиян ухудшилось настолько, что данная. проблема стала угрожать национальной безопасности.
По оценке ВОЗ здоровье людей определяется: на 10-15 % наследственностью; на 10-20 % экологией; на 10-15 % зависит от уровня системы здравоохранения; в остальном (55-70 %) зависит от образа жизни, важнейшим слагаемым которого является питание. Проблемы питания современного человека связаны с дефицитом животного белка,. растительных жиров, витаминов, отдельных: макро- и микроэлементов, других незаменимых пищевых веществ, а также с вопросами сбалансированности в рационе. Поэтому правительством РФ утверждена «Концепция государственной политики, в области здорового питання населения России», в которой подчеркивается, что продукты питания должны способствовать оздоровлению людей, быть высококачественными и полноценными по составу/5,81/.
В современных экологических условиях рацион человека должен в обязательном порядке содержать биологически активные природные вещества, повышающие устойчивость организма к неблагоприятным факторам. Повышению устойчивости организма человека к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды в настоящее время уделяется большое внимание. Особую актуальность приобретает разработка и внедрение в производство продуктов для профилактического и лечебно-профилактического питания, обладающих высокой пищевой и биологической ценностью, обогащенных природными биологически активными веществами, в том числе и витаминами.
Продукты повышенной биологической ценности получают путём комбинирования, то есть внесения биологически активных добавок в продукты питания массового потребления, например, кисломолочные продукты, кондитерские изделия, безалкогольные и слабоалкогольные. напитки. Традиционно в качестве таких добавок используют соки, экстракты, и вытяжки из плодово-ягодного сырья:и лекарственных трав. Внесением биологически активных добавок можно регулировать химический и минеральный состав пищевых продуктов, то есть получать пищевые продукты профилактического и лечебно-профилактического назначения. Причём немаловажную роль играет возможность использования в качестве сырья плоды, ягоды и травы, произрастающие и культивируемые в непосредственной близости от мест переработки. Использование местного растительного сырья позволит решить ряд проблем пищевой промышленности Сибири: расширить сырьевую базу и ассортимент продукции, повысить биологическую ценность продуктов питания, снизить затраты на перевозку сырья и себестоимость продукции.
На основе анализа современного рынка продуктов питания можно сделать вывод, что продукты с биологически активными добавками, в частности, безалкогольные и слабоалкогольные напитки представлены в довольно узком ассортименте, который не всегда удовлетворяет постоянно растущий потребительский спрос. Поэтому одной из актуальных проблем, возникающих в последнее время в пищевой и перерабатывающей промышленности, является расширение ассортимента выпускаемой продукции, создание пищевых продуктов обладающих функциональными свойствами для ликвидации дефицита тех или иных компонентов в питании.
Современной тенденцией расширения ассортимента безалкогольного и слабоалкогольного производства является выпуск специальных напитков с использованием нетрадиционного растительного сырья с целью формирования новых физико-химических, органолептических и физиологических свойств готового продукта.
Обозначенные цели могут быть достигнуты путем применения при разработке новых видов напитков различных источников биологически активных веществ, в частности плодово-ягодного сырья, лекарственных растений.
Одним из напитков, который даже без дополнительного обогащения биологически: активным и веществами является полезным для здоровья человека, считается:хлебный квас, прохладительный напиток с приятным вкусом и ароматом, прекрасно утоляющий жажду. Традиционный хлебный квас - древнейший русский напиток, обладающий многими полезными свойствами, проверенными более чем тысячелетней историей его применения. В старину существовали хлебные, фруктовые, ягодные, медовые и другие квасы. Основным сырьём были рожь, пшено, ячмень, гречиха, фрукты, ягоды, мёд, сахар, различные пряности, травы, коренья.и т.д..
Ещё сравнительно недавно, несмотря на большое распространение кваса, технология приготовления его была весьма примитивна, а квасоваренные заводы характеризовались небольшой мощностью и преобладающим использованием ручного труда. При переработке зернового сырья в процессе производства кваса терялось до 30% экстрактивных веществ.
За последние десятилетия; безалкогольная и слабоалкогольная промышленность претерпела значительные изменения, достигнуты большие успехи в технике и технологии квасоварения. Производство кваса почти повсеместно переведено с примитивной технологии производства непосредственно из хлебного сырья на индустриальный метод: квас готовят из концентрата квасного сусла (ККС) и концентрата кваса, что позволяет значительно улучшить качество продукта, обеспечить повсеместно идентичность качественных показателей выпускаемого кваса, сократить потери экстрактивных веществ в производстве, значительно сократить расход тары и транспортные затраты, имевшие место при производстве кваса из хлебопродуктов.
По одновременно с этим некоторое время - 5-10 лет назад - на фоне постоянно расширяющегося ассортимента безалкогольных напитков российского ц иностранного производства традиционный хлебный квас был временно незаслуженно забыт. К тому же в продаже появилось большое количество напитков типа кваса, приготовленных не по классической технологии методом брожения, а путем купажирования ККС с сахарным сиропом, красителями и ароматизаторами или разведения концентратов иностранного производства, например, фирмы «Dohler». Все подобные напитки не имели компонентов традиционного хлебного кваса {витаминов, органических кислот и т. п.) и не обладали полезными свойствами, а также зачастую имели низкие органолептические показатели, что в некоторой мере способствовало снижению интереса потребителей к квасу.
Но в последние годы у потребителей снова возрастает интерес к традиционному хлебному квасу. Квас настоящий русский квас брожения- с каждым годом завоевывает всё большую популярность у потребителя. Его производство в настоящее время является наиболее динамично развивающимся сектором безалкогольных напитков. Интерес, который сейчас проявляется; к квасу и другим сброженным напиткам, связан, с одной стороны, с их освежающим действием, ас другой, - с их значительной питательной и биологической ценностью. Сброженные напитки, приготовленные на основе хлебных злаков, богаты углеводами, белками, витаминами, ферментами и минеральными солями, которые и обуславливают их пищевую ценность /77/.
На основании всего вышеизложенного можно сказать, что создание технологии производства специальных сортов кваса с повышенной пищевой ценностью на основе плодово-ягодного сырья является актуальным и перспективным направлением.
Научная новизна
Определены виды сухих хлебопекарных дрожжей и сухих молочнокислых бактерий наиболее пригодные для сбраживания квасного. сусла.
Получены основные закономерности развития дрожжей и молочнокислых бактерий; при сбраживании квасного сусла с различной экстрактивностью начального сусла и при разном содержании в сусле усвояемых азотистых веществ.
Обоснована технология получения кваса путем сбраживания сусла с повышенной концентрацией сухих веществ без, последующего купажирования.
Получена математическая зависимость влияния количества, вносимых в сусло микроорганизмов на скорость сбраживания квасного сусла, на основе которой оптимизирован состав смешанной закваски.
Показано положительное влияние молочнокислых бактерий на физиологическое состояние дрожжей при совместной жизнедеятельности.
Практическая значимость работы
Разработана технология производства кваса, сброженного сухими хлебопекарными дрожжами и сухими молочнокислыми бактериями. Обоснована возможность и целесообразность повышения пищевой ценности кваса путем внесения плодово-ягодных соков и экстрактов из лекарственного сырья.
Разработаны и утверждены ТУ 9185-027-02068315-2005 «Квасы и напитки брожения» и ТИ 9185-027-02068315-2005 на их производство.
Разработаны рецептуры и технология производства 2-х сортов кваса с использованием плодово-ягодных добавок и 2-х сортов кваса функционального назначения с использованием экстрактов из лекарственного растительного сырья.
Проведена оценка экономической эффективности производства разработанных сортов кваса.
Апробация работы
Основные положения работы докладывались на научно-практических конференциях: «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2003 г.), «Молодые ученые Кузбассу» (г. Кемерово 2003 г.), «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2004 г.), «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2005 г.),
Химический состав и пищевая ценность плодово-ягодного сырья
В данной работе для получения кваса с добавками из плодово-ягодного сырья использовались соки из яблок и винограда.
Яблоня является самой распространённой плодовой культурой в нашей стране. Яблоки хорошо транспортируются и сохраняются, многие зимние сорта хранятся до нового урожая, благодаря чему можно снабжать ими население круглый год. Яблоки сушат, маринуют, используют для производства повидла, джема, компотов, варенья, соков, сидра, вин /8,53/.
В яблоках на долю растворимых сухих веществ приходится 15,53 %, нерастворимых - 3,03 %. Плоды.яблони накапливают 4,3-23 % Сахаров, из них 2,6-8,04 % составляет фруктоза, 1,5-6,75 % - глюкоза и 0,88-4,5 % - сахароза. В меньших количествах в яблоках находятся ксилоза и арабшюза /50,97/. В зрелых яблоках практически отсутствует крахмал (всего 0,2 %), содержание клетчатки составляет 0,6 % /50/. Яблоки - один из наиболее богатых источников пектиновых веществ. Пектиновые вещества яблок снижают уровень холестерина в крови и способствуют меньшему накоплению жира. Общее количество пектиновых веществ в яблоках составляет 0,3-2,41 %, Из пектиновых веществ преобладает протопектин: 64,5-94,6 % от суммы пектиновых веществ /97/. Азотистых веществ в яблоках содержится до 0,3 %. Аминокислоты являются основным источником образования ароматических веществ, играющих важную роль в формировании аромата и вкуса /83,97,98/. В яблоках обнаружены яблочная, янтарная, лимонная, а-кетоглутаровая, щавелевоуксусная, пировиноградная, уксусная, хлорогеновая, хинная, шикимовая и другие кислоты. Но около 70-80 % составляет яблочная, 6,5-17 % - лимонная и 2-7,5 % - янтарная. Общее содержание кислот в яблоках составляет 0,9 % в пересчёте на яблочную кислот} , рН сока - 3,4. У культурных сортов яблони сахаро-кислотный индекс составляет 5-30 /49,50,97/. Среднее содержание витамина С в яблоках составляет 7 мг/100 г, но в отдельных сортах может достигать 16 мг/100 г. Содержание витамина В\ составляет0,04 мг/100 г, В ; - 0,02 мг/100 г, никотиновой кислоты-0,2 мг/100 г, р-каротина - 0,049 мг/100 г, фолиевой кислоты - 0,12 мг/100 г, витамина К — 0,44 мг/100 г. Также содержатся би отин, иантотеновая кислота/50,83,97,98/.
Общее содержание фенольных веществ в яблоках составляет 0,03-0,3 %. Основным видом Р-активных соединений являются катехины. Общее содержание катехинов и лейкоантоцианов в плодах яблок составляет 100-300- мг/100 г и более. Содержание других форм Р-активных веществ - антоцианов и флавонов — по сравнению с катехннами и лейкоантоцианами невелико,, не более 10 % общего количества Р-активных соединений. Основной флавон яблок — кверцитин, которого содержится 10-20 мг/100 г и который обладает наибольшим эффектом стабилизации аскорбиновой кислоты. Дубильных веществ яблоки содержат 0,07-0,26 % /29,44,50,97, 98/.
Содержание минеральных веществ в яблоках — 0,19-0,39 %. Из них калия-63,9-133 мг/100 г, кальция-5,8-17 мг/100 г, магния-5-Ю мг/100 г, фосфора - 6,8-21,1 мг/100 г. Содержание микроэлементов (в мг/кг): алюминий - 2,1-28; железо - 1,5-11,7; бор - 0,5-3,6; марганец - 0,2-1,1; медь - 0,1-1 Л; цинк - 0,2-2,8; никель - 0,1-1,3; стронций - 0,1-0,7; хром --0-0,2; кобальт 0-0,09 /83,97,98/.
Яблочный сок имеет следующий химический состав: углеводы — 12,5 %, из них глюкоза - 1,71—3,02 %, фруктоза - 5,13—7,65 %, сахароза — 1,19-2,25 %; азотистые вещества - 0,1 %; органические кислоты 0,78 %; минеральные вещества - 0,25 %, из них калий -116 мг/100 г, натрий — 2,2 мг/100 г, магний - 4,2 мг/100 г, кальций - 3 мг/100 г, фосфор - 6 мг/100 г, железо - 0,9 мг/100 г; витамин Bj - 0,01 мг/100 г, витамин В2 - 0,025 мг/100 г, никотиновая кислота - 0,1 мг/100 г, витамин С - 2 мг/100 г, р-каротин - 0,045 мг/100 г /83,98/.
Яблочный сок - хорошее средство при атеросклерозе, подагре, хроническом ревматизме, малокровии, авитаминозах, заболеваниях печени, почек /39/.
Виноград, кроме потребления в свежем виде, является исключительно ценным сырьём для производства виноградных соков, вин, коньячных изделий. В большом количестве виноград сушат для получения изюма и кишмиша /8/.
Углеводы являются основными органическими соединениями винограда. Они представлены моносахаридами, олигосахаридами и полисахаридами. По содержанию сахара виноград занимает первое место среди всех плодовых и ягодных растений. В винограде из моносахаридов преобладают гексозы и пентозы. Содержание арабинозы составляет 0,05-0,12 %. Также обнаружены рибоза, дезоксирибоза и галактоза. Из олигосахаридов в винограде содержатся сахароза, мальтоза, рафиноза, мелибиоза, лактоза, стахиоза. Общее содержание глюкозы и фруктозы достигает 17-25 % /50,97/.
В винограде и продуктах его переработки присутствуют различные полисахариды, гидролизуемые в обычных условиях: пентозаны, пектиновые вещества, камеди, декстраны, крахмал. Кроме того, есть негидролизуемые при переработке, так называемые опорные полисахариды - целлюлоза и гемицеллюлозы. Основные пентозаны в винограде — это арабаны и ксиланы. Содержание клетчатки в винограде достигает 0,5 %, содержание пектиновых веществ колеблется в пределах 0,05-0,2 %. Степень этерификации виноградного пектина составляет примерно 40-45 % /32,50,83/. В винограде найдены почти все кислоты цикла Кребеа, но в наибольшем количестве (до 95 %) содержатся винная и яблочная кислоты. Общая кислотность винограда составляет 0,5-1,7 % в пересчёте на винную кислоту, рН сока — 3,9. Кислоты виноград а определяют один из важнейших элементов вкуса — кислотность сока и других продуктов переработки винограда /50/.
Фенольные соединения в винограде встречаются в виде моно-,. олиго- и полимерных форм. Установлено наличие в винограде ароматических спиртов, ароматических альдегидов и кислот, катехинов,. антоцианов, лейкоантоцианов, флавонолов, флавонов, танинов, полимеров антоцианов и катехинов. Положительной особенностью катехинов винограда является г преобладание в их составе монофенолов; имеющих наиболее высокую физиологическую ценность. Полимерные фенольные соединения представлены дубильными веществами, лигнином и: меланинами /44,50/.
Азотистые вещества винограда состоят из минеральных и органических форм азота. Минеральные формы представлены в основном аммонийными солями (3—15 %), органические формы - аминокислотами (30—60 %), амидами (1-4 %), полипептидами (20 0 %) и другими веществами. Амиды представлены главным образом глютамином и аспарагином. Сумма глютамина, аспарагина, глютаминовой и аспарагиновой кислот в винограде составляет 40, а иногда и 50 % общего содержания свободных: аминокислот. Всего азотистых веществ содержится 0,15-0,9 % /50,98/.
Влияние условий культивирования и состава среды на метаболизм микроорганизмов и формирование оргаиолептических свойств кваса
На: качество кваса кроме1 состава сырья, вида: используемых микроорганизмов, существенное: влияние оказывают параметры; технологических процессов: температура, рН; концентрация: основных компонентов для питания микроорганизмов/90/.
Квасное: сусло является благоприятной: средой для: дрожжей; и. молочнокислых бактерий. Поэтому для его сбраживания- используют комбинированную культуру этих микроорганизмов. Дрожжи вызывают спиртовое брожение; а бактерии— молочнокислое /82/.
Молочнокислые бактерии за: счет молочной кислоты создают благоприятные условия для деятельности дрожжей, а продукты жизнедеятельности дрожжей; и ферменты — стимулируют деятельность бактерий /91/.
При брожении: квасного сусла, часть питательных: веществ; расходуется на рост дрожжевых клеток и молочнокислых бактерий;, а основная масса под действием ферментов преобразуется в новые соединения: этиловый спирт, органические кислоты (в основном молочная), диоксид углерода и некоторые другие соединения /35,46/.
На жизнедеятельность дрожжей оказывают влияние многочисленные факторы. Зная оптимальные значения этих факторов, при которых дрожжи наиболее активны, можно регулировать технологические процессы приготовления продуктов, в частности кваса /42/.
Размножение дрожжей зависит от количества засевного материала, его физиологического состояния, состава сусла, температуры и рН среды, механического перемешивания, аэрации. В разбавленных средах дрожжи лучше размножаются, чем в концентрированных /69/.
От нормы введения дрожжей зависят многие важные технологические показатели, и в первую очередь скорость брожения. При прочих равных условиях и одинаковом содержании экстракта в сусле скорость брожения пропорциональна количеству введенных дрожжей. Норму введения дрожжей можно увеличить при недостатке усвояемого азота в сусле, так как дрожжи при этом слабо размножаются и требуют меньше азота для питания /40/.
Высокие концентрации сахара в среде {более 20 %) тормозят размножение дрожжей и брожение. Диоксид углерода замедляет, в высоких концентрациях (более 10 %) подавляет рост и размножение дрожжей, а кислород стимулирует эти процессы.
Активная кислотность также оказывает большое влияние на жизнедеятельность микроорганизмов и является важнейшим фактором регулирования обменных процессов дрожжей. От величины рН зависит скорость поступления веществ в клетку, активность ферментных систем, участвующих в синтезе белка, образование витаминов, а, следовательно, и скорость роста дрожжей. Оптимальным рН среды, в квасоварении является 4,8-5,0. При рН среды ниже 4,2 дрожжи продолжают развиваться, а молочнокислые бактерии почти не развиваются /60,66,69,87/.
Таким образом, ход процесса спиртового брожения и качественные показатели готового продукта регулируется; технологическими параметрами, составом сусла и использованием рас дрожжей /95/.
Молочнокислое брожение (гликолиз), или расщепление глюкозы до молочной кислоты, является основной функцией молочнокислых бактерий /2,25/.
Основными факторами, определяющими интенсивность и направление молочнокислого брожения, являются активность процесса кислотообразования и конечное содержание молочной кислоты, а также наличие в среде кислорода и углекислого газа /2,41/.
Совместное действие дрожжей и молочнокислых бактерий при сбраживании квасного сусла основано на их различном обмене веществ и. разных требованиях к питательной среде, а также разной скорости размножения. Дрожжи и молочнокислые бактерии при совместном развитии вступают в сложные взаимоотношения, извлекая пользу от совместного существования. В результате изменения условий среды меняется ход брожения, характерный для этих микроорганизмов при их раздельном развитии. В процессе роста дрожжи обогащают среду рядом продуктов своего метаболизма и делают её более благоприятной для развития молочнокислых бактерий: Последние в присутствии дрожжей могут развиваться на средах, непригодных для их самостоятельной жизнедеятельности. Молочнокислые бактерии обладают системой протеолитических ферментов; расщепляя сложные азотсодержащие соединения, они благоприятствуют питанию дрожжей /25,35,100/.
Преимуществами: совместного применения дрожжей и молочнокислых бактерий являются их способность накапливать в сбраживаемой среде до 0,04 % уксусноэтилового эфира,,что способствует улучшению вкуса и аромата кваса, а также повышению стойкости кваса при хранении /35,57/.
Выбор вида дрожжей и анализ влияния основных факторов на процесс сбраживания квасного сусла
В производстве кваса традиционно использовались квасные дрожжи расы М в составе смешанной культуры с молочнокислыми бактериями, но в последнее время чаще применяются прессованные хлебопекарные дрожжи данного вида, поскольку получение смешанной культуры трудоемко и требует специализированнсго отделения на предприятии;
Однако, качество кваса с использованием смешанной культуры дрожжей и молочнокислых бактерий более высокое. При использовании одних хлебопекарных дрожжей не всегда достигаются необходимые орган олептические и физико-химические показатели кваса, дрожжи зачастую не имеют микробиологической чистоты, и, таким образом, могут служить источником инфицирования производственного процесса.
Применять сухие культуры дрожжей и молочнокислых бактерий более целесообразно по сравнению с применением чистых.культур или хлебопекарных прессованных дрожжей. При этом обеспечивается необходимое качество кваса, упрощается технологическая схема, возможно использование такой технологии для предприятий любой мощности.
Биохимической промышленностью культивируется большое количество видов молочнокислых бактерий для молочных предприятий. Возможно их использование в производстве кваса совместно с дрожжами, однако необходимо исследовать особенности их совместной жизнедеятельности, определить наиболее пригодные для кваса виды дрожжей и молочнокислых бактерий. Выбор вида микроорганизмов для сбраживания сусла определяется в первую очередь органолептическими показателями готовых напитков, а также технологическими факторами. От вида и расы дрожжей и молочнокислых бактерий, а также от условий брожения зависит вкус напитка и его стойкость при хранении. Сбраживание квасного сусла осуществляется в первую очередь за счет биохимической; деятельности дрожжей. Поэтому основным критерием при выборе вида дрожжей является их высокая скорость брожения и наилучшие органолептические показатели готового кваса.
В нашем исследовании использованы сушёные хлебопекарные дрожжи двух наиболее распространённых торговых марок - «Проксима» российского производства и «Саф-Момент» французского производства. Кроме того, была оценена пригодность для производства кваса сушёных винных дрожжей; использовались дрожжи «Фермишамп» и «Фермивин».
Оптимальная температура брожения и для хлебопекарных и для винных дрожжей находится в пределах 25-30 "С. В связи с этим температура была выбрана равной 30 С.
На первоначальном этапе эксперимента определяли динамику сбраживания квасного сусла различными видами дрожжей без внесения молочнокислых бактерий.
Предварительно дрожжи были проанализированы по следующим показателям: общее количество клеток, количество мертвых клеток, количество почкующихся клеток, количество клеток с гликогеном, зимазная активность, мальтазная активность. Показатели качества дрожжей представлены в таблице 3- .1.
Исходя из полученных графиков, можно сказать, что с увеличением дозировки дрожжей скорость брожения увеличивается до определённого предела, а затем остаётся неизменной. Для хлебопекарных дрожжей в данном эксперименте этот предел составил 8 млн. кл. на CMJ сусла. Во всех образцах отмечается, что хлебопекарные дрожжи «Прокеима» имеют более высокую скорость сбраживания в первые часы брожения, затем
Разработка рецептуры и технологии кваса из сусла с повышенной начальной концентрацией сухих веществ
В соответствии с выбранной новой технологией получения кваса 8 %-ное сусло сбраживалось до содержания сухих веществ 5,8 %, что соответствует содержанию сухих веществ в готовом с купажированном квасе; разведению и купажированию квас не подвергался. Сбраживание проводилось в течение суток сухими молочнокислыми бактериями и хлебопекарными дрожжами, в соотношении 1:5000.
Одновременно исследована возможность использования смеси молочнокислых бактерий в составе смешанной закваски. Было подготовлено 5 образцов со следующими соотношениями молочнокислых бактерий: 25 % ацидофильной палочки и 75 % Lactobacillus piantarum, 50 % ацидофильной палочки и 50 % Lactobacillus piantarum, 25 % Lactobacillus piantarum и 75 % ацидофильной палочки, а также закваски, содержащие по 100 % одного вида молочнокислых бактерий; Динамика брожения представлена на рисунке 4.6.
Поэтому сделан вывод, что ацидофильная палочка также непригодна для сбраживания кваса; Наилучшим вариантом можно считать сбраживание кваса закваской Lactobacillus plantarum по следующей технологии: предварительное разбраживание молочнокислых бактерий на 8 %-ном квасном сусле в течение 48 часов при температуре 30 С, разбраживание смешанной закваски дрожжей и молочнокислых бактерий на 8 %-ном квасном сусле в течение 3 часов при температуре 30 С, брожение на 8 %-ном сусле при 30 С до содержания сухих веществ 5,8 %, охлаждение сброженного кваса для отделения осадка микроорганизмов и передачу на розлив.
Таким образом, для производства кваса можно использовать сухие хлебопекарные дрожжи и сухие препараты молочнокислых бактерий. Наилучшие органолептические показатели имеет квас, полученный сбраживанием квасного сусла с концентрацией сухих веществ 8 % сухими молочнокислыми бактериями вида Lactobacillus plantarum и сухими хлебопекарными дрожжами в соотношении 1:5000. Этот образец кваса был дополнительно проанализирован по основным физико-химическим показателям, представленным в таблице 4.8.
В целом полученный квас соответствует по основным показателям требованиям нормативной документации, кроме показателя кислотности. Однако квас с более низкой кислотностью имеет пустой, невыраженный вкус, а полученный образец наиболее гармоничен по всем органолептическим показателям.
На следующем этапе исследований было оптимизировано соотношение дрожжей и молочнокислых бактерий методом математического планирования. В: качестве факторов варьирования, определяющих скорость: сбраживания сусла, были выбраны различные соотношения дрожжей; и молочнокислых бактерий для сбраживания образцов сусла.
Брожение представляет собой многофакторный процесс, характеризующийся большим: количеством взаимосвязанных параметров и переменными свойствами среды. Поэтому для анализа показателей изучаемого процесса.использовался аппарат математической статистики, включая методы планирования эксперимента. Это позволяет при ограниченном количестве опытов определять истинные значения исследуемых величин, а. также варьировать одновременно все факторы и получать количественные оценки основных эффектов и эффектов взаимодействия. Всё это позволяет дать формализованное описание процесса в виде регрессионных уравнений/22/.
Планирование эксперимента осуществлялось по следующей схеме: определение характера изменения исследуемых показателей при варьировании выбранных управляемых факторов на основе априорной информации, обоснование уровня и количества варьируемых факторов, составление матрицы планирования и ее экспериментальная реализация, расчет коэффициентов и составление регрессионных уравнений; определение значимости коэффициентов, определение расчетно-теоретических значений функций отклика в заданных пределах варьирования управляемых факторов, оценка адекватности полученной модели /1,74/.
