Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Литературный обзор 11
1.1. Современное состояние производства полуфабрикатов из растительного сырья. Распространение дикорастущих плодов и ягод 11
1.2. Химический состав сырья 13
1.3. Растительное сырье, используемое в ликероводочном производстве спиртованных морсов и плодово-ягодном виноделии 18
1.3.1. Использование плодов дикорастущих растений в различных отраслях пищевой и перерабатывающей промышленности. 21
1.4. Способы получения сброжженно-спиротованных соков и морсов из плодово-ягодного сырья 23
1.4.1. Производство сброженно-спиртованных соков 23
1.4.2. Приготовление спиртованных морсов 25
1.5. Теоретические основы процесса экстракции компонентов из растительного сырья. Извлечение экстрактивных веществ 26
Глава II. Результаты эксперимента и их обсуждение 35
2.1 Объекты исследования 35
2.2. Методы исследований 41
2.2.1. Физико-химические методы. 41
2.2.2. Метод атомно-абсорбционной и эмиссионной спектроскопии. 43
2.2.3. Анализ аминокислотного состава плодов методом ионообменной жидкостной хроматографии 44
2.2.4. Органолептический метод 47
2.3. Селекционированние перспективного штамма винных дрожжей для сбраживания свежего кизилового сырья 47
2.4. Химический состав дикорастущего сырья Дагестана. 58
2.4.1. Химический состав дикорастущих лесных груш, яблок, кизила, терна, мушмулы, облепихи. 58
2.4.2.Содержание микро- и макроэлементов в дикорастущих плодах и ягодах. 66
2.4.3.Аминокислотный состав дикорастущего плодово-ягодного сырья Дагестана 72
2.5. Изучение процесса экстрагирования из дикорастущего сырья Дагестана при различных способах настаивания 77
2.5.1. Пригодность морсов из плодово-ягодного дикорастущего сырья для приготовления ликероводочных изделий .
2.5.2. Подготовка плодово-ягодного сырья к переработке
2.5.3. Технологические приемы исследований. Способ двукратного настаивания.
2.5.4. Установление оптимальных условий получения морсов при различных способах экстрагирования
2.5.5. Определение оптимального срока настаивания 81
2.5.6. Зависимость между количеством плодово-ягодного сырья и объемом водно-спиртовой жидкости 84
2.5.7. Установление оптимальной крепости водно-спиртового раствора 87
2.6. Аналитические показатели спиртованных морсов I и II слива, полученных при настаивании плодов дикорастущих растений 89
2.7. Изучение процесса экстрагирования в условиях СВЧ облучения 92
2.7.1.Экстрагирование при действие СВЧ энергии 92
2.7.2. Влияние СВЧ энергии на кинетику экстрагирования из плодов дикого терна и кизила 99
2.8. Разработка рецептуры десертного ликера «Дагестаночка» 109
Выводы 117
Список использованной литературы 118
- Растительное сырье, используемое в ликероводочном производстве спиртованных морсов и плодово-ягодном виноделии
- Способы получения сброжженно-спиротованных соков и морсов из плодово-ягодного сырья
- Анализ аминокислотного состава плодов методом ионообменной жидкостной хроматографии
- Пригодность морсов из плодово-ягодного дикорастущего сырья для приготовления ликероводочных изделий
Введение к работе
Повышение эффективности общественного производства неразрывно связано с всемерным ускорением темпов научно-технического развития, усилением процессов интенсификации производства, экономным и рациональным использованием сырьевых ресурсов.
Учитывая, что предприятия отраслей пищевой промышленности вступили в период рыночной экономики, решением конференции «Современные технологии в спиртовой и ликероводочной промышленности» (март, 1997 г.) одной из приоритетных задач была поставлена задача по реконструкции и техническому перевооружению предприятий их на основе внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий, расширения ассортимента и повышения качества продукции. Решение поставленной задачи связанно с интенсификацией технологических процессов; созданием и внедрением высокопроизводительного оборудования; совершенствованием существующих технологий; улучшением качества продукции на основе применения новых видов сырья; значительным снижением себестоимости и потерь готовой продукции. Была отмечена также необходимость осуществления мероприятий, направленных на повышение качества напитков обладающих лечебно-профилактическими свойствами:
расширение ассортимента цветных ликероводочных изделий на основе натуральных соков, морсов и напитков растительного сырья;
регулярное проведение заседаний заводских дегустационных комиссий и периодическое направление изделий на сравнительные дегустации в Центральную дегустационную комиссию отрасли;
- усовершенствование действующих и разработку новых методов осветления и повышения стойкости цветных ликероводочных изделий.
За прошедшие годы многие предприятия самостоятельно и в содружестве с ВНИИПБТ проделали большую творческую работу по разработке и освоению производства высококачественных водок и ликероводочных изделий на основе местного растительного сырья. Ассортимент ликероводочных изделий насчитывает примерно 600 наименований, среди которых значительное место занимают алкогольные и безалкогольные напитки, приготовленные на сахаре, морсах, настоях, ароматных спиртах [89].
Высококислотные лесные плоды терна, кизила и яблок все больше используются в производстве плодово-ягодных вин (путем совместного купажирования их с культурными плодами). В этом плане нами разработаны и предлагаются новые способы приготовления экологически чистых напитков из плодового сырья с хорошими лечебными и пищевкусовыми свойствами. Исследован химический состав и изучены процессы экстрагирования (настаиванием) пищевых компонентов лесного сырья, с использованием СВЧ энергии получены морсы обладающие, улучшенными аналитическими показателями
Актуальные проблемы. Перед отраслями пищевой и перерабатывающей промышленности на современном этапе поставлена задача разработки и применения нового поколения биотехнологических производств и создание на их основе высококачественных продуктов питания, в том числе и напитков с заданными составом и свойствами.
Результаты исследований растительных ресурсов свидетельствуют о наличии на территории Дагестана многих разновидностей плодово-ягодного сырья, в том числе дикорастущих, обладающих уникальным вкусом и ароматическими свойствами. Плодово-ягодное сырье республики
богато такими биологически активными веществами, как витамины, необходимыми макро - и микроэлементами, органическими и аминокислотами, пектиновыми и дубильными веществами, биофлавонами и антоцианами, эфирными маслами и фитонцидами, которые в той или иной степени принимают участие в формировании вкуса аромата, стабильности продукта и его целебных свойств.
В этой связи особый интерес вызывает биосинтез этанола, являющийся основой производства не только ликероводочных изделий, но и напитков лечебно-профилактического характера, получаемых на основе метаболизма штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisiae Кизиловый у-2280 и Saccharomyces cerevisiae Персиковый у-2484, впервые селекционированных нами.
Наряду с этим весьма интересным и перспективным способом интенсификации процесса получения экстрактивных веществ из плодово-ягодного сырья и ароматных спиртов (морсов) является метод предварительной СВЧ-обработки плодово-ягодного сырья.
Весьма важной является также проблема качественного и количественного определения микропримесных соединений, входящих как в состав исходного сырья, так и готового продукта. Следует подчеркнуть, что трудности получения достоверной информации об их идентификации связаны с близостью физико-химических характеристик органических веществ такого типа.
Поэтому представляется актуальной проблема исследования закономерностей микробиологического синтеза этанола с использованием новых селекционированных штаммов дрожжей из дикорастущего плодово-ягодного сырья.
Цель работы заключалась в исследовании закономерностей биосинтеза спиртов из дикорастущего сырья при использовании новых штаммов дрожжей, обладающих высокой продуктивностью и селективностью, а
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- выделение чистой культуры винных дрожжей S. cerevisiae (vini), у-
2280 для производства высококачественных кизиловых виномате-риалов;
изучение химического состава и биотехнологических характеристик плодово-ягодного сырья Дагестана, в том числе дикорастущего, и их полупродуктов;
исследование влияния СВЧ - излучения на процесс извлечения экстрактивных веществ водно-спиртовыми растворами из дикорастущего сырья;
определение физико-химических и органолептических показателей морсов и готовых изделий;
разработка рецептуры для организации производства новых видов высококачественных напитков на основе морсов из дикорастущего плодово-ягодного сырья.
Научная новизна заключается в многостороннем, системном подходе к оценке качества исходного сырья, полупродуктов, готовой продукции и многоступенчатом контроле наличия и динамики комплекса полезных компонентов и токсичных микропримесей в процессе переработки.
Разработаны более совершенные способы получения водно-спиртовых экстрактов путем воздействия СВЧ энергии на плодово-ягодное сырье. Получен оригинальный виноматериал и плодовый спирт с использованием селекционированного штамма дрожжей S. cerevisiae (vini), «Кизиловый» у-2280.
Разработаны рецептуры на новые виды продукции.
Объектами исследования являются процессы биосинтеза спиртов из дикорастущего плодово-ягодного сырья на основе нового штамма дрожжей S. cerevisiae (vini) у-2280 .
Выбор данных процессов обусловлен необходимостью решения ряда конкретных проблем, связанных с биосинтезом плодовых спиртов из плодово-ягодного сырья, а также повышением качества получаемого продукта при производстве этанола в промышленных масштабах.
Методы исследования. Подсчет числа микроорганизмов проводили в камере Тома-Горяева. Экспериментальное исследование динамики образования продуктов, а также анализ составляющих биосинтеза на содержание примесных органических соединений проводили хроматографическим методом. Для интенсификации процессов извлечения биологически активных веществ использован метод предварительной обработки сырья СВЧ -облучением.
Основные положения, выносимые на защиту:
Метод культивирования нового штамма винных дрожжей S. cerevisiae (vini) «Кизиловый» у-2280 , который ускоряет процесс брожения, улучшает качество кизилового виноматериала, повышает выход плодового спирта, используемого для производств новых видов высококачественных алкогольных напитков.
Исследования биохимического состава дикорастущего сырья Дагестана, являющегося перспективным сырьем для производства плодовых спиртов.
Использование СВЧ - излучения для осуществления процесса экстрагирования физиологически активных веществ водно-спиртовой смесью.
Теоретическая и практическая ценность заключается в том, что развитые в работе подходы позволяют получить полную и достоверную информацию о перспективности использования дикорастущего плодово-
ягодного сырья для внедрения в практику ликероводочного производства и виноделия, как источника нового качественного сырья.
При выполнении работы селекционирован новый штамм винных дрожжей у-2280; штамм депонирован в коллекции промышленных микроорганизмов ВНИИ генетики (г. Москва); разработана технологическая схема нового десертного ликера «Дагестаночка», обладающего хорошими органолептическими качествами и организовано его производство на ЗАО «Диамонд BW». Ликер экспонировался на Международной ярмарке «Про-дэкспо-99» и был удостоен диплома Почета.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: Всероссийской научной конференции с международным участием "Актуальные проблемы химической науки и образования" (Махачкала, 1999), научно-технических конференциях преподавателей, студентов, аспирантов Дагестанского государственного технического университета (Махачкала, 1997-2002гг.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи (3 из них в реферируемых журналах) и 5 тезисов докладов; получен 1 патент РФ на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов и выводов. Она изложена на 145 страницах машинописного текста и содержит 25 таблиц, 13 рисунков, 159 источник цитированной литературы.
Растительное сырье, используемое в ликероводочном производстве спиртованных морсов и плодово-ягодном виноделии
Разнообразие ассортимента ликероналивочных изделий создается благодаря применению спиртованных соков, морсов, настоев и ароматных спиртов [15,44,89]. Все полуфабрикаты для ликероводочного производства изготавливают из натурального растительного сырья, которое является источником ценных (растворимых, пряных и др.) веществ, обуславливающих своеобразный аромат и вкус изделия [88].
В настоящее время в ликероводочном производстве используется около 140 видов сырья растительного происхождения (в том числе дикорастущее).
Все растительное сырье, используемое в ликероводочном производстве, разделяют по употребляемой части их на группы: травы и листья, цветы, корни и корневища, древесная кора, плоды и ягоды, корки цитрусовых. По технологическим признакам все сырье подразделяют на 3 группы [103,106]: 1. ароматические (травы, цветы, корни, древесная кора, сухие и сочные плоды); 2. неароматические (травы, корни, древесная кора); 3. плодово-ягодное (свежее и сушеное). В производстве спиртованных морсов используют в основном плодово-ягодное сырье. Все вещества входящие в состав плодово-ягодного сырья можно разделить на 2 группы: растворимые в водноспиртовой жидкости и нерастворимые в ней. К первой группе относятся: углеводы (сахара, пектин), органически кислоты, ароматические, красящие, дубильные и азотистые вещества, жиры, витамины, энзимы и неорганические вещества (в виде солей). Ко второй - целлюлоза, гемицеллюлоза, крахмал, нерастворимые азотистые и минеральные вещества.
Однако, несмотря на сложный и разнообразный химический состав дикорастущего сырья, при приготовлении ликероналивочных изделий используются не все вещества, содержащиеся в сырье. Основой ликерово-дочных изделий является спирт, содержание которого в изделиях из плодово-ягодного сырья колеблется от 18 до 35 объемных процентов, поэтому ликероналивочные изделия содержат только такие вещества, которые растворяются в водно - спиртовой жидкости. При переработке сырья растворимые вещества почти нацело переходят в раствор полуфабриката. Нерастворимые вещества остаются в сырьевых отходах. Ценность растворимых веществ переходящих в раствор полуфабрикатов, не одинакова, одни из них способствует образованию аромата, вкуса и цвета полуфабрикатов и изделий, другие ведут себя нейтрально, то есть не ухудшают и не улучшают органолептические показатели, а третьи даже ухудшают качество продукции и изделий или осложняют процесс их приготовления.
Ценными растворимыми веществами, определяющими качество продукции плодоягодного сырья, в ликероводочном производстве считаются - ароматические вещества, органические кислоты, сахара, красящие и дубильные вещества. В плодово-ягодном виноделии успешно используют как культурные так и дикорастущие съедобные плоды и ягоды. Из семеч ковых культур используют яблоки, груши, айву, рябину; из косточковых -абрикос, алычу, вишню, кизил, сливу, терн, черешню, ткемали [26,69,100].
Среди дикорастущих форм яблок применяются лесные, китайские и сибирские виды. Яблоки являются основным сырьем плодово-ягодного виноделия. Из них можно получить крепкие специальные вина с тонами хереса, мадеры, портвейна. Сок дикой груши используют в купажах. Дикорастущие виды айвы распространены преимущественно в южном Дагестане, Азербайджане, Туркмении. Из нее готовят десертные вина с характерным сортовым ароматом, полным вяжущим вкусом, обусловленным повышенным содержанием фенольных соединений. Кизил и свежие, тронутые морозом, дикорастущие плоды терна, также используют для получения сортовых и купажных вин, крепких сливовых напитков. Сортовые вина вырабатывают из сока одного сорта или смеси соков нескольких помологических сортов одного вида плодов и ягод [8,85]. В плодово-ягодном виноделии важную роль играют растворимые, или экстрактивные вещества, находящиеся в свежем дикорастущем сырье. Они играют значительную роль в формировании качества напитков и влияют на течение технологических процессов производства [85].
Азотистые вещества, содержащиеся в плодово-ягодном сырье, необходимы для питания винных дрожжей при брожении и, в сочетании с дубильными веществами, способствуют осветлению сока и вина, сообщают прочность вину во время хранения. Объясняется это тем, что дубильные вещества соединяются с белками сока и образуют нерастворимое соединение, которое оседает на дно, осаждаются все суспензированные частицы вина и, таким образом, вино осветляется. Сахара сбраживаются винными дрожжами до спирта, они необходимы также для получения вина с определенной сахаристостью. Органические кислоты играют важную роль в физиологических процессах растений, активно участвуют в процессах, происходящих при выработке вин. Кислотность плодово-ягодного сырья чаще выше кислотности вина. Поэтому вид и количество кислот, имеющихся в плодах существенно влияют на технологию приготовления вин и их качество. Витамины участвуют в ферментативных процессах происходящих на различных этапах приготовления вина, и на формирование его органолептических качеств. Глюкоза и фруктоза играют большую роль в пищевой промышленности, являясь важным компонентом продуктов питания и исходным материалом при брожении.
Способы получения сброжженно-спиротованных соков и морсов из плодово-ягодного сырья
Многие плодово-ягодные вина вырабатывают из смеси различных соков, которые одновременно получать невозможно. Поэтому вначале заготавливают сброженно-спиртованные соки каждой культуры отдельно (рис 1), хранят их определенный срок и когда будет необходимый набор соков вырабатывают из них вино. Для их приготовления плодово-ягодное сырье принимают, взвешивают, сортируют, моют. Процесс экстрагирования играет важную роль в производстве вина, пива, крахмала, чая, кофе и др. Он по существу является массообменным процессам, сущность которого составляет перенос вещества из одной фазы в другую. Процесс приготовления морсов способом настаивания основан на явлениях диффузии и осмоса.
Типичная растительная клетка представляет собой наполненный клеточным соком мешочек, имеющий двухслойную стенку. Наружной стенкой является твердая пористая целлюлозная оболочка клетки, а внутренний слой, выстилающий наружную стену, состоящий из полужидкой массы - протоплазмы. Целлюлозная стенка клетки обычно не препятствует диффузии различных веществ; протоплазма же живой клетки легко пропускает воду, но в тоже время является, непроницаема для растворенного вещества. Диффузия или осмос представляют собой молекулярное перемещение. (Чем меньше молекулы какого - либо вещества, тем легче это вещество диффундирует через полупроницаемую перегородку и наоборот).
Когда клетка окружена чистой водой, тогда обмен вещества между клеточным соком и внешней средой устанавливается через протоплазма-тический слой. При этом вода, легче проникает внутрь клетки, чем растворимые в соке вещества в окружающую среду (воду), увеличивает в объеме содержимое клетки (сок) и последний, надавливая на эластичный прото-плазматический слой, растягивает его и прижимает к клеточной стенке. Нормальная живая клетка обычно находится в состоянии тургора. Если поместить живую клетку в гипертонический раствор, какого - либо вещества, то происходит явление плазмолиза. В данном случае протоплазма так же будет легко пропускать воду в сторону раствора с высшей молекулярной концентрацией растворенного вещества, то есть по направлению изнутри клетки наружу. При этом клеточный сок будет уплотняться, вызывая сжатие протоплазматического слоя. Последний постепенно будет отслаиваться от клеточной целлюлозной стенки, образуя комочек в виде мешочка.
Чем выше концентрация окружающего раствора, тем плотнее сожмется протоплазматический мешок, в котором будет находиться сгущенный клеточный сок. Пока клетка жива, не все вещества, содержащиеся, в клеточном соке могут, пройти через плазматическую, полупроницаемую оболочку клетки. В убитой клетке плазматическая оболочка свертывается, стенки теряют свои свойства полупроницаемости; через них начинают свободно проходить как растворитель, окружающий клетку, так и вещества, содержащиеся в клеточном соке. Чаще всего в роли экстрагента в отечественной пищевой промьіш-і ленности используются этиловый спирт и водно-спиртовые растворы. Последние характеризуются рядом особенностей, которые имеют важное значение при техническом их использовании. В частности, при применении их в качестве экстрагента существенное значение приобретают следующие показатели: вязкость, коэффициент диффузии, показатель преломления, поверхностное натяжение и константа диссоциации. Поэтому при выборе экстрагента необходимо учитывать его свойства. Он должен обладать избирательностью, т. е. максимально растворять нужные для извлечения вещества, а так же быть индифферентным.
Спирт гигроскопичен, то есть обладает способностью отнимать воду от соприкасающихся с ним веществ и, кроме того, способствует коагуляции белковых и пектиновых веществ, находящихся в плодах [76].
Под влиянием спирта протоплазма обезвоживается, происходит плазмолиз и экстрагирование происходит свободно, сквозь клеточную оболочку. Растворителем в ликероналивочном производстве является водный раствор спирта крепостью 45 .
При дроблении свежего плодоягодного сырья, часть растворимых веществ находится в выделившемся при дроблении соке. Таким образом, получение спиртовых морсов из плодоягодного сырья методом настаивания есть по существу процесс свободной и сложной диффузии с мембраной.
Распределение вещества происходит между двумя фазами: твердой -дробленая ягода, в клетках которого равномерно размещены растворимые составные части, и жидкой -водно-спиртовая жидкость [3].
Сахара и несахаристые вещества диффундируют с различной скоростью. Объясняется это тем, что число молекул отдельных компонентов -«не сахара», растворенных в единице объема, меньше, чем для сахара. Этим объясняется так же и тот факт, что хотя молекулы некоторых несаха-ров и электролитов меньше молекул сахара и имеют повышенный по сравнению с сахаром коэффициент диффузии, однако, количество про-диффузированных не Сахаров относительно меньше по сравнению с сахаром [56].
Анализ аминокислотного состава плодов методом ионообменной жидкостной хроматографии
Аминокислотный анализ включает две главные стадии: гидролиз белка до аминокислот и количественное определение продуктов гидролиза. Для разделения аминокислот чаще всего применяется метод ионообменной хроматографии.
Свежее плодово-ягодное сырье в количестве 500 г, отобранное методом отбора средней пробы высушили до постоянного веса в сушильном шкафу при t = 65 С. Сушеные плоды растирали до порошка пользуясь электрической мельницей [33].
Кислотный гидролиз сушеного плодового сырья проводили в запаянных ампулах в течение 24-х часов при температуре 110 С [6]. Из полученного гидролизата 1 мл переносили в фарфоровую чашку и упаривали на водяной бане при 50-69 С. Осадок растворяли в 4 мл 0,2 н. натрий - цит-ратном буфере с рН = 2,2 и переносили в пробирку. Образцы хранили при температуре 0 - 1 С [4].
Важное условие при получении окрашенных комплексов аминокислот с нингидрином является качество нингидринового реактива. Его хранили в темной посуде в атмосфере, не содержащей кислорода. Для этой цели использовали нингидриновую батарею, где свободное пространство над нингидрином заполнено чистым аналитическим азотом. Перед приготовлением нингидринового реактива батарею промывали азотом в течение 1 часа. По истечении этого времени в темную тару отмеряли 1500 мл монометилового эфира и продували азотом 10 минут, добавили 500 мл 4 н. ацетатного буфера рН 5,5, нингидриновую батарею промывали азотом еще 20 минут, после добавляли 40 г нингидрина и 0,8 г хлористого олова и до их растворения пропускали азот 50 минут. Приготовленный таким образом нингидриновый реагент вместе с нингидриновой батарей помещали в ана лизатор и включали в гидравлическую систему. После осуществления цветной реакции с нингидрином проводилось колориметрическая оценка элюата, результат которой записывался компенсационным регистрирующим прибором. С - калибровочная константа. Летучие компоненты кизилового спирта определяли также на газовом хроматографе Chrom-б при следующих условиях: температура испарителя - 210 С, температура детектора - 240 С, начальный изотермический участок - 5 мин, скорость подъема температуры термостата — 5-10 град/мин, промежуточная температура термостата - 130 С, конечная температура термостата - 235 С, скорость потока газа-носителя (гелий) через колонку - 15-25 см3/мин, делитель потока гелия (колонка работает в режиме поддерживания постоянства потока гелия) - в отношении 1:10, скорость потока водорода - 30,0 см /мин, скорость потока воздуха - 450,0 см /мин, объем вводимой пробы - 1,0 мм , продолжительность анализа- 35 мин. 2.2.4. Органолептический метод
Объективно оценить вкус и аромат продукта, которые являются решающими показателями их потребительского качества достаточно трудно. До настоящего времени оценка качества пищевых продуктов осуществляется органолептическим методом, то есть исследованием качества продукта с помощью органов чувств [109,148,159]. В пищевой промышленности пользуются большой системной оценкой качества продукции, заключающейся в том, что результаты органолеп-тического исследования количественно выражают в условных единицах (баллах). Органолептическая оценка производится комиссией, поэтому выводят среднеарифметический балл из оценок всех членов комиссии. Такая оценка при правильном ее осуществлении из субъективного метода превращается в достаточно надежный, объективный метод, особенно при проведении закрытых дегустаций.
В связи с тем, что основная масса дикорастущего сырья является сезонной, в работе ставилась также задача максимального сохранения природного баланса биологически активных веществ и витаминов в сырье и готовой продукции, биологического состава и физиологической активности экстрактивных веществ, определяющих пищевую ценность, их лечебное и стимулирующее действие. Для ее решения при выполнении данной работы большое внимание было уделено не только технологическим режимам переработки сырья, при которых обеспечивается максимальное сохранение химического состава сырья в продуктах его технологической переработки, но и созданию и использованию новых, более эффективных штаммов дрожжей. С развитием микробиологии исследователи получили возможность контролировать качество продуктов. Научились получать новые типы продукции [143,144,147,150,152]. Изучалась также протеолитическая активность дрожжей Sacch cerevisiae, т.е. способность дрожжей снижать содержание протеина в винах, за счет выделения внеклеточных протеаз [153].
В этих областях с помощью биотехнологий можно добиться много при помощи методов генетической инженерии, которые позволяют получать улучшенные линии клеток и штаммы микроорганизмов, способных давать напитки с желаемыми свойствами [149,151].
Общеизвестно влияние дрожжевых микроорганизмов на физико-химические показатели, биохимические свойства, на формирование вкуса и аромат виноматериала. Для более эффективного проведения процесса брожения плодового сырья в процессе выполнения данной работы был выделен активный штамм винных дрожжей, названный «Кизиловый» у-2280, способный намного более эффективно перерабатывать плодовое сырье из кизила.
Штамм выделен из дрожжевого осадка, полученного в результате спонтанного сбраживания кизилового сока. Методом разведений дрожжевые осадки высевались на сусло-агар в чашки Петри. Из колоний, у которых клетки были однородны и отличались по величине и форме, были выделены чистые культуры методом Линднера [104]. В результате изучения их бродильной активности и энергии размножения был произведен отбор наиболее активных штаммов.
При выполнении работы проведено изучение процессов спиртового брожения кизилового сусла данным штаммом, а также сравнительное изучение процессов спиртового брожения кизилового сусла новым штаммом винных дрожжей Saccharomyces cerevisiae (vini) «Кизиловый» у-2280 и известной расой Вишневая-33.
Пригодность морсов из плодово-ягодного дикорастущего сырья для приготовления ликероводочных изделий
Качество ликероналивочных изделий зависит от качества применяемых полуфабрикатов. Качество полуфабрикатов зависит от количества и состава переходящих из плодов в водно-спиртовую жидкость растворимых веществ. Главную массу растворимых веществ составляют сахара (75-80 % общего содержания экстракта); в меньшем количестве кислоты, а так же красящие, ароматические и дубильные вещества. Плодоягодное сырье, полуфабрикаты и готовые изделия в ликерона-ливочном производстве принято оценивать следующими показателями: 1. Органолептическими - аромат, цвет, вкус. 2. Аналитическими: а) содержание экстрактивных веществ; б) содержание Сахаров; в) содержание свободных кислот в пересчете на лимонную кислоту: г) содержание спирта (для полуфабрикатов и готовых изделий). Содержание в плодах полезных веществ экстракта колеблется в зависимости от вида, сорта плодов, условий роста, времени сбора, зрелости и продолжительности периода между сбором и переработкой. По мере созревания плодов или ягод значительно изменяется их структура, состав экстракта, окраска и аромат. Эти изменения улучшают качество, но при дальнейшем созревании, переходящем в перезревание, - плоды и ягоды теряют свою ценность.
На основании этого плоды и ягоды, применяемые для приготовления полуфабрикатов были здоровые, технически зрелые и соответствующие требованиям ГОСТов. Ранний сбор плодов и ягод (недозрелые) понижает интенсивность окраски полученных полуфабрикатов сокращает выход и приводит к ухудшению состава экстрактивных веществ. Применение перезрелых плодов и ягод также приводит к ухудшению состава экстрактивных веществ. Весовое количество сока, полученного с перезрелых плодов, возрастает, но сумма сахара, кислот и дубильных веществ полученных с одного объема плодов у зрелых плодов больше, чем у незрелых.
Подготовка сырья к переработке включает в себя следующие операции: сортировка, мойка, измельчение. При переработке сырья способом предварительной СВЧ- обработки плодов, включается еще и данная операция, кроме вышеперечисленных.
Сортировка. Плодоягодное сырье, отобранное методом отбора, подвергали в первую очередь сортировке. Сырье сортируют для разделения по степени зрелости, цвету, пятнистости, ожогам. При сортировке удаляли испорченные и незрелые плоды, плодоножки и веточки, а так же гнилые и заплесневелые плоды. Сортировка производится тщательно, так как от нее зависит качество получаемых полуфабрикатов. При сортировке свежего плодоягодного сырья нормы потерь в пределах для яблок, облепихи, терна, груши и мушмулы составляют не более 1 %, для кизила не более 2 %. Отходы, полученные в результате сортировки сырья взвешиваются, для определения веса сортированного сырья, направляющего на переработку.
Мойка. Сырье, поступающее на переработку, бывает в той или иной степени загрязнено. Помимо бактериального заражения сырья может быть загрязнено землей, песком и различным растительным сором. Поэтому плоды имеющие твердую поверхностную ткань подвергались мойке холодной водой
Измельчение. Измельчение плодоягодного сырья перед настаиванием производится для обеспечения максимальной поверхности соприкосновения его с растворителем, увеличение площади, на которой происходит диффузия, и минимального пути для диффузии растворителя внутрь частиц и растворимых веществ изнутри частиц наружу. При измельчении всякого тела чрезвычайно сильно увеличивается его общая поверхность. При измельчении образуются новые поверхности, по которым происходит разравнивание сырья; происходит обнажение и вскрытие широко развитой поверхности, связанной с биологической структурой плодов. А также разрушаются клеточные стенки, частично разрушается протоплазма: вскрывается обладающая большой поверхностью структура плазменного геля и система сообщающихся межклеточных пространств с их широко развитой поверхностью.
В ликероналивочном производстве очень мелкое измельчение свежего сырья не применяется, так как свободное перемещение из наружных клеток коллоидных веществ (белковых и пектиновых) отражается на прозрачность получаемых морсов. Опыты проводились в лабораторных и производственных условиях.
Как указывалось ранее, морсы получали настаиванием свежих плодов в водно-спиртовом растворе, которое проводили дважды с отбором морса первого и второго слива. Для более полного извлечения из дикорастущего сырья экстрактивных веществ и ускорения процесса настаивания, отсортированное свежее сырье подвергалось измельчению настолько, чтобы разрушить покровную ткань и облегчить доступ растворителя к более нежным тканям плодовой мякоти. Настаивание сырья с водно-спиртовой жидкостью в лабораторных условиях производилось в стеклянной посуде емкостью 10 л.
Измельченное сырье укладывали в баллоны и заливали водно-спиртовым раствором с различной,крепостью (40 % об., 50 % об., 60 % об.). Соотношение сырья и водно-спиртового раствора также менялось: 1:1; 1:1,75; 1,2:1. Настаивание проводили в течение определенного времени (от 14 до 30 дней) периодически перемешивая через каждые трое суток в герметически закрытой посуде, не оставляя воздушного пространства во избежании окисления. По истечении установленного срока настаивания сливается морс I слива. Для более полного извлечения экстрактивных веществ оставшееся сырье вторично заливали водно-спиртовым раствором крепостью 30 % в соотношении 1: 0,7. Настаивание проводили так же при периодическом перемешивании в течение 14-30 дней. По окончании настаивания морс II слива сливали. Оставшееся плодово-ягодное сырье отжимали. Полученный при этом морс называемый морсом II слива после отжима, смешивали с морсом II слива.
Для лучшей экстракции при настаивании следили за тем, чтобы сырье полностью погружалось в водно-спиртовой раствор и слой растворителя над сырьем был не менее 10 см. На основании всех проведенных работ следовало установить для определенных сортов плодово-ягодного дикорастущего сырья динамику извлечения экстрактивных веществ в зависимости от вида сырья, условий подготовки сырья и применяемых способов. Для установления оптимальных условий получения высококачественных экстрактов были определены основные факторы: степень измельчения сырья, время экстракции, концентрация этанола, соотношение сырья и водно-спиртового раствора, перемешивания при настаивании, время воздействия СВЧ энергией на дикорастущие плоды. Температура помещения при проведении опытов поддерживалась 15 - 17 С, то есть температура, которая обычно бывает в морсовых цехах ли-кероводочных заводов. Опытов по выяснению влияния повышения температуры на процесс приготовления полуфабрикатов не проводилась, так как повышение температуры повело бы к изменению аромата и вкуса получаемых полуфабрикатов.
