Введение к работе
Актуальность работы. Употребление напитков, содержащих биологически активные вещества эндогенного происхождения, позволяет существенно повысить адаптивные свойства организма, замедлить процессы старения клеток, улучшить физиологическое состояние человека. Особым интересом обладают так называемые ферментированные напитки, основанные на процессах биоконверсии углеводов сырья. В ходе жизнедеятельности применяемых при ферментации микроорганизмов в среде продуцируется широкий комплекс органических соединений – витаминов, аминокислот, органических кислот и т.д., что приводит к повышению биологической ценности подобных напитков.
Анализ рынка безалкогольных ферментированных напитков показывает ограниченность торгового предложения данных напитков, традиционно представленных квасами. При этом в качестве возбудителей брожения рассматриваются лишь дрожжи и молочнокислые бактерии. Кроме того, в качестве основного сырья для производства подобных безалкогольных ферментированных напитков принято рассматривать лишь зерновое соложеное или несоло-женное сырье. Это объясняется тем, что, во-первых, как правило, производство квасов организуют на пивоваренных предприятиях; во-вторых, приготовление ферментированных напитков на зерновом сырье является неотъемлемой частью традиционной культуры России.
Тем не менее, известны ряд других возбудителей брожения, к которым относятся, например, естественные ассоциативные консорциумы дрожжей и бактерий, известные как рисовый гриб (индийский морской рис) Oryzamyces indici и чайный гриб Meduzomyces gisevi.
Напитки, приготавливаемые на основе чайного гриба, достаточно хорошо изучены, а на рынке имеются коммерческие варианты подобных ферментированных жаждоутоляющих и тонизирующих напитков с добавлением экстрактов пряноароматических растений.
В то же время, имеются крайне ограниченные и разрозненные данные о технологической возможности использования полисимбиотической культуры Oryzamyces indici в производстве безалкогольных напитков. Кроме того, не обнаружены достоверные сведения о возможности производства ферментированных напитков при сбраживании консорциумом рисового гриба сокосо-держащих субстратов.
Таким образом, исследования в области разработки технологии производства безалкогольного ферментированного напитка на основе поликультуры рисового гриба и плодово-ягодного сырья Алтайского края являются актуальными.
Степень разработанности темы исследования. Возможностью применения рисового гриба в производстве безалкогольных напитков брожения занимались Цед Е.А., Короленко Л.М., Василенко З.В. В качестве субстрата в данных исследованиях рассматривалось среда на сахарозе с изюмом. Ферментация плодово-ягодного сусла рисовым грибом до настоящего момента оставалась не изученной.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка технологии производства безалкогольных ферментированных напитков на основе поликультуры Orizamyces indici и плодово-ягодного сырья Алтайского края: яблок, малины, вишни, брусники и клюквы.
В соответствии с поставленной целью определены основные задачи исследований:
– определить режимы культивирования рисового гриба, обеспечивающие получение напитка со стабильными органолептическими характеристиками;
– разработать технологию производства ферментированного напитка на основе поликультуры Oryzamyces indici и осуществить математическое моделирование процесса ферментации и купажирования;
– изучить возможность применения яблочного сока для приготовления питательного субстрата и определить состав сусла для культивирования Ory-zamyces indici;
– определить органолептические и физико-химические показатели напитка на основе рисового гриба и яблочного сока с добавлением соков малины, клюквы, брусники и вишни;
– исследовать способы увеличения срок годности безалкогольного ферментированного напитка на основе сока яблок и ягод до 30 суток;
– рассчитать технико-экономические показатели проекта;
– разработать нормативно-техническую документацию на производство ферментированных напитков на основе поликультуры Oryzamyces indici и плодово-ягодного сырья.
На защиту выносятся следующие научные положения:
-
основные режимы культивирования рисового гриба на сусле, содержащем яблочный сок, при получении ферментированного безалкогольного напитка;
-
теоретическое и практическое обоснование возможности получения ферментированного безалкогольного напитка с использованием яблочного сока, сока малины, клюквы, брусники и вишни;
4) технология производства ферментированного напитка;
3) способы увеличения срока годности безалкогольного ферментирован
ного напитка на основе яблочного сока, соков малины, клюквы, брусники и
вишни до 30 суток.
Научная новизна работы.
– На основе комплексного исследования разработана технология безалкогольного ферментированного напитка на основе яблочного сока, соков малины, клюквы, брусники и вишни с использованием полисимбиотической культуры Oryzamyces indici.
– Впервые определены условия ферментации плодово-ягодного сусла по-лисимбиотической культурой Oryzamyces indici, обеспечивающие получение продукта со стабильными физико-химическими и органолептическими характеристиками;
– Предложена математическая модель процесса ферментации и купажирования;
– Научно обоснованы способы увеличения срока годности ферментированного напитка на плодово-ягодном сусле;
Практическая значимость. Определены регламентируемые параметры и нормы производства безалкогольного ферментированного напитка на основе поликультуры рисового гриба и плодово-ягодного сырья, положенные в основу технологических инструкций ТИ 918515-13965271-001-2015 «Яблочный», ТИ 918515-13965271-002-2015 «Яблочный с брусникой», «Яблочный с клюквой», «Яблочный и вишней» и ТИ 918515-13965271-003-2015 «Яблочный с малиной», «Яблочный с ежевикой».
Разработаны технологические условия по производству напитков на основе рисового гриба с добавлением плодово-ягодных соков (ТУ 918515-13965271-001-2015 «Яблочный», ТУ 918515-13965271-002-2015 «Яблочный с малиной», «Яблочный с ежевикой», «Яблочный с клюквой», «Яблочный с брусникой», «Яблочный с вишней»).
Проведена промышленная апробация и внедрение в производство разработанной продукции на базе предприятия ООО «Триера-Аква», г. Бийск.
Реализована пробная партия безалкогольных ферментированных напитков на основе консорциума рисового гриба «Яблочный» в объеме 750 дм3, «Яблочный с брусникой» в объеме 750 дм3 через торговую сеть ЗАО «Ал-тайросспиртпром», г. Бийск.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлены на Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства управления качеством в нанобиотехнологиях» (Воронеж, ВГУИТ, 16-17 декабря 2013 г), Международной научно-практической конференции «Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья» (Воронеж, ВГУИТ, 25-26 сентября 2014 г), Международной научно-практической конференции «Биотехнология: реальность и перспективы» (Саратов, СГАУ, 1-3 декабря 2014 г), Всероссийской научно-практической конференции «Товарный консалтинг и аудит» (Бийск, БТИ АлтГТУ, 2015), Всероссийской научно-практической конференции студентов,
аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (Бийск, БТИ АлтГТУ, 20-22 мая 2015 г), Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством образования, продукции и окружающей среды» (Бийск, БТИ АлтГТУ, 13-14 ноября 2015 г.), Международная научно-практическая конференция «Потребительский рынок XXI-го века: стратегии, технологии, инновации» (Хабаровск, ХГФЭиП, 30 октября 2015 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 – в журналах, входящих в перечень ВАК Ми-нобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, включающего 96 источника (из которых 5 на иностранном языке), и 9 приложений. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, включая 34 таблицы и 24 рисунка.