Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Медовые русские национальные напитки 11
1.1. Рынок слабоалкогольных напитков в России 11
1.2. Характеристика потребительских свойств основных видов сырья, используемого для получения медовых напитков медовуха и сбитень 15
1.2.1. Классификация, ассортимент и пищевая ценность пчелиного меда 15
1.2.2. Состав Сахаров пчелиного меда 25
1.2.3. Душистые вещества пчелиного меда 31
1,2.4.Идентификационные признаки ботанического происхождения пчелиного меда 34
1.2.5. Способы фальсификации меда и методы их обнаружения 36
1.3. Старинные русские национальные напитки на основе меда и особенности технологии их производства 41
1.4. Ароматические и пряные растения, используемые в рецептуре медовых напитков 45
1.5. Характеристика дрожжей семейства Saccharomyces сеге-visiae, используемых для производства медовых напитков 49
1.6. Вода, используемая для производства медовых напитков 51
1.7. Повышение стабильности и удлинение сроков хранения медовых напитков 52
Глава 2. Методика проведения эксперимента 57
2.1. Организация эксперимента и объекты исследования 57
2.2. Методы исследования 60
Глава 3. Формирование качества и увеличение сроков хранения медового напитка брожения 67
3.1. Товароведная характеристика меда, используемого для производства медовых напитков повышенной стойкости 67
3.2. Оптимизация процессов приготовления медового напитка с целью улучшения его потребительских свойств 70
3.3. Исследование путей стабилизации качества и повышения стойкости медового напитка брожения 89
3.4. Исследование процесса фильтрации медового напитка, с целью его стабилизации 91
3.5. Изучение влияния процессов пастеризации на формирование ва медового напитка 95
3.6. Товароведная оценка качества и стойкости медового напитка брожения при хранении 98
3.7. Изучение изменения аминокислотного состава медового напитка в процессе хранения 105
3.8. Показатели безопасности медового слабоалкогольного напитка 107
3.9. Расчет экономической эффективности внедрения медового напитка брожения повышенной стойкости. 109
Глава 4. Формирование качества концентрированной основы для при готовления горячего безалкогольного напитка сбитень 112
4.1. Подбор и приготовление экстрактов пряно-ароматического сырья 113
4.2. Динамика оксиметилфурфурола меда в процессе приготовления сбитня 118
4.3. Товароведная характеристика концентрированной основы медового напитка сбитень 123
Выводы 127
Список литературы 130
Приложения 143
- Характеристика потребительских свойств основных видов сырья, используемого для получения медовых напитков медовуха и сбитень
- Ароматические и пряные растения, используемые в рецептуре медовых напитков
- Оптимизация процессов приготовления медового напитка с целью улучшения его потребительских свойств
- Динамика оксиметилфурфурола меда в процессе приготовления сбитня
Введение к работе
11 Современная экологическая обстановка в развитых странах становится
все более значимым фактором, определяющим структуру питания и пищевой статус населения. Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье нации. Широкомасштабные исследования, проведенные в США и многих европейских странах, в т.ч. и в России, убедительно доказали существование прямой зависимости между характером питания и распространением неинфекционных заболеваний, что послужило основанием для разработки государственных программ в области питания и здоровья.
В Концепции государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 года, утвержденной Постановлением
I Правительства РФ № 917 от 09.08.1998г. рекомендована разработка
программ, в которых предполагается изучение состояния питания и здоровья
населения с целью выявления дефицита биологически активных веществ,
разработка мер по коррекции выявленного дефицита, одной из которых
может быть обогащение продуктов питания.
В последнее время наблюдается тенденция резкого дефицита витаминов, минеральных веществ, полноценных белков и других биологически активных веществ у населения. Это связано с ухудшением рациона питания, что приводит к нарушению обмена веществ, общей утомляемости и сопротивляемости организма различным заболеваниям.
В рамках реализации государственной политики в области здорового
II питания населения России осуществляется постоянный мониторинг и
разработка мер по коррекции выявленного дисбаланса. Особое внимание при
этом уделяется изучению возможности обогащения продуктов питания
комплексом биологически активных веществ и созданию новых продуктов
питания на основе натурального сырья, удовлетворяющего физиологическим
потребностям человека.
5 При разработке обогащенных продуктов, предназначенных для
улучшения здоровья населения, немаловажную роль играет подбор сырья с
высокими показателями качества и полезными свойствами. Наиболее
перспективными являются слабоалкогольные и безалкогольные напитки,
которые в настоящее время в большом количестве употребляются
населением РФ.
Ведущим направлением в совершенствовании ассортимента и рецептуры напитков является использование натурального растительного и животного сырья для их производства, с целью получения напитков, обогащенных натуральными функциональными ингредиентами и , обладающих общеукрепляющими и лечебно-профилактическими свойствами.
Пчелиный мед является ценным диетическим продуктом, настоящей кладовой углеводов, находящихся в оптимальном соотношении для питания человека. С незапамятных времен пчелиный мед употреблялся в качестве основного поставщика углеводов для организма человека. До изобретения сахара мед был не только основным сладким продуктом, но и сырьем для приготовления знаменитых русских национальных напитков.
В связи с этим целью настоящей работы явилось формирование качества и изучение потребительских свойств слабоалкогольного напитка медовуха и концентрированной основы безалкогольного напитка сбитень на основе пчелиного меда с натуральными добавками пряно-ароматического сырья.
Медовые напитки (медовухи, сбитни, мед стоялый, квас медовый) были известны на Руси издавна. Упоминание о медовых напитках и медоварении часто встречается в летописях. Подобно квасу мед всегда считался национальным исконно русским напитком, хотя медоварение было распространено и в других странах.
До конца ХУ11 века мед признавался лучшим русским напитком. Введение в обиход водки нанесло значительный ущерб медоварению, что привело к утрате технологий и рецептур напитков на основе меда.
Напитки из меда отличаются хорошими вкусовыми качествами и полезными свойствами. Они быстро утоляют жажду, превосходно влияют на нормальное течение процессов пищеварения и на обмен веществ.
Существует большое разнообразие рецептов старинных русских напитков на основе меда. Слабоалкогольный напиток медовуху можно рекомендовать для замены крепких алкогольных напитков, которые, как известно, оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека, вызывая различные заболевания, а такой безалкогольный напиток сбитень может быть использован вместо безалкогольных возбуждающих напитков — кофе, чая, какао.
Употребляя напитки на основе меда и с добавлением экстрактов пряно-ароматического сырья и различных лечебных трав, можно восполнить дефицит витаминов и придать лечебные свойства напитку.
В связи с этим давно назрела проблема развития и воссоздания промышленного производства медовых напитков с присущими им высокими достоинствами и полезными свойствами, которыми они обладали исстари.
Актуальность темы. В настоящее время, несмотря на разнообразие различных напитков, насыщающих потребительский рынок России, имеется дефицит напитков, приготовленных из натурального сырья. Основными причинами снижения доли этих напитков является сложная технология производства и низкий срок хранения.
Одним из перспективных направлений решения этой проблемы является разработка новых рецептур и технологий, а также исследование товароведных характеристик русских национальных напитков на основе натурального пчелиного меда и ароматического сырья с длительными сроками хранения.
7 Слабоалкогольный напиток медовуха и безалкогольный напиток
сбитень являются исконно русскими напитками, обладающими целебными
свойствами. Целебные свойства этих напитков, обусловлены полезными
качествами меда, продуктами брожения (витаминами, аминокислотами и
другими), и ароматическим комплексом растительного сырья.
В последние годы производство медовухи привлекло внимание предприятий малого бизнеса, однако недостаток теоретических и экспериментальных исследований, обеспечивающих высокое качество и стойкость напитков, затрудняет их производство и реализацию. Для продвижения медовых напитков на российском рынке необходимо разработать научно-обоснованные рекомендации по выбору сырья, способов и режимов производства, а также разработать критерии оценки качества потребительских свойств медовухи брожения и сбитня, выпускаемых в производственных условиях.
Работа проводилась в соответствии с межведомственной программой Министерства промышленности, науки и технологии «Биотехнология для медицины, сельского хозяйства и пищевой промышленности».
Целью исследований является научное обоснование факторов и разработка способов, обеспечивающих высокое качество и стойкость при хранении русских национальных напитков на основе меда путем проведения комплексных аналитических и экспериментальных исследований.
Для достижения поставленной цели экспериментальные исследования были направлены на решение следующих задач:
- исследовать ассортимент слабоалкогольной и безалкогольной продукции и факторы, формирующие качество, старинные и современные рецептуры слабоалкогольного напитка медовуха и безалкогольного напитка сбитень с целью оптимизации биотехнологических способов получения новых напитков повышенной пищевой ценности;
- на примере модельных напитков изучить потребительские свойства
основных видов сырья и их совместимость с целью разработки научно-обоснованных рецептур медовых напитков с регламентируемыми показателями качества;
провести изучение динамики биомассы дрожжей в процессе производства медовухи для оптимизации процесса брожения и обоснования технологических регламентов производства напитка;
изучить и научно обосновать применение эффективных способов стабилизации качества и повышения стойкости медовых напитков при хранении с целью удлинения их срока хранения;
разработать физико-химические и органолептические критерии оценки потребительских свойств новых медовых напитков, провести комплексную товароведную оценку их качества и установить сроки хранения напитков;
оценить химическую, микробиологическую и токсикологическую безопасность медовых напитков и соответствие их санитарно-эпидемиологическим нормам;
разработать и утвердить технические условия и технологические инструкции на новые виды напитков и осуществить их внедрение на производстве.
Научная новизна результатов исследований состоит в том, что:
- на основании комплексного анализа полученных результатов
разработана научная концепция получения слабоалкогольного и
концентрированной основы безалкогольного напитков на основе
меда, обогащенных биологически активными веществами, и
сохраняющих повышенную стабильность при длительном
хранении;
научно обоснованы, экспериментально подтверждены и включены в технические условия на продукцию критерии качества для проведения комплексной товароведной оценки слабоалкогольного
9 напитка медовуха и концентрированной основы безалкогольного
напитка сбитень по органолептическим и физико-химическим показателям;
разработаны новые способы стабилизации медового
слабоалкогольного напитка брожения длительного срока хранения,
путем оптимизации технологии: обработки напитка флокулянтами,
с последующей его фильтрацией и пастеризацией;
научно обоснована технология получения концентрированной
основы безалкогольного напитка сбитень, подобран состав и
> оптимальное соотношение компонентов экстрактов пряно-
ароматического сырья, с целью создания вкусовой гаммы напитка;
- научно обоснованы сроки хранения слабоалкогольного и концентрированной основы безалкогольного напитков на основе меда.
Новизна технических решений подтверждена патентом на изобретение № 2158753 «Способ производства сбитня».
Практическая значимость. Результаты аналитических и
экспериментальных исследований явились основой для разработки
нормативной документации на слабоалкогольный напиток «Медовуха
ч Монастырская» и концентрированную основу безалкогольного напитка
' «Сбитень Московский», обладающих высокими показателями качества и
стойкостью.
Проведенные исследования по разработке рецептуры и технологии получения медового слабоалкогольного напитка послужили основанием для внедрения «Медовухи Монастырской» в производственных условиях Москворецкого пивоваренного завода (акт о внедрении от 12,10.2000г).
Рекомендации по разработке концентрированной основы горячего медового безалкогольного напитка, явились основанием для внедрения
10 «Сбитня Московского» в Торгово-производственном объединении «Русское
бистро» (акт о внедрении от 20.01.2003г).
Утверждены Министерством сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации, следующие документы: технические условия на напиток слабоалкогольный газированный «Медовуха Монастырская» ТУ 9185-271-00008064-98; технологическая инструкция ТИ 10-9487-98 и рецептура РЦ 10-9487-98.
Утверждены технические условия на концентрированную основу медового напитка «Сбитень Московский» ТУ 918571-29318510-007-97; технологическая инструкция ТИ 10-29318510-007-97 и рецептура РЦ 10-29318510-007-97.
Характеристика потребительских свойств основных видов сырья, используемого для получения медовых напитков медовуха и сбитень
Мед, как определено в продовольственном кодексе ФАО [46] , представляет собой "сладкое вещество, производимое медоносными пчелами из нектара цветков или секретов живых частей растений. Пчелы собирают их, перерабатывают, комбинируют с определенными специфическими веществами и хранят в сотах". Исходными материалами для меда являются собираемые пчелами растительные выделения (нектар), содержащие, как правило, сахара, а также падь, продуцируемую насекомыми, сосущими соки растений. В связи с этим различают мед цветочный и падевый [45]. Сбором нектара занимаются летние пчелы (пчелы - сборщики). Пчелка хоботком собирает с цветков нектар, который через полость рта и пищевод поступает в медовый желудочек (зобик). При забирании нектара к нему примешивается секрет нижнечелюстных желез пчелы. Наполнив нектаром свой медовый желудочек, пчела-сборщица возвращается в улей, передает нектар . молодым пчелам-приемщицам, а сама снова улетает за взятком. Молодые пчелы после принятия нектара начинают обрабатывать его своими ротовыми органами, многократно вытягивая капельку нектара в пленку и проглатывая. При этом из нектара испаряется значительная часть влаги, он обогащается ферментами, органическими кислотами и другими секреторными выделениями пчелы. Затем нектар откладывается в соты, которые не заполняются до верху, и в них продолжается концентрирование нектара. После загустения нектар переносится в другие ячейки, где его созревание заканчивается и, он превращается в мед. В это время нектар подвергается действию теплого воздуха, циркулирующего в улье. Быстрыми взмахами крыльев пчелы осуществляют вентиляцию [53]. Натуральный пчелиный мед по ботаническому происхождению подразделяют на цветочный, падевый и смешанный (естественная смесь цветочного и падевого меда). Цветочный мед получается в результате сбора и переработки пчелами нектара цветков. Он может быть монофлорным - из одного (или преимущественно одного) растения и полифлорным (сборным) - из нектара нескольких растений [102, 105, 115]. Монофлорный мед определяют по виду основного растения — нектароноса: липовый, гречишный, подсолнечниковый, хлопчатниковый и др. Липовый мед характеризуется светло желтым или светло янтарным цветом. Имеет приятный нежный аромат цветков липы, в состав которых входят фарнезол и другие терпеноидные соединения. Мед с цветков липы мелколистной, произрастающей в лесостепной зоне Европейской части России, отличается сильным с небольшой горечью ароматом. В широколиственных лесах Дальнего Востока пчелы получают мед с цветков липы амурской и маньчжурской.
Такой мед имеет тонкий аромат цветков липы без горечи. Еще более нежный аромат характерен для меда, собранного с лип крупнолистных и белых, распространенных в южной зоне страны. В жидком виде мед прозрачен, как вода, с зеленоватым оттенком [30,45]. Липовый мед кристаллизуется при комнатной температуре в течение одного-двух месяцев в мелкозернистую, салообразную или крупнозернистую массу. В зависимости от размеров кристаллов или агломератов кристаллов различают три вида полностью закристаллизованного меда: крупнозернистый - размер кристаллов более 0,5 мм, мелкозернистый — кристаллы размером от 0,5 до 0,04 мм и салообразный - кристаллы размером 0,04 мм и менее [55]. Гречишный мед отличается цветовой палитрой от темно желтой до темно-коричневой с красноватым оттенком, обладает приятным острым специфическим вкусом и своеобразным ароматом. В закристаллизованном со- стоянии мед темно желтого или коричневого цвета, мелко- или крупнозернистой консистенции. Лодсолнечнжовый мед светло золотистого цвета, усиливающегося при попадании солнечных лучей. Имеет тонкий аромат подсолнечника, в составе которого обнаружены: фарнезол, альфа-терпинеол, альфа-терпинен и другие терпиноидные соединения. Кристаллизуется быстро — в течение месяца после откачки из сотов. Поэтому этот мед не рекомендуется оставлять пчелам на зиму или хранить продолжительное время в сотах. Кристаллы крупные, хорошо различимые невооруженным глазом, на поверхности часто образуется более рыхлый слой кристаллов глюкозы ("пленка"). Отличается терпким вкусом. Малиновый мед относится к светлому меду высшего качества. В жид ком состоянии белый и прозрачный, как вода, в закристаллизованном — бе лый с кремовым оттенком. Кристаллизуется в мелко- и крупнозернистую массу. Мед обладает тонким ароматом цветков малины и нежным вкусом ягод. Акациевый мед имеет белый цвет с зеленоватым оттенком, тонкий и нежный аромат. Как и цветки растения, мед содержит робинон, акацин (гли-козиды флавонового происхождения), летучие масла. Акациевый мед может долгое время не кристаллизоваться (от одного до трех лет) при комнатной температуре. Кристаллизуется в виде мелкозернистой массы, приобретая цвет от белого до золотисто-желтого.
Обладает хорошими вкусовыми каче ствами. При длительном хранении появляется на поверхности более темная межкристаллическая жидкость. Клеверный мед известен двух видов, Белоклеверный мед в жидком виде белый прозрачный с зеленоватым оттенком, имеет тонкий и нежный аромат. Мед содержит флавоноиды, летучие масла, фенольные соединения, смолы, кумариновые производные. При кристаллизации приобретает вид белой са , лообразной массы. Кристаллизуется в течение одного-двух месяцев.
Обладает тонким вкусом. Красноклеверный мед - красновато-желтого цвета, кристаллизуется сравнительно медленно. Вкус и ароматические свойства, как у первого меда. Донниковый- мед с донника. Цвет от белого до светло янтарного экстра в жидком виде и белый в закристаллизованном. Кристаллизуется не быстро, образуя крупнозернистую или белую мелкозернистую массу, сладкий без привкусов, аромат несколько напоминает ваниль. При обильном выделении нектара эта особенность в аромате становится менее заметной. Получают также и другие виды меда (кориандровый, вересковый, . хлопчатниковый, кипрейный, горчичный, рапсовый, мятный и т. д.), но они , менее распространены.
Ароматические и пряные растения, используемые в рецептуре медовых напитков
Пряности - это ароматические вещества, которые улучшают вкус медовых напитков. Активные составные части пряностей для производства медовых напитков выделяются из них в виде эссенций, летучих масел, смол или экстрактов. Эти концентраты чаще всего применяют вместо тех натуральных пряностей, из которых они получены.
Анализ рецептур старинных русских медовых напитков, позволил вы-делить следующее, широко используемое пряно-ароматическое сырье [21,22, 78, 132, 154, 157].
Кардамон - высушенные семена растения Elettaria Cardomomum семейства имбирных, произрастающего и культивируемого в Индии, на Цейлоне и в Центральной Америке. Плод - трехгранная коробочка - капсулка, внутри которой имеются три гнезда и в каждом из них по 3-4 семени. Используются только семена, но оболочка капсулок в процессе хранения играет роль упаковки, препятствующей улетучиванию аромата из семян. Семена теряют свои ароматические компоненты вскоре после изъятия их из оболочки или капсулы плода. В кардамоне содержится 3 - 8% эфирного масла. Основным компонентом эфирного масла является циклический терпеновый спирт альфа-терпенол, а также лимонен, борнеол, цинеол и другие вещества.
Кардамон широко используется в пищевой промышленности благодаря душистому пряному аромату и остро-жгучему, прохладному, горьковатому вкусу [41].
Гвоздика представляет собой высушенные цветочные почки Caryophyllus aromaticus L. небольшого вечнозеленого дерева из семейства Myrele, которое культивируется в Индонезии, Индии, Занзибаре, Мадагаскаре, Цейлоне. Торговая гвоздика получается из неразвившихся цветочных почек (бутонов). В процессе роста зеленый цвет почек сменяется красноватым, который после снятия и подсушивания гвоздики переходит в темный красно вато- коричневый. Размеры гвоздики по длине равны 12-19 мм; по форме она напоминает головку круглого гвоздя. Аромат очень сильный, жгучий, острый, пряный, при этом жгучесть наиболее выражена у черешков, а тонкий аромат у гвоздичных головок. В гвоздике содержится 15-21 % летучих масел, из которых 95 % составляет эвгенол [42].
Корица - кора, вечнозеленого коричного дерева, из семейства лавровых. Культивируется на Цейлоне, Малабарском берегу Индии, Суматре и Яве. В продажу поступает в виде трубочек и молотой. Приятный пряный аромат и сладковато-жгучий вкус обусловлен наличием от 1,4 до 5,8 % эфирного масла, основной составной частью которого является коричный альдегид (около 65 - 76 %), а также эвгенол (4 - 10,0 %), бензальдегид, цимол, ка-риофилен, камфен и другие. Длина трубочек от 2 - 20 см и выше, толщина коры до 2 мм (цейлонская), до 4 мм (китайская). Цвет корицы - светло-коричневый, коричневый различных оттенков [43].
Имбирь представляет собой вымытые или очищенные и высушенные корневища Zingiber officinale Roscoe. Корневище не является основным корнем, хотя в торговле именно имбирь называется корневой пряностью. Растет имбирь в тропической Азии, культивируют его в Индии, Африке, Китае, Японии и других странах. На долю Индии приходится 50% мирового производства, она же является основным экспортером в мире. Качество имбиря зависит от состава летучих масел и смолистых веществ. Пряный душистый специфический аромат имбиря обусловлен наличием эфирного масла (1-3%), основной частью которого является цингиберен, а также камфен (терпен), фелландрен и другие. Жгучий вкус имбирю придает фенолоподобное вещество гингерол, содержание которого колеблется от 0,6 до 1,8% [26, 78].
Основными торговыми сортами являются Ямайский, Индийский, Африканский и Японский.
Ямайский имбирь относится к лучшим сортам имбиря. Он имеет неправильную форму с ответвлениями - "лапчатую", длина отдельных корневищ от 6,5 до 9 см, цвет светло-желтый. По внешнему виды корневища чистые, твердые, несколько волокнистые, без опробковевшего слоя. Аромат прият - ный с некоторой остротой. Вкус ароматичный, острый и горький.
Индийский имбирь применяют широко в приготовлении пряных смесей. Он имеет бледно-коричневый цвет, неправильную форму, волокнистый с не полностью удаленным пробковым поверхностным слоем.
Африканский имбирь хуже Ямайского по тонкости аромата, но он отличается интенсивным острым запахом. Японский похож на Индийский, но ниже по аромату и остроте.
Душистый перец - это высушенные незрелые плоды тропического растения перца душистого (семейства миртовых). Выращивают его в больших количествах на островах Карибского бассейна, в Мексике, Индии. Перец содержит 3 - 4% эфирного масла, в состав которого входит эвгенол (60 - 80%) и близкие к нему фенолы. Аромат душистого перца сильный, пряный, напоми нающий аромат гвоздики, корицы, мускатного ореха и черного перца (от сюда французское название - «четверопряность»). Душистый перец имеет вид круглых, слегка сплюснутых на вершине зерен с заметными остатками пестика и чашечки. Цвет темно-коричневый с красноватым или черноватым оттенком. Размер зерен 3 - 8 мм в диаметре.
Мускатный орех (Myristica fragrans). Произрастает на Молуккских островах. Культивируется на Яве, Суматре и в Вест-Индии. Цвет ореха серовато-коричневый; размеры в среднем: длина 30 мм, ширина 20 мм; форма обычно овальная иногда шаровидная. По внешнему виду он кажется морщинистым, но при прикосновении оказывается гладким. Орехи твердые, но лег - ко разрезаются, и на разрезе можно видеть много жилок, пронизывающих « мякоть в разных направлениях. В этих жилках содержатся летучие масла ореха (7 - 15%), которые и придают ему характерный сильный аромат. Основу мускатного эфирного масла составляют ароматические и терпеновые углеводороды - пинен и конфен (около 80%). Вкус ореха слегка горьковатый, ароматичный и острый [21, 26].
Оптимизация процессов приготовления медового напитка с целью улучшения его потребительских свойств
Дальнейшие исследования были направлены на изучение процессов производства и формирования качества медовых напитков брожения. При прогнозировании и разработке медового напитка медовуха было предусмотрено, что это будет газированный слабоалкогольный напиток 11 (6%об.спирта) с пряно-ароматическим сырьем. Свойства напитка обуславливаются двумя факторами: свойствами основного и дополнительного сырья, а также их количественным составом.
В качестве основного сырья использовали цветочный мед, показатели качества которого приведены выше, пряно-ароматическое сырье - хмель, а в качестве вспомогательного — дрожжи. За основу были взяты старинные русские рецепты, модифицированные для условий современного производства Основным показателем динамики процесса приготовления медовухи является оптимизация массовой доли сухих веществ в начальном медовом сусле. Массовая доля сухих веществ с одной стороны формирует аромат, вкус и объемное содержание спирта готового напитка, с другой стороны вы со кие концентрации экстрактивных веществ приводят к замедлению процессов брожения, за счет наличия в меде антимикробных и фитонцидных веществ. Для оптимизации этих процессов были разработаны несколько вариантов рецептур медового напитка, позволяющих получить слабоалкогольные напитки с содержанием спирта от 3 до 9% об. Массовая доля сухих веществ медового сусла, позволяющая получить такое содержание этилового спирта должна составить от 10 до 16 % или от 12 до 20 % меда в сусле.
Варианты, разработанных нами рецептур, отличались содержанием су хих веществ в начальном сусле: 1-ый вариант содержит 12 % меда, т.е. 10% сухих веществ; 2-ой вариант содержит 14 % меда, т.е. 12% сухих веществ; 3-ий вариант содержит 17 % меда, т.е. 14% сухих веществ; 4-ый вариант содержит 20 % меда, т.е. 16% сухих веществ. В модельных образцах медового сусла определялись основные физико-химические показатели, значения которых представлены в табл. 17. Напитки сбраживались при температуре 20 ± 2С до остаточного видимого экстракта 0,5 - 1,5%, что указывало на завершение процесса брожения. Брожение проводилось дрожжами расы Saccharomyces cerevtsiae производственных штаммов, которые предварительно отмывались молочной кислотой от посторонней микрофлоры и мертвых клеток. Чтобы сусло начало быстро бродить дрожжи хорошо размешиваются и аэрируются. Каждая дрожжевая клетка при брожении действует самостоятельно; поэтому, если дрожжи плохо размешаны, комки их оседают на дно и тем самым много клеток исключается из процесса брожения. Количество вносимых дрожжевых клеток у всех вариантов составляло 0,5 млн/см3, что соответствовало 4 г сухих дрожжей на 1000см3 сусла. В процессе брожения каждые сутки определялись: изменения массовой доли сухих веществ сусла, а также прирост биомассы дрожжей путем подсчета дрожжевых клеток. При брожении сусла деятельность дрожжей проявляется с одной стороны, в размножении, с другой - в начале спиртового брожения. Процесс брожения проходит в четыре стадии. Первая стадия брожения сопровождается выделением углекислого газа, пузырьки которого начинают подниматься к поверхности. Количество экстракта на этой стадии уменьшается незначительно - на 0,2-0,35% в сутки. Температура сусла поднимается в среднем на 0,2-0,3С. Во второй стадии брожения дрожжи размножаются быстрее и брожение усиливается; образование углекислого газа происходит наиболее интенсивно. На поверхности бродящего сусла образуется пена. Этот период продолжается 2-3 дня. Сбраживание экстракта происходит интенсивнее (0,8-1,2% в сутки). Температура также возрастает на 0,5-0,8С каждые 24 часа. На третьей стадии брожения деятельность дрожжей достигает максимума. Температура бродящего сусла возрастает медленнее, в среднем на 0,2-0,3 С, а содержание экстракта значительно снижается (на 1-1,8% за 24 часа). Размножение дрожжей в этой стадии приостанавливается в связи с уменыне ниєм питательных веществ и недостатком кислорода, а также в результате скопления продуктов брожения, т.е. углекислого газа и этилового спирта. Эта стадия продолжается около трех дней. Четвертая стадия характеризуется прекращением процесса брожения, что приводит к седиментации дрожжей на дно бродильного аппарата и осветлению напитка. Содержание экстракта снижается до достижения остаточной массовой доли сухих веществ 0,5 -1,5%, Динамика прироста биомассы дрожжевых клеток при сбраживании образцов медового сусла представлена в виде графика на рис. 3.
В сусле с массовой долей сухих веществ 10 и 12%, пик прироста био-массы дрожжей приходится на вторые сутки, и составлял 2,1x10/см и у 2,3x106/см3 соответственно. В сусле с массовой долей сухих веществ 14% , пик прироста биомассы приходится на третьи сутки, и составлял 2,4x10 /см . В сусле с массовой долей сухих веществ 16% максимум прироста биомассы составил 2,6 х106/см3 на шестые сутки. По окончании процесса брожения напитки охлаждали до температуры 2-6С и декантировали с дрожжевого осадка. Остаточное содержание дрожжевых клеток в напитках составило от 0,1 до 0,5x106 /см3.
Динамика оксиметилфурфурола меда в процессе приготовления сбитня
В данном разделе рассматриваются вопросы изменения оксиметил фурфурола в процессе приготовления сбитня на стадии тепловой обработки меда. Известно, что накопление оксиметилфурфурола увеличивается при хранении и нагревании пчелиного меда. Этот показатель характеризует натуральность меда и степень сохранности его природных качеств. Оксиметил-фурфурол относится к вредным веществам для организма человека, поэтому возникает необходимость определения оксиметилфурфурола, как продукта разрушения Сахаров в процессе приготовления сбитня. Впервые формулу 5-гидрооксиметилфурфурола установили Блансман и . Ван Экенштейн в 1910 году. Оксиметилфурфурол образуется в кислых сре дах в присутствии Сахаров. Известно два варианта образования фуранового кольца из углеводов: из пентоз - образуется фурфурол, из гексоз — оксиметилфурфурол. Кетогексозы, например, фруктоза, показывает повышенную реакционносп особи ость и дает высокий выход оксимелфурфурола, чем альдогексозы. В больших количествах оксиметилфурфурол образуется при кислотном гидролизе сахарозы, в основном за счет фруктозной половины молекулы. Превращение глюкозы в оксиметилфурфурол осуществляется после ее енолизации при щелочной обработке. Оксиметилфурфурол - твердое кристаллическое белое вещество с температурой плавления 31 С. Он нестоек при нагревании и в водном растворе разрушается. Образование оксиметилфурфурола - это кислотокатализируемая реак ция енолизации и дегидратирования гексоз. Фруктоза, принимая форму фу ранозного цикла, непосредственно образует оксиметилфурфурол, а глюкоза превращается в 1,2-эндиол, который, теряя молекулу воды, превращается, как и фруктоза, в 2,5 - ангидрофруктозу и далее в оксиметилфурфурол. Более современные данные о реакции превращения гексоз в оксиме тил фурфурол изложены в трудах Кочеткова Н.К. и других [70, 49]. Дегидратация с расщеплением кислород-углеродной связи при Сз начинается с енолизации.
Предложены и другие схемы образования оксиметилфурфурола, но ни одна из них не может считаться окончательной. В ходе дальнейших превращений оксимелфурфурол образует левули-новую и муравьиную кислоты. Он склонен к реакциям полимеризации и конденсации с образованием окрашенных продуктов с разной растворимостью в воде. При нагревании в кислой среде оксиметилфурфурол является, по мнению ряда ученых [140, 158], также промежуточных продуктом реакции мела ноидинообразования. ч Образование оксиметилфурфурола зависит от рН среды, причем эта за висимость отличается у разных Сахаров. Минимальное образование оксиме тилфурфурола из глюкозы наблюдается при рН 3, при большей кислотности среды оно резко возрастает, при понижении - тоже увеличивается, но в го раздо меньшей степени. Для фруктозы и сахарозы такого минимума нет: чем ниже рН, тем больше образуется оксиметилфурфурола.
Большую работу по изучению накопления оксиметилфурфурола в различных сахарах провели Ворфоль Г. и Пихлер Ф. [160, 153]. Они определили накопление оксиметилфурфурола в фруктозе, глюкозе, сахарозе, мальтозе и мелецитозе в зависимости от температуры, времени нагревания и концентрации Сахаров. Ими установлено, что увеличение температуры на 20С приводит к накоплению океиметилфурфурола в растворе фруктозы более чем в 10 раз. Наибольшее накопление оксиметилфурфурола происходит в растворах фруктозы с концентрацией 50-60%, а дальнейшее повышение концентрации приводит к резкому уменьшению содержания оксиметилфурфурола. Нагревание фруктозы при 85С в течение 40 часов приводит к накоп s лению 3300 мг/кг оксиметилфурфурола, в растворе глюкозы при тех же усло , виях накапливается только 140 мг/кг, почти в 25 раз меньше. Данные о накоплении оксиметилфурфурола в растворах Сахаров при кислотном гидролизе не всегда будут соответствовать таким же процессам в пчелином меде.
В нем, наряду с химическими процессами накопления продуктов разрушения Сахаров, протекают и биохимические процессы разложения Сахаров до простых веществ. Однако данные о регулировании содержания оксиметилфурфурола в пчелином меде за счет ферментативных процессов отсутствуют. Показатель содержания оксиметилфурфурола в пчелином меде указывает на степень его перегрева, на несоблюдение режимов и сроков хранения, s а также, при значительном содержании оксиметилфурфурола, на фальсифи , кацию его патокой. Современные данные о превращении гексоз в оксиметилфурфурол предполагают дегидратацию с реакциями расщепления кислород-углеродной связи до образования оксиметилфурфурола. Таким образом, уменьшение водородного показателя во время длительного хранения и нагревания меда до 60С снижает накопление метаболитов меда.
