Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 13
1.1 Современное состояние и перспективы развития безалкогольной отрасли 13
1.2 Сырье для производства напитков на зерновой основе 20
1.2.1 Рожь .21
1.2.2 Ячмень 23
1.2.3 Пшеница 23
1.2.4 Тритикале – перспективный вид зернового сырья для производства кваса .23
1.2.5. Концентраты квасного сусла .27
1.3 Научно-практические аспекты использования микроорганизмов при производстве безалкогольных напитков на зерновой основе 30
1.3.1 Микроорганизмы, применяемые в производстве напитков на зерновой основе и их физиолого-биохимическая характеристика 33
1.3.1.1 Характеристика дрожжей 34
1.3.1.2. Характеристика молочнокислых бактерий 38
1.3.2 Влияние условий культивирования и состава среды на метаболизм микроорганизмов при брожении и формирование органолептических свойств напитка .42
1.4 Увеличение сроков хранения напитков на зерновой основе 45
1.4.1 Физические способы повышения стойкости напитков .45
1.4.2 Химические методы повышения стойкости напитков 48
1.5 Состав напитков на зерновой основе - квасов 50
1.6 Современные направления развития технологии производства напитков на зерновой основе 57
1.6.1 Новые технологии получения НЗО, предусматривающие изменение технологических параметров процесса .58
1.6.2 Новые технологии получения НЗО, предусматривающие использование разнообразного сырья для расширения ассортимента напитков .63
1.7 Заключение по обзору литературы 66
Глава 2. Объекты и методы исследования 70
Глава 3. Разработка критериев идентификации напитков на зерновой основе – квасов 71
3.1 Проведение мониторинга качества квасов, присутствующих на продовольственном рынке России .72
3.1.1 Определение содержания органических кислот в НЗО различных производителей 74
3.1.2 Определение содержания летучих компонентов в НЗО различных производителей 77
Глава 4. Определение качества напитков на зерновой основе в различных видах упаковки при хранении 80
4.1 Исследование изменений физико-химических показателей образцов НЗО при различных условиях хранения 80
4.2 Исследование качественного и количественного состава летучих компонентов и органических кислот в НЗО в зависимости от условий хранения 82
4.3 Исследование изменения показателей содержания кислорода в напитке, рН и ОВП при различных условиях хранения 86
Глава 5. Выбор микроорганизмов, влияющих на органолептический профиль напитков 88
5.1 Исходные требования к сырью, продуктам его переработки и квасам брожения на зерновой основе для получения высококачественных напитков 88
5.2 Используемые микроорганизмы в производстве хлебного кваса .89
5.2.1 Дрожжи-сахаромицеты 89
5.2.2 Дрожжи и молочнокислые бактерии 95
Глава 6. Инновационные технологии получения напитков на зерновой основе с использованием концентрированных сброженных основ разного типа 103
6.1Современные способы интенсификации при производств кваса .103
6.2 Получение концентрированных сброженных основ 105
6.2.1 Технологическая схема и описание технологического процесса производства концентрированной основы типа А (светлой, темной) 107
6.2.2 Технологическая схема и описание технологического процесса производства концентрированной основы типа Б (светлой, темной) 132
6.2.3 Технологическая схема и описание технологического процесса производства концентрированной основы типа С (светлой, темной) 160
6.3 Технологическая схема и описание инновационной технологии кваса 169
6.4 Новые способы получения кваса высокого качества стабильного при хранении 173
6.5 Факторы, оказывающие влияние на стабильность напитков на зерновой основе 180
6.6 Характеристика кваса, вырабатываемого по инновационной технологии 186
6.6.1 Исследование физико-химических показателей в образцах кваса 186
6.6.2 Исследование состава органических кислот и летучих компонентов в образцах кваса 186
6.7 Органолептические свойства напитков на зерновой основе .188
Глава 7. Тритикале – перспективная зерновая культура для натуральных напитков брожения .197
7.1 Светлый солод .197
7.2 Темный солод .203
7.3 Томленый (ферментированный) солод .204
7.4 Определение физико-химических показателей и микологического состояния сортов ржи и тритикале, выращенных в различных регионах Российской Федерации 204
7.5 Исследование процесса соложения образцов тритикале 208
7.5.1 Анализ физико-химических показателей образцов солода из тритикале .212
7.6 Производство сусла из тритикале 214
7.6.1 Физико-химический анализ сусла, полученного с использованием солодов из тритикале .214
7.7 Производство концентратов сусла из тритикале .219
7.7.1 Анализ физико-химических показателей концентратов сусла из тритикале .220
7.8 Исследования по подбору рас дрожжей и молочнокислых бактерий для сбраживания сусла из тритикале .223
7.8.1 Определение бродильной активности, автолизной устойчивости дрожжей и органолептических показателей сброженного напитка 224
7.8.2 Определение активности молочнокислых бактерий .226
7.9 Разработка принципиальной технологической схемы производства концентрированных сброженных основ .230
7.10 Производство кваса с использованием концентрированных сброженных основ из тритикале 233
Глава 8. Оценка антимутагенных свойств кваса, обогащенного бетаином 235
Выводы 237
Список литературы .239
Приложения 266
- Современное состояние и перспективы развития безалкогольной отрасли
- Исследование качественного и количественного состава летучих компонентов и органических кислот в НЗО в зависимости от условий хранения
- Технологическая схема и описание технологического процесса производства концентрированной основы типа Б (светлой, темной)
- Исследование процесса соложения образцов тритикале
Введение к работе
Актуальность темы. Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 29 июня 2016 года № 1364-р, ориентирована на обеспечение полноценного питания, профилактику заболеваний, увеличение продолжительности жизни населения.
В настоящее время в производстве безалкогольных напитков большое внимание уделяется созданию натуральных ферментированных напитков на зерновой основе (НЗО) высокого качества, получаемых путем спиртового или спиртового и молочнокислого брожения.
На Руси существовало большое разнообразие напитков на зерновой основе. Это хлебные квасы, плодовые, ягодные, овощные с добавлением в квас, пряностей, меда и т.д. Настои из перечисленного сырья подвергались брожению с использованием дрожжей и специальных заквасок, в состав которых входили и молочнокислые бактерии.
Производства кваса в России в новом тысячелетии получило динамическое развитие и его можно отнести к наиболее интенсивно развивающемуся сегменту рынка безалкогольных напитков. В 2016-2017 годах объем производства и потребления кваса достиг уровня 65 млн. дал. в год. Положительная динамика рынка кваса, в первую очередь, объясняется популярностью натурального напитка, а также весьма привлекательной для бизнеса экономической составляющей. По нашим прогнозам производство и продажа кваса в стране в течение последующих 10 лет будет возрастать. Растет также экспорт готового кваса. По итогам 2017 года экспорт в зарубежные страны составил более 20,0 тыс. декалитров.
В соответствии с принятой стратегией в ближайшие годы будут «создаваться продукты нового поколения с заданными характеристиками», что и определяет необходимость применения инновационных технологий, обеспечивающих стабильность их качества, конкурентность, а также разработок критериев для идентификации их подлинности.
С учетом изложенного, разработка инновационных технологий производства НЗО и их идентификация является актуальной и соответствует государственной программе по развитию качества пищевой продукции.
Цель и задачи исследования. Разработка инновационных технологий производства натуральных напитков на зерновой основе стабильного качества с использованием концентрированных сброженных основ из различных видов зернового сырья и продуктов их переработки, а также разработка критериев идентификации готовой продукции.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
провести мониторинг качества напитков на зерновой основе, присутствующих на продовольственном рынке, а также концентрированных сброженных основ по физико-химическим показателям;
сформулировать исходные требования к зерновому сырью и продуктам его переработки для обеспечения высокоэффективной технологии производства напитков на зерновой основе с использованием концентрированных сброженных основ;
разработать критерии идентификации напитков на зерновой основе методами жидкостной и газовой хроматографии, определяющие органолептический профиль готового продукта;
установить корреляционные зависимости между наиболее значимыми компонентами напитка на зерновой основе, определяющими его органолептический профиль в различных видах потребительской тары при хранении;
разработать инновационные технологии получения напитков стабильного качества из различных видов зернового сырья, в том числе различных сортов тритикале, выращенных в различных регионах РФ, с использованием концентрированных сброженных основ.
Научная концепция исследования заключается в создании системного подхода при разработке инновационных технологий напитков НЗО стабильного качества из различных видов зернового сырья.
Широкое распространение в настоящее время получила разработка (конструирование) пищевых продуктов с заданными потребительскими свойствами. Прежде всего, такой подход (конструирование) применяется при создании продуктов здорового питания. Анализ создания напитков показывает, что для НЗО можно выделить базовые концентрированные основы, состав которых позволяет использовать их для производства различных видов квасов. Наличие базовых концентрированных основ, обладающих универсальной базовой матрицей состава, позволяет расширить принцип конструирования технологии готового продукта с заданными характеристиками его качества. Технологическая стабилизация базовой матрицы состава позволяет исключить вариации качества конечного продукта, обеспечивая инвариантность качественных характеристик от условий брожения и других параметров производства. Конструирование технологии базовых концентрированных основ позволили расширить ассортимент зернового сырья для их производства, используя тритикале.
Научная новизна. На основании проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований:
получены критерии идентификации квасов, позволяющие с помощью жидкостной и газовой хроматографии определить органолептический профиль готового продукта;
разработана математическая модель, в которой дано описание основных технологических параметров купажирования концентрированных сброженных основ для получения напитков НЗО;
предложен системный подход при разработке инновационных технологий кваса, включающий разработку методик и определение параметров, характеризующих физико-химические и органолептические показатели, а также разработку технологий, обеспечивающих сохранение требуемых показателей в готовом напитке в течение декларируемого срока годности;
научно обоснован комплексный подход оценки влияния различных видов упаковки и условий хранения на качество готового продукта в потребительской таре в течение установленного срока годности;
б
научно доказана и экспериментально подтверждена целесообразность использования нового вида злакового сырья - тритикале в инновационной технологии получения натуральных НЗО;
изучены сортовые особенности светлого, темного солода и несоложен-ного тритикале на выбор технологических параметров получения концентратов и концентрированных сброженных основ из зернового сырья;
установлены функциональные антимутагенные свойства кваса, обогащенного бетаином, позволяющие создать современные конкурентоспособные продукты, обеспечивающие профилактику мутагенеза, который представляет серьезную угрозу здоровья человека.
Практическая значимость:
сформулированы исходные требования к зерновому сырью и продуктам его переработки для обеспечения инновационной технологии производства НЗО;
созданы и внедрены инновационные технологии, которые подтверждены 7 патентами;
разработана и утверждена в установленном порядке нормативная документация на 6 новых видов продукции: «Основы концентрированные сброженные для кваса и безалкогольных напитков на зерновом сырье» (ТУ 9185-084-00334600-10), «Основы концентрированные сброженные для кваса и безалкогольных напитков на зерновом сырье с использованием соков фруктовых концентрированных» (ТУ 9185-098-00334600-11), «Солод из тритикале» ( ТУ 9185-134-00334600-14), «Концентраты сусла из тритикале» (ТУ 9185-145-00334600-15), «Основы концентрированные сброженные из тритикале для кваса и безалкогольных напитков на зерновом сырье» (ТУ 9185-163-00334600-16), «Квасы безалкогольные» (ТУ 9185-099-00334600-11).
разработаны 6 межгосударственных и национальных стандартов;
проведены промышленные апробации технологии и внедрен способ получения НЗО на ОП «Завод пищевых концентратов» ООО «Белгорсолод» и других предприятиях;
результаты исследований включены в лекционные курсы, лабораторные
и практические занятия для студентов.
Научные положения, выносимые на защиту:
критерии идентификации напитков на зерновой основе, базирующиеся на объективных методах контроля концентрации веществ химического состава кваса, определяющие его органолептический профиль;
закономерности, определяющие устойчивость технологических процессов купажирования концентрированных сброженных основ для получения напитка на зерновой основе стабильного качества;
технологические решения по созданию конкурентоспособных квасов, полученных из различных видов зернового сырья с использованием концентрированных сброженных основ, которые обеспечивают высокое стабильное качество готового продукта.
Личный вклад автора заключается в формулировании нового направления и разработке основных положений диссертации, выносимых на защиту, постановке целей и задач исследований, решении поставленных задач, планировании эксперимента и выполнении исследований, обобщении результатов и использовании их в практике. Результаты диссертационной работы являются совокупностью многолетних научных исследований, проведенных во ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности - ныне филиале ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН лично автором и при его непосредственном участии в качестве научного руководителя.
Достоверность результатов исследований подтверждается соответствием теоретических данных с полученными результатами экспериментальных исследований и представленных испытаний. Экспериментальные данные, выводы и рекомендации основаны на общепринятых теоретических закономерностях, не противоречат и с достаточной степенью точности согласуются с известными концепциями, апробированы и подтверждены в промышленных условиях.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы доложены и обсуждены на заседаниях Ученого совета
ВНИИПБиВП, на международных и всероссийских конференциях, симпозиумах и форумах, в том числе на: Международных симпозиумах «Производство пива и безалкогольных напитков. Состояние, тенденции и перспективы» (Москва, 2015, 2016, 2017), Международных форумах «Пиво- 2015, 2016, 2017» (Сочи, 2015, 2016, 2017), Петербургских форумах пивоваров (Санкт-Петербург, 2016, 2017), в Материалах VII Международной научно-техническая конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2015), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы повышения конкурентоспособности продовольственного сырья и пищевых продуктов в условиях ВТО» (Углич, 2014), Всероссийской научно-практической конференции «Принципы пищевой комбинаторики – основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов» (Углич, 2013), конференции Института VLB (Германия) для производителей пива и безалкогольных напитков (Берлин-Москва, 2012), Всероссийской научно-практической конференции «Приоритетные направления комплексных научных исследований в области производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Углич, 2005), V Международной конференции «Вода и напитки» (Москва, 2005), Международном конгрессе «Живая вода России» (Москва, 2004), Международном конгрессе «Вода, напитки и соки» (Москва, 2004), Конференции РАСХН «Медико-генетическая оценка пищевых продуктов» (Москва, 2003) и др.
Публикации. Основные результаты работы изложены в 40 публикациях, в том числе 18 в рецензируемых изданиях, входящих в перечень, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации материалов докторской диссертации, 7 патентов РФ. Под непосредственным руководством диссертанта разработано 6 межгосударственных и национальных стандартов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 8 глав, в том числе введения, обзора литературы, методической части, результатов собственных исследований, заключения, списка использованной литературы и приложений. Материал изложен на 306 страницах основного текста, содержит 70
Современное состояние и перспективы развития безалкогольной отрасли
Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье населения. Правильное питание обеспечивает нормальный обмен веществ в организме человека, способствует продлению жизни, повышению работоспособности, создает условия для адекватной адаптации к окружающей среде [52,89,220]. В свою очередь. Употребление продуктов питания с неблагоприятным биохимическим составом приводит к возникновению алиментарных заболеваний, которые в настоящее время по данным исследований ряда ученых приобретают массовый характер [31]. При этом изменения, происходящие в клетках живого организма в ходе его жизнедеятельности, обуславливаются не только генетическими особенностями организма, но и пищей, которую человек потребляет, что, в свою очередь, не может не сказаться на здоровье и долголетии человека [152].
Ряд ученых [16,27,29,30,51,183] предлагает рассматривать безалкогольные напитки на натуральном растительном сырье как специальные восстановительные продукты, предназначенные для нормализации различных нарушений статуса питания человека.
Напиток на зерновой основе - квас называют традиционно русским национальным напитком. Он известен (по летописи) еще с 1056 года. В действительности же возник на 200 - 250 лет ранее. Русский - потому что в других странах не был известен и не был распространен. Национальный - потому что явился типичным результатом взаимодействия основных черт русского национального характера.
На Руси первое письменное упоминание о квасе относится к 989 году, когда киевский князь Владимир обратил своих подданных в христианство. В летописи по этому поводу было написано - "Раздать народу пищу, мед и квас" [11,80].
Существовало множество разновидностей напитков на зерновой основе -кваса. Квас готовили из различных сортов муки и хлеба, воды и солода. Он является продуктом молочнокислого и, отчасти, спиртового брожения сахаристых веществ, образующихся из крахмала, содержащегося в исходных материалах. Использовали ржаную, ячменную, пшеничную, гречневую и овсяную муку; хлеб брали и ржаной, и пшеничный; солод - большей частью ржаной и ячменный. Иногда квас делали и без добавления солода. Наиболее распространённым был хлебный квас. Существовало огромное количество рецептов для приготовления напитков на зерновой основе. Они различались между собою как в количествах и сортах исходных материалов, так и в деталях самой техники приготовления. Известно, что воду для разведения затора брали и холодную, и горячую; время пребывания затора в печи и сусла в чанах в различных способах различно. Для придания продукту специального вкуса и аромата НЗО перед разливанием в бочки сдабривали хмелем, тмином, мятой, изюмом, чабрецом патокой, мёдом, корицей, гвоздикой, имбирем и другим сырьем [282,284,285]. В настоящее время ассортимент хлебных квасов существенно расширен за счет использования разнообразных фруктовых и ягодных ингредиентов — грушёвый, цитрусовый, клюквенный, яблочный, вишнёвый, облепиховый, лимонный и другие [80,202,234,283]. Напитки на зерновой основе этого рода представляли собой или обыкновенные хлебные квасы, сдобренные соком или вареньем из упомянутых ягод и фруктов, или же их готовили непосредственно из сока ягод без добавления хлеба или муки [268].
Напиток на зерновой основе – напиток с высокими вкусовыми качествами. Он не только способен утолить жажду, но и бодрит благодаря содержащимся в нем молочной и уксусной кислотам. Квас является напитком лечебно-профилактической направленности, как продукт кисломолочного брожения и подобен кефиру, простокваше, кумысу. В старину квасом лечили цингу и желу-дочно-кишечные заболевания. Как продукт молочнокислого брожения, он стимулирует обмен веществ, препятствует размножению вредных и болезнетворных микробов, поднимает тонус организма, содействует окислительно-восстановительным процессам. Содержание молочной и других кислот, витаминов В1, В2, РР, свободных аминокислот, различных сахаров и микроэлементов в квасе способствуют улучшению деятельности сердечно-сосудистой системы, регуляции функции центральной нервной системы и нормальному отложению солей в костных тканях. Углекислота в НЗО способствует более легкому перевариванию и всасыванию пищи и повышает аппетит. Сотников В.С. в своих исследованиях показал гибель в квасе тифозных и паратифозных микроорганизмов. Установлены бактерицидные свойства кваса, его использовали для промывания гнойных ран и в качестве примочки от опухоли.
В напитках на зерновой основе содержится более 10 аминокислот и из них 8 незаменимых, то значение кваса становится еще более весомым.
Количество витаминов в НЗО на первый взгляд не очень велико, но их регулярное поступление в организм дает ощутимый положительный эффект.
НЗО имеет хорошо сбалансированный химический состав. Питательная ценность кваса обусловлена тем, что он производится из зернового сырья, из которого в сусло переходят растворимые вещества: углеводы, витамины, пищевые волокна, минеральные компоненты. Углеводы сусла сбраживаются дрожжами и молочнокислыми бактериями, в процессе жизнедеятельности которых накапливаются биологически активные соединения: аминокислоты, витамины, летучие ароматические вещества.
Помозовой В.А. проведен сравнительный химический состав пива и кваса. Показано (табл.1.1), что оба вида напитков содержат примерно одинаковое количество углеводов, минеральных веществ, витаминов В1 , В2 , РР, однако, в квасе меньше спирта, больше органических кислот, благодаря чему квас имеет более выраженное освежающее действие [190,193].
Вместе с распадом СССР в начале 90-х годов в Россию хлынул поток импортной продукции, и стала активно заимствоваться западная культура, что привело к резкому падению интереса к напиткам на зерновой основе. В 1997 году в России было произведено всего 4,9 млн. дал. кваса, что составило лишь 3% от суммарного производства безалкогольных напитков.
Анализируя динамику спроса на квас по значению объемов его продаж в России Часовщиков А.Р. заметил, что в течение последнего десятилетия этот показатель имел устойчивую тенденцию к росту, что привело к увеличению его значения в 8 раз по сравнению с 2001г. (рис.1.1). Используя полученное автором уравнение динамики производства НЗО, можно предположить, что сложившаяся конъюнктура спроса приведет к ежегодному приросту объема продаж кваса по 20 млн.дал, или за предстоящие пять лет значение этого показателя вырастет на 100 млн.дал. В настоящее время НЗО составляет лишь 5% совокупного товарооборота группы прохладительных напитков, по прогнозу Ча-совщикова А.Р. в ближайший пятилетний период рост доли кваса увеличится в шесть раз и достигнет 25% в совокупном объеме продаж [238].
Автором была изучена и составлена актуальная картина рыночной ситуации в текущий период времени, которая приведена на рисунке 1.2, из которого видно, что 3/4 совокупного объема производства напитков на зерновой основе для российского потребительского рынка осуществляют четыре компании.
Лидером квасного производства является московская компания «Очаково», которая поставляет на рынок почти 40 % объема потребляемого кваса. Эта компания в 2010 г. увеличила производство кваса с одноименной товарной маркой в три раза в сравнении с предшествующим годом [106]. За лидером следует компания «Дека» (товарные марки «Никола», «Степан Тимофеевич», «Добрыня Никитич», «Большой квас») из Великого Новгорода (21 %), имея такие же, как и Очаково показатели прироста [204].
Компания «Дека» выпускает квас для крупных торговых сетей под их марками: «365 дней» для Ленты, «Ладный» для пятерочки, «О!» для Ашана.
Исследование качественного и количественного состава летучих компонентов и органических кислот в НЗО в зависимости от условий хранения
Для того, чтобы разобраться во влиянии условий хранения на органолеп-тический профиль напитков на зерновой основе, во всех представленных образцах методами газовой и жидкостной хроматографии было определено содержание летучих компонентов и органических кислот.
При этом были исследованы свежие образцы напитков до выдержки, а также те которые выдерживались в вышеуказанных условиях.
В таблице 4.2 представлены данные по содержанию летучих компонентов. Суммарное содержание летучих компонентов изменялось от 31,1 до 42,7 мг/дм3 - до выдержки и от 31,9 до 42,3 мг/дм3 - после выдержки. Содержание отдельных компонентов варьируется в широких пределах и различается, в зависимости от производителя кваса. Определенной корреляционной зависимости между летучими компонентами кваса до и после выдержки не наблюдается как в случае с ПЭТФ-бутылкой, так и с алюминиевой банкой.
Содержание и номнклатура органических кислот в образцах напитков представлено в таблице 4.3. Качественный и количественный состав данных соединений, как и в случае с летучими компонентами, практически не отличается от результатов предыдущих исследований.
Суммарное содержание органических кислот в квасах до выдержки колеблется от 1,521 до 1,794 г/дм3 , а после неё от 1,565 до 2,296 г/дм3 .
Во всех образцах кваса отсутствует муравьиная кислота. Однако это не повлияло на суммарное содержание органических кислот, которое находится в допустимых пределах.
Органолептическая оценки образцов кваса после выдержки показала, что изменение содержания исследуемых соединений, несущественно повлияло как на вкус, так и на аромат готовых напитков.
Дополнительно в образцах кваса были исследованы показатели содержания кислорода, рН и ОВП. В качестве контроля были проанализированы свежие образцы кваса до выдержки, а также две партии кваса, описанные выше.
Динамика изменения содержания кислорода, рН и ОВП в напитках при различных условиях хранения представлена в таблице 4.4.
Представленные данные свидетельствуют о том, что содержание кислорода в квасах, разлитом в алюминиевую банку, в процессе хранения остается, практически, на одном и том же уровне.
Содержание кислорода в квасе, разлитом в ПЭТФ-бутылку, через 112 суток при 200 С во всех образцах возрастает в несколько раз, что, очевидно, связано с проникновением кислорода через упаковку.
Однако выдержка при 300 С в течение менее длительного периода времени приводит к его резкому снижению, что, по нашему мнению, связано с процессом окисления биополимеров кваса.
рН во всех образцах несколько уменьшается. Окислительно восстановительный потенциал во всех образцах кваса также изменяется незначительно.
Таким образом, на основании проведенных исследований были сделаны следующие выводы:
1. Мониторинг качественных показателей напитков на зерновой основе, разлитых в различную потребительскую тару показал, что по физико химическим показателям квасы соответствуют требованиям ГОСТ.
2. В процессе хранения в квасе, разлитом в ПЭТФ упаковку, наблюдается незначительное ухудшение органолептических показателей, что, очевидно, связано с диффузией кислорода из окружающей среды и процессом окисления биополимеров кваса.
3. При розливе кваса в ПЭТФ тару необходимо при ее изготовлении использовать вещества, обладающие барьерными свойствами для проникновения кислорода.
4. Особое внимание при розливе напитков на зерновой основе необходимо уделять санитарии как производства, так и технологического оборудования и коммуникаций. Для избежания развития молочнокислых бактерий режим пастеризации должен быть более жестким.
5. После выхода кваса из поточного пастеризатора обсемененность транспортных коммуникаций, блока розлива и тары должна быть минимальной.
6. При розливе кваса в алюминиевую банку или стекло-бутылку для обеспечения стабильности качественных показателей целесообразно использование тоннельного пастеризатора.
7. Использование вышеперечисленных мероприятий позволит повысить стабильность качественных показателей напитков на зерновой основе в течение декларируемого срока годности и снизить затраты, связанные с переработкой нереализованной продукции.
Технологическая схема и описание технологического процесса производства концентрированной основы типа Б (светлой, темной)
Технологическая схема их производства включает в себя следующие стадии:
- подготовку воды;
- приемку и хранение сырья и материалов;
- приготовление сахарного сиропа;
- приготовление квасного сусла;
- сбраживание сусла;
- осветление сброженного сусла;
- концентрирование осветленного сброженного сусла;
- термообработка концентрированной сброженной основы;
- хранение, розлив в транспортную тару и транспортирование концентрированных основ.
Подготовку воды для приготовления концентрированных основ типа Б (светлой и темной) проводят на любом оборудовании в соответствии с пунктом 1.2 настоящей технологической инструкции.
Каждая партия поступающего сырья должна сопровождаться удостоверением о качестве с указанием о соответствии качества данной партии требованиям нормативно-технической документации.
Зернопродукты, ККС, сахар, соль, крахмал, используемые для производства концентрированных основ хранят в сухих, чистых, хорошо вентилируемых помещениях в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52061-2003 «Солод ржаной ферментированный и неферментированный», ГОСТ 29294-92 «Со лод пивоваренный ячменный», ГОСТ 28538-90 «Концентрат квасного сусла, концентраты и экстракты квасов», ГОСТ 21-94 «Сахар-песок», ГОСТ Р 53035-2008 «Сахар жидкий», ГОСТ Р 51574-2000 «Соль поваренная пищевая», ГОСТ Р 51985-2002 «Крахмал кукурузный».
Чистые культуры молочнокислых бактерий, дрожжей, стартовых культур для приготовления заквасок, ферментные препараты и вспомогательные материалы хранят в сухих помещениях. Условия хранения в соответствии с рекомендациями предприятия изготовителя.
Моющие и дезинфицирующие средства хранят в отдельных, специально предназначенных для этой цели помещениях.
Сахарный сироп является полуфабрикатом, предназначенным для приготовления концентрированных основ.
Перед приготовлением сахарного сиропа все оборудование, включая трубопроводы, запорную и регулирующую арматуру необходимо проверить на герметичность, тщательно промыть, продезинфицировать и вторично промыть подработанной водой.
Белый сахарный сироп представляет собой концентрированный водный раствор сахара, который получают двумя способами: холодным или горячим.
Для приготовления сиропа холодным способом используют специально предназначенное для этой цели оборудование, а также, стальные или эмалированные цилиндрические баки, в которых на 1/3 высоты, считая от нижнего днища, устанавливают металлическую сетчатую перегородку, покрытую фильтрующим материалом, например, тканью. Сахар засыпают в верхнюю часть бака не более чем, наполовину его высоты. Затем, небольшими порциями подают воду. Вода растворяет сахар и, полученный сироп самопроизвольно фильтруется. Далее, отфильтрованный сироп, методом циркуляции проходит через слой сахара до тех пор, пока концентрация сиропа достигнет значения 60-65%.
Также, возможно растворять сахар в закрытых емкостях в тёплой воде с последующей пастеризацией сахарного сиропа.
Допускается направлять сахарный сироп, полученный холодным способом сразу в купажную емкость без проведения пастеризации, при условии, дальнейшей пастеризации (или фильтрации через бактерицидно-задерживающие фильтры) купажного сиропа или готового напитка.
При горячем способе приготовление сиропа производят в сироповарочном котле (реакторе), оборудованном перемешивающим устройством и паровой рубашкой, устройством для слива готового сиропа, воронкой для подачи сахара, штуцером подвода воды.
При приготовлении сахарного сиропа горячим способом сахарный раствор, при непрерывном перемешивании, доводят до температуры 85оС и выдерживают при данной температуре не менее 15 минут. После полного растворения сахара полученный сахарный сироп в горячем состоянии подают на фильтрование. Для фильтрования сахарного сиропа применяют фильтры различных конструкций (сетчатые из нержавеющей стали с размером ячейки 1-2,5 мм, тканевые, рамные и др.).
После фильтрации сахарный сироп в горячем виде направляют в суслова-рочный котел или отправляют на хранение предварительно охладив на пластинчатых, или на противоточных змеевиковых теплообменниках, или при помощи змеевиков, установленных в сборниках для сиропа до 10-20оС.
Охлажденный сироп передают насосом или другим, предусмотренным на предприятии, способом в предварительно вымытые сборники для хранения, которые должны быть оборудованы измерительными устройствами. По окончании работы резервуар для приготовления сахарного сиропа ополаскивают расчётным объёмом подготовленной горячей воды с температурой, не менее, 60оС. Далее этой же водой промывают оборудование и трубопроводы, задействованные при приготовлении и перекачке готового сиропа «на сиропосборник» или в отдельную емкость. Промывные воды в дальнейшем используют при последующих варках сахарного сиропа или сусла.
Массовая доля сухих веществ в сахарном сиропе должна составлять 60-65%. Исходя из концентрации приготовляемого сиропа, рассчитывают количество сахара и воды на одну варку.
Пример: требуется приготовить 200 дм3 сахарного сиропа концентрацией 65% масс. По «сахарным таблицам» находим количество сахара, содержащегося в 1 дм3 сахарного сиропа, равное 0,85561кг. Тогда, количество сахара (Gсв.сах, кг) в 200 дм3 сиропа составит
Исследование процесса соложения образцов тритикале
С целью изучения биохимических превращений, происходящих в процессе проращивания зерна тритикале, а также определения оптимальных технологических параметров было проведено микросоложение представленных образцов.
Работа по солодоращению предусматривала получение двух типов трити-калевого солода: светлого и темного. Технология солода включала в себя стадии замачивания, проращивания, томления (для темного солода) и сушки.
Соложение проводили на микросолодовне марки «Seeger» (Германия) по следующим установленным параметрам (таблица 7.7).
Данные изменения физико-химических показателей в процессе проращивания представлены в таблице 7.8.
В анализируемых образцах за счет ферментативного гидролиза белковых веществ солода происходит образование низкомолекулярных продуктов расщепления – аминного азота, содержание которого в процессе проращивания увеличивается практически в 2,5- 3 раза. Активное растворение белка особенно важно при получении темного солода, так как в таком случае образуется достаточное количество соединений, необходимых для реакции меланоидинообра-зования.
Кроме того, происходит незначительное снижение содержания пентозанов на 0,5-1,1 %. Известно, что некрахмальные полисахариды влияют на дальнейшую переработку, затрудняя технологический процесс, поэтому получение солода с низким содержанием данных веществ имеет важное значение.
При получении светлого солода, как источника ферментов, особое внимание уделяли контролю накопления активности основных групп гидролитических ферментов (амилолитической и протеолитической), которые представлены на рисунке 7.1.
В ходе проращивания во всех образцах происходит интенсивное образование амилолитических и протеолитических ферментов. При этом сорта тритикале Легион и Немчиновский 56 отличились лучшей динамикой данного процесса. При одних и тех же условиях оптимум амилолитической активности у этих сортов наблюдается уже по истечению четырех суток ращения и данный показатель в дальнейшем практически не возрастает.
Активное формирование комплекса протеолитических ферментов начинается после двух суток ращения и продолжается до четвертых суток.
Необходимо отметить, что характер кривых накопления ферментативных активностей при проращивании тритикале схож с процессом образования ферментов во ржи.
Следующим этапом работы было получение темного солода. Отличительной особенностью технологии солода этого типа является предшествующий стадии сушки процесс томления.
По окончании третьих суток ращения, согласно графику на рисунке 7.1, достигнут уровень ферментативной активности, достаточный для проведения дальнейших технологических процессов, связанных с получением темного солода, и поэтому нет необходимости, в отличие от случая со светлым солодом, продолжать его проращивание.
Значимыми параметрами, контролируемыми в процессе томления, являются уровни накопления кислотности и цвета. Данные, полученные по результатам исследования физико-химических показателей темного солода по дням томления, представлены на рисунке 7.2.
Графики наглядно демонстрируют отличие в уровне накопления кислото-и цветообразующих компонентов солода по сортам. Так заметное увеличение кислотности в образцах наблюдается на вторые сутки томления, однако, при соложении сорта Легион данный процесс протекает более интенсивно по сравнению с другими сортами.
Значение показателя «цвет» во всех анализируемых образцах начинает увеличивается уже на 4-5 сутки томления, когда температура процесса повышается до 55-650С, и достигает своего пика при сушке. При этом нарастание цвета у сортов тритикале Легион, Гермес и Немчиновский 56 отличается большей интенсивностью.