Напитки брожения типа кваса на основе меда Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Напитки брожения типа кваса на основе меда

Ю. Ю. Миллер, Н. Н. Елонова, И. А. Еремина

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Квас — традиционный национальный русский напиток. Он хорошо утоляет жажду, улучшает обмен веществ, благоприятно влияет на сердечно-сосудистую систему благодаря присутствию различных витаминов и микроэлементов, регулирует кислотность желудочного сока. Питательная ценность кваса обусловлена в первую очередь тем, что его производят из натурального растительного сырья, из которого в готовый продукт переходят углеводы, витамины, пищевые волокна и минеральные компоненты.

Согласно статистическим данным [2], в период с 1981 по 1989г. в РФ наблюдался устойчивый рост производства кваса, а с 1990 по 1994 г. — резкое падение объемов производства, далее, вплоть до 2001 г., в квасоварении был застой. Устаревшее оборудование для производства кваса, сезонность напитка, колебания в качестве, недостаток основного сырья привели к тому, что квас стало невыгодно производить. Кроме того, производители кваса столкнулись с еще немаловажной проблемой — падением спроса на этот продукт.

В последнее время, особенно в течение последних трех лет, производство кваса стабильно растет, вновь появился интерес производителей и потребителей к квасу и другим национальным напиткам брожения (сбитню, медовухе).

Издревле напитки на основе меда были традиционными напитками русского народа. Существовала масса рецептов производства различных как слабоалкогольных, так и крепких напитков на основе меда.

Медовые напитки брожения современного поколения разнообразны как по сырьевому составу, так и по способам производства. Как правило, для достижения глубокого выбраживания в современных условиях сбраживание медового сусла производится с помощью различных рас винных, пивных и хлебопекарных дрожжей. Разные виды дрожжей сбраживают медовое сусло с различной скоростью, формируют специфические органолепти-ческие характеристики напитка.

Основной недостаток медовых напитков брожения, медовух промышленного производства — их «тяжелый вкус», чему способствуют высокая температура брожения, недостаток аминного азота в медовом сусле, длительный цикл производства. Это

3•2007

28

приводит к накоплению побочных продуктов брожения в высоких концентрациях, что отражается на вкусовых достоинствах напитков, снижая освежающее действие и пищевую ценность. Поэтому они не стали продуктами массового потребления.

Продолжительность брожения, ч — 4 г/дал; — 5 г/дал; — б г/дал; — 7 г/дал

Рис. 1. Динамика брожения медового сусла медовыми дрожжами при различном уровне азота (норма внесения дрожжей — 20 млн кл. / см3)

^ 8,5 Ф 8 3" 3 7,5 X к 7 « б,5 I б | 5,5

ЕИо Нв Нб Н9 12 15 18 21 24 Продолжительность брожения, ч — 4 г/дал; — 5 г/дал; — б г/дал; — 7 г/дал Рис. 2. Динамика брожения медового сусла медовыми дрожжами при различном уровне азота (норма внесения дрожжей — 30 млн кл. / см3)

^ 8,5

X х 7 & б,5 I б о 5,5

ЕИо Нв Нб Н9 12 15 18 21 24 Продолжительность брожения, ч — 4 г/дал; — 5 г/дал; — б г/дал; — 7 г/дал Рис. 3. Динамика брожения медового сусла медовыми дрожжами при различном уровне азота (норма внесения дрожжей — 30 млн кл. / см3)

При использовании медового сусла необходимо уделять внимание особенностям протекания биохимических и микробиологических процессов, так как это сусло в отличие от зернового или плодово-ягодного неоптимально по соотношению сбраживаемых углеводов и аминного азота, содержит мало минеральных компонентов, в которых нуждаются дрожжи. Для эффективного брожения и развития дрожжей в сбраживаемой среде необходимо оптимизировать состав сусла и соблюдать рациональные условия брожения, от которых зависит качество напитка.

Цель данной работы — исследование возможности получения слабоалкогольных напитков брожения типа кваса на основе меда с использованием дрожжей, выделенных из продукта пчеловодства — перги.

Дрожжи выделены в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности из четырех образцов перги, полученной из разных регионов. Показана эффективность их использования для сбраживания медового сусла с высокой начальной экстрактивностью до 20 %, определены оптимальные параметры их развития [1]. В данном исследовании одна из первых задач — оптимизация состава сусла и режимов брожения при сбраживании сусла с низкой начальной экстрактивностью.

Все исследования проводили на стерильном медовом сусле с содержанием сухих веществ 8 %, которое сбраживали медовыми дрожжами при температуре 30 °С до содержания сухих веществ 5,5-5,8 %. В качестве источника азота использовали препарат Rhodia Zumesite, представляющий собой пищевую подкормку для дрожжей и имеющий в своем составе соли аммония и витамины. Рекомендуемое количество внесения препарата для пивных дрожжей 5-6 г/дал. При проведении эксперимента препарат вносили в количествах 4, 5, 6 и 7 г/дал.

Кроме изучения влияния концентрации азотистых веществ на процесс брожения параллельно проводили исследования по выявлению оптимальной нормы внесения дрожжей в медовое сусло. Норма внесения пивных дрожжей для производства пива 25 млн кл. / см3. Исследован процесс сбраживания медового сусла в диапазоне концентраций 20-40 млн кл./ см3. В процессе сбраживания через каждые 3 ч определяли массовую долю сухих веществ, общее количество жизнеспособных дрожжевых клеток, процент мертвых и почкующихся. Результаты исследований представлены на рис. 1 -6.

Содержание мертвых клеток в процессе брожения увеличивалось незначительно и не превышало 8,5 %, количество почкующихся возрастало к концу брожения. Полученные результаты позволяют отметить, что на скорость брожения медового сусла и на физиологические показатели медовых

дрожжей в процессе брожения существенно влияют как норма засева дрожжевых клеток, так и количество вносимой подкормки для дрожжей. Однако при любой дозировке медовых дрожжей наблюдается одинаковая зависимость как продолжительности брожения медового сусла, так и накопление дрожжевой биомассы от содержания источника азота в сусле.

Как видно из рис. 1-3, наиболее быстрое и глубокое сбраживание сусла наблюдается при внесении Rhodia Zumesitе в количестве 6 г/дал. При этой же дозировке практически во всех случаях к концу брожения содержание мертвых клеток минимально и составляет 6,5-8,5 % от общего количества клеток. Для накопления почкующихся клеток такое количество вносимого препарата также оптимально. Так, количество почкующихся клеток к концу брожения при норме засева медовых дрожжей 40 млн кл. / см3 составляет 32 % от общего количества клеток, а при норме засева 30 и 20 млн кл./ см3 — 45 и 42 % соответственно.

При слишком низкой концентрации азотистого питания (4 г/дал) наблюдается низкая бродильная активность дрожжей, количество почкующихся клеток к концу брожения составляет 20-30 %, а содержание мертвых несколько выше, чем при дозировке азота 6 г/ дал. При повышенной концентрации азота в сусле тормозятся процессы брожения и размножения дрожжей.

Влияние нормы задачи дрожжей, а также количества азота в сусле на скорость размножения медовых дрожжей можно оценить по скорости роста дрожжевых клеток (рис. 7).

Из представленных графиков видно, что заметное увеличение скорости роста наблюдается при начальной величине засева 20 млн кл./ см3 сусла. Дальнейшее увеличение начальной концентрации дрожжевых клеток не обосновано и ведет к торможению процесса брожения.

Для оценки влияния уровня азотистого питания на скорость брожения и накопление биомассы рассчитаны уравнения регрессии в стандартном пакете программ «Статистика», описывающие зависимость содержания сухих веществ У1 и накопление дрожжевых клеток У2 от Х1 — начальной концентрации дрожжевых клеток, млн кл./ см3; Х2 — нормы внесения аммиачного азота, г/дал; Х3 — продолжительности брожения, ч. Уравнения были рассчитаны с учетом концентрации азота 0, 4, 5, 6 и 7 г/дал.

Полученные уравнения имеют вид:

У1 = 8,0277 + 0,0012Х1 + 0,0018Х2 -- 0,011Х3 + 0,0003Х1Х2 - 0,0005Х1Х3 -- 0,0007Х2Х3 - 0,0001Х1Х2Х3;

У2 = -0,0084 + 0,9855Х1 + 0,2086Х2 + + 0,0033Х3 - 0,0013Х1Х2 + 0,0058Х1Х3 + + 0,0828Х2Х3 + 0,0005Х1Х2Х3.

^ 60 | 50

I 40

0

£ 30 | 20

| 10

си

1 0

^И 01 31 61 9 12 15 18 21 24 Продолжительность брожения, ч — 4 г/дал; — 5 г/дал; — 6 г/дал; — 7 г/дал

Рис. 4. Динамика концентрации

жизнеспособных клеток с различным количеством Rhodia Zumesite (норма внесения дрожжей — 20млн кл./см3)

,8 60 | 50 I 40

0

* 30

1 20 I 10

си

I 0

^И 01 31 61 9 12 15 18 21 24 Продолжительность брожения, ч — 4 г/дал; — 5 г/дал; — 6 г/дал; — 7 г/дал

Рис. 5. Динамика концентрации

жизнеспособных клеток с различным количеством Rhodia Zumesite (норма внесения дрожжей — 30млн кл./см3)

,8 60 I 50

£ 40

0

30

1 20

| 10 §■

I 0

^И 01 31 б I 9 12 15 18 21 24 Продолжительность брожения, ч — 4 г/дал; — 5 г/дал; — 6 г/дал; — 7 г/дал

Рис. 6. Динамика концентрации

жизнеспособных клеток с различным количеством Rhodia Zumesite (норма внесения дрожжей — 40млн кл./см3)

4 5 6 7

Норма внесения Rhodia г/дал

— 20 млн кл./см3;

— 30 млн кл./см3;

— 40 млн кл./см3

Рис. 7. Удельная скорость роста

медовых дрожжей в зависимости от количества Rhodia Zumesite при различных нормах засева дрожжей

Обобщая результаты исследования, можно заключить, что внесение Rhodia Zumesitе в количестве 6 г/дал, а также первоначальный засев дрожжей 20 млн кл./см3 являются рациональными параметрами для более быстрого сбраживания квасного сусла и обеспечивают необходимый прирост дрожжевой биомассы.

Учитывая все результаты проведенных исследований, был приготовлен напиток. Медовое сусло с начальной концентрацией сухих веществ 8 % кипятили в течение 1-3 мин. Препарат Rhodia Zumesitе вносили в сусло непосредственно перед его кипячением, поскольку внесение добавки для дрожжей перед процессом брожения приводило к закисанию сусла. Дрожжи задавали из расчета 20 млн кл. / см3, а подкормку — 6 г/дал. Брожение проводили при 30 °С до содержания сухих веществ в среде 5,5-5,8 %. Физико-химические показатели медового сусла следующие: массовая доля сухих веществ 8 %; кислотность 0,2 см3 раствора №ОН концентрацией 1 моль/ дм3 на 100 см3 сусла; содержание аминного азота 3,9 мг/100 см3 сусла.

После сбраживания сусла до снижения экстрактивности на 2 % напиток охлаждали до температуры 0...2 °С, выдерживали в течение 12 ч, затем снимали с дрожжевого осадка и анализировали по физико-химическим и органолептиче-ским показателям. Физико-химические показатели следующие: массовая доля сухих веществ 5,6 мг/100 см3 сусла; кислотность 4,1 см3 раствора №ОН концентрацией 1 моль/ дм3 на 100 см3 сусла; объемная доля этилового спирта 1,2 %.

Органолептическая оценка показала, что напиток обладает приятным, гармоничным кисло-сладким вкусом с оттенком меда, достаточно насыщен углекислотой, аромат напитка — медовый, цвет — светло-желтый с блеском.

Результаты проведенного эксперимента позволяют сделать вывод о возможности применения дрожжей, выделенных из перги, для производства слабоалкогольных напитков на основе медового сусла с использованием источника азотистого питания.

При соблюдении всех вышеперечисленных параметров наблюдается максимальная скорость сбраживания медовых напитков, оптимальный прирост дрожжевой биомассы в процессе брожения. Напитки, получаемые таким образом, обладают отличными органолептическими показателями.

ЛИТЕРАТУРА

1. Помозова В.А., Еремина И. А., Киселева Т. Ф. и др. Новый вид дрожжей для производства медовых напитков//Пиво и напитки. 2005. № 6. С. 32—34.

2. Киселева Т. Ф. Формирование технологических и социально-значимых потребительских свойств напитков: теоретические и практические аспекты: Монография. — Кемерово, КемТИПП, 2006. &

3 • 2007

29