Разработка технологии кваса с функциональными свойствами на основе экстрактов эфиромасличных растений Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ИННОВАЦИОННОЕ СЫРЬЕ — ОСНОВА КАЧЕСТВЕННЫХ НАПИТКОВ

ТЕМА НОМЕРА

УдК 663.479.1:633.81

разработка технологии кваса с функциональными свойствами

на основе экстрактов эфиромасличных растений

О. А. Котик,

канд. техн. наук, доцент; А. А. Колобаева, канд. техн. наук; Н. В. Королькова,

канд. с.-х. наук; К. Ю. Вяльцева

Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I

А. Ю. Плаксина

ООО«АРТЕЛЬ»

Квас — традиционно один из важнейших напитков в нашей стране. После значительного спада объемов производства с 1992 по 2003 г. наблюдается устойчивое ежегодное наращивание производственных мощностей и ассортимента. Так, по данным Росстата, темпы роста сегмента квасных напитков в 2014 г. по отношению к 2013 г. составили 106, 4%.

Востребованность кваса обусловлена как растущим интересом населения к национальным русским напиткам, оригинальными вкусовыми свойствами, так и положительным влиянием на организм человека. Отмечено, что квас, произведенный с использованием дрожжей и молочнокислых микроорганизмов, благодаря насыщению в процессе брожения аминокислотами, молочной и уксусной кислотой и витаминами, целесообразно относить к функциональным напиткам [1].

Необходимость разработки новых продуктов с функциональными свойствами, в том числе напитков, в настоящее время очевидна [2]. Результаты исследования пищевого статуса населения России показывают существенное снижение поступления в организм эссенциальных веществ и микронутриентов в условиях избыточного потребления жиров. Основные причины сложившейся ситуации — снижение общего уровня доходов, недостаточная информированность о рациональном питании и усиленная реклама «нездоровых» напитков на основе ароматизаторов. Важнейшим инструментом коррекции структуры питания можно на-

звать использование функциональных напитков [3].

Перспективным компонентом обогащения пищевых продуктов микро-нутриентами служит растительное травянистое сырье [4, 5]. При этом внесение растительных составляющих должно обеспечивать не только увеличение биологической ценности продукта, но и повышение потребительской привлекательности. В соответствии с исследованиями, проведенными авторами [6], основной критерий выбора напитка — ор-ганолептические свойства, что важно учитывать при разработке новых технологий и рецептур кваса.

Предъявляемым требованиям в достаточной степени соответствуют водные экстракты эфиромасличных растений, содержащие натуральные антиоксиданты, витамины, минеральные вещества, углеводы. Содержащиеся в них эфирные масла и другие компоненты придают готовым напиткам характерный аромат и вкус.

Цель настоящих исследований — разработка технологии кваса брожения, обладающего функциональными свойствами, на основе экстрактов эфиромасличных растений.

Для достижения поставленной цели необходимо исследовать свойства растительных экстрактов, подобрать состав композиции, установить оптимальную дозировку дрожжей, вид и количество молочнокислых микроорганизмов, а также провести оптимизацию технологических режимов и вносимых рецептурных компонентов.

Для исследования были выбраны следующие виды эфиромасличных

18 ПИВО и НАПИТКИ 5 • 2016

ИННОВАЦИОННОЕ СЫРЬЕ — ОСНОВА КАЧЕСТВЕННЫХ НАПИТКОВ

Таблица 1

Сырье для получения растительного экстракта

Показатель Мята перечная Мелисса лекарственная Душица обыкновенная Лофант анисовый Змееголовник молдавский Цитронелла

Запах, вкус Приятный выраженный вкус и аромат ментола Выраженный лимонный вкус и аромат Терпкий аромат и слабо выраженный вяжущий вкус Выраженный пряный вкус и аромат Приятный выраженный травянисто-лимонный вкус и аромат Сильно выраженный приятный лимонный привкус и аромат

Сухие вещества, % 4,0 3,6 5,6 3,8 3,8 4,2

Содержание антиоксидантов, мг/дм3 16,3452 15,1163 33,8619 8,6465 12,3622 17,5554

Содержание аскорбиновой кислоты, мг% 0,12 0,25 0,64 0,13 0,18 0,96

растении: мята перечная, мелисса лекарственная, душица обыкновенная, лофант анисовый, змееголовник молдавский, цитронелла. Экстракты готовили путем смешивания предварительно высушенной и измельченной надземной части растений с водой при температуре 90±2 °С в течение 20 мин при гидромодуле 1:10. Органолептические и физико-химические свойства полученных экстрактов показаны в табл. 1.

Как показано в табл. 1, все виды водных экстрактов обладают характерным ароматом и вкусом. Наиболее выраженный аромат имеют экстракты мяты перечной, мелиссы лекарственной, что обусловлено высоким содержанием в растениях ментола, и экстракт цитронеллы, в составе которой значительное содержание цитраля [7]. Содержание сухих веществ (СВ) в экстрактах составило 3,6-5,6%, что связано с особенностями физико-механических свойств сырья и различным содержанием водорастворимых веществ. Наибольшее содержание антиокси-дантов отмечено в экстрактах души-

Таблица2

Квас с содержанием фитокомпозиции, % Прозрачность, цвет, внешний вид, балл (от 1 до 7) Вкус и аромат, балл (от 6 до 12) Насыщенность СО2, балл (от 2 до 6) Итого, балл

1 4,3 6,7 3,2 13,9

2 4,0 9,1 3,3 16,4

3 4,5 10,8 4,0 19,3

4 4,7 11,9 4,4 21,0

5 4,5 8,2 3,7 16,4

6 4,2 7,4 4,0 15,6

7 4,1 6,8 3,5 14,4

8 4,0 6,0 3,1 13,1

цы обыкновенной, цитронеллы и мяты перечной, что служит следствием повышенного содержания фенольных соединений. В экстракте цитронеллы установлено содержание аскорбиновой кислоты 0,96 мг %, что больше аналогичного показателя у других исследуемых экстрактов.

На основе исследования свойств экстрактов, а также их влияния на изменение показателей квасного сусла в процессе брожения для дальнейших исследований приняты экстракты трав змееголовника молдавского, душицы обыкновенной и цитронеллы в соотношении 2:3:3.

° в 7,0

!< 6,5 &

N

I 6,0

2 3 4 5 6 7 !

Продолжительность брожения, ч

0,1 г/л 0,4 г/л 0,7 г/л 1,0 г/л 1,4 г/л

Рис. 1. Содержание сухих веществ в зависимости от дозировки дрожжей

В каждый образец кваса добавляли различное содержание фито-композиции 1-6% от объема кваса. После сбраживания кваса в течение 8 ч проводили балльную и органолеп-тическую оценку кваса с фитокомпо-зицией (табл. 2).

Как показано в табл. 2, наибольшее балльное значение по оценке ор-ганолептических свойств отмечено у образцов с содержанием фитокомпо-зиции от 2 до 6%.

Нами проводились исследования по определению дозировки дрожжей при приготовлении кваса. В опытах использовались расы хлебопекарных дрожжей. В образцы кваса добавляли различное количество дрожжей и следили за изменением содержания СВ в процессе брожения кваса. Динамика изменения содержания СВ в процессе брожения кваса показана на рис. 1.

Как показывают опытные данные, при добавлении в квас хлебопекарных дрожжей в количестве 0,4 г / дм3 содержание СВ уменьшилось на 1,2% за 8 ч. При внесении меньшего количества дрожжей квасное сусло плохо сбраживалось, а при большей — ухудшались органолептиче-ские показатели готового продукта.

На следующем этапе проводились исследования влияния хлебопекарных дрожжей различных производителей на изменение физико-химических показателей квасного

1

9

5 • 2016

ПИВО и НАПИТКИ 19

ТЕМА НОМЕРА

к

Еа К

Г-

й

О

о

СГ й

О

Я ч

05 О

Еа ГО

3 ^

ф

О

г-^е-а к

о Еа

С7<

О Ж

О» о4

§ *

ся ч

05 43 Ж 05

ж ч

С74

^ сл

05

. РЧ Еа Ч а ф

"в" к

ж= 1э

ф

с °

Со ^

о л ж

о а рч

, л

съ

• Со X

3 Е

05 Ж':

Ж Еэ

ся Ж

Ж О

Е -в*

X Ж

я ь<

43 ж

О "

}э ж

<-< 43

РЧ о

СП

т

Еа Ж

л го

го

05 43

ж

05

Ж ч

Я СО

43 ж

О 43

1э О

><! ся

РЧ 05

4 ж

2 ж СЯ

СЛ Ж,:

о

^ ё

-) Еэ

05 а 43

2 -в-

ф

ж

4

05

ч ж ся

Д Е

СЛ X

СП

т

Еа Ж

к п

4 н

Ф ГО 43 '

к Го

05 ^ ё

ж 53

¡5 03

Е ж

ж= ч

Еа СЛ 53 I

-е- 1

Ж РЧ Еа О Ж Ж

р^-е-р

а »

о

о ф

СГ 43 й

О

ф

Ж ч ж

43

о

О* СЯ К 05

^ ж

я ж

С4 Ж':

Я Еа

^ -в-

Ф Ж

Я Еа

Ч Ж

О со

РЧ Ж

О 43

РЧ о

ГО го й м м ° ^ 5 -в-я ж 05 Е Ж X

ж

Еа

„ ,. СГ Ч _ Ж

=1 О

^ О »

I }Э Я

111

о ^

СЯ РЧ

к я

Со 43 О

° 3

Я о ел ся

ся

05

ж ж Е я Ж<

е ч

Еа ф О 43

РЧ о

Ж — ' ' .я—I ®

Ф I—I }э

ж » В ч

43 СП »

СО

, Ф

о\

<<45

05 а Ф

Я 5 ""

ч л

ф

45

ГО о

о ж

Еа 05

Ж Ж

о Ч

-е- оо

ж

§ I

ж 1

ё я

Ж О

"2 я

° к

й ™

05 Н-

ж 2?

Ж тз

Е 05 Ж,: ч

ся СЛ

а 05

со рч

РЧ ч

Ж ф X 43

о й

Сг

£ сг

? ж=

Ж о о

05 ><! Ж

„ О о

- й ж

ОО О ф

- ■ ф

^ 4-!

>43 Я

^ 05 ф

- Еа }э

Ж сг о

, ж Ч н Е

и- ф

о^ 05

V м

ф Е

НН СГ

ж В

о ж

О о

о

-Т" ИН

ж

X о

V СЛ

П ¥ Го | ся

05

3

4

РЧ ся

05

о ж о

О ф го

я я ^

о> о 2

го д £

ж а

^ 03

Я 41 Ж сг

ф

л "43 л Д Ж

' » о

н го

ж ж ч

СЛ

го ^

«к сл

Т 05

ж ч

л Ф

К 43

Ф 05

го* ё

° ^ л

° 2 ж

О Ч ж

н о Е

ся го X

2 =1 го

^ I

V н о\

^ йэ со

" § 3

43 Ф ™

ф ® ^

а Е к

•^ 05

3 Я & м ж

05 43 Е

4 Ж X

й р *

3 о Ж СЛ ж

Со

я

43 н Ф й

о

о ф » ° Ж ся

О* ж ж

X Ф сг

Ж Ф -тз

Ж 4-3

& ГО

го со

I го

а 03

Ж о

Ж Ф

о ся

о 3

2 "в

Ж о

а с

» ф

сл о

05 О

§ ^

Еа Ф

Е *

£ я

Е а

^ * ся

2 05

а го

й ж

¥ о

5 ж

4 3

я

05 О н 2 ° й ся Ж

43

ж

X ^

а ф

ж

ф

ж

ж

ф

я ж о Еа о ч ж о о ч ж

Ж X ГО Е Ь м

Ф 2. ■ а

* о ^

43 Я

> ?

^ в

3> сг

►с

>-в- 05 « 05 43 О я

I«

-а я о £ I

Еа ф I Ж 5 й

ж ж 43

Е о О

& Й ^ ГО ж ¥ ? ^ ж

Еа

ж л

н р

го

ж ч

о я к

X 43

ф *

к а

о го

ч

о ф

о ч сг

СЛ }э

• , 05 05

Еа РЧ Еа

Я ч с4

Я Ф Я

' 43 ф

> К Я'

Ш 05 С

ГО

• ь я

В а

С4

я Е

^ ч

§ I

я ф

с й

•й о

£ ю

н м

43 5

05 я

ч Я=

д я

й5 43

я

СП Я ^ 2

сл ч О -О Еа 05

ф ч ф о

я " я

ч

ф

я

о

я .

Го

а

05

СП

-о я

05 05

£ Я

Й о

ф -

2 я

ГО &Э

05 чз

о м

я

о Еа

х Ф я

}э Я Еа Е а х

О Еа О я

°1 ь >

о я

«'В

Я

Г4 X * §

ч

о

СЛ

Я -е-О £5

2 я

н ч

Г о

43 43 о

05 ГО

О -

05

4

43

я го

05

Еа

я

о

С4

4

ф

а

я

ф

43

05

СЛ С4

1-1 Еэ

о ^ го

Ш о4 о ®

Й 05

^ Я

5 э

а Ф

ф ч

Я о

4 й

05 я

• я

го °

* °

м .©.

ф

2 * ч о ГО 1-0

43 Ш

05 РЧ

СЛ о

о я

Ч Ф РЧ 43

я я

—

» 2 » Я 5 ч

я Й я

ПН 05 гн

Я I

ф ф

о го

05

я я а

о я о т о я

Еа

05

я

я

О 43

рч о о го

Я= 05

я я а

43 ГО

^ ¡2

43 Я

о4 Ф

- я

СЛ ч 43 ><!

О 43

* ф

Я го

05

4 }э 43 О

05 СО

4 я

05 43

о

я

я а о

я м о я о Еа С4

05

4

05

я

о *

ГО ф

ч

ф

я

-а с

о м ГО ^

Я^

■е- §

я Еа

о

СЛ

05

Еа

я

а я

ф ф

я о я я

я ч

о я о

43

я

05

Еа С4

я

о т о

я о я я

I 2

-чР

4

05 р

со

со 43

я Я

Я 05

Я Еа

? 5

9°

Я О

я §

2 д

- я я

Еа ^ ~

го

Ф 05

§ з

со Я

43 -е-я ч о я о

а я

о

о го я я

' СЛ 05

Я

4 Ф О я 43 О а ф Еа

я а й

к 2 Й ф я

ж ф

° я г

05 ><! Е

со _ X

Е £

Я 05 к

го я я

3 N

Еа

ф Го

ф 05

к " о

43 ГО

о К и

го ф

6 " £ ^ я

^ 2

4 § ег

Я Еа

й ^

о Я

!"Г ф

Со

я £

о ф я

Еа сг

4

05

4 Е

я

о РЧ

05

Со

Е й го

Ф 05

5

» ч

X 05

я

я Я 43 о й ° Ж, ч Ф я

^ О О щ

Го о го я Е

я о

С4 СЛ

05

Я СЛ я

° 2 Я

£ « а

3 Ш О

ф 2 сл

я я 43

ф 2 05

ас я со

я £ о

о я -

о

4

05

ч

я о ч я я X ф

+

р

ю ^ ^ II

I

о о

со +

о

со

сл

+

о

0 I

со о

Г^ О

1 ^

в +

го

я

^ «<

43 05

го

я

ф

я

я

43

ф

о о я я

я

43

я

а ф

ч

я

43

° п

ГО ^гГ о сл }Э 43

я »

Еа ол

я о

го ^

о ><! я

о я

й ° ф

ф ^с

К 2

05 Я

й: о4

й- X

05 5

я я Е

X

я я Е °

о

го Еа н Ф

3 }э

Еа ф

• а

со Е

• X

■е-

05

РЧ ч о

43

о го

я

43

ф

1э о

4

05

го

Еа

со сл Ч

я 05 ><;

В ?! Я

О Ч 05

ГО ф

£ 43 сл

м Я 43

■в- ь

3 ^

я 51

£ Ф 05

1 5 -

• 43 СО 05 о

я Ч со

05 05 Я Я 43

Ф Я о

Я >н ГО

я -§ *

а V 05

ТЕМА НОМЕРА

ИННОВАЦИОННОЕСЫРЬЕ — ОСНОВАКАНЕСТВЕННЫХНАПИТКОВ-

Ш

S

0

1 <

§

ш h

6. Вяльцева, К. Ю. Основные тенденции развития потребительских предпочтений на рынке кваса/К. Ю. Вяльцева, Е. А. Коз-лобаева, А. А. Колобаева, О. А. Котик, Н. В. Королькова // Политематический сетевой электронный научный журнал

Кубанского государственного аграрного университета. — № 112. — 2015. — С. 819— 828.

7. Вяльцева, К. Ю. Получение и исследование эфирного масла лемонграсса (Сymbopogоn Сitratus), выращенного в

условиях Центрально-Черноземного региона/К. Ю. Вяльцева, А. А. Колобаева. А. В. Фалалеев, О. А. Котик, Н. В. Королькова, Д. Б. Паринов // Фундаментальные исследования. — № 5-2. — 2015. — С. 265— 268. <&

Разработка технологии кваса

с функциональными свойствами

на основе экстрактов эфиромасличных растений

Ключевые слова

бактериальный концентрат; водный экстракт; дрожжи; квас; фитокомпозиция; эфиромасличные растения.

Реферат

В последние годы в России отмечается устойчивое увеличение объемов производства кваса. Растущая популярность напитка у населения объясняется прежде всего комплексом полезных свойств. В процессе брожения в продукте накапливаются аминокислоты, витамины, что позволяет отнести квас к функциональным напиткам. Потребление продуктов, оказывающих благоприятное воздействие на организм человека, способствует решению проблемы несбалансированности структуры питания большинства населения нашей страны. В связи с этим поиск новых технологических и рецептурных решений при производстве кваса — актуален. В настоящей работе представлены результаты исследования водных экстрактов эфиромасличных растений: мяты перечной, мелиссы лекарственной, душицы обыкновенной, лофанта анисового, змееголовника молдавского, цитронеллы. На основе анализа свойств экстрактов подобран состав композиции для использования в рецептуре кваса. На основе балльной оценки качества кваса установлена дозировка фито-композиции — от 2 до 6%. Проведены исследования по определению дозировки хлебопекарных дрожжей. При внесении дрожжей в количестве 0, 4 г/л содержание сухих веществ за 8 ч уменьшилось на 1,2%. При исследовании качества дрожжей различных производителей отмечено, что более интенсивно процесс брожения квасного сусла протекает при использовании дрожжей марки «PAKMAYA». Проводились исследования влияния различных видов бактериальных концентратов на изменение физико-химических показателей квасного сусла. Использовали шесть вариантов бактериальных концентратов ФГУП «Экспериментальная биофабрика» РАН. При использовании концентрата бактериального вязких рас ацидофильной палочки Пб БК-Углич-АВ и лиофилизованного концентрата термофильных стрептококков и палочек ТсПб БК-Углич-СТБ содержание сухих веществ уменьшилось на 1,3 и 1,2% соответственно. Для оптимизации технологических параметров использовали метод математического планирования эксперимента и статистической обработки данных. Установлено, что оптимальными являются дозировка бактериального концентрата 0,3 г, фитокомпозиции — 6%, температура брожения сусла 30 °С.

Авторы

Котик Ольга Александровна, канд. техн. наук, доцент; Колобаева Анна Алексеевна, канд. техн. наук; Королькова Надежда Валентиновна, канд. с.-х. наук; Вяльцева Кристина Юрьевна Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I 394087 г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, kotik-oa@yandex.ru, kolobaevaanna@yandex.ru, corolkova.nadya@yandex.ru, ledi.la@mail.ru Плаксина Анастасия Юрьевна ООО «АРТЕЛЬ»

394011, г. Воронеж, ул. Сосновая, д. 6а, plak-anastasija@rambler.ru

Development of Technology of Kvass with Functional Properties Based on Aromatic Plant Extracts

Key words

bacterial concentrate; water extracts; yeast; kvass; phytocompounds; essential oil herbs,.

Abstract

There is a steady increase of volume of kvass production in Russia in recent years. The growing popularity of the soft drink among people could be explained by the variety of health benefits. During the fermentation process amino acids and vitamins are accumulated what allows to refer kvass to functional beverages. Consumption of products, which promote health benefits in the body, can be the key to problem solving of unbalanced eating habits of the most of the population of our country. This is why research for new technologies and recipes of kvass production are of current interest. This article presents the results of the study of water extracts of essential oil herbs: peppermint, lemon balm, oregano, anise hyssop, dracocephalum moldavica, and citronella. Based on the analysis of extracts' properties we constructed composition of kvass recipes for manufacture. Based on quality evaluation of kvass they established the dosage of phytocompounds — 2-6%. Some research was done on the correct dosage of baker's yeast. When the yeast content was 0,4 g/l, the dry matter decreased by 1,2% during 8 hour period. After testing the quality of yeast of different manufacturers, we concluded that the most intense fermentation process of kvass mash occurs while using «PAKMAYA» baker's yeast brand. Some research was done on the influence of different kinds of bacterial concentrate, which resulted in physical and chemical shifts of kvass mash. They used six different kinds of bacterial concentrate by FSUC «Experimental Bio factory» of RAS. While using a concentrate of bacterial viscous race of bacillus acidophilus and lyophilized concentrate of thermophilic streptococcus and bacillus the content of dry matter decreased by 1.3 and 1.2% respectively. To optimize technological parameters they used mathematical planning of experiment and statistical processing of data. It was concluded that the optimal dosage of bacterial concentrate is 0,3 g, phytocompounds — 6%, the fermentation temperature of mash — 30°C.

Authors

Kotik Olga Alexandrovna,

Candidate of Technical Science, Associate Professor; Kolobaeva Anna Alexeevna, Candidate of Technical Science; Korolkova Nadezhda Valentinovna, Candidate of Agriculture Science; Vyaltseva Kristina Yuryevna

Voronezh State Agricultural University after Emperor Peter the Great,

1 Michurina St., Voronezh, 394087, Russia,

kotik-oa@yandex.ru, kolobaevaanna@yandex.ru,

corolkova.nadya@yandex.ru, ledi.la@mail.ru

Plaxina Anastasia Yuryevna

Artel

6a Sosnovaya St., Voronezh, 394011, Russia

22 ПИВО и НАПИТКИ 5 • 2016