CC BY
43
УДК 631.11 Б01 10.24411/2078-1318-2019-11080
Канд. техн. наук П.Е. БАЛАНОВ (Университет ИТМО, [email protected]) Канд. техн. наук И.В. СМОТРАЕВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected]) Аспирант М.С. АЛЕКСЕЕВА (Университет ИТМО, [email protected])
РОССИЙСКАЯ СЫРЬЕВАЯ БАЗА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СВЕТЛОГО И ТЕМНОГО ПШЕНИЧНОГО КВАСА
Современная индустрия напитков производит очень большое количество безалкогольной продукции. Это напитки на основе сахарного сырья с добавлением вкусо-ароматических компонентов. Это может быть плодово-ягодное сырьё (соки, эссенции, настои), но также и сырьё, полученное путем химического синтеза (искусственные ароматизаторы, красители, консерванты). Современный российский потребитель стал существенно более разборчивым в продукции и хочет приобретать пищевые товары, произведенные из максимально натурального сырья, по понятным ему технологиям.
В связи с этим квас является замечательным примером продукции, которая производится из натурального зернового сырья и воспринимается покупателем, как товар без искусственных ингредиентов.
Ассортимент кваса в Российской Федерации и Таможенном Союзе сегодня очень велик. Производители борются за потребителя разнообразными средствами: рекламой, различной привлекательной тарой, новыми вкусами и т.д. Эти положительные явления имеют объективное сырьевое ограничение. Привычный потребителю квас изготавливается из ржаного сырья, вкусовая гамма которого, безусловно, широка, однако всё-таки ограничена его объективным физико-химическим составом.
В этом смысле использование иного зернового сырья, например, пшеницы, позволяет раскрыть вкусовую палитру кваса в совершенно новом направлении. Тем более что пшеница до начала XX века являлась сырьем, которое использовалось в производстве кваса наравне с другими злаками, а зачастую и в большей степени.
Обобщенно промышленную технологию производства кваса можно представить следующим образом:
- получение солода;
- получение квасного сусла;
- сбраживание квасного сусла;
- доведение кваса до технологических кондиций;
- стабилизация и розлив кваса.
Особенности пшеничного сырья позволяют получать как светлый пшеничный квас, так и темный. В связи с этим и технология получаемого солода отличается.
Современные промышленные реалии зачастую не позволяют производителю работать напрямую с зерновым сырьем, гораздо удобнее и экономичнее использовать концентрат квасного сусла.
Современная отечественная промышленность производит ограниченное количество пшеничного солода, а темного пшеничного солода ещё меньше. Концентрат из светлого и темного пшеничного солода не производится вообще. Поэтому зачастую приходится пользоваться импортным сырьём, которое имеет высокую стоимость и все сопутствующие импортные риски.
В связи с этим работа над российской сырьевой базой по получению такого сырья представляется весьма актуальной.
Проблематика получения пшеничного солода, в том числе темного, в недостаточной мере освещена в литературе.
Цель исследования - получение пшеничного кваса и концентрата квасного сусла из российского темного и светлого пшеничного солода.
Концентрат квасного сусла - это очень удобный продукт для пищевой промышленности, он может использоваться не только для производства кваса, но и в кондитерской, хлебопекарной и других отраслях пищевой индустрии. Он представляет собой вязкую, но достаточно пластичную для транспортировки по трубопроводам жидкость.
Материалы, методы и объекты исследования. Выпаривание воды осуществлялось на ротационной вакуумной установке RE-5000 5L lab rotavapor.
У концентрата квасного сусла, полученного промышленным путем, массовая доля сухих веществ должна быть 70±2%, титруемая кислотность должна быть от 16 до 40 см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1,0 моль/дм3 на 100 г продукции [1].
Для измерения содержания сухих веществ в получаемых концентратах и в готовом квасе использовался ареометрический метод по ГОСТ 6687.2-90 [2].
Для измерения кислотности в сусле перед брожением в готовом квасе использовался титрометрический метод по ГОСТ 6687.4-90 [3].
Для измерения содержания спирта в квасе во время брожения и в готовом квасе использовался дистилляционный метод по ГОСТ 6687.4-90 [4].
Сенсорные показатели продукции определялись с помощью балльных оценок и построения по ним профилограмм.
Окислительно-восстановительный потенциал исследуемых образцов измерялся потенциометрическим способом электродами, которые готовятся по ГОСТ Р 8.702-2010 [5].
Результаты исследования. Для получения кваса использовалось пять рецептур, представленных в табл. 1. Все эти образцы были сброжены с использованием чистой культуры дрожжей штамма Tum127 в количестве 11 млрд клеток/л и трех штаммов молочнокислых бактерий: Lactobacillus fermenti, Lactobacillusplantarum. и Lactobacillus brevis.
Таблица 1. Рецептура образцов кваса
№ рецептуры Светлый пшеничный солод, % Темный пшеничный солод, %
1 100 -
2 75 25
3 50 50
4 25 75
5 - 100
Образцы сбраживались по хорошо зарекомендовавшей себя технологии, апробированной в предыдущих исследованиях [6, 7]. Данные по динамике брожения представлены в табл. 2.
В результате эксперимента было установлено, что динамика и конечные показатели кваса в целом соответствуют нормативным характеристикам. Окислительно-восстановительный потенциал систем при брожении увеличивался, что говорит об обильном накоплении продуктов метаболизма дрожжей и молочнокислых бактерий.
На рис. 1 представлена фотография получившихся образцов.
Органолептические характеристики образцов, в отличие от физико-химических данных, оказались очень разнообразны. Это связано с тем, что вещества, определяющие сенсорику продукта, находятся в количестве, хорошо ощутимом человеком, но в концентрациях, не влияющих существенно на базовые показатели.
Наиболее привлекательными с точки зрения органолептики оказались образцы из 100% пшеничного солода, сброженные молочнокислыми бактериями штамма Lactobacillus plantarum, и 75% темного пшеничного солода, сброженный молочнокислыми бактериями штамма Lactobacillus fermenti.
Таблица 2. Динамика брожения кваса
Показатели до брожения * Показатели после брожения *
Дрожжи МКБ Рецептура р нач. % об. Кислть ЕЬ, В Р конеч. % об. Кислть ЕЬ, В
I 11,1 0,088 9,5 1,0 1,5 0,203
£ II 10,8 0,106 9,3 1,4 1,45 0,195
<2 III 10,8 0,123 9,4 1,2 1,45 0,195
ч <5 ь-1 IV 11,3 0,141 9,3 1,3 1,45 0,194
& V 11,3 0,162 9,5 1,0 1,5 0,197
I 11,1 0,088 9,5 1,0 1,4 0,201
г-- II 10,8 0,106 9,6 1,1 1,5 0,200
н Л III 10,8 - - 0,123 9,7 1,8 1,55 0,200
15 л ь-1 IV 11,3 0,141 9,2 1,5 1,5 0,202
V 11,3 0,162 9,5 1,3 1,55 0,201
1 I 11,1 0,088 9,5 1,0 1,6 0,207
£ > й II 10,8 0,106 9,5 1,1 1,6 0,207
III 10,8 0,123 9,6 1,1 1,55 0,204
15 л ь-1 IV 11,3 0,141 9,5 1,0 1,6 0,205
V 11,3 0,162 9,8 1,8 1,6 0,208
* Показатели:
р нач. - массовая доля сухих веществ в начальном сусле, % р конеч. - массовая доля сухих веществ в конечном сусле, % V - объемная доля спирта, % об.; кислотность - см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1,0 моль/дм3 на 100 г продукции; БИ - окислительно-восстановительный потенциал, Вольт.
Рис. 1. Образцы пшеничного кваса с различным количественным соотношением светлого и темного солода: от 100% засыпи светлого солода до 100% засыпи темного неферментированного солода
(слева направо)
На рис. 2 представлены сенсорные профили этих образцов.
Отобранный образец светлого пшеничного кваса обладал освежающим кисло-сладким вкусом, с медовыми и цветочными оттенками аромата. Темный пшеничный квас обладал глубокой экстрактивностью и приятными кофейными нотками в аромате.
образование пены
насыщение С02
кофейный аромат
хлебный аромат
кислотность
терпкость
сладость
■Светлый пшеничный квас
Темный пшеничный квас
цитрусовыи аромат
Рис. 2. Органолептический профиль образцов пшеничного кваса
Для приготовления концентратов пшеничного сусла изначально готовилось квасное сусло из светлого и темного пшеничного солода в следующей последовательности:
1. Дробление светлого/темного пшеничного солода.
2. Затирание зернопродуктов с водой при различных температурах.
3. Фильтрование квасного сусла с отделением солодовой дробины.
Полученное сусло подвергалось сгущению на вакуумном испарителе. При этом в процессе испарения измерялся его объём и массовая доля сухих веществ. Результаты приведены на рис. 3.
Рис. 3. Кинетика изменения концентрации сусла в зависимости от испаряемого объема жидкости
Рассматривая динамику получения концентрата на рис. 3, можно отметить, что изменение концентрации происходит обратно пропорционально изменению объема. То есть, чем меньше становится сусла, по мере выпаривания, тем больше его концентрация.
Нормированное значение концентрации сухих веществ находится в диапазоне 68-72% [1], этих значений можно добиться при конечном объеме, примерно 150 см3, при представленных стартовых условиях.
Если стартовые условия будут безотносительными (т.е. начальный объем -произвольный), то можно сказать, что потребуется выпарить примерно 80% воды для достижения желаемого результата.
В результате полученных исследований были получены образцы, фотография которых представлена на рис. 4.
Рис. 4. Фотография полученных концентратов из темного и светлого пшеничного солода (слева направо)
Полученные образцы соответствовали представленным в нормативных документах данным [1].
Выводы. В результате проведенных экспериментов было установлено:
1. Динамика брожения пшеничного кваса похожа на динамику брожения кваса из ржаного сырья.
2. Физико-химические показатели готового пшеничного кваса укладываются в российские нормативы, предъявляемые к этому продукту.
3. Для получения светлого пшеничного кваса рекомендуется штамм молочнокислых бактерий Lactobacillusplantarum. Стартовая засыпь светлого пшеничного солода 100%.
4. Для получения темного пшеничного кваса рекомендуется штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus fermenti. Стартовая засыпь темного пшеничного солода 75%, светлого пшеничного солода 25%.
5. Для получения концентрата квасного сусла из светлого и темного пшеничного солода целесообразно использовать роторно-вакуумную выпарную установку.
6. Получаемый концентрат светлого и темного сусла соответствует российским нормативам.
7. Для получения светлого и темного пшеничного кваса можно и нужно использовать пшеницу, солод и концентрат квасного сусла полученного в Российской Федерации.
Литература
1. ГОСТ 28538-90 Концентрат квасного сусла, концентраты и экстракты квасов. Технические условия.
2. ГОСТ 6687.2-90 Продукция безалкогольной промышленности. Методы определения сухих веществ.
3. ГОСТ 6687.4-86 Напитки безалкогольные, квасы и сиропы. Метод определения кислотности.
4. ГОСТ 6687.7-88 Напитки безалкогольные и квасы. Метод определения спирта.
5. ГОСТ Р 8.702-2010 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Электроды для определения окислительно-восстановительного потенциала. Методика поверки.
6. Алексеева М.С. Разработка рецептуры и технологии кваса из пшеничного сырья // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2016. - № 10(121). -С.151-155.
7. Алексеева М.С. Сравнение сенсорных и физико-химических свойств кваса из пшеничного и ржаного сырья // Вестник Красноярского государственного аграрного университета -2018. - № 3(138). - С. 273-277.
Literatura
1. GOST 28538-90 Koncentrat kvasnogo susla, koncentraty i ehkstrakty kvasov. Tekhnicheskie usloviya.
2. GOST 6687.2-90 Produkciya bezalkogol'noj promyshlennosti. Metody opredele-niya suhih veshchestv.
3. GOST 6687.4-86 Napitki bezalkogol'nye, kvasy i siropy. Metod opredeleniya kislotnosti.
4. GOST 6687.7-88 Napitki bezalkogol'nye i kvasy. Metod opredeleniya spirta.
5. GOST R 8.702-2010 Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmerenij (GSI). EHlektrody dlya opredeleniya okislitel'no-vosstanovitel'nogo potenciala. Metodika poverki.
6. Alekseeva M.S. Razrabotka receptury i tekhnologii kvasa iz pshenichnogo syr'ya // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universi-teta. - 2016. - № 10(121). - S. 151-155.
7. Alekseeva M.S. Sravnenie sensornyh i fiziko-himicheskih svojstv kvasa iz pshenichnogo i rzhanogo syr'ya // Vestnik Krasnoyarskogo gosudar-stvennogo agrarnogo universiteta - 2018. -№ 3(138). - S. 273-277.
