CC BY
50
Сравнительная оценка качества сухих хлебопекарных дрожжей
для производства кваса
В. А. Помозова, Т. Ф. Киселева, А. А. Зарубина, Д. А. Зарубин
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
В производстве кваса для сбраживания сусла, как правило, применяют прессованные хлебопекарные дрожжи. Однако они зачастую обсеменены посторонними микроорганизмами, имеют ограниченный срок годности и плохо отделяются после брожения.
Эти проблемы наиболее актуальны для небольших предприятий, производящих квас брожения, которые зачастую не имеют технических возможностей размножать чистые культуры микроорганизмов для сбраживания напитка.
В связи с этим предпочтительнее использовать сухие хлебопекарные дрожжи, которые имеют более стабильные качественные показатели, длительный срок хранения, удобнее в применении.
Нами были проведены исследования по изучению физико-химических и физиолого-биохимических характеристик сухих хлебопекарных дрожжей разных производителей с точки зрения оценки их пригодности для производства кваса и слабоалкогольных напитков брожения.
Для проведения исследований были выбраны следующие торговые марки дрожжей: Fermipan, Fermipan soft, Fermipan red производства DSM Bakery Ingredients (Голландия), Nevada, Saf-instant gold, Saf-instant производства фирмы Lesaffre (Франция), Saf-levur, Saf-квасные, производимые в С.-Петербурге по технологии фирмы Lesaffre.
Все исследуемые дрожжи относятся к виду Saccharomyces cerevi-siae. Дрожжи Fermipan, Fermipan soft, Fermipan red и Saf-instant gold дополнительно обогащены аскорбиновой кислотой, а дрожжи Fermipan soft — ферментами.
Для оценки физико-химических показателей качества дрожжей, а также сусла и готовых напитков использованы методы, общепринятые в дрожжевой и пивобезалкогольной промышленности [2-6]. Для оценки ферментативной активности использованы адаптированные или экспресс-методы, так как основная задача — сравнительная оценка дрожжей по этим характеристикам. Амилолитическую способность (АС), протеолитическую способность (ПС) определяли колориметрическими методами, зимазную и мальтазную активности — поляриметрическим методом ВНИИПБТ [1].
Результаты представлены в табл. 1.
Влажность всех образцов дрожжей существенно ниже, чем нормируется отечественным ГОСТом на сухие дрожжи [2]. Такая влажность обеспечивает их устойчивость при хранении. Для успешного восстановления в дрожжи внесены регидратанты.
Учитывая, что количество клеток в 1 г дрожжей существенно различается в разных образцах дрожжей, для более объективной оценки их ферментативной активности приведены результаты в стандартных единицах и в единицах на миллион клеток. Результаты приведены в табл. 2.
Зимазная и мальтазная активность дрожжей характеризует суммарную активность комплекса ферментов, осуществляющих сбраживание субстрата. Рекомендуемое значение зимазной активности при использовании поляриметрического метода для дрожжей отличного качества составляет более 55 ед / г, мальтаз-ной — более 8 ед / г. Дрожжи всех исследованных образцов имеют активность зимазного комплекса значительно выше, за исключением дрожжей Saf-instant и Saf-квасные,• мальтазная активность также выше стандартных норм. Это свидетельствует о высокой сбраживающей способности дрожжей всех наименований. Оценка активности ферментов, катализирующих гидролиз высокомолекулярных субстратов, — протеоли-
Таблица 1
Торговая марка дрожжей Влажность, % Подъемная сила, мин Кислотность, мг уксусной кислоты на 100 г дрожжей Количество клеток в 1 г СВ дрожжей, млн
Fermipan 5,3 59,5 150 62,2 • 109
Fermipan soft 4,0 70 145 27,8 • 109
Fermipan red 4,0 49 54,0 23,1 • 109
Nevada 2,7 87,5 132 27,4 • 109
Saf-instant gold 3,0 80,5 198 85,9 • 109
Saf-instant 4,6 38,5 51,0 16,9 • 109
Saf-levur 5,1 72,5 81,6 14,0 • 109
Saf-квасные 5,0 71,5 79,8 16,4 • 109
Таблица 2
Торговая Зимазная активность Мальтазная активность Амилолитическая способность Протеолитическая активность
марка дрожжей ед/г ед • 10-3/млн кл. ед/г ед • 10-3/млн кл. ед/г ед • 10-3/млн кл. ед/г ед • 10-3/млн кл.
Fermipan 133,12 2,1 12,84 0,21 504,95 8,1 53,3 0,9
Fermipan soft 423,57 15,2 17,12 0,62 1387,70 49,9 50,8 1,8
Fermipan red 92,80 4,0 10,75 0,47 314,50 13,6 27,1 1,2
Nevada 266,24 9,7 8,56 0,31 1976,20 72,1 45,3 1,7
Saf-instant gold 153,29 1,8 8,56 0,09 504,95 5,9 46,2 0,5
Saf-instant 42,40 2,5 10,50 0,62 361,50 21,4 3,9 0,2
Saf-levur 153,30 10,9 11,50 0,82 314,50 22,5 17,2 1,2
Saf-квасные 22,20 1,4 11,50 0,70 655,80 39,9 25,4 1,5
ПИ
НАПИТКИ
2•2008
58
б 5,5 54,543,53 -2,5
0
3 б 9 12
Продолжительность брожения, ч
15
Fermipan Fermipan red Fermipan soft Saf-instant
Nevada Saf-levur Saf-instant gold Saf-квасные
Рис. 1. Динамика сбраживания 6%-ного квасного сусла
8 7,5 7 б,5 б 5,5 5 4,5 4
б 9 12
Продолжительность брожения, ч
Fermipan Fermipan red Fermipan soft Saf-instant
Nevada Saf-levur Saf-instant gold Saf-квасные
Рис. 2. Динамика сбраживания 8%-ного квасного сусла
10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 б,5 б 5,5 5 4,5 4 3,5
24
Продолжительность брожения, ч
Fermipan Fermipan red Fermipan soft Saf-instant
Nevada Saf-levur Saf-instant gold Saf-квасные
Рис. 3. Динамика сбраживания 10%-ного квасного сусла
Продолжительность брожения, ч
Fermipan Fermipan red Fermipan soft Saf-instant
Nevada Saf-levur Saf-instant gold Saf-квасные
Рис. 4. Динамика сбраживания 12%-ного квасного сусла
тическая и амилолитическая — с точки зрения хлебопечения не представляется важной. Однако для сбраживания квасного сусла, полученного из зернового сырья, дополнительный гидролиз крахмала и белков позволит обогатить состав кваса, создать более благоприятные условия для развития дрожжевых клеток. Высокие значения АС и ПС имеют дрожжи Fermipan soft, Nevada.
Нами исследована динамика сбраживания квасного сусла, приготовленного из концентрата квасного сусла, в диапазоне концентраций 6-12 % сухих веществ. Брожение проводили при температуре 30 °С, в сусло вносили исследуемые виды сухих хлебопекарных дрожжей в количестве 9 г / дал и сбраживали до содержания сухих веществ 4,5-5,0 %. Физиологическое состояние дрожжей оценивали по общему количеству кле-
ток и содержанию мертвых клеток. Подсчет клеток проводили методом микроскопирования в камере Горяе-ва через каждые 3 ч в течение всего периода брожения.
Динамика процесса сбраживания квасного сусла с различной массовой долей сухих веществ при использовании сухих хлебопекарных дрожжей, а также накопления жизнеспособных клеток приведена на рис. 1-8.
Результаты исследований показали, что дрожжи всех анализируемых марок способны сбраживать квасное сусло в диапазоне концентраций 6-12 %. Однако следует отметить, что при сбраживании сусла с начальной экстрактивностью 6 и 8 % процесс брожения происходил практически одинаково и его продолжительность составила 12 ч, что отражено на рис. 1 и 2. В то же время при увеличении экстрактивности началь-
ного сусла до 10-12 % продолжительность сбраживания варьировала от 15 до 30 ч. В течение первых 6 ч брожения снижение содержания сухих веществ происходило незначительно. Это связано с более длительной адаптацией дрожжей к среде с высокой концентрацией сухих веществ. Наибольшая продолжительность брожения наблюдалась при использовании дрожжей Saf-левюр и Saf-квасные.
Результаты эксперимента, представленные на рис. 5-8, показывают, что начальная экстрактивность квасного сусла не оказывает существенного влияния на накопление дрожжевой биомассы. В то же время дозирование дрожжей по массе приводит к неравномерному засеву по числу клеток на 1 см3 сусла, так как разные торговые марки дрожжей существенно различаются по количеству клеток в 1 г. Более наглядно характеристику про-
0
3
15
цессов дрожжегенерации и брожения можно оценить по удельной скорости роста дрожжей и скорости брожения, которые рассчитаны по участку кривых роста и брожения в стационарных условиях (табл. 3).
Анализируя полученные данные, можно отметить, что скорость роста и скорость брожения у дрожжей разных торговых марок коррелируют в пределах концентраций сусла 8-10 %. Чем выше скорость роста, тем более активно идет процесс сбраживания сахаров сусла. Относительно высокая удельная скорость роста и скорость сбраживания у дрожжей марок Fermipan soft, Nevada при различной экстрактивности сусла. В сусле с экстрактивностью 6 % скорость сбраживания низкая практически для всех наименований дрожжей, тогда как наблюдается достаточно высокая удельная скорость роста. В 10%-ном сусле скорость сбражи-
вания самая высокая практически для всех марок дрожжей, тогда как в 12%-ном сусле скорость сбраживания снижается.
Наибольший прирост жизнеспособных клеток был отмечен в образцах, сбраживаемых дрожжами марки Nevada и Fermipan soft. Количество дрожжей в этих образцах увеличилось в 7,5 и 6,5 раза, соответственно. При использовании остальных видов дрожжей прирост биомассы в среднем составил 2-5 раз.
Таким образом, на основании проведенных исследований нами установлено, что исследуемые виды дрожжей наиболее активно сбраживают сусло с массовой долей сухих веществ 8-10 %, поэтому в дальнейших исследованиях использовали квасное сусло с массовой долей сухих веществ 8 %. Физико-химические показатели полученного сусла приведены в табл. 4.
Так как дрожжи оказывают влияние не только на процесс сбраживания, но и на органолептическую оценку готовых напитков, то на следующем этапе исследований на основе этого сусла были получены образцы кваса с использованием дрожжей разных торговых марок.
Сусло сбраживали при температуре 30 °С исследуемыми марками дрожжей до содержания сухих веществ 4,5-5,0 %. Готовые напитки охлаждали до температуры 1...2 °С в течение 12 ч, снимали с дрожжевого осадка и анализировали по физико-химическим показателям. Результаты анализа представлены в табл. 5.
Все образцы имеют близкие значения основных физико-химических показателей, следует отметить достаточно интенсивное накопление кислот дрожжами марок Fermipan, Saf-instant, Saf-левюр. При дегустации квасов оценивали внешний вид,
3 б 9 12
Продолжительность брожения, ч
Fermipan Fermipan red Fermipan soft Saf-instant
Nevada Saf-levur Saf-instant gold Saf-квасные
0
15
Рис. 5. Динамика концентрации
жизнеспособных дрожжевых клеток
при сбраживании 6%-ного сусла различными дрожжами
1б0 140 120 100 80 б0 40 20
3 б 9 12
Продолжительность брожения, ч
Fermipan Fermipan red Fermipan soft Saf-instant
Nevada Saf-levur Saf-instant gold Saf-квасные
0
0
15
Рис. 6. Динамика концентрации
жизнеспособных дрожжевых клеток
при сбраживании 8%-ного сусла различными дрожжами
1б0 140 120 100 80 б0 40 20
б 9 12 15 18
Продолжительность брожения, ч
Fermipan Fermipan red Fermipan soft Saf-instant
Nevada Saf-levur Saf-instant gold Saf-квасные
Рис. 7. Динамика концентрации
жизнеспособных дрожжевых клеток
при сбраживании 10%-ного сусла различными дрожжами
2•2008
0
0
3
21
24
60
Продолжительность брожения, ч
Fermipan > Nevada
Fermipan red • Saf-levur
Fermipan soft • Saf-instant gold
Saf-instant • Saf-квасные
Рис. 8. Динамика концентрации
жизнеспособных дрожжевых клеток
при сбраживании 12%-ного сусла различными дрожжами
Таблица 3
Таблица 4
Торговая марка дрожжей Концентрация начального сусла, % Кратность размножения Удельная скорость роста, 1/ч Скорость сбраживания, %/ч
6 1,9 0,075 0,33
Fermipan 8 2,4 0,127 0,33
10 2,4 0,185 0,40
12 3,1 0,125 0,41
6 5,0 0,462 0,30
Fermipan soft 8 5,9 0,562 0,37
10 5,8 0,386 0,90
12 5,8 0,229 0,70
6 3,0 0,244 0,30
Fermipan red 8 4,2 0,139 0,31
10 5,0 0,222 0,48
12 5,7 0,119 0,41
6 5,2 0,422 0,33
Nevada 8 5,3 0,512 0,43
10 5,4 0,334 0,87
12 7,1 0,222 0,70
6 1,4 0,050 0,22
Saf-instant gold 8 1,7 0,057 0,30
10 1,8 0,058 0,30
12 1,9 0,090 0,33
6 3,5 0,161 0,21
Saf-instant 8 3,6 0,143 0,33
10 7,2 0,185 0,48
12 9,8 0,184 0,47
6 3,0 0,169 0,20
Saf-levur 8 2,5 0,116 0,26
10 3,1 0,103 0,33
12 3,3 0,103 0,35
6 2,7 0,231 0,33
Saf-квасные 8 3,7 0,136 0,28
10 3,8 0,134 0,26
12 3,9 0,099 0,34
Таблица 5
Торговая марка дрожжей Массовая доля сухих веществ, % Кислотность, см3 1 моль/дм3 р-ра NаОН Объемная доля этилового спирта, %
Fermipan 4,50 3,00 1,2
Fermipan red 4,80 2,40 1,1
Fermipan soft 4,75 2,50 1,1
Nevada 4,60 2,70 1,2
Saf-instant 4,50 3,10 1,2
Saf-instant gold 4,55 2,80 1,2
Saf-левюр 4,50 3,00 1,2
Saf-квасные 4,70 2,55 1,1
цвет — 7 баллов, вкус, аромат — 12 баллов, насыщенность СО2 — 6 баллов. Балловая оценка готовых напитков представлена на рис. 9.
Органолептический анализ готовых напитков показал, что все опытные образцы обладали мягким гармоничным вкусом, высокой насыщенностью диоксидом углерода, приятным ароматом, свойственным хлебному квасу. Наибольшую балловую оценку полу-
Показатель Значение
Массовая доля сухих веществ, % 8,0
Кислотность, см3 1 моль/дм3 р-ра МаОН 0,6
Содержание сбраживаемых углеводов, мг/100 см3 21,2
Содержание аминного азота, мг/100 см3 16,12
Saf-квасные
Saf-instant gold
Saf-levur
Fermipan red
Fermipan soft
Saf-instant
Nevada
—ф— Вкус, аромат —■— Цвет, прозрачность Насыщенность С02
Рис. 9. Балловая оценка квасов
чили образцы, сброженные дрожжами Fermipan soft и Saf-квасные.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможности применения предложенных видов сухих хлебопекарных дрожжей в производстве кваса по усовершенствованной технологии сбраживания высокоплотного сусла. Использование этих дрожжей позволяет сократить продолжительность брожения до 12 ч,
либо уменьшить дозировку вносимых дрожжей на 12-15 %. Кроме этого все дрожжи после брожения быстро оседали, образовывали плотный осадок, обеспечивали хорошее осветление напитков и легко удалялись. Применение сухих дрожжей положительно отражается и на органолептических показателях готовых напитков, которые отличаются гармоничностью, полнотой вкуса, достаточной насыщенностью диоксидом углерода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абрамова И. М. Разработка и исследование биохимических методов определения ферментативной активности хлебопекарных дрожжей и их применение в пищевой биотехнологии: Автореф. дис... канд. техн. наук. — М., 1992.
2. ГОСТ 28483—90 Дрожжи хлебопекарные сушеные. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1991.
3. Ермолаева Г. А., Слюсаренко Т.П. Справочник работника лаборатории пивоваренного предприятия — СПб.: Профессия, 2004.
4. Инструкция по микробиологическому и технохимическому контролю дрожжевого производства — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.
5. Слюсаренко Т. П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.
6. Фараджева Е. Д., Болотов Н. А. Производство хлебопекарных дрожжей: практическое руководство. — СПб.: Профессия, 2002. &
