Безглютеновый квас Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ИНГРЕДИЕНТЫ для ПРОИЗВОДСТВА ПИВА и НАПИТКОВ

УДК 663. 479.1

Безглютеновый квас

Е. А. Коротких,

канд. техн. наук, доцент; И. В. Новикова,

канд. техн. наук, доцент; Г. В. Агафонов,

д-р техн. наук, профессор; В. В. Хрипушин,

канд. хим. наук, доцент Воронежский государственный университет инженерных технологий

Ключевые слова:

квас; концентрат квасного сусла; порошкообразный гречишный солодовый экстракт; хлебопекарные дрожжи. Keywords:

kvas; kvass wort concentrate; powdered buckwheat malt extract; baker's yeast.

Реферат

Исследованы основные технологические параметры сбраживания квасного сусла на основе порошкообразного солодового экстракта, приготовленного из свежепроросшего солода гречихи, с применением различных штаммов микроорганизмов.

Abstracts

The basic technological parameters of the grain mash fermentation, on the basis of the powdery malt extract prepared from green malt of buckwheat, with application of various types of microorganisms are investigated.

Хлебный квас — функциональный напиток, рекомендуемый различным группам потребителей, который содержит комплекс физиологически активных пищевых ингредиентов растительного и микробиологического происхождения, способных оказывать благоприятный эффект на процессы обмена веществ в организме человека.

Основной источник сырья для производства хлебного кваса — концентрат квасного сусла (ККС), который производят из ржаного и ячменного солодов, ржаной и кукурузной муки и других зернопро-дуктов. Вышеперечисленное сырье имеет в своем химическом составе глютен, противопоказанный группе потребителей, страдающих глюте-новой непереносимостью — цели-акией. Глютен — общее обозначение белковой фракции, в которой для больных целиакией токсичен проламин (спирторастворимый белок). Рожь, ячмень, пшеница — представители семейства злаковых, они таксономически связаны между собой. Все эти злаки и их про-ламины — ржаной секалин, ячменный гордеин, пшеничный глиадин токсичны для больных целиакией. Единственный способ лечения це-лиакии — исключение из рациона питания пищевых продуктов, приготовленных с применением ржи, ячменя, пшеницы и другого глютен-содержащего сырья [1, 2]. В связи с вышесказанным актуальна проблема расширения ассортимента безалкогольных напитков за счет использования новых источников

зернового сырья, не содержащих глютен. Более того, такие напитки вызовут интерес у группы потребителей не только страдающих непереносимостью глютена, но и тех, которых привлекают новые вкусы и ароматы. Наиболее безопасный злак, не связанный таксономи-чески с рожью, ячменем, пшеницей, — гречиха. Она отличается от вышеперечисленного зернового сырья по химическому составу повышенным содержанием аминокислот, в том числе незаменимых, витаминов, минеральных веществ. В ранее проведенных нами исследованиях установлено, что в гречихе содержание антиоксидантов выше, чем в ячмене, кукурузе, горохе, более чем в два раза, причем при со-лодоращении данный показатель увеличивается [3].

Рис. 1. Фото поля зрения препарата

разводки молочнокислых бактерий штаммов Lactobacillus plantarum 8Р-А3, L. рlantarum 38, L. fermentum 90T-C4, L. fermentum 39 при увеличении в 1200 раз

46 ПИВО и НАПИТКИ 5 • 2013

Исследовали возможность получения кваса на основе порошкообразного гречишного солодового экстракта (ПГрСЭ), полученного нами ранее из свежепроросшего солода гречихи [4].

Для проведения эксперимента готовили два образца кваса по традиционной технологии [5]: на основе ПГрСЭ — опытный образец, на основе ККС — контрольный образец с применением комбинированной закваски, приготовленной из сухих хлебопекарных дрожжей торговой марки «Саф-Момент» вида Saccharomyces cerevisiae и молочнокислых бактерий (МКБ) штаммов Lactobacillus plantarum 8Р-А3, L. рlantarum 38, L. fermen-tum 90T-C4, L. fermentum 39 (рис. 1). Микрофотографирова-

ИНГРЕДИЕНТЫ для ПРОИЗВОДСТВАПИВА и НАПИТКОВ

Таблица 1

Показатель ПГрСЭ ККС

Внешний вид Порошкообразная масса Непрозрачная густая жидкость

Массовая доля СВ, % 97,0 71,1

Кислотность, к. ед. 30,0 28,0

Массовая доля водорастворимых углеводов, % 79,1 65,0

Белковые вещества, % 11,73 3,50

Аминный азот, мг% 530,9 220,0

Вязкость, мПа-с, при разбавлении 1:5 2,01 1,40

Размер частиц, мкм 1-250 —

ние производили под микроскопом для морфологических исследований марки «Микромед-3». При выборе штаммов дрожжей для брожения квасного сусла руководствовались следующим: они должны обладать устойчивостью к автолизу, высокой репродуктивной и бродильной актив-

Продолжительность брожения, ч ™ Контрольный образец Опытный образец

Рис. 2. Динамика уменьшения СВ в процессе брожения квасного сусла на основеw ПГрСЭ — опытный образец, на основе ККС — контрольный образец

Продолжительность брожения, ч ™ Контрольный образец Опытный образец

Рис. 3. Динамика изменения титруемой кислотности в процессе брожения квасного сусла на основе ПГрСЭ — опытный образец, на основе ККС — контрольный образец

ностью, обеспечить получение кваса с наилучшими органолептическими показателями [6].

Определение физико-химических показателей сырья, полупродуктов и готовой продукции проводили согласно методикам, принятым в пи-вобезалкогольной промышленности [7].

Физико-химические показатели ПГрСЭ и ККС представлены в табл. 1.

Для разводки МКБ использовали бактериальный препарат «Лак-тобактерин сухой» выпускаемый ФГУП «НПО «Микроген», который представляет собой микробную массу живых, антагонистически активных лактобактерий вышеуказанных штаммов, лиофилизи-рованную в среде культивирования с добавлением защитной сахарозно-желатиновой среды (см. рис. 1).

Брожение вели при температуре 30°С до снижения массовой доли сухих веществ (СВ) на 1% по рефрактометру.

Динамика уменьшения СВ при сбраживании опытного и контрольного образцов квасного сусла приведена на рис. 2.

Более интенсивное снижение содержания СВ отмечали в опытном образце квасного сусла, чем в контрольном, а соответственно продолжительность брожения в нем меньше на 8 ч. Данный факт обусловлен более высоким содержанием в исходном сырье аминного азота (см. табл. 1), который стимулирует перестройку дрожжевых клеток с аэробного на анаэробный метаболизм [8].

Исследовали динамику изменения титруемой кислотности в процессе брожения (рис. 3).

Из рис. 3 видно, что нарастание титруемой кислотности в опытном образце происходит быстрее, чем в контрольном, что обусловлено

о

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

5 • 2013

ПИВО и НАПИТКИ 47

ИНГРЕДИЕНТЫ для ПРОИЗВОДСТВАПИВА и НАПИТКОВ3

повышенным содержаним аминокислот в сусле, которые при дезамини-ровании превращаются в оксикисло-ты, тем самым увеличивая уровень кислотности.

Производили микрофотографирование полей зрения препаратов разводки хлебопекарных дрожжей во время трех циклов их жизнедеятельности (рис. 4 и 5). Причем для каждого цикла фотографировали 10 полей зрения.

Первый цикл жизнедеятельности хлебопекарных дрожжей соответствовал периоду первых 30 мин разбраживания дрожжевой разводки на стерильном квасном сусле. Для этого сухие дрожжи в количестве, установленном экспериментально, из расчета 0,15 г на 1 л кваса смешивали с водой в соотношении 2:1. В полученную суспензию добавляли пятикратный объем стерильного квасного сусла (предварительно прокипяченного в течение 30 мин и охлажденного до температуры брожения) с массовой долей СВ 8% с добавлением сахарного сиропа и проводили раз-браживание в течение 3 ч при температуре 30 °С.

Второй цикл жизнедеятельности дрожжевой культуры соответствовал периоду последних 30 мин раз-браживания. Разводка имела чистый дрожжевой запах, на поверхности ее образовалась пена. Дрожжи после разбраживания передавали на брожение.

Третий цикл жизнедеятельности хлебопекарных дрожжей соответствовал периоду, когда сброженное квасное сусло декантировали с осадка дрожжей после охлаждения. Пробы для микрофотографирования брали с дрожжевого осадка.

С помощью программы Image J произвели автоматическую обработку фотографий, которая включает: подсчет общего количества клеток дрожжей; измерение эффективной поверхности дрожжевых клеток; формирование гистограмм при помощи программы Microsoft Excel (рис. 6 и 7). Погрешность подсчета дрожжевых клеток программой Image J составила 6-8%.

Анализа вышепредставленных данных позволяет судить о физиологическом состоянии дрожжевой культуры в процессе жизнедеятельности в зависимости от внешних

условий, а именно химического состава квасного сусла и рН среды. Для опытного и контрольного образцов характерно следующее: в первом цикле клетки дрожжей имели эффективную поверхность от 5 до 47 мкм2, т. е. их размер характеризовался эквивалентным диаметром от 2,52 до 7,73 мкм (см. рис. 4а, 5а, 6а, 7а); во втором цикле после разбраживания увеличились значения следующих показателей: общее количество клеток дрожжей в среднем в 2 раза, а соответственно и их биомасса, значения эффективной поверхности дрожжевых клеток до 63 мкм2, их эквивалентный диаметр до 8,95 мкм, более того, видны почкующиеся клетки, что свидетельствует о морфологических изменениях внутри клеток дрожжей (см. рис. 4б, 5б, 6б, 7б); в третьем цикле после брожения и охлаждения квасного сусла также увеличились значения следующих показателей: общее количество клеток дрожжей в среднем в 4 раза, а соответственно и их биомасса, значения эффективной поверхности дрожжевых клеток до 67 мкм2, их эквивалентный диа-

Рис. 4. Фото одного поля зрения препарата разводки хлебопекарных дрожжей торговой марки «Саф-Момент» вида БассЬаютусез сегеУ131ае в квасном сусле на основе ККС при увеличении в 640 раз: а — 1-й цикл: б — 2-й цикл; в — 3-й цикл

Рис. 5. Фото одного поля зрения препарата разводки хлебопекарных дрожжей торговой марки «Саф-Момент» вида Басс/наютусез сегеУ131ае в квасном сусле на основе ПГрСЭ при увеличении в 640 раз: а — 1-й цикл; б — 2-й цикл; в — 3-й цикл

48 ПИВО и НАПИТКИ 5 • 2013

ж

ф

я

- ф

§ ^

К т ф

ж

05

со

Я к

О »

Ч Л 43 ф

ф ж ел к К а

ч я

ф А

Еа Я ф 43

О Ж

4 05 -о со

05 Ж }э 05 05 л

? 2

Ч Еа

ф а

Го

О ро

со

О ТЗ

О со

X

нг. ^

х

со ^

Ф

О Л

о Ф

д 3 ф

Я Ж <0

о в я а о ■в* х я

ж £ ">

со

Ж 05

Я Я

О ч

3 ®

а о

53 3

л ж

ф РЧ

о 05

ЧЯ П

43

ж

а ф

ж

4

05

43 05

^ До

О I—| Ф Я -г} оо

£ пЗ ж О) 5

ж ^

2 ^ о

н-, Со

о я Я

я ®

со ^ Н

СО "О Ф

Ч п ь<

1-гч °

05 ч

о о ж о ся

05

ж

ж ж

я

43

о

ся

ф

1э

го

—1

О ж

П ж Н *

СЛ ф

ел

00 }э о

я

^

о

СЛ Еа СО

СЛ 05 05

с» ч Я

ж "О

"^43 ™ 53 ^

ф

X ^ &Э ГО

° я

о °

4 ф

05 }э си ф Ж Еа Еа О

05 СЯ

о ж

ж

*

ф

ж ж а

а

05 _

О о о ч о ж §

5 Я

о ° о ж

Ж Н 2

* X

° 1а

Й о

2 я

ж о

о ч ж

ж ся

05

Еа Ж

я О сл ч 43

ф 05

Я СО

° я

§ з 2 " с74 05

ся

Еа

Ж

£ *

сл ся

Еа 05

5 °

ф ><;

Ж о

ж н а

Л

£ н СЯ йэ

СЛ

Еа

X РЧ Ж Ж

а а 53

л -в*

ф 43

о ><!

* 3

я й

"> §

Я Е

О

я

05 Со 05

ч

ф

Еа Ж

05 о

43 Еа

о 05

а е

со ^

ч О

о ж

а ж

о Р

^ Е

§ 3

Я ся

Ф РЧ

ж >С

Ж о

° 2

2 ж

м х я

ю

05

05

о

43 я 05 й

ч »

я 3 и ф

О 43 ^ £

ф Е

о

4

Еа

ж

05 со

Еа ^ О

» о

^ э

05 с74

43 ч

„ ж о е Ж

ж

л о ж сл

с4 43 05

а а

я о

о о

Еа 43

т

я 05

Ф ж

Ж о

ж Еа

Е ф

ф я

ч

о ж

СЛ я

43 ф

05 о

со я

}= ж

Е а

* я

ся о

05 я

о 05

05 со

05

о ч

о ф

Ж <<;

о го

2 ^

СГ ч

° я

05 ф

12

ГО 1-г-|

£ *

Ж Е

" £

я

ся я

05 43

2 °

Ж }Я

о о

^ Еа

о ,

X ж

Ж ф

о 05

ГО ~

сл о

Р Ч

й °

ф ^

ф

сл Д

Еа Ч

05 о

я о

ж 2 »?

4 ж

Ж 05

05 о а о о ж 43 о ф СЯ 1д ф

: 05 --1

V П

Ж ■

ж ч ж г:

СлЭ а о я сл ж ^ ь

1= ж * ь о Еа я о 05 X

сг в Еа Ж о о

05 ф я о

X о ж 05 ф о ч ч ся ф

о о ч ся т ю ся о я ч о ч ся ф Ж ж

ф о

ч о ч : Ж я я <с 5

ся ф сл о

ж ж о 00 с"- Б ж х (см.

ся о а 43

о ж

ю * о

а ф сл

¥ 43 й 05

Я

о

_ РЧ ж Еа И Ф

сл 2

- • я

ся

— я

р4

о ч

1= О О 05 43 ся а 05 Еа я СЯ ф

ж

ф

ж

Ж

3

"в- Й ч

я 43 43

О ^ £

£

о

о сл

Б

о Ч

- О 03 ю43

ж М Й

к со 43 ООЛ О

л 03 ^ а х 3

Ж <<;

Ж Еа

Е С74

Ж сг

05 ~ СЯ

о „

2 и

Го о

ф 5а

Я

--1 (и

Ж 43 а о ^43

ч ж

Еа

Ж

~ ^

О ф

о а

о ч

сл ф

Ф Еа

Ж с4

Ж ж

о о

о о

ч ч

ж ж

д 43 Ж а ж ж о

05 ся

Ж

05

Еа ¡5

Ж Я

со

ф О

т

Ж

о Ф

ч з:

о Ф

т X

43 н

05 о

а го

а

ся

о

ся

о

ф

X

о

05

X

05 43

о ся

ж я ж

4

05

ч

ф

Еа С4 Ж С4

X

ся

ф

Б

ф ся р я ч Т го

£

X

Со

Ж

ф

Ж Ж

о т о

к

ж *

» о

со ся

Я сл я

ф ж 45

Й § о

2 Э о 5 05 ч о

^ о -Е 43

05

« Со

■в-ж

Со

Ж о Еа О т Ж

я

ф

о я ж

X

& СЯ

о ф

^ ^

-е- ж

о я

Еа Ф

О Ж

? 3

ч

ф

ж

й

ф

ж }=

ж

3

й 43

О £

*

ф СЯ

о о

^ 3

^ 2 ^

сг я

4 ж

><! го

43 ><!

Е 3

о

СО

сл я а

05 ><; ф

" , 3 ч

ч с "о

® Б

• х о а

-Г. Ю

Еа

2 а

4 ж §

а ь

• ж

43 Я

Ж ф

о о Ч

ГО

® °

' Я сл о

05 Я

г Й ^ I

м В

¡^ Л Ь1 ? И й

р а &

е- "а

о 5

•а -

о сл о

я 43 ч

о о го

Ч ф 5

о ж 5

Я к °

3 » «

43

Ж Го

о я

О! в

:. О

я °

■а в

е- я

о я ж

Ф со

Го ж

О О ж= Еа О

05 05

Я СЯ 05

о ж о

СЯ я

05 43

*

Ж

о

ш и

05 о

о

о о

о ч

о о

Ч а

го ^

2 ж

о

<с

о Еа

05

Ж

05

О о ж о

ся

ф

43

л о

ф О)

о\

ГО X (—1

К» 3

° <3\ 3

□ О Ш

О =1 -а

Ь П> х

а Ж о

X ш , "О

х X : ^ ^ ■

° ' I ^ <

1 п> .

1 гтп '

4

г о]

§ е; !

г\з О) о X

X о

о го

-1 ф

о -а

о < п x

ь X о

03 ь о

1 О) —1 сг

1 00 X о) ж ь

о а>

о н

X о о

ь го а> г*>

Количество дрожжевых клеток

РРГУмии^^шшФО! 01Л01Л01Л01Л01Л01Л01Л

-I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I

№

-8--8-

Количество дрожжевых клеток

-8--8-

Количество дрожжевых клеток

-8--8-

=

s

ÖS О

s

H *

s

d s о £ ч •

S £ » и

О .

я

о •а о

м Ё

M § • о

> £

W S

о К ^ о

ы И

Я к

к

33

о р

H и

к m

ía ГО

Я О

ЬЧ

П> (*D Ц1 Л>

i "а (D

г « *

3=1 zr.

cd

S 3

S- &> 5: i

"О

7Ñ ¡и

"D ^ О

ti i i

^ С s

cd 3=1

cd cd ^

О "О ЧГ

ct gj ej

о 5

X

о о „

5 s

I

=i 5 g

"I г ?

cd

cd

Ov

Ts —

"о д.

о » ё

1с ^ со

Z 5 ^

s< 5 х

п г

£ OV

S о й

0 -, -! —1 о ^

s "о

X OV Ы

-л "о ^

Ï 9 Ï

S. * ir

Ov cd

1 i cd

=1 о\ о

о "О о

3=1 О "О

РО * CD =П —1

"О CD in ро =1

^ S "О

CT iû о

X О s w s со CD

su CD

^ PO —1 3=1

о CD

Sc =п

"О U2

"О s PO ^ m

"О о 3=1 о сг =п сг X —1 CD ^

Sc s CD

О IE 0 —1

=п "О CD

s CD 0

0 3=1 —1 DO

О S CD

со CD ~r

3=1 =п

РО =п СГ —1 о из О —1 О

О

—1

О

S О

—1 CD

—1

S О

w 3=1

3=1 от =п iû

X ^ S

О =п

о CD

"О Sc

—1 7Ñ

о PJ

от

—1

1 ^

Л Ä

ж ^Ñ

ОТ

CD PO

о\ О

=п —1 PO

Sc "О

PO

О

S У

=п О

о О

О ov

S я>

CD 2 о cd

s 3=1

3 -в- О

=п от

er CT

X 0

=n —1 PO

PO от

=1 7Ñ

s CD

—1

0

от =n

fNO 3=1

0 ^

0 О

CO —1

"O

s

CD iû

hü =1

О s

от

О PO

hO s

CD o\

CD

W

S PO ^

hO 7Ñ

0 О

—1

ho О

^

—1 —1 cr

« ^ cd 55 г

И о

ы О я>

OV СО о О

! -о cd

ы "а

3=i

о

^ о s

° с

cd t

О

cd cd

SU СО

^ S

ы ÍT

ro &>

2 >< -a 2

ООО

X О iE

g -i 3=1

ï -a о

cd cd cd

о ov &j

О ^ cd a, ■o

w со £ о

о со «

cd

pj cd

cd

^ ov ^

S X "O СГ

cd о

00 "< -s 5

0 2 3=i 5

1 i &3 X

cd

cd w о

ISO « о cd —CT " ö

П 2

л PO

iri

7ч 3

о ^

СО й)

to ST i W -о ^ 5 »í

cd

OV

cd cd

7Ñ PO

do w 21

E 5 5

cd cd ct

to -5

I ^ "

(SJ —I I

■до"

7:3 —i -S

W 3 ы

to cd 3=1

ö- —I er

s —

^ =! Го

J Í в

° i

o 0\ -С

CJ "О п=

v , cd ct

I ё *

X S О

üí 1

w со

-о cd

о

9 3=1

s >< д

__"о о

fg^to I

=С S 3 О

? w о 3

cd ¿f ^ ^

о о

ы ¥ s

-a -s о

° т -Я

- &J

-п ^ ^

g i-о

Кэ CD Ï

Отэ 5 ^ ш ®

6? g

11

s 0 ^ ?

S

S3

йа о

CÙ

I

X ^N

s a>

g ?

s 1

I Cb

CD

£ 1

§ s

Ä "ö

O £U

S О-

О 3-

съ 0=

■i ^

s s

0 ï а g о; S

S S Cr

™ Cb Cb

1 % § ^ 1

Sis

S .o -H

О Тэ ^

? ?

p Oj

^ s

p а ,

? I J ï i а

ä § ^ I

S Oj

Cb ?Nt

Si » Й

Ü3 C5 íií

Ov S

О о

0 s

01 §

5= ^

s

s

Й 5?

Cb s-

il CD i

oi S "Сз

Э^ -S1

y ï

ils

■с n Й ■ 7\ 00

— — 01

tu s n

■D tu _.

-

о г n

д r> tí

s E

S n>

»< о

о за

ш

за

(Г