CC BY
104
СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ для ПРОИЗВОДСТВА ПИВА и НАПИТКОВ
ТЕМА НОМЕРА
УдК 663.479.1
Перспективы расширения ассортимента напитков брожения
для пивоваренных заводов малой мощности
М. В. Гернет,
д-р техн. наук, профессор ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности
В>
;
настоящее время терминология и законодательная система не делают различия между «мелким», «средним» и «крупным» производителем пивоваренной продукции. С целью формирования акцизного, технического и общего законодательного регулирования назрела необходимость разделения пивоваренного сообщества на подгруппы в соответствии с годовым объемом производства.
Известно, что в Германии существуют градации пивоваренных заводов на крупные (свыше 2 млн дал пива), средние (от 50 тыс. до 2 млн дал) и малые пивоварни (менее 50 тыс. дал). Малые и средние пивоварни облагаются акцизным налогом 56% и 56-84% соответственно от акцизов крупных заводов.
Сегодня по неполным данным, в России вырабатывается около 60 млн дал кваса, но тем не менее интерес к производству этого напитка не ослабевает не только у отечественных, но и зарубежных производителей. Поэтому цель работы — найти способы производства кваса на минипивоваренных заводах, позволяющие им существовать и развиваться.
Известно, что терминами и определениями квас регламентируется как национальный напиток с объемной долей этилового спирта не более 1,2%,
Таблица 1
Показатель Значение
Массовая доля сухих веществ, %, не менее 3,5
Кислотность, к. ед. От 1,5 до 7,0
Объемная доля спирта, %, не более 1,2
Массовая доля диоксида углерода, %, не менее 0,30
Примечание. Показатель «Массовая доля диоксида углерода» нормирован для кваса, разлитого в бутылки (стеклянные и ПЭТФ) и алюминиевые банки.
изготовленный методом незавершенного спиртового или спиртового и молочнокислого брожения сусла из зернового или зернового и другого растительного сырья и (или) продуктов их переработки, сахара и других сахаро-содержащих продуктов, без применения или с применением пищевых добавок, кроме подсластителей, консервантов, искусственных и идентичных натуральным вкусоароматических веществ и ароматизаторов, синтетических и неорганических красителей. Для брожения можно использовать хлебопекарные дрожжи (прессованные), чистые культуры дрожжей и молочнокислых бактерий (в виде комбинированной закваски),чистые культуры пивных дрожжей, сушеные пивные дрожжи.
Согласно ГОСТ 31494-2012, по физико-химическим показателям квасы должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 1.
Известно, что квас прекрасно утоляет жажду и одновременно — это полезный напиток, препятствующий развитию болезнетворных бактерий [1]. В настоящее время можно приготовить квасы на все вкусы: сладкие и кислые, легкие и плотные, светлые и темные, для питья и холодного супа, безалкогольные. Появилась возможность использовать для производства кваса функциональные добавки.
Потребитель, делая выбор в пользу того или иного продукта, все чаще ориентируется на следующие критерии:
• продукты должны обладать хорошими вкусовыми качествами;
• относиться к категории здоровой пищи;
• быть натуральными.
СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ для ПРОИЗВОДСТВАПИВА и НАПИТКОВ
С экономической точки зрения квас интересен по следующим причинам:
• себестоимость из концентрата квасного сусла (ККС) — 6-8 руб./дм3;
• производительный цикл — 3 дня (пиво 20-60 дней);
• динамика роста составляет 20-30% в год, что характерно для быстрорастущего рынка.
Технология кваса состоит из следующих основных блоков: водоподготовка; приготовление сусла; приготовление сахарного сиропа; приготовление разводки чистых культур дрожжей (и молочнокислых бактерий); брожение сусла; купажирование сброженного сусла; розлив кваса.
Для минипивзаводов трудности производства пива и кваса на одном и том же предприятии связаны с технологическими и экономическими проблемами.
Остановимся более подробно на двух задачах:
1) как в условиях минипивзавода сделать пиво и квас на одном и том же оборудовании с максимальным использованием зернового сырья;
2) как приготовить на заводе (пивоваренном или безалкогольном) безалкогольный квас с минимальными технологическими усилиями. Решение первой задачи. На небольших пивоваренных заводах для производства кваса организация отделения чистой культуры технологически и экономически вряд ли целесообразна. Наиболее предпочтительно использовать ту расу, которая применяется для брожения пива. Как правило, в России на минипивзаводах используют дрожжи низового брожения.
Известно, что помимо спирта и СО2 в процессе брожения квасного сусла образуется спектр органических кислот и летучих компонентов. Нами были проведены исследования шести промышленных образцов кваса, приготовленных из различного растительного сырья разными производителями, проанализированы физико-химические показатели и состав летучих компонентов готового продукта (табл. 2-4).
Как видно из табл. 4, образец № 4 единственный, где используются комбинированная закваска квасных дрожжей и молочнокислых бактерий, что позволяет получать суммарное содержание летучих компонентов в 2,8 раза больше, чем в образце № 3 (минимальное содержание их) и в 1,4 раза больше, чем в образце № 6.
Для получения кваса с использованием пивных дрожжей необходимо
Таблица 2
№ образца Сырье Массовая доля сухих веществ, % Кислотность, к. ед. Объемная доля спирта, % рН
1 Очищенная питьевая вода, сахар, солод ржаной, солод ячменный, мука ржаная, молочная кислота, хлебопекарные дрожжи 7,0 3,0 0,83 3,2
2 Питьевая вода, сахар, ККС, дрожжи 6,1 2,1 0,68 3,3
3 Вода питьевая очищенная, солод ячменный светлый, ячмень пивоваренный, солод ржаной, сахар, солодовые экстракты, кислота лимонная, дрожжи 6,8 2,7 0,89 3,4
4 Подготовленная вода, сахар, ККС (ржаная мука, ржаной солод), чистые культуры дрожжей и молочнокислых бактерий в виде смешанной закваски, двуокись углерода 5,8 2,6 0,89 3,6
5 Очищенная вода, сахар, солод ржаной, солод ячменный, мука ржаная, хлебопекарные дрожжи 7,1 3,1 0,72 3,2
6 Подготовленная вода, сахар, ККС (ржаная мука, ржаной и ячменный ,, ,,, .,-, \ с 6,6 2,6 0,75 3,7 солод), дрожжи хлебопекарные сушеные, молочная и уксусная кислоты
Таблица 3
Кислота Содержание в образце, г/л
1 2 3 4 5 6
Щавелевая 0,047 0,052 0,066 0,015 0,048 0,055
Винная 0,027 0,057 0,096 0,027 0,029 0,029
Молочная 1,483 0,084 0 1,172 0,109 0,996
Уксусная 0,062 0,017 0 0,131 0,158 0,251
Лимонная 0,021 0 1,111 0 1,141 0,028
Янтарная 0,155 0,926 0,651 0,052 0,612 0
Муравьиная 0 0 0,015 0,001 0 0,008
Яблочная 0,011 0,023 0,066 0 0,016 0
Суммарное содержание 1,806 1,917 2,004 1,398 2,113 1,367
Таблица 4
Компоненты (группа) 1 Содержание в образце, мг/л 2 3 4 5 6
Ацетальдегид (альдегиды) 10,578 14,339 2,704 4,241 13,264 21,570
Этилацетат (эфиры) 0,280 0,550 1,183 1,422 0,548 0,484
Метанол (спирты) 0,565 0,535 0,857 0,568 0,718 0,476
2-Пропанол (сивушные масла) 0,268 0,187 0,151 0,413 0,284 0,133
1-Пропанол (сивушные масла) 1,775 1,965 2,958 2,347 1,953 1,685
Изобутанол (сивушные масла) 6,417 5,751 4,082 19,928 6,871 8,130
Изоамилол (сивушные масла) 23,553 16,807 18,155 55,930 26,537 22,055
Этиллактат (эфир молочной кислоты) 11,586 4,228 1,026 1,377 0,878 8,293
Суммарное содержание 55,022 44,362 31,117 86,226 51,053 62,826
выбирать расу, обладающую высокой седиментационной способностью и средней глубиной сбраживания, поскольку не всегда высокая скорость сбраживания экстракта положительно влияет на вкус и аромат кваса.
Концентрат квасного сусла (ККС), который чаще всего используют при производстве кваса, по сравнению с пивным суслом содержит гораздо меньше питательных веществ, необходимых для развития микроорганизмов, особенно молочнокислых бактерий. Это
в большей степени относится к содержанию аминного азота, количество которого более чем в 8 раз меньше, чем в пивном сусле. Кроме того, пивное сусло значительно богаче микроэлементами и витаминами, чем сусло из ККС. Замена части ККС на пивное сусло приводит к оптимизации процесса: ускоряется сбраживание экстракта и интенсифицируется кислотообразование.
На заводах по производству пива малой мощности процесс фильтрования сусла — самым продолжительный
3 • 2017
ПИВО и НАПИТКИ 15
СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ для ПРОИЗВОДСТБАПИБА и НАПИТКОВ=
0
1 <
§
ш н
Таблица 5
Показатель
Значение
Контроль
Концентрация первого сусла, % масс (после первой декантации) 18,5 18,5
Концентрация промывных вод, % масс 4,8 7,8
Кислотность, к. ед. 2,12 1,91
Активная кислотность 5,66 5,39
Цветность, ц. ед. 0,50 0,52
Относительная вязкость 1,9290 1,5758
Содержание мальтозы, г/100 см3 4,82 5,65
Аминный азот, мг/см3 39,06 46,48
Время фильтрации, ч 6 3
Таблица 6
Аминокислота Содержание в квасе
без промывной воды с промывной водой
Аланин 0,005 0,024
Аргинин 0,000 0,000
Аспарагиновая кислота 0,010 0,076
Валин 0,001 0,008
Гистидин 0,001 0,010
Глицин 0,008 0,029
Глутаминовая кислота 0,126 0,392
Изолейцин 0,006 0,036
Лейцин 0,003 0,014
Лизин 0,001 0,002
Метионин 0,008 0,037
Пролин 0,024 0,072
Серин 0,009 0,036
Тирозин 0,004 0,022
Треонин 0,006 0,026
Триптофан 0,029 0,100
Фенилаланин 0,004 0,015
Цистин 0,001 0,003
Итого 0,246 0,902
и может достигать 6 ч в зависимости от оборудования для фильтрации затора. Это приводит к снижению производительности и к ухудшению физико-химических и микробиологических
показателей пивного сусла. Нами экспериментально установлено, что для ускорения фильтрации сусла можно использовать его многократную декантацию (опыт), что в 1,5-2 раза ускоряет
процесс и не оказывает существенного отрицательного влияния на его качество (табл. 5).
Анализируя данные табл. 5, следует констатировать повышенное содержание сухих веществ промывных вод при использовании многократной декантации. На наш взгляд, целесообразнее не извлекать их максимально, а использовать для получения других продуктов, например, кваса. Это позволяет рационально использовать пивоваренное сырье, обогатить сусло аминным питанием и интенсифицировать процесс получения готового продукта [3, 4].
Использование промывных вод позволило в 1,5-2 раза сократить сроки брожения сусла, улучшить микробиологические показатели осадочных дрожжей, что дает возможность повторно использовать осадочные дрожжи. Наилучшие данные по органолепти-ческим параметрам были получены при использовании 30% промывных вод. На данную технологию получен патент.
Содержание аминокислот в опытных образцах кваса почти в 4 раза больше содержания незаменимых аминокислот. Это говорит о том, что квас, в состав которого входит промывная вода от пивоваренного производства, более полезен с точки зрения сбалансированного питания (табл. 6). Данная технология также дает экономический эффект, который может быть подсчитан в зависимости от производительности минипивзавода.
Решение второй задачи. ВНИИ-ПБиВП совместно с фирмой «Дел-лер» была разработана технология получения безалкогольного кваса с
^ 7
У ^
\
8 9 10
V -4 г Щ
14
18
Завод — изготовитель кваса
4
12 13
Г~1
Утилизация кваса 2
Транспортирование на завод — изготовитель кваса ■
v^ 16
■'' Вода
СО,
V
Реализация
21 22 23
ация
/"
24
Аппаратурно-технологическая схема производства безалкогольного кваса
(цветом выделена зона оборудования, которое необходимо иметь заводу для выработки безалкогольного кваса): 1 — силоса для хранения зернопродуктов; 2 — дробилка; 3 — емкость с холодной водой; 4 — заторный аппарат; 5 — насос для затора; 6 — рамный фильтр-пресс; 7 — емкость с горячей водой; 8 — варочный аппарат; 9 — насос для сусла; 10 — теплообменник; 11 — сепаратор; 12 — стартовая культура; 13 — бродильный аппарат; 14 — сборник сусла; 15 — вакуум-выпарной аппарат; 16 — емкость для хранения; 17 — транспортная тара; 18 — емкости для сброженных основ; 19 — емкость для сахарного сиропа; 20 — аппарат для купажирования; 21 — насос; 22 — пастеризатор; 23 — карбонизатор; 24 — транспортная тара
Опыт
1
19
СЫРЬЕ и МАТЕРИАЛЫ для ПРОИЗВОДСТВАПИВА и НАПИТКОВ
использованием концентрированных сброженных основ [5]. Аппаратурно-технологическая схема производства безалкогольного кваса (рисунок) позволяет заводу—изготовителю кваса по его усмотрению, ориентируясь на вкусы потребителей, создавать напитки с определенным вкусовым профилем, так как сброженные основы (тип А и тип В) можно соединять в разных пропорциях. Если завод не имеет собственного оборудования для варки сахарного сиропа, можно использовать основу типа С, в состав которой он уже входит (табл. 7).
Таким образом, для расширения ассортимента напитков брожения на пивоваренных заводах малой мощности целесообразно применять: промывную воду (если это необходимо для данного предприятия) от пивоваренного производства в технологии кваса, что делает эту технологию привлекательной для одновременного выпуска пива и кваса; использовать готовые сброженные основы, выпускаемые в России в промышленном масштабе, что, практиче-
Таблица 7
Значение
Показатель Тип А Тип В Тип С
светлый темный светлый темный светлый темный
Массовая доля сухих веществ, % 10-15 10-15 20-25 20-25 66-70 66-70
Объемная доля спирта, %, не более — — 1,0 1,0 1,0 1,0
Кислотность, к. ед. 50-55 50-55 10-15 10-15 20-25 20-25
Примечание. Тип А — «кислая основа», полученная при сбраживании сырья молочнокислыми бактериями; тип В — основа, полученная при сбраживании дрожжами; тип С — смесь двух основ с добавлением сахара.
ски, не требует дополнительных капитальных затрат.
ЛИТЕРАТУРА
1. Оганесянц, Л. А. Технология безалкогольных напитков, 2-ое изд. доп. и испр./Л. А. Оганесянц [и др.]. — СПб.: ГИОРД, 2015. — 344 с.
2. Шпилко, А. Г. Технология производства пива и кваса на заводах малой мощности/А. Г. Шпилко, М. В. Гернет, А. М. Хныкин//Пиво и напитки. — 2007. — № 4. — С. 26-27.
3. Шпилко, А. Г. Особенности дробления солода в условиях малой мощности/А. Г. Шпилко,
М.В. Гернет; А.М. Хныкин//Хранение и переработка сельхозсырья. — 2008. — №5. — С. 74—75.
4. Хныкин, А. М. Применение высоко-ферментативного солода при совместном производстве пива и кваса на заводах малой мощности/А. М. Хныкин, А. Г Шпилко, М. В. Гернет// Сб. докл. IX Междунар. форума «Живая вода России», 2007. — С. 44-46.
5. Кобелев, К В. Способ производства концентрированной сброженной основы для кваса и напитков на зерновой основе/К. В. Кобелев, Т. А. Тихонова, В. Б. Тихонов //Патент RU 2447140, Россия, заяв. 2010150500/10, 10.04.2012. &
0
1 <
§
ш I-
Перспективы расширения ассортимента напитков брожения для пивоваренных заводов малой мощности
Ключевые слова
биохимическая характеристика квасов; минипивоваренные заводы; получение напитков брожения.
Реферат
Отмечается большой интерес к производству кваса как со стороны отечественных, так и зарубежных производителей. Однако трудности минипивза-водов при производстве пива и кваса на одном и том же предприятии, связанные с технологическими и экономическими проблемами, не всегда позволяют решить эту задачу. В статье рассмотрены подходы к решению сложившейся ситуации. Во-первых, предлагается замена части ККС на пивное сусло, что приводит к оптимизации процесса — ускорению сбраживания экстракта и интенсифицируется кислотообразование. Во-вторых, введение в технологию приема многократной декантации сусла, что в 1,5-2 раза ускоряет процесс фильтрации и не оказывает существенного отрицательного влияния на его качество, при этом сокращается длительность выпуска кваса. В-третьих, использование промывных вод позволяет сократить сроки брожения сусла, улучшить микробиологические показатели осадочных дрожжей, что дает возможность повторно использовать осадочные дрожжи. Данный технологический прием приводит к увеличению содержания аминокислот кваса в 4 раза. Это говорит о том, что квас, в состав которого входит промывная вода от пивоваренного производства, более полезен с точки зрения сбалансированного питания. Авторами решена проблема выпуска на заводе кваса с минимальными технологическими усилиями — разработана совместная технология сотрудниками ВНИИПБиВП и специалистами фирмы «Деллер» с использованием концентрированных сброженных основ с применением дрожжей (пивных, хлебопекарных и квасных) и молочнокислых бактерий, позволяющая выпускать квас стабильно высокого качества с ощутимым экономическим эффектом.
Авторы
Гернет Марина Васильевна, д-р техн. наук, профессор
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности,
119021, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, [email protected]
The Prospect of Expanding the Fermentation Beverages Range for Low Power Breweries
Key words
the biochemical kvas characteristics; mini-brewing plants; production fermentation drinks.
Abstract
The article is considered the existence and development problem of small-capacity plants in the brewing market due to the difficult economic situation in Russia and the imposition of significant excise taxes on them by expanding the fermentation beverages range, including kvass. The authors noted an interest in the drink production from native and foreign producers. As the researchers note, the difficulties of beer and kvass producing at the same enterprise are related to technological and economic problems for mini-breweries. Therefore, the article considers approaches to solving the current situation. Firstly, it is proposed to change a part of the kvass concentrate with beer wort, which leads to a process optimization — extract fermentation and acidification procecces is intensified. Secondly, the reception of multiple decantation of wort introduction into the technology is promotes filtration process acceleration in 1.5-2 times and does not have a significant negative effect on its quality, which reduces kvass duration release. Thirdly, the use of washing water allowed to reduce the fermentation terms of the wort by 1.5-2 times, improve the microbiological parameters of the sedimentary yeast, which makes possible to reuse sedimentary yeast again. This technological method led to an amino acids content increase in the kvass by 4 times, which indicates that kvass, which includes washing water from brewing, is more useful in terms of balanced nutrition. The authors solved the problem of manufacturing kvass at the plant with minimal technological efforts — the joint technology by the VNIIPBiVP and firm «Deller» specialists is developed was developed on the grounds of concentrated fermented bases using yeast (beer, bakery and kvass) and lactic acid bacteria, which allows producing kvass of consistently high quality with sensible economic effect.
Author
Gernet Marina Vasilievna, Doctor of Technical Science, Professor All-Russian Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industries, 7 Rossolimo St., Moscow, 119021, Russia, [email protected]
3 • 2017 ПИВО и НАПИТКИ 17
