Эффективные методы повышения качества и увеличения сроков хранения медового кваса

Квас является одним из известных напитков среди населения, обладающий неповторимым вкусом, хорошо утоляет жажду и обладает широким спектром лечебнопрофилактических свойств. Он служит для лечения многих заболеваний и является напитком лечебно-профилактической направленности. В старину квасом лечили цингу, желудочно-кишечные заболевания. Квас брожения является питательным продуктом, стимулирующим пищеварение, обмен веществ, содействует окислительно-восстановительным процессам, нормальному отложению солей в костных тканях и улучшает деятельность сердечно-сосудистой системы, также квас брожения регулирует функции центральной нервной системы[1,2].

Известно, что проведение предварительного осаждения микроорганизмов обеспечивает срок годности квасов не более 5-7 суток и предполагает их розлив в изотермические цистерны и в кеги. Последовательное применение препаратов-осветлителей и фильтрование увеличивает срок годности квасов до 20 сут и предполагает их розлив не только в изотермические цистерны и в кеги, но и в бутылки. Дополнительное обеспложивание кваса дает возможность розлива в любую тару, в том числе и банки, причем срок годности кваса, разлитого в бутылки, составляет не более 30 суток.

Применена технология кваса с использованием тепловой обработки (пастеризации), полученного сбраживанием квасного сусла. После этого квас фильтруют на кизельгуровом или обеспложивающем фильтре и подвергают термической обработке. В результате чего добиваются стойкости готового кваса брожения 60 суток[3,4].

В последнее время многие фирмы разрабатывают методы увеличения стойкости пищевых продуктов, основанные на воздействии электрофизических полей, обработанных ультразвуком, инфразвуком, низко- и высоковольтными электрическими полями, ультрафиолетовым и рентгеновским облучением, высокочастотными и сверхчастотными электромагнитными и магнитноимпульсными полями.

Одной из основных причин дестабилизации качества напитков, в том числе кваса, являются окислительные процессы. Коллоидные системы кваса, приготовленного на натуральном сырье, под воздействием кислорода претерпевают изменения от деструктивного распада до полимеризации. Развитие окислительных процессов влияет как на агрегативную устойчивость коллоидных систем кваса, так и на его органолептические показатели. Окислительные процессы ускоряются под действием световой энергии ионов тяжелых металлов, особенно Fe2+ и Cu+.

Анализ имеющихся способов повышения стойкости готового кваса позволяет сделать вывод о перспективности удаления кислорода из напитка, тем самым препятствуя его микробиологической порче. Для предотвращения окислительных процессов в готовом напитке возможно использование антиоксидантов различного происхождения, относящихся к различным классам хими- ческих соединений. Известно, что усиление антиоксидантной защиты организма достигается приемом некоторых экзогенных антиоксидантов в форме лекарственных препаратов, некоторых факторов питания (витаминов, растительных жиров, аминокислот и др. противо-окислительных факторов) [5].

Однако, реализуемые на рынке разновидности кваса в недостаточной степени содержат микро- и макроэлементы и витамины, являющиеся важными питательными веществами для человеческого организма. Основным сырьем их являются хлебные сухари из рафинированной муки и сахар. Также известно, что существенной проблемой для производителей кваса является его низкая стабильность при хранении, и бытует мнение, что он является «сезонным» продуктом.

В связи с этим вопросы повышения качества и увеличения срока годности напитка, связанные с выбором сырья и совершенствованием технологии квасов брожения, в частности с интенсификацией производства, а также с повышением антиокислительных свойств готовой продукции актуальны.

Объекты и методы исследования

В научно-производственном центре «Экофуд» разработана новая технология производства натурального медового кваса с большим содержанием питательных веществ, микро- и макроэлементов, витаминов. Основным сырьем для приготовления являются цельносмолотые зерновые продукты, богатые микро-и макроэлементами, а также мед и целебные травы. После проведения процесса брожения удаляются из кваса дрожжи, с целью увеличения сроков его хранения. Получен квас, сохраняющий свой вкус, внешний вид, прозрачность и другие потребительские свойства в течение длительного периода времени.

Нами проведен способ стерилизации кваса и воды посредством воздействия импульсного СВЧ-поля на объекты обработки. Частота микроволн, которую используют СВЧ-печи — 2450 Мгц. Его мощность равна 500—1100 Вт. При этом напряженность электрического поля в материале была достаточна для разрушения клеток и клеточных мембран при времени действия импульсов, составляющем сотые доли секунды без нагрева материала.

Были проведены нами опыты по определению влияния антиокислителей на жизнеспособность культуры дрожжей S. cerevisiae , расы МариобрюЛагер 497, применяяемые для сбраживания квасного сусла. В качестве антиоксиданта использованы антиокислители - аскорбиновая кислота (вариант 1), экстракт зеленого чая (вариант 2). Контролем (вариант 3), служил квас без добавления препарата.

Результаты и их обсуждение

В лабораторных условиях подтвержден эффект подавления микроорганизмов импульсным СВЧ-полем при температуре существенно ниже летального теплового порога при обычной пастеризации. При этом, вероятно, имеет место воздействие энергии тепловых колебаний фрагментов молекулы и электромагнитного поля, приводящее к разрыву непрочных (водородных) связей в белковых молекулах мембранной клетки, их конформационной перестройке, потере нативных свойств и нарушению жизнеобеспечения клетки.

При величине напряженности электромагнитного поля 1-1,25 кВ/см, частоте заполнения магнитных импульсов 100 кГц и продолжительности обработки 12собщая обсе-мененность микроорганизмами уменьшается в 15 раз, а скорость фильтрации увеличивается в 1,5 раза. Микробиологические исследования кваса показали, что под действием электрического поля происходит не только снижение общей обсеменѐнности, но и значительное падение способности микрофлоры.

Однако исследования показали, что микроволны работают только в относительно небольшом поверхностном слое жидкости, не проникая внутрь глубже, чем на 1-3 см. Поэтому нагрев жидкости происходит за счет двух физических механизмов — прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину продукта за счет теплопроводности.

В нефильтрованный квас внесены антиокислители - аскорбиновая кислота (вариант 1), экстракт зеленого чая (вариант 2) в оптимальных концентрациях (таб.1).

Таблица 1 - Влияние антиокислителей на жизнеспособность культуры дрожжей в нефильтрованном квасе

Сроки хранения, сутки	Общее количество, кл х 103 / см3			Количество почкующихся клеток, %			Количество мертвых клеток, %
	Варианты			Варианты			Варианты
	1	2	3	1	2	3	1	2	3
0	6,1	6,1	6,1	16,4	16,4	16,4	5,4	5,3	5,3
1	6,2	6,1	7,1	16,1	15,2	18,5	8,7	8,9	6,2
2	6,2	6,2	7,9	14,2	13,9	20,7	10,2	11,2	7,3
3	6,3	6,2	8,1	13,1	12,7	22,6	12,1	12,9	8,1
4	6,4	6,2	8,6	12,0	11,2	24,6	13,3	14,4	9,2
5	6,4	6,2	9,2	11,9	10,1	26,5	15,2	16,1	11,8
6	6,5	6,3	10,3	10,8	9,3	28,4	17,4	19,2	12,3
7	6,6	6,4	11,4	9,7	7,6	29,7	19,8	21,3	13,1

Как видно из представленных данных, внесение антиокислителей – аскорбиновой кислоты и экстракта зеленого чая приводит к снижению активности размножения дрожжей рода S. cerevisiae расы МариобрюЛагер 497 в большей степени, нежели без использования антиоксидантов. В течение семи суток хранения кваса количество почкующихся клеток в опытных вариантах 1 и 2 снижается соответственно на 41 и54 %, напротив в контрольном варианте без добавления антиоксиданта количество почкующихся клетоку величи-вается на 81%. Из рисунка 1 видно, что количество мертвых клеток в опытных вариантах 1 и 2 увеличивается соответственно на 51 и 63 % по сравнению с контрольным вариантом.

Таким образом, можно сделать предположение, что антиокислители – аскорбиновая кислота и экстракт зеленого чая, оказывают ингибирующее действие на дрожжи сахаромицеты, повышая количество мертвых клеток и уменьшая число почкующихся дрожжей. Также установлено влияние антиокислителей – аскорбиновой кислоты и экстракта зеленого чая на продолжительность хранения фильтрованного кваса со следующими показателями: концентрация сухих веществ - 5,2 %; титруемая кислотность -4,3к.ед.; объѐмная доля спирта, 1,2 % об, куда добавлены в равном количестве аскорбиновая кислота и экстракт зеленого чая в оптимальной концентрации. В качестве контрольного варианта использован квас брожения без внесения каких-либо веществ. Квас после декантации с осадка дрожжей подвергали фильтрации и пастеризации.

Для определения срока годности полученного напитка квас хранили при + 25 о С в течение 100 суток. В ходе выдержки напитка контролировали следующие показатели: концентрацию сухих веществ, титруемую кислотность, а также органолептические показатели (по показателю вкуса). Результаты опытов приведены на рисунке 2.

Рисунок 1 - Влияния антиокислителей на жизнеспособность культуры дрожжей:1 - аскорбиновая кислота, 2 - экстракт зеленого чая, 3 - без добавления препарата

Продолжительность хранения кваса, сутки

Рисунок 2 - Изменение концентрации сухих веществ (%) кваса в зависимости от продолжительности его хранения (в сутках): 1 - антиокислитель, 2 - контроль

Опытные данные показали, что в процессе хранения готового напитка без внесения антиокислителя на 63-е сутки наблюдается изменение всех контролируемых показателей, что говорит о порче напитка. В опытном варианте изменение контролируемых показателей произошло на 87-е сутки хранения кваса. В течение выдержки вкус готового напитка оставался стабильным, вплоть до 100 суток, где уже выделялся посторонний привкус, не характерный квасу.

Таким образом, можно утверждать, что стойкость опытного кваса брожения составляет не менее 100 суток.

Для предотвращения окислительных процессов в готовом напитке возможно использование антиоксидантов различного происхождения, относящихся к различным классам химических соединений. Изучение антиоксидантной эффективности фенольных соединений показало, что существует прямая зависимость антиоксидантной эффективности от количества и расположения гидроксильных групп в молекулах фенольных соединений. Наиболее активными антиоксидантами считаются биофлаваноиды, в том числе антоцианы, флавононы и пирокатехин, окси-бензойные кислоты, оксикоричные кислоты. Они содержатся в растениях, обладающих лечебно-профилактическими свойствами и традиционно используемых в медицине и пищевой промышленности.

Основным источником биофлаваноидов являются фрукты, ягоды, чаи, злаки, специи. Изучение влияния тысячелистника, календулы, мелиссы, душицы, мать-и-мачехи, зверобоя, крушины, толокнянки и спорыша показало, что исследуемые растения обладают не только антиоксидантной, но и адап-тагенной активностью и улучшают физиологические показатели микробных культур, используемых для сбраживания квасного сусла, и стимулируют процесс брожения и накопление биомассы. Наиболее эффективным действием из изученных растений обладает тысячелистник.

Заключение, выводы

Установлено, что внесение антиокислителей - аскорбиновой кислоты (вариантах 1) и экстракта зеленого чая (вариантах 2) приводит к снижению активности размножения дрожжей рода S. cerevisiae расы МариобрюЛагер 497 в большей степени, нежели без использования антиоксидантов. В течение семи суток хранения кваса количество почкующихся клеток в опытных вариантах 1 и 2 снижается соответственно на 41 и 54%. Количество мертвых клеток в опытных вариантах 1 и 2 увеличивается соответственно на 51 и 63% по сравнению с контрольным вариантом. Можно сделать предположение, что антиокислители - аскорбиновая кислота и экстракт зеленого чая, оказывают ингибирующее действие на дрожжи сахаромицеты, повышая количество мѐртвых клеток и уменьшая число почкующихся дрожжей.

В научно-производственном центре «Экофуд» разработана новая технология производства натурального медового кваса с большим содержанием питательных веществ, микро- и макроэлементов и витаминов. Основным сырьем для приготовления являются цельносмолотые зерновые продукты, богатые микро- и макроэлементами, а также мед и целебные травы.

Применена технология кваса с использованием тепловой обработки (пастеризации) и антиоксидантов - аскорбиновой кислоты и экстракта зеленого чая. После проведения процесса брожения удаляются из кваса дрожжи, с целью увеличения сроков его хранения. Получен медовый квас, сохраняющий свой вкус, внешний вид, прозрачность и другие потре- бительские свойства в течение длительного периода времени.