О целесообразности использования экстракта ячменного солода при создании современных напитков на основе спиртового брожения

Согласно терминологии, которая используется в стандарте ГOCT P 52349–2205 [3], в настоящее время, приоритетным направлением не только в научной среде но и при создании современных продуктов питания с заданными свойствами, остается конструирование рецептур по основным нативным нутриентам, повышающим биологическую и пищевую ценность – так называемым функциональным продуктам питания. Это продукты с заданными свойствами, для систематического употребления в составе дневного рациона, всеми возрастными группами здорового населения [3, 19, 20].

Расширение ассортимента современных продуктов с заданными свойствами, целесообразно, так как их тонизирующее действие на организм человека апробировано не только теорией, но и практикой. Многими исследованиями доказано и научно-обоснованно их физиологическое воздействие на генотипические возможности организма человека, их влияние на каталитическую активность ферментов, на нормальное функционирование гипоталамо-гипофизарной системы живых организмов [6].

Это возможно благодаря тому, что именно разнооб раз ие всего множества протекающих химических реакций, разнообразие физико-химических и структурных свойств веществ, слагающих любой организм, создает предпосылку для того, что даже чужеродные для данного организма вещества обладали способностью воздействовать на живую материю: на ее биохимические процессы, физиологические и психические проявления жизнедеятельности.

В настоящее время приоритетным направлением исследования является разработка современных продуктов питания функционального назначения с включением в их состав биологически активных веществ. Актуальность подобных исследований и практическая значимость заключается в том, что, основная часть территории России, в том числе и РСО-Алания, могут подвергаться катастрофическому загрязнению среды. Вследствие этого современные продукты питания, сырьем для производства которых служит выращенное в неблагоприятных почвенно – климатических и техногенных условиях сырье, характеризуются пониженным содержанием эссенциальных микроэлементов, нативных источников витаминов, биологически полноценных белков (содержащие незаменимые и протеиногенные аминокислоты), углеводов с низким гликемическим индексом. Все эти нежелательные процессы для живых систем связаны с развитием гиподинамии, с применением рафинированных и содержащих повышенные количества трансжиров продуктов питания [1, 2].

Пищевая и биологическая ценность любого функционального продукта зависит от ингредиента включенного в его состав. Здесь особое внимание заслуживают солодовые экстракты (СЭ) [12].

Изучением СЭ и включение их в составе различных современных продуктов питания занимались многие исследователи. Еще в 1990 годах это являлось одним из приоритетных направлением исследований. Так солодовые экстракты и продукты полученные на их основе отличаются высокими пищевыми, диетическими и лечебными свойствами. Кроме того, СЭ являются ценным полуфабрикатом при производстве хлебобулочных изделий, пиво-безалкогольной продукции, кулинарных изделий [1, 4, 8].

Использование солодовых экстрактов в продуктах брожения позволяет интенсифицировать жизнедеятельность дрожжей Сахаромицетов интенсивно использующихся в бродильных производствах [5].

В своей классической форме технология создания солодовых экстрактов предполагает использование таких зерновых культур, как: ячмень, пшеница, кукуруза [7].

Используются и такие зерновые культуры которые плохо поддаются солодоращению, например, овес. Апробируются и такие культуры, наряду с зерном овса, которые характеризуются довольно низким содержанием, либо отсутствием проламинов (перспективное направление использования таких СЭ в рационе больных целиакией), как рис, гречиха, кукуруза, сорго, тритикале, амарант и т.д. [9, 14, 15, 17, 18].

Ряд исследователей рекомендуют использовать СЭ в составе создания рецептур современных продуктов питания с заданными свойствами, аргументируя это высоким физиологическим воздействием компонентов СЭ на органном уровне. СЭ обладают антимутаген-ными свойствами, они безопасны и повышают статус человека в условиях все возрастающего антропогенного воздействия со стороны многих факторов окружающей среды. Многие исследователи отмечают антиоксидантное ингибирующее действие СЭ на механизмы образования свободных радикалов [13].

Использование солодовых экстрактов может решить многие проблемы которые возникают в процессе тепловой обработки сырья, в результат неизбежного снижения его пищевой и биологической ценности, а также способствуют расширению ассортимента продуктов брожения с заданными свойства, что позволяет контролировать и предполагать механизмы их воздействия на живые системы [16].

Особо актуальны данные исследования в области здорового питания населения.

Цель работы – изучить влияние ячменного солодового экстракта на пищевую и биологическую ценность хлебного кваса, с целью целесообразности использования СЭ в технологиях производства функциональных напитков тонизирующего и антиоксидантного воздействия [13].

Материалы и методы

Материалом для исследований явились полисолодовый экстракт из зерна ячменя, концентрат квасного сусла, квасное сусло, молочная сыворотка.

Выработку хлебного кваса проводили в соответствии со стандартом Квасы. Общие технические условия – ГОСТ Р. 53074–2008. Отбор образцов для изучения основных технологических показателей сырья и готового продукта в соответствии с ГОСТ – 6687.0.86.

Определение сухого вещества согласно требованиям стандарта – ГОСТ 6687.2–90. Определение кислотности в соответствии с требованиям стандарта ГOСT 6687.4.86. Массовую концентрацию этилового спирта в готовых образцах кваса – следуя ГOСT 6687.7–88.

В СЭ из ячменного зерна процентное содержание влаги следуя ГOСТ 13586.5–2015. Содержание белка по ГОСТ-10846–91. Содержание золы по ГОСТ P-54411–99. Содержание декстринов, дисахаридов простых сахаров – согласно ГОСТ 6034–2014. Кислотность определяли – алкалометрический. Технологическая схема производства полисолодового экстракта включала в себя стадии представленные на рисунке 1.

Получение солода | Making malt ↓

Дробление солода | Crushing of malt ↓

Стимуляция протеаз солода (смешивание с водой в соотношении: 1 часть солода и 2,5 части воды) Stimulation of malt proteases (mixing with water at a ratio of 1 part malt and 2.5 parts water ↓

Затирание при 45 ℃ | Mashing at 45 ℃.

↓

Перевод крахмала и продуктов гидролиза в растворенное состояние – выдержка затора Starch and hydrolysis products transfer into the dissolved state - mash maturation ↓

Фильтрация | Filtration ↓

Термообработка сусла при 80о С Thermal treatment of mash at 80°С. ↓

Сгущение (при температуре 90 ℃, в течение 5 мин.) Thickening (at 90 ℃ for 5 min.)

Рисунок 1. Получение ПСЭ из зерна ячменя

• Figure 1.    Obtaining PSE from barley grain

Получение солодового экстракта

Obtaining malt extract

↓

Изучение свойств СЭ

Studying the properties of SE

↓ Производство хлебного кваса Bread kvass production ↓ Включение солодового экстракта в количестве 10, 20 и 30%% в квасное сусло Including malt extract in the amount of 10, 20 and 30% in kvass wort.

↓

Изучение влияния СЭ на некоторые технологические характеристики хлебного кваса

Study of the influence of SE on some technological characteristics of bread kvass

Рисунок 2. Схема исследований

• Figure 2.    Scheme of research

Результаты

Перед выработкой опытных образцов хлебных квасов, нами в СЭ изучалось содержание декстринов, простых сахаров, белковых и минеральных веществ и кислотность, что представлено в таблице 1.

Таблица 1.

Содержание некоторых веществ в ячменносолодовом экстракте (СЭ), в гр. на 100 г. продукта, n=3

Table 1. The content of some substances in barley-malt extract (PSE), in gr. per 100 g of product, n = 3

Показатель Indicator	Значение Value
Содержание воды, % Water content, %	5,3
Содержание СВ, % Water content, %	74,8
Содержание белковых веществ, % Protein content, %	3,26
Содержание зольных элементов, % Content of ash elements, %	1,32
Содержание декстринов, % Content of dextrins, %	5,96
Содержание дисахарида мальтозы, % Content of disaccharide maltose, %	23,4
Содержание дисахарида сахарозы, % Content of disaccharide sucrose, %	1,2
Содержание моносахаров (глюкоза, фруктоза), % Monosaccharide content (glucose, fructose), %	22,1
Кислотность, мл I Н р-ра NaOH на 100 г. образца Acidity, ml I H NaOH per 100 g of sample	14,0±0,10
Вязкость, МПа×с Viscosity, MPa×s	10,5

Таким образом, ячменный солодовый экстракт обладает значительной пищевой и биологической ценностью, так как помимо изученных веществ в нем содержатся большое количество ферментов и витаминов.

Исследованиям подверглись образцы кваса на основе концентрата квасного сусла используемого в промышленности и соответствующего требованиям стандарта: Общие технические условия. Концентраты квасного сусла. ГОСТ 28538–2017.

Контрольный образец – включал 100% квасного сусла. Во 1-ом опытном образце квасное сусло на 30% заменили ячменным СЭ, 2-ой образец содержал 20% ячменного СЭ и 3-ий образец 10% ячменного СЭ. Данные концентрации включения СЭ в состав продукта находили путем многочисленных лабораторных выработок образцов с установлением лучшей концентрации. Как показали результаты исследований лучшими образцами обладали образцы с заменой концентрата квасного сусла в количестве 30; 20 и 10%.

Увеличение концентрации СЭ вызывает нежелательные изменения органолептических и физико-химических показателей лабораторного квасного сусла. Уменьшение концентрации никоим образом не влияет на биохимию сырья и использование меньших концентраций нецелесообразно.

Результаты исследований, позволяют говорить о том, что включение в состав опытных образцов солодового ячменного экстракта, позволяет интенсифицировать процессы жизнедеятельности дрожжей Sacharomices cerevisiae используемые в опыте, результатом которого является некоторое повышение массовой доли этилового спирта, титруемой кислотности и уменьшением рН в готовом продукте по сравнению с контролем. Изучение нижеприведенных показателей проводили на третьи сутки.

Результаты исследований представлены на рисунках 3–6.

Рисунок 4. рН в образцах кваса

Figure 4. pH in kvass samples

Рисунок 3. Содержание СВ в образцах кваса Figure 3. Dry matter content in kvass samples

3,2

2,8

2,6

2,4

2,2

□ Контроль ■ 30% ПСЭ ■ 20% ПСЭ ■ 10% ПСЭ

0,8

0,6

0,4

0,2

0,56

□ Контроль ■ 30% ПСЭ ■ 20% ПСЭ ■ 10% ПСЭ

Рисунок 5. Кислотность в образцах кваса

• Figure 5.    Acidity in kvass samples

Результаты контроля хода брожения образцов квасного сусла показали, что замена части концентрата квасного сусла СЭ позволяет насыщать сусло биологически активными веществами, что активно используется дрожжами.

Рисунок 6. Содержание этилового спирта в образцах кваса

• Figure 6.    Ethyl alcohol content in kvass samples

Высокое содержание питательных веществ, ферментов, витаминов в составе СЭ сказывается на ходе брожения интенсифицируя его, что позволяет сократить время брожения и повысить рентабельность производства.

Таблица 2. Соответствие органолептических показателей готового продукта ГОСТ

Table 2.

Organoleptic characteristics of the finished product

Образец Sample	Внешний вид Appearance	Цвет Color	Вкус и аромат Taste and aroma
Квас согласно ГОСТ Р 53094– 2008 Kvas according to GOST R 53094-2008	Жидкость без посторонних включений, прозрачная с некоторой долей опалесценции Liquid without extraneous inclusions, transparent with some opalescence	Светложелтый Light yellow	Вкус освежающий с ароматом сброженного напитка Taste refreshing with an aroma of fermented beverage
Контроль Control	+*	+.	+.
30% ПСЭ 30% PSE	+	+.	С легким приятным ароматом ячменного солода | With a light pleasant aroma of barley malt
20% ПСЭ 20% PSE	+	+.	+.
10% ПСЭ 30% PSE	+	+.	+.
* + – соответствует ГОСТ * + - corresponds to GOST

Dzizzoeva Z.L. et al. Proceedings of VSUET, 2022, vol. 84, no. 1, pp. 174-180

В соответствии с требованиями стандарта проводили изучение органолептических показателей готового продукта (ГОСТ Р 53094–2008), для нефильтрованного осветленного кваса, что представлено в таблице 2.

В процессе хранения изучалась стойкость образцов кваса. Результаты исследований показали. что включение в состав образцов кваса

Заключение

В работе показано, что включение СЭ (солодового экстракта) ячменя в состав продукта можно рекомендовать следующих случаях: с целью интенсификации процесса брожения и сокращения сроков созревания хлебного кваса; с целью повышения биологической ценности кваса и обогащения продукта минеральными веществами, витаминами и ферментами, а также биологически активными веществами, содержащими в солодовых экстрактах кукурузы, ячменя, ржи и пшеницы. Добавление солодовых экстрактов обогащает квас пробиотическими микронутриентами. Квас приготовленный с включением СЭ обладает тонизирующими свойствами, способствует улучшению процессов пищеварения, активизации микробиоты желудочно-кишечного тракта, нормализации обменных процессов. На органогенном уровне, активизируются системы антиоксидантной защиты, оказывая в целом стимулирующее влияние на физическую и умственную работоспособность. Результаты исследований подтвердили целесообразность исследований, так как был получен продукт обладающий высокими потребительскими свойствами.