Подбор оптимального состава затора из местного сырья для культивирования уксуснокислых бактерий в процессе производства яблочного уксуса
Автор: Жуковская С.В., Бабаева М.В., Агафошкина А.Е., Воробьев Д.А., Сахарова С.И., Яковлев А.Н.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевая биотехнология
Статья в выпуске: 1 (99) т.86, 2024 года.
Бесплатный доступ
В соответствии с Государственной программой «Здоровое питание-здоровье нации», приоритетным направлением рассматриваемой области считается расширение ассортимента натуральных продуктов для потребителей, следящих за своим здоровьем. Яблочный уксус является одним из наиболее ценных продуктов, вырабатываемых из яблочного сока. В литературе представлены, в основном данные, касающиеся технологии производства уксуса и почти не затронуты вопросы, касающиеся отработки технологических параметров процесса. Цель работы - изучение влияния различных веществ на процесс уксуснокислой ферментации. В качестве сырья были использованы промышленные образцы яблочных материалов из сырья Центрального региона России. В ходе исследований использовали общепринятые физико-химические методы в энохимии. Статья посвящена комплексному исследованию влияния фенольных веществ, углеводов яблочного сока, лимонной кислоты, лимонной кислоты и двузамещенного фосфата аммония (NH4)2HPO4, лимонной кислоты и однозамещенного фосфата калия (KH2PO4), лимонной кислоты и сульфата аммония (NH4)2SO4 на процесс уксуснокислой ферментации. В ходе исследования было установлено: увеличение фенольных веществ приводит к ингибированию процесса окисления; на выход уксусной кислоты влияет увеличение дозы вносимой лимонной кислоты с 0,25 г/дм3 до 1 г/дм3, как отдельно, так и совместно с (NН4)2SО4 в дозировке 0,46 г/дм3; добавление однозамещенного фосфорнокислого калия заметного положительного влияния на процесс биохимического окисления не оказывает; в качестве углеводного питания рекомендуется добавление 5% свежего яблочного сока. На основании проведенных исследований может быть разработана технологическая схема производства уксуса с предложенными нами технологическими параметрами процесса.
Яблочный уксус, уксуснокислая ферментация, технологические параметры, яблочный сок, физико-химические показатели
Короткий адрес: https://sciup.org/140305657
IDR: 140305657 | УДК: 66.011 | DOI: 10.20914/2310-1202-2024-1-117-125
Текст научной статьи Подбор оптимального состава затора из местного сырья для культивирования уксуснокислых бактерий в процессе производства яблочного уксуса
В соответствии с Государственной программой «Здоровое питание-здоровье нации», приоритетным направлением рассматриваемой области считается расширение ассортимента натуральных продуктов для потребителей, следящих за своим здоровьем. Разработка этой группы продуктов диктуется насущной потребностью современного рынка, необходимостью оптимизации питания и здоровья, имеет важное значение ввиду резко возросших под влиянием современных причин больших нагрузок на адаптационные способности организма человека [1]. Яблочный уксус является одним из наиболее ценных продуктов, вырабатываемых из яблочного сока. Яблочный уксус содержит в себе комплекс биологически активных веществ, полезных для здоровья человека [2]. Жизнедеятельность и окислительная способность уксуснокислых бактерий зависит от ряда факторов: содержание кислорода, исходной популяции, температуры, рН, содержания спирта, уксусной кислоты, микроэлементов, фенольных веществ, восстанавливающих сахаров, глицерина и других компонентов. В литературе представлены, в основном данные, касающиеся технологии производства уксуса и почти не затронуты вопросы, касающиеся отработки технологических параметров процесса. Имеются разноречивые данные по влиянию режимов аэрации, стартовых концентраций спирта и кислоты, парциального давления, концентрации посевной культуры уксуснокислых бактерий и др. [3–5, 7–21].
В результате определения фракционного состава азотистых, фенольных веществ и углеводов яблочных соков установлено, что химический состав яблочных соков зависит от способа переработки яблок и их сортовых особенностей. В результате определения фракционного состава азотистых, фенольных веществ и углеводов яблочных соков установлено, что химический состав яблочных соков зависит от способа переработки яблок и их сортовых особенностей.
В процессе уксуснокислой ферментации яблочных материалов наблюдается изменение азотистых и фенольных веществ. При этом углеводный состав практически не изменяется. При окислении яблочных материалов уксуснокислыми бактериями значительно интенсифицируются процессы альдегидообразования и эфирообразования. Исследования, направленные на глубокое и всестороннее изучение факторов, обусловливающих эффективность процесса биохимического окисления, исследование динамики химического состава яблочных материалов в процессе уксуснокислой ферментации представляют несомненный интерес [6].
Из литературы известно, что на процесс культивирования уксуснокислых бактерий большое влияние оказывает химический состав исходного сырья для производства уксуса, а также отдельные компоненты, искусственно вводимые в культуральную жидкость для поддержания жизнедеятельности бактерий.
Цель работы – изучение влияния различных веществ на процесс уксуснокислой ферментации.
Материалы и методы
В качестве сырья были использованы промышленные образцы яблочных материалов из сырья Центрального региона России, энота-нин (Продукция соответствует ТР ТС 021/2011, ТР ТС 022/2011, ТР ТС 029/2012), лимонная кислота (моногидрат) по ГОСТ 908–2004, двузамещенного фосфата аммония (NН 4 ) 2 НРО 4 (ч), по ГОСТ 37–72–74, однозамещенного фосфата калия (КН 2 РО 4 ) (хч) по ГОСТ 4198–75. В ходе исследований физико-химические показатели определяли в соответствии с общепринятыми в энохимии методами.
Результаты и обсуждение
Предварительные исследования химического состава различных образцов яблочного уксуса показало, что на процесс уксуснокислого брожения оказывают влияние фенольные вещества [7].
В связи с этим представляло интерес изучить подробнее характер влияния фенольных соединений на процесс ферментации. Для опыта использовали раствор энотанина с содержанием фенольных веществ 9 г/дм3.
В один и тот же материал со стартовыми концентрациями по спирту и кислоте соответственно 1,7% об x 5,7% добавляли различное количество раствора энотанина. Выбор стартовой концентрации соответствовал рекомендациям по приготовлению культуральной смеси. Процесс
уксуснокислой ферментации во всех образцах проводили до остаточного содержания спирта 0,3–0,5% об. Результаты опыта представлены в таблице 1.
Установлено, что с увеличением количества вносимого энотанина от 0 до 54 мг/дм3 длительность процесса уксуснокислой ферментации увеличивалась почти в 2 раза. Вполне очевидно, что более высокие дозы фенольных веществ еще значительнее тормозят процесс уксуснокислого брожения.
Таблица 1.
Влияние фенольных веществ на процесс уксуснокислой ферментации
The effect of phenolic substances on the process of acetic acid fermentation
Table 1.
|
Показатель Indicator |
Исходный виноматериал The original wine material |
Время ферментации, сут | Fermentation time, day |
||||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
I – контроль | |
I - control |
|||||||||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,7 |
1,7 |
1,0 |
0,5 |
||||||||
|
Титруемая кислотность в пересчете на уксусную, г/100 см3 Titratable acidity in terms of acetic acid, g/100 cm3 |
5,7 |
5,7 |
6,1 |
6,5 |
||||||||
|
Фенольные вещества, мг/дм3 Phenolic substances, mg/dm3 |
218,0 |
218,0 |
180,0 |
|||||||||
|
II – контроль = 27 мг/дм3 фенольных веществ | II - control = 27 mg/dm3 of |
henolic substances |
|||||||||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,7 |
1,7 |
1,5 |
1,1 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
|||
|
Титруемая кислотность в пересчете на уксусную, г/100 см3 Titratable acidity in terms of acetic acid, g/100 cm3 |
5,7 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
6,0 |
6,1 |
6,2 |
6,3 |
6,4 |
|||
|
Фенольные вещества, мг/дм3 Phenolic substances, mg/dm3 |
246,3 |
246,3 |
216,7 |
|||||||||
|
III – контроль = 54 мг/дм3 фенольных веществ | III - control = 54 mg/dm3 of phenolic substances |
||||||||||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,7 |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
1,2 |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,4 |
0,3 |
|
Титруемая кислотность в пересчете на уксусную, г/100 см3 Titratable acidity in terms of acetic acid, g/100 cm3 |
5,7 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
5,9 |
6,0 |
6,1 |
6,2 |
6,3 |
6,4 |
6,5 |
6,6 |
|
Фенольные вещества, мг/дм3 Phenolic substances, mg/dm3 |
269,8 |
269,8 |
||||||||||
Таблица 2.
Влияние яблочного сока на процесс уксуснокислой ферментации
The effect of apple juice on the process of acetic acid fermentation
Table 2.
|
Показатель Indicator |
Исходный виноматериал The original wine material |
Время ферментации, сут | Fermentation time, day |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
I образец – контроль | I - control |
|||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,3 |
||
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
4,9 |
6,2 |
||
|
II образец – контроль + 1,7% свежего яблочного сока | II sample - control + 1.7% fresh apple juice |
|||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,2 |
||
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
4,8 |
6,3 |
||
|
III образец – контроль + 5,0% яблочного сока | III sample - control + 5.0% apple juice |
|||||
|
Остаточный спирт, % об. | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,1 |
||
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
4,5 |
6,5 |
||
|
IV образец – контроль + 16,7% яблочного сока | IV sample - control + 16.7% apple juice |
|||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,4 |
0,3 |
|
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
4,2 |
4,3 |
6,5 |
|
Таблица 3.
Влияние концентрации лимонной кислоты на процесс уксуснокислой ферментации
Table 3.
The effect of citric acid concentration on the acetic acid fermentation process
|
Показатель Indicator |
Исходный виноматериал The original wine material |
Время ферментации, сутки | Fermentation time, day |
|
|
1 |
2 |
||
|
I образец – контроль | I - control |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,5 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
- |
6,0 |
|
II образец – контроль + 0,25 г./дм3 лимонной кислоты | II sample - control + 0.25 g/dm3 citric acid |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
- |
0,5 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
- |
6,0 |
|
III образец – контроль + 0,5 г/дм3 лимонной кислоты | III sample - control + 0.5 g/dm3 citric acid |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
- |
0,4 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
- |
6,1 |
|
IV образец – контроль + 1 г/дм3 лимонной кислоты | IV sample - control + 1 g/dm3 citric acid |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
- |
0,3 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
- |
6,8 |
|
Y образец – контроль + 2 г/дм3 лимонной кислоты | Y sample - control + 2 g/dm3 citric acid |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
- |
0,5 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
- |
6,4 |
Таблица 4.
Влияние концентрации лимонной кислоты и двузамещенного фосфата аммония (NН 4 ) 2 НРО 4 на процесс уксуснокислой ферментации
Table 4.
The effect of the concentration of citric acid and disubstituted ammonium phosphate (NН 4 ) 2 НРО 4 on the acetic acid fermentation process
|
Показатель Indicator |
Исходный виноматериал The original wine material |
Время ферментации, сут Fermentation time, day |
|||
|
1 |
2 1 |
3 1 |
4 |
||
|
1 образец |
контроль | I - control |
||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
- |
0,3 |
||
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
5,1 |
6,0 |
||
|
II образец – контроль + (NН 4 ) 2 НРО 4 0,5 г/дм3 | II sample - control + (NH 4 ) 2 NPO 4 0.5 g/dm3 |
|||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
0,8 |
0,2 |
||
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
4,5 |
4,8 |
6,2 |
|
|
III образец – контроль + лимонная кислота 0,5 г/ дм3 + (NН 4 ) 2 НРО 4 0,5 г/дм3 III sample - control + citric acid 0.5 g/dm3 + (NN 4 ) 2 NPO 4 0.5 g/dm3 |
|||||
|
Остаточный спирт, % об. | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
1,0 |
0,6 |
0,12 |
|
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
5,8 |
6,0 |
6,2 |
6,5 |
|
IV образец – контроль + лимонная кислота 1,0 г/ дм3 + (NН 4 ) 2 НРО 4 0,5 г/дм3 IV sample - control + citric acid 1.0 g/dm3 + (NN 4 ) 2 NPO 4 0.5 g/dm3 |
|||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
0,5 |
0,12 |
||
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
4,9 |
6,9 |
||
Таблица 5.
Влияние концентрации лимонной кислоты и однозамещенного фосфата калия (КН 2 РО 4 ) на процесс уксуснокислой ферментации
Table 5.
The effect of the concentration of citric acid and monosubstituted potassium phosphate (КН 2 РО 4 ) on the process of acetic acid fermentation
|
Показатель Indicator |
Исходный виноматериал The original wine material |
Время ферментации, сут Fermentation time, day |
||||
|
1 1 |
2 1 |
3 1 |
4 1 |
5 |
||
|
1 образец – контроль | I - control |
||||||
|
Остаточный спирт, % об| Residual alcohol, % vol |
1,6 |
- |
0,2 |
|||
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
5,8 |
6,2 |
|||
|
II образец – контроль + КН 2 РО 4 0,5 г/дм3 | II sample - control + CH 2 RO 4 0.5 g/dm3 |
||||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
- |
1.3 |
1.0 |
- |
0.6 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
5,6 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
6,0 |
|
III образец – контроль + лимонная кислота 0,5 г/ дм3 + КН 2 РО 4 0,5 г/дм3 | III sample - control + citric acid 0.5 g/dm3 + KN 2 RO 4 0.5 g/dm3 |
||||||
|
Остаточный спирт, % об. | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
- |
1,3 |
0,8 |
0,4 |
|
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
5,6 |
5,8 |
5,8 |
5,9 |
6,0 |
|
IV образец – контроль + лимонная кислота 1,0 г/ дм3 + КН 2 РО 4 0,5 г/дм3 | IV sample - control + citric acid 1.0 g/dm3 + KN 2 RO 4 0.5 g/dm3 |
||||||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,6 |
0,2 |
||||
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,5 |
4,7 |
6,4 |
|||
Таблица 6.
Влияние концентрации лимонной кислоты и сульфата аммония на процесс уксуснокислой ферментации
Table 6.
The effect of the concentration of citric acid and ammonium sulfate on the process of acetic acid fermentation
|
Показатель Indicator |
Исходный виноматериал The original wine material |
Время ферментации, сутки Fermentation time, day |
|
|
1 \ |
2 |
||
|
I образец – контроль | I sample - control |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,3 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,6 |
6,1 |
6,2 |
|
Степень окисления, число частей на м | Degree of oxidation, parts per million |
452 |
388 |
|
|
Аминный азот, мг/дм3 | Amine nitrogen, mg/dm3 |
114,8 |
123,2 |
|
|
Фосфор, мг/дм3 | Phosphorus, mg/dm3 |
17 |
23 |
|
|
II образец – контроль + (NН 4 ) 2 SО 4 | II sample - control + (NH 4 ) 2 SO 4 |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,11 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,6 |
6,1 |
6,2 |
|
Степень окисления, число частей на миллион | Degree of oxidation, parts per million |
664 |
156 |
|
|
Аминный азот, мг/дм3 | Amine nitrogen, mg/dm3 |
126 |
93,5 |
47,6 |
|
Фосфор, мг/дм3 | Phosphorus, mg/dm3 |
50 |
17 |
|
|
III образец – контроль + 0,5 г/дм3 лимонной кислоты + (NН 4 ) 2 SО 4 | III sample - control + 0.5 g/dm3 citric acid + (NH 4 ) 2 SO 4 |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,1 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,6 |
5,8 |
6,3 |
|
Степень окисления, число частей на миллион | Degree of oxidation, parts per million |
304 |
260 |
|
|
Аминный азот, мг/дм3 | Amine nitrogen, mg/dm3 |
145,6 |
2,8 |
|
|
Фосфор, мг/дм3 | Phosphorus, mg/dm3 |
29 |
28 |
|
|
IV образец – контроль + 1 г/дм3 лимонной кислоты + (NН 4 ) 2 SО 4 | IV sample - control + 1 g/dm3 citric acid + (NH 4 ) 2 SO 4 |
|||
|
Остаточный спирт, % об | Residual alcohol, % vol |
1,5 |
- |
0,10 |
|
Титруемая | Titratable acidity |
5,6 |
6,2 |
6,5 |
|
Степень окисления, число частей на миллион | Degree of oxidation, parts per million |
544 |
260 |
|
|
Аминный азот, мг/дм3 | Amine nitrogen, mg/dm3 |
111 |
58,8 |
|
|
Фосфор, мг/дм3 | Phosphorus, mg/dm3 |
17 |
27 |
|
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что фенольные вещества обладают бактерицидным действием и оказывают ингибирующее влияние на скорость биохимического окисления яблочных материалов.
Известно, что некоторые виды уксуснокислых бактерий при ферментации в качестве питания могут потреблять глюкозу.
Исследовали влияние углеводов яблочного сока на процесс биохимического окисления путем внесения в культуральную смесь от 2 до 15% свежего яблочного сока. Данные анализов представлены в таблице 2
Из данных таблицы видно, что наиболее интенсивно процесс биохимического окисления этанола в уксусную кислоту происходил в третьем образце. Содержание остаточного спирта в нем составило 0,1%, а концентрация уксусной кислоты – 6,5%, т. е. уксус, полученный из образца № 3, имел лучшие показатели состава даже по сравнению с контролем (0,3% об – этиловый спирт, 6,2% – уксусная кислота). Вероятно, что при наличии сока, уксуснокислые бактерии получают дополнительно различное количество органических и минеральных веществ, необходимых для размножения, питания уксуснокислых бактерий и окисления этанола в уксусную кислоту, поэтому процесс уксуснокислой ферментации интенсифицируется.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что добавление свежего яблочного сока в культуральную среду оказывает благоприятное воздействие на процесс уксуснокислого брожения. Оптимальной дозой яблочного сока следует считать 5% Известно, что яблочный виноматериал имеет в своем составе много кислот, содержание которых колеблется в различных пределах в зависимости от сорта и степени зрелости яблок. Известно, что количество лимонной кислоты в яблоках увеличивается при созревании и, ее содержание может варьировать в зависимости от степени зрелости плодов.
Исследовали влияние концентрации лимонной кислоты на процесс уксуснокислой ферментации. Готовили культуральную смесь с содержанием уксусной кислоты 5,5% и спирта 1,5% об. Приготовленную смесь делили на пять частей. Одну использовали в качестве контроля, в четыре – добавляли разное количество лимонной кислоты. Далее проводили биохимическое окисление полученных образцов.
Результаты исследований представлены в таблице 3. Из полученных данных видно, что наличие лимонной кислоты в культуральной среде по-разному влияет на ход уксуснокислого брожения.
С увеличением дозы вносимой лимонной кислотой с 0,25 г/дм3 до 1 г/дм3 выход уксусной кислоты увеличивается. Дальнейшее повышение лимонной кислоты приводило к снижению выхода уксуса. Так добавление 0,25 г/дм3 м 0,5 г/дм3 лимонной кислоты приводило к накоплению 6,0–6,1% уксусной кислоты, т. е. находилось на уровне контроля. Внесение 1 г/дм3 лимонной кислоты значительно повышало выход уксуса до 6,8%, при содержании остаточного спирта 0,3% об. Увеличение содержания лимонной кислоты до 2 г/дм3 несколько снижало выход уксусной кислоты до 6,4%. Положительное влияние лимонной кислоты в дозе именно 1 г/дм3 или близкой к ней объясняется изменением рН среды, в которую вносится кислота. Добавление 1 г/дм3 лимонной кислоты в яблочные материалы приводило к снижению рН среды с 3,1–3,5 до 2,5–3,0, что благоприятно сказывается на деятельности уксуснокислых бактерий. Внесение дозы лимонной кислоты <1 г/дм3 не оказывало значительного влияния на процесс, так как мало изменяло значение рН. В то же время значительное снижение рН при внесении лимонной кислоты в дозе ≈ 2 г/дм3 и выше оказывало тормозящее действие на жизнедеятельность уксуснокислых бактерий.
Результаты данного опыта свидетельствуют о необходимости корректировки рН культуральной среды добавлением в нее определенного количества лимонной кислоты, которое в среднем должна составить 1 г/дм3 с отклонением в ту или другую сторону в зависимости от состава перерабатываемого сырья (степени зрелости яблок, сорта и др.). Исследовали совместное влияние лимонной кислоты и (NН 4 ) 2 НРО 4 на процесс уксуснокислой ферментации.
В опытные образцы вносили двузамещенный фосфорнокислый аммоний в количестве г/дм3 и лимонную кислоту 0,5–1,0 г/дм3.
Результаты исследований представлены в таблице 4.
Окисление этилового спирта в контрольном образце заканчивалось на 2-ой день, при этом содержание уксусной кислоты составляло 6,0%, а остаточного спирта – 0,3% об. Внесение 0,5 г/дм3 двузамещенного фосфорнокислого аммония как отдельно, так и совместно с 0,5 г/дм3 лимонной кислоты приводило к увеличению выхода уксусной кислоты до 6,0–6,5%, однако срок окисления при этом увеличивался. Добавление 0,5 г/дм3 двузамещенного фосфорнокислого аммония совместно с 1 г/дм3 лимонной кислоты значительно увеличивало выход уксусной кислоты по сравнению с контролем (6,9%). Известно, что добавление в среду однозамещенного фосфата калия из расчета 0,50 г./дм3 при уксуснокислой ферментации положительно влияет на процесс окисления. Исследовали влияние концентрации лимонной кислоты и однозамещенного фосфата калия на процесс уксуснокислого брожения.
В опытные образцы вносили 0,50 г./дм3 однозамещенного фосфата калия и лимонную кислоту в количестве 0,5–1,0 г/дм3. Результаты исследования представлены в таблице 5.
В контрольном образце процесс окисления спирта в уксусную кислоту был завершен на второй день ферментации. Во втором и третьем образцах процесс ферментации не был завершен на пятые сутки (остаточный спирт во втором образце – 0,6% об, в третьем – 0,4% об). Следовательно, можно предположить, что действие однозамещенного фосфата калия, как отдельно, так и совместно с лимонной кислотой (0,5 г/дм3) замедляет процесс уксуснокислой ферментации.
В четвертом образце с содержанием лимонной кислоты 1,0 г/дм3 и КН 2 РО 4 0,5 г/дм3 накопление уксусной кислоты и содержание остаточного спирта приближается к контролю.
Следовательно, можно заключить, что наличие в культуральной среде КН 2 РО 4 и совместное его действие с лимонной кислотой не оказывает существенного влияния на накопление уксусной кислоты. Однако внесение лимонной кислоты в количестве 1 г/дм3 вместе с 0,5 г/дм3 КН 2 РО 4 способствует усвоению фосфора уксуснокислыми бактериями.
Из литературных данных известно, что сульфат аммония в количестве 0,46 г./дм3 оказывает положительное влияние на ход уксуснокислого брожения. Исследовали совместное влияние лимонной кислоты и сульфата аммония на процесс уксуснокислой ферментации.
В опытные образцы добавляли 0,46 г/дм3 сульфата аммония и лимонную кислоту в количестве 0,5–1 г./дм3.
Полученные результаты исследований представлены в таблице 6.
Из данных таблицы видно, что процесс уксуснокислого брожения во всех четырех образцах был завершен на второй день ферментации.
Анализ содержания остаточного спирта показал, что во втором, третьем и четвертом образцах процесс уксуснокислой ферментации идет интенсивнее, чем в контроле (остаточный спирт в образцах – 0,10–0,11% об, в контроле – 0,3% об). Одновременно увеличивался выход уксусной кислоты.
Наиболее эффективно процесс уксуснокислой ферментации проходил в четвертом образце, где в состав ферментационной среды входили 1 г/дм3 лимонной кислоты и 0,46 г/дм3 сульфата аммония (NН 4 ) 2 SО 4 (6,5% – в четвертом образце, 6,2% – в контроле).
Заключение
Проведенные исследования позволяют сделать следующие основные выводы:
– на процесс уксуснокислого брожения оказывают влияние фенольные вещества яблок, причем увеличение содержания фенольных веществ приводит к ингибированию процесса окисления;
– в качестве углеводного питания рекомендуется добавление 5% свежего яблочного сока;
– наличие лимонной кислоты в культуральной среде по-разному влияет на ход уксуснокислого брожения, с увеличением дозы вносимой лимонной кислотой с 0,25 г./дм3 до 1 г/дм3 выход уксусной кислоты увеличивается, дальнейшее повышение лимонной кислоты приводит к снижению выхода уксуса;
– добавление двузамещенного фосфорнокислого аммония совместно с лимонной кислотой значительно увеличивает выход уксусной кислоты по сравнению с контролем;
– наиболее эффективно процесс биохимического окисления протекает при внесении 0,46 г/дм3 (NН 4 ) 2 SО 4 , 1 г/дм3 лимонной кислоты как отдельно, так и совместно с (NН 4 ) 2 SО 4 ;
– добавление однозамещенного фосфорнокислого калия заметного положительного влияния на процесс биохимического окисления не оказывает.
Мы считаем, что на основании проведенных исследований может быть разработана технологическая схема производства уксуса с предложенными нами технологическими параметрами процесса.
Список литературы Подбор оптимального состава затора из местного сырья для культивирования уксуснокислых бактерий в процессе производства яблочного уксуса
- Бабаева М.В., Жуковская С.В., Казарцев Д.А., Жиров В.М. и др. Инновационные безалгольные напитки из натурального растительного сырья // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 1. С. 118–124. doi:10.20914/2310–1202–2022–1–118–124
- Гончаровская И.В., Левон В.Ф. Содержание некоторых биологически активных веществ в яблочном уксусе с разных плодов Malus Domestica Borkh // От растения до лекарственного препарата. 2020. С. 217–222.
- Оганесянц Л.А., Панасюк А.Л., Рейтблат Б.Б. Теория и практика плодового виноделия. М.: Промышленно-консалтинговая группа «Развитие» по заказу ГНУ ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности, 2011. Кандыбина А.В., Звягинцева М.Г., Комаров А.В., Россихин В.В. Яблочный уксус: приготовление ибиологически активные вещества // News of Science and Education. 2017. Т. 3. № 9. С. 026–028.
- Еременко А.С., Синилова Ю.К., Голуб О.В. Оценка качественных характеристик яблочного уксуса // Оценка качества и безопасность потребительских товаров. 2020. С. 49–53
- Жуковская С.В., Бабаева М.В., Казарцев Д.А., Жиров В.М. и др. Исследование динамики химического состава сброженных яблочных соков в процессе уксуснокислой ферментации // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 4. С. 24–31. doi: 10.20914/2310–1202–2022–4–24–31
- Шумская Н.Н., Ломакина С.А., Сердюк В.А., Мальцева Т.А. и др. Органолептический и сравнительный анализ яблочного и яблочно-грушевого уксусов // Инновационные технологии в науке и образовании (конференция «ИТНО 2020»). 2020. С. 504-507.
- Панасюк А.Л., Кузьмина Е.И., Борисова А.Л. Новое направление в производстве пищевого уксуса // Пищевая промышленность. 2017. № 7. С. 58–60.
- Carballo D., Fernández-Franzón M., Ferrer E., Pallarés N. et al. Dietary Exposure to Mycotoxins through Alcoholic and Non-Alcoholic Beverages in Valencia, Spain // Toxins. 2021. V. 13. №. 7. P. 438. doi: 10.3390/toxins13070438
- Rodríguez-Ramos R., Socas-Rodríguez B., Santana-Mayor Á., Rodríguez-Delgado M.Á. A simple, fast and easy methodology for the monitoring of plastic migrants in alcoholic and non-alcoholic beverages using the QuEChERS method prior to gas chromatography tandem mass spectrometry // Analytical and bioanalytical chemistry. 2020. V. 412. №. 7. P. 1551-1561. doi:10.1007/s00216-019-02382-0
- Rascón A.J., Azzouz A., Ballesteros E. Use of semi‐automated continuous solid‐phase extraction and gas chromatography–mass spectrometry for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in alcoholic and non‐alcoholic drinks from Andalucía (Spain) // Journal of the science of food and agriculture. 2019. V. 99. №. 3. V. 1117-1125. doi: 10.1002/jsfa.9279
- Jia M., Joyce J.D., Bertke A.S. SARS-CoV-2 survival in common non-alcoholic and alcoholic beverages // Foods. 2022. V. 11. №. 6. P. 802. doi: 10.3390/foods11060802
- Yabaci Karaoglan S., Jung R., Gauthier M., Kinčl T. et al. Maltose-Negative Yeast in Non-Alcoholic and Low-Alcoholic Beer Production // Fermentation. 2022. V. 8. №. 6. P. 273. doi: 10.3390/fermentation8060273
- Salană L.C., Coldea T.E., Ignat M.V., Pop C.R. et al. Non-alcoholic and craft beer production and challenges // Processes. 2020. V. 8. №. 11. P. 1382. doi: 10.3390/pr8111382
- Rezaei H., Moazzen M., Shariatifar N., Khaniki G.J. et al. Measurement of phthalate acid esters in non-alcoholic malt beverages by MSPE-GC/MS method in Tehran city: chemometrics // Environmental Science and Pollution Research. 2021. V. 28. №. 37. P. 51897-51907. doi: 10.1007/s11356-021-14290-x
- Baschali A., Tsakalidou E., Kyriacou A., Karavasiloglou N. et al. Traditional low-alcoholic and non-alcoholic fermented beverages consumed in European countries: A neglected food group // Nutrition research reviews. 2017. V. 30. №. 1. P. 1-24.
- Castro-Muñoz R. Membrane technologies for the production of nonalcoholic drinks // Trends in non-alcoholic beverages. 2020. P. 141-165. doi: 10.1016/B978-0-12-816938-4.00005-7
- Lavefve L., Marasini D., Carbonero F. Microbial ecology of fermented vegetables and non-alcoholic drinks and current knowledge on their impact on human health // Advances in food and nutrition research. 2019. V. 87. P. 147-185. doi: 10.1016/bs.afnr.2018.09.001
- Díaz-Ufano M.L.L. Consumption estimation of non alcoholic beverages, sodium, food supplements and oil // Nutrición Hospitalaria. 2015. V. 31. №. 3. P. 70-75.
- Suter R., Miller C., Gill T., Coveney J. The bitter and the sweet: a cultural comparison of non-alcoholic beverage consumption in Japan and Australia // Food, Culture & Society. 2020. V. 23. №. 3. P. 334-346. doi: 10.1080/15528014.2019.1679548
- Bellut K., Michel M., Zarnkow M., Hutzler M. et al. Screening and application of Cyberlindnera yeasts to produce a fruity, non-alcoholic beer // Fermentation. 2019. V. 5. №. 4. P. 103. doi: 10.3390/fermentation5040103
