Разработка рецептуры кваса брожения с использованием концентрата свекольного сока

Введение. В настоящее время одним из популярных направлений повышения пищевой ценности и расширения ассортимента квасов брожения является создание новых видов специального кваса, обогащенного добавками различного натурального сырья растительного происхождения. Поэтому для получения квасов с новыми органолептическими свойствами, повышенной биологической и пищевой ценностью все чаще используются различные источники биологически активных веществ (БАВ), в частности пряно-ароматическое, плодово-ягодное, овощное сырье и продукты их переработки [1– 4]. Менее изученным, но перспективным направлением является разработка и производство квасов брожения с применением продуктов переработки овощного сырья, в частности концентрата свекольного сока (КCС).

Свекла как сырье для производства кваса на сегодняшний день практически не используется, несмотря на то, что данный корнеплод имеет ряд неоспоримых достоинств, а именно: обладает высоким содержанием биологически активных и пищевых веществ, широко распространен по всей территории России, хранится в свежем виде длительное время и может использоваться круглый год. Целебные свойства свекольного сока объясняются наличием в его составе азотистых веществ, сахаров, минеральных солей (калия, магния, кальция, железа, меди, марганца, цинка, молибдена, кобальта, фосфора), не менее десятка различных аминокислот, в том числе лизина, валина, аргинина, гистидина и др., а также большого набора витаминов: А, С, B 1 , B 2 , B 3 , B 9 , Р, РР [5].

Полезными свойствами сока свеклы является его способность укреплять стенки капилляров, оказывать сосудорасширяющее, спазмолитическое, противосклеротическое, успокаивающее действие. Пектиновые вещества, входящие в состав свеклы, защищают организм от влияния радиоактивных веществ и тяжелых металлов, способствуют выведению холестерина, тем самым обеспечивая профилактику сосудистых заболеваний, а также сдерживают развитие вредной микрофлоры в кишечнике [4]. Растительный пигмент – бетанин, содержащийся преимущественно в столовой свекле и относящийся к бетацианинам, помимо красящей способности, обладает высокой биологической активностью благодаря своим антиоксидантным свойствам. Известно, что бетацианины предотвращают окислительные процессы, вызывающие у человека дегенеративные болезни, усиливают митоз клеток кроветворной системы, оказывают положительное влияние на работу желудочнокишечного тракта, проявляют общеукрепляющее действие на организм человека, регулируют обмен веществ [5, 6].

Цель исследования . Разработка рецептуры натурального кваса брожения повышенной биологической и пищевой ценности с оригинальными органолептическими характеристиками на основе концентрата свекольного сока.

Задачи исследования: изучить влияние способа предварительной обработки свеклы в виде бланширования на показатели качества сока; изучить особенности брожения квасного сусла при использовании различных видов дрожжей в составе комбинированной закваски; исследовать влияние различных доз КСС на процесс брожения квасного сусла и качество готовых напитков.

Объекты и методы исследования. Для исследования отбирали корнеплоды свеклы столовой ( Beta vulgaris L.) сорта Бордо, выращенной в Алтайском крае, диаметром 7–10 см, без механических повреждений и признаков повреждения сельскохозяйственными вредителями. Исследуемый сорт свеклы по техническим характеристикам полностью соответствовал требованиям, предъявляемым к сырью, согласно ГОСТ 1722-85 «Свекла столовая свежая, заготовляемая и поставляемая. Технические условия».

В ходе эксперимента в свекле и соке определяли содержание сахаров, витамина С, активную и титруемую кислотность, массовую долю растворимых сухих веществ общепринятыми методами. Содержание бетанина в соке определяли спектрофотометрическим методом, используя кювету толщиной 10 мм, при длине волны 535 нм. Метод основан на оптическом определении концентрации красящих веществ в исследуемом растворе по сравнению со стандартным раствором сернокислого кобальта. Тарировку осуществляли по оптической плотности стандартного раствора сернокислого кобальта, содержание которого (20 г/дм3) по интенсивности окраски соответствует содержанию 22 мг красящего вещества в 1 дм3 [7].

Для анализа физико-химических и органолептических показателей кваса использовали методы, принятые в безалкогольной промышленности.

Для получения комбинированной закваски для сбраживания квасного сусла применяли: сухие хлебопекарные дрожжи Saccharomyces cerevisiae торговой марки «Pakmaya» (Турция); сухие винные дрожжи Saccharomyces oviformis (Бельгия); жидкий пробиотик «Трилакт», состоящий из комплекса лактобактерий видов: Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus рlапtаrum (производитель АО «Вектор-БиАльгам», п. Кольцово, Новосибирская область).

Для производства кваса брожения использовали ржано-ячменный концентрат квасного сусла производства ООО «Интерквас» (г. Лыткари-но), с массовой долей сухих веществ 70 %.

Результаты и их обсуждение. Известно, что при получении сока очищенная свекла быстро темнеет на воздухе вследствие окисления содержащегося в ней тирозина под действием фермента тирозиназы и образования темноок-рашенных соединений – меланинов. Поэтому для лучшего сохранения красящих веществ и разрушения фермента тирозиназы корнеплоды свеклы перед извлечением сока бланшировали в кипящей воде в течение 5 минут, а затем проводили их инспекцию и зачистку.

Физико-химические показатели соков, полученных из сырой и бланшированной свеклы, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Способ обработки свеклы	Массовая доля растворимых СВ, %	Содержание витамина С, мг/100г	Кислотность		Сахара, %		Содержание бетанина, г/100г
			титруемая, %	активная, ед. рН	редуцирующие	общие
Сырая	9,60±1,2	10,25±0,6	0,42± 0,04	6,28±0,03	0,74±0,03	4,33± 0,03	2,42±0,04
Бланшированная	16,30±2,6	9,05±0,5	0,15± 0,02	6,09±0,07	1,30±0,06	4,69± 0,04	3,56±0,08

Показатели качества соков из сырой и бланшированной свеклы

Анализ результатов исследований, представленных в таблице 1, указывает на отсутствие значимой разницы между показателями таких физико-химических характеристик, как рН, содержание общих, редуцирующих сахаров для образцов сока, полученных из сырой и бланшированной свеклы. Вместе с тем в соках, полученных из бланшированной свеклы, достоверно выше оказались показатели: массовой доли растворимых сухих веществ (СВ) – на 6,7 % и бетанина – на 1,14 г/100г, а также незначительно снизился показатель содержания витамина С – на 1,20 мг/100г по сравнению с соком из сырой свеклы.

Известно, что бетаниновые пигменты свеклы очень лабильны и легко разрушаются под воздействием различных технологических факторов, поэтому дальнейшее концентрирование свекольного сока неизбежно приводит к значительным их потерям. С целью получения продукта высокого качества и сохранения в нем красящих пигментов в сок бланшированной свеклы вносили стабилизирующую добавку в виде аскорбиновой кислоты в количестве 0,2 % к массе сока, а затем подвергали его вакуумному выпариванию для повышения концентрации сухих и красящих веществ [8].

Полученный таким образом КСС имел вид сиропообразной жидкости со сладким вкусом и слабым запахом свеклы, с содержанием сухих веществ – 50 % и красящих веществ (бетанина) – 5,38 г/100г.

Для приготовления напитка была использована рецептура кваса «Российский» с заменой виноградного вакуум-сусла на КСС (табл. 2) [9].

Таблица 2

Сырье Содержание сырья в готовом квасе Содержание сухих веществ в сырье ед. измерения норма массовая доля, % масса, кг Сахар кг 50,0 99,85 49,92 Концентрат квасного сусла кг 16,5 70,00 11,55 Концентрат свекольный кг 50,0* 50,00 25,00 Кислота молочная кг 0,0075 100,00 0,0075 Комбинированная закваска (Saccharomyces cerevisiae + L. acidophilus, L. casei, L. plantarum) или дм3 20,0 2,00 0,40 Комбинированная закваска (Saccharomyces oviformis + L. acidophilus, L. casei, L. plantarum) дм3 20,0 2,00 0,40 при внесении 5 % концентрата.

Модифицированная рецептура кваса «Российский» на 100 дал

Опытные образцы квасного сусла получали внесением в исходную модифицированную рецептуру кваса «Российский» КСС в количестве: 5, 10, 15 % от общего объема напитка. Контролем служили образцы квасного сусла, приготовленные по данной рецептуре без внесения свекольных концентратов. Кроме того, опытные и контрольные образцы сбраживались двумя видами комбинированных заквасок, в одну из которых входили хлебопекарные дрожжи ( Saccha-romyces cerevisiae ), а в другую – винные ( Saccharomyces oviformis ).

При получении комбинированных заквасок в соотношении 1:2 смешивали заранее приготовленные дрожжевую разводку, содержащую не менее 40 млн клеток в 1 см3 суспензии (для винных дрожжей – 42×106 /см3, для хлебопекарных – 48×106 /см3), и разводку молочнокислых бактерий, кислотность которой составляла 6,8 к.ед и обеспечивала нормальную жизнедеятельность дрожжей. После 6-часового совместного сбраживания при температуре 30 °С готовую комбинированную закваску использовали для сбраживания квасного сусла.

Сбраживание квасного сусла проводили в течение 14 ч при температуре 28–30 °С до снижения СВ на 1,0 % и достижения значения кислотности не ниже 2 см3 раствора NaOH концентрацией 0,1 моль/дм3 на 100 см3 кваса (рис. 1, 2). Сброженное квасное сусло охлаждали до тем- пературы 2–5 °С в течение суток для осаждения дрожжей и молочнокислых бактерий, далее по- сле декантирования осадка проводили купажирование кваса.

а                                      б

Рис. 1. Изменение массовой доли сухих веществ квасного сусла с использованием винных (а) и хлебопекарных (б) дрожжей в процессе брожения

а

б

Рис. 2. Изменение кислотности квасного сусла с использованием винных (а) и хлебопекарных (б) дрожжей в процессе брожения

Согласно результатам исследований (см. рис. 1), можно отметить, что процесс брожения во всех образцах с внесением КСС и использованием как винных, так и хлебопекарных дрожжей завершается за 10 ч, что свидетельст- вует об его интенсификации на 2 ч по сравнению с контролем. Однако требованию по нарастанию кислотности до значения 2 к.ед. за минимальное время проведения процесса сбраживания (10 ч) удовлетворяли образцы с внесени- ем 10 и 15 % КСС с использованием хлебопе-     Качественные характеристики образцов ква- карных дрожжей (см. рис. 2, б).                    са приведены в таблице 3 и на рисунке 3.

Физико-химические показатели образцов квасов брожения с различным содержанием свекольного концентрата

Таблица 3

Показатель	Контроль	Содержание свекольного концентрата, %			Контроль	Содержание свекольного концентрата, %
		5 1	10	15		5 1	10	15
	Винные дрожжи				Хлебопекарные дрожжи
Массовая доля СВ, %	3,7	4,2	4,5	4,8	3,8	4,1	4,6	4,8
Кислотность, к. ед.	2,3	2,2	2,1	2,7	2,4	2,1	2,8	2,7
Объемная доля спирта, %	0,5	0,6	0,8	0,8	0,6	0,7	0,8	1,0
Массовая доля двуокиси углерода, %	0,3	0,3	0,4	0,5	0,3	0,3	0,5	0,5
Содержание бетанина, г/100г	–	1,5	4,7	6,3	–	1,8	4,9	6,1

Данные таблицы 3 показывают, что полученные напитки удовлетворяют требованиям ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия»: по массовой доле СВ (более 3,5 %), требуемой кислотности (от 1,5 до 7,0 к.ед.) и объемной доле спирта (не превышала 1,2 %). Кон- центрация дрожжевых клеток во всех образцах находилась в допустимых пределах (не более 0,5 млн кл/см3). Независимо от вида используемых дрожжей увеличение дозы КСС от 5 до 15 % привело к увеличению содержания бетанина в квасе в среднем в 3,8 раза.

углерода

-----Контроль (вин) — ■ “Свекольный 5 %

-----Свекольный 10% ......... Свекольный 15%

углерода

-----Контроль (х/п)  — ■ — Свекольный 5 %

-----Свекольный 10 %.........Свекольный 15 %

а

б

Рис. 3. Профилограмма квасов брожения с использованием винных (а) и хлебопекарных (б) дрожжей

Согласно дегустационной оценке (см. рис. 3), образцы с внесением 10 и 15 % КСС при использовании хлебопекарных дрожжей по всем показателям превосходят контрольные, набрав наибольшее количество баллов: 25 и 23 соот- ветственно. Эти образцы обладали слаженным вкусом и оригинальным цветом. Образцы с использованием вида дрожжей Saccharomyces oviformis имеют свойственный используемому сырью привкус. Результаты исследований не подтвердили научную обоснованность того, что данный вид дрожжей уничтожает свекольноподобный вкус. Следует отметить, что в процессе хранения образцов кваса с более высокой дозой свекольного концентрата (15 %) появлялся солоноватый привкус.

Выводы. Разработана рецептура кваса с использованием концентрата свекольного сока. Показано, что бланширование корнеплодов свеклы положительно влияет на содержание батанина в соке и готовом напитке. Введение КСС в количестве 10 % с использованием в составе закваски хлебопекарных дрожжей Saccha-romyces cerevisiae позволяет интенсифицировать процесс брожения на 2 часа по сравнению с контролем, при этом получить напиток, обладающий ярким и нестандартным для кваса цветом, слаженным вкусом и отвечающий требованиям ГОСТ 31494-2012.

Данную рецептуру можно рекомендовать для применения на предприятиях, производящих квас и безалкогольную продукцию.