Разработка технологии ферментированного напитка на основе арбузного и гранатового сока
Автор: Сапарбекова А.А., Омирзак А.А., Конарбаева З.К.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Техника и технологии
Статья в выпуске: 1 (110), 2016 года.
Бесплатный доступ
Проведен химический анализ состава плодовой мякоти арбуза Ницца (Nissa) и химический анализ граната вида «Полоша розовая». Для ферментации напитка на основе соков из арбуза и граната были использованы дрожжи рода Saccharomyces cerevisia расы Гармония. Они зарекомендовали себя как штамм, благоприятно влияющий на качество напитков, широко применяемый и наиболее подходящий для теплового брожения. Разработана технологическая схема приготовления ферментированного напитка на основе соков из арбуза и граната. Анализ содержания аминокислот показал общее повышение с 3,25 до 5,74 в ферментированном напитке в сравнении с соком на основе арбуза и граната. Готовый ферментированный напиток обладает высокой пищевой и биологической ценностью.
Ферментация, сок, дрожжи, ферментированный напиток, арбузный сок, гранатовый сок
Короткий адрес: https://sciup.org/140204844
IDR: 140204844
Текст научной статьи Разработка технологии ферментированного напитка на основе арбузного и гранатового сока
Ферментация - это процесс переработки натурального сырья, веками используемый с различной пищевой продукцией. Это процесс, применяемый с незапамятных времен для производства продуктов. Ферментация позволяет без применения консервантов надолго сохранить свойства продуктов и сделать их легко усвояемыми.
Продукты ферментации являются «пищей будущего», потому что этот вид обработки в полной мере способствует сохранению протеинов, важных аминокислот, жирных кислот и витаминов. Химические консерванты вредны, потому что накапливаются в организме и загрязняют его. Пищевые продукты, получаемые с использованием ферментации (брожения), известны по всему миру. Это—вино, сметана, йогурт, квас, квашеная капуста, соевый соус, чай. Эти продукты содержат питательные, антибактериальные и антивирусные вещества.
Безалкогольные ферментированные основы являются сегодня фундаментом для инновационных освежающих напитков. Потому что ферментированные напитки из различных видов плодовоягодного сырья имеют освежающий, немного терпкий и менее сладкий вкусовой профиль, который нравится, в первую очередь, взрослым. В зависимости от используемого сырья, микроорганизмов и за счет различных производ- ственных процессов можно получить различные вкусовые направления, имеющие, к тому же, питательные или функциональные особенности [1].
Арбуз относится к категории ягод и входит в семейство тыквенных. Арбузный сок, семена, мякоть, корочки используют в пищу и в виде лекарственного средства
Арбузный сок - не только кладезь витаминов и минеральных солей, но и прекрасное мочегонное и слабительное средство, что особенно эффективно при похудении. На соке из арбуза можно устраивать разгрузочные дни, использовать его в лечебных целях - при малокровии, заболеваниях сердца, почек, нарушении обмена веществ, - и просто в качестве охлаждающего напитка во время летней жары, жидкий пищевой продукт, который популярен практически во всех странах мира. Наиболее распространены соки, выжатые из съедобных плодов доброкачественных, спелых фруктов и овощей.
Благодаря уникальному химическому составу, сок граната обладает лечебными свойствами. Гранатовый сок содержит органические кислоты: лимонную, яблочную, винную и прочие. Органические кислоты способствуют расширению кровеносных сосудов, снижают кровяное давление и холестерин. Они увеличивают содержание ферментов в желудочном соке, что способствует нормализации пищеварения [2]. Целью настоящей работы является исследование и разработка новой технологии ферментированного напитка на основе соков из арбуза и граната с высокой пищевой и биологической ценностью.
Объекты и методы исследования
В качестве сырья использовали арбузы сорта Ницца и Чили Тарбуз, выращенные в орошаемой зоне юга Казахстана в Туркестане, и приобретенные при розничной цене за 1 кг арбуза 15 тенге.
Ницца (Nissa) - самый популярный раннеспелый сорт арбуза, от полных всходов до первого сбора 70-80 дней. Урожайность 35-40 т/га.
Плоды массой 10-14 кг, со светлозеленой корой и зелеными фестончатыми полосами среднего размера. Цвет мякоти красный с малиновым оттенком. Структура мякоти – зернистая, консистенция нежная, сочная, сладкая[3].
Гранат - южное растение, он любит тепло и вызревает в теплых краях в зоне юга Казахстана в Туркестане. Сорт «Полоша розовая». Полукустарник. Крона полукруглая. Плоды у «Полоши» крупные, овальной формы, с розовой кожурой и крупными насыщенно вишневого цвета зёрнами. Очень ароматный кисловатый сок, стоимость за 1 кг 500 тенге. Урожайность 50 - 60 кг с дерева. Это кисло-сладкий плод, каждый из которых содержит от 400 до 800 семян, которые можно есть. Они разделены между собой тонкими мембранами. Размер граната примерно составляет размер яблока. Произрастает Гранат в виде густых кустарников или невысоких деревьев вида PunciaGranatum, у которого колючие ветки. Деревья граната дают плоды каждый год и очень неприхотливы в плане ухода. Для ферментации по меньшей мере одним дрожжевым штаммом может быть использован в качестве штамма Saccharomy cescerevisiae [4] штамм, известный под названием D. CL Spady компании Дистиллерз Лтд или штамм под названием Castelli. Дрожжи - сахаромицеты активно размножаются в соках, напитках, вызывают их брожение, накопление спирта, углекислого газа, летучих кислот, способствуют помутнению напитка. Так как дрожжи рода Saccharomyces cerevisia расы Гармония, которые зарекомендовали себя как штамм, благоприятно влияющий на качество напитков и широко применяемый, наиболее подходят для теплового брожения.
Процессы, протекающие при участии бактерий, дрожжей и плесневых грибов, применяются для получения пищевых продуктов и напитков.
В работе процесс получения ферментированного напитка на основе соков из арбуза и граната с высокой пищевой и биологической ценностью, состоит из ряда последовательных операций:
При проведении исследований использовали арбузный и гранатный сок, ферментацию сока осуществляли с помощью дрожжей рода Saccharomy cescerevisia . Методом центрифугирования отделяли нерастворимые примеси ферментированного напитка [5].
Определение содержание спирта по плотности отгона, определяемой пикнометром[6].
Метод определения содержания летучих кислот основан на разложении солей этих кислот концентрированной ортофо-сфорной кислотой при рН 2 с последующей отгонкой образовавшихся свободных летучих кислот водяным паром и определением их титрованием 0,1 н. раствором гидроксида [7].
Определение содержание сахаров. Метод также основан на способности инвертного сахара восстанавливать фелингову жидкость [8].
Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) выявляем содержание органических кислот [9].
Содержание растворимых сухих веществ определяют с помощью рефрактометра [10].
Методика определения органолептических показателей качества ферментированного напитка [11].
Результаты и их обсуждение
Химический состав. Плодовая мякоть арбуза содержит от 5,5 до 13 % легко- усваиваемых сахаров (глюкоза, фруктоза и сахароза). К моменту созревания преобладают глюкоза и фруктоза, сахароза накапливается в процессе хранения арбуза (табл. 1).
Таблица 1 - Химический состав плодовой мякоти арбуза
Плодовая мякоть арбуза |
мг/% |
пектины |
0,68 |
белки |
0,7 |
кальций |
14 |
магний |
224 |
натрий |
16 |
калий |
64 |
фосфор |
7 |
железо в органической форме |
1 |
витамины -тиамин, рибофлавин, ниацин, фолиевая кислота, каротин |
0,1-0,7 |
аскорбиновая кислота |
0,7-20 |
В 100 граммах съедобной части плода содержится 38 килокалорий [12].
Химический состав граната. Сок и мякоть семян зрелых плодов культурных сортов граната содержит до 20 % сахара, от 0,2 до 9% кислых кислот, в том числе лимонной 5 - 6 %, и небольшое количество яблочной кислоты. Гранатовый сок содержит 0,208 - 0,218 % минеральных веществ, в том числе марганец, фосфор, магний, алюминий, кремний, хром, никель, кальций, медь. Содержание витаминов (мг%): С - 4,0 - 8,7; B1 -0,04-0,36; В2 - 0,01-0,27; В6 - 0,50; В15 - 0,54; много Р-витаминоподобных веществ, ниацина, следов витамина А и фолацина. В соке диких сортов граната имеется 5-12 % сахара, а кислых кислот - выше 10 %.
Дубильных и красящих веществ в гранатовом соке 0,82-1,13 %, флавоноидов, в том числе антоцианов, 34,0 - 76,5 %. Кроме фенольных соединений, сок граната содержит 15,5 - 29,2 мг% катехинов, около 2 % белков, 61 - 95 мг% аминокислот (из них идентифицировано 15 аминокислот: цистин, лизин, гистидин, аргинин, аспарагиновая кислота, серин, треонин, глутаминовая кислота, аланин, оксипро-люин, альфа-аминомасляная кислота), 6 - 20 % жирного масла.
Сок граната содержит 12,5 - 23,5% сухих веществ, среди которых главными компонентами являются моносахариды: фруктоза, сахароза и глюкоза. Благодаря присутствию в гранатовом соке моносахаридов, он легко усваивается организмом.
Таблица 2 - Содержание аминокислот в основе сока из арбуза и граната в ферментированном напитке
Показатели |
Сок на основе арбуза и граната |
Ферментированный напиток |
Сухие вещества,% |
7,42 |
11,10 |
Общее количество аминокислот (цистин, гистидин, аргинин, аспарагиновая кислота, треонин, окси-пролюин, альфа-амино-масляная кислота) |
3,25 |
5,74 |
Глутаминовая к-та |
0,53 |
0,68 |
Серин |
0,18 |
0,25 |
Лизин |
0,15 |
0,20 |
Аланин |
0,18 |
0,23 |
Было исследовано влияние температуры на физико-химические характеристики ферментированного арбузного сока, которые показали, что наиболее оптимальные свойства ферментированного напитка достигаются при 300С (табл. 3)
Таблица 3 – Физико-химическая характеристика ферментированного напитка на основе соков из арбуза и граната (зависимость от температуры).

Рисунок1 - Технологическая схема приготовления ферментированного напитка на основе соков из арбуза и граната.
Заключение, выводы
По предложенной нами технологической схеме вносится дрожжевой штамм Saccharomycescerevisiae и ферментация выполняется в одну стадию в аэробных условиях при температуре 28-30oС в течение 4-8 часов. Значение рН среды устанавливали до величины от 3 до 4 перед ферментацией с тем, чтобы облегчить ферментацию дрожжевым штаммом.
Органолептическая характеристика сброженного сока из арбуза и граната также показала, что при оптимальной температуре при 30oС сбраживания в образцах не наблюдалось ухудшения вкусовых качеств. Сбраживание осуществляли при температуре 28-30оС в течение 4-8 часов с помощью дрожжей рода Saccharomyces cerevisia расы Гармония. После окончания брожения полученный продукт отстаивали и отделяли с дрожжевого осадка.
Таким образом, проведенные лабораторные исследования показали целесообразность применения дрожжей рода Saccharomyces cerevisi, который обладает ценными производственными свойствами: хорошо сбраживает глюкозу, фруктозу, сахарозу, при разработке новой технологии ферментированного напитка на основе соков из арбуза и граната.
Метод ферментации позволяет получить ферментированный напиток с высокой пищевой и биологической ценностью по содержанию аминокислот и сохраняет сам себя без консервантов и без добавления сахара, что позволяет расширить ассортимент функциональных напитков.
Список литературы Разработка технологии ферментированного напитка на основе арбузного и гранатового сока
- Егорова Т. А. Основы биотехнологии. -М.: Издательский центр «Академия», 2003. -208 с.
- Мазнев Н.И. Арбуз съедобный//Энциклопедия лекарственных растений. -3-е изд., испр. и доп. -М.: Мартин, 2004. -496с.
- Лавренов В. К., Лавренова Г. В. Современная энциклопедия лекарственных растений. -М.: ЗАО «ОЛМА Медиа Групп», 2009. -272 с.
- Биотехнология: теория и практика (учебное пособие)/Н.В.Загоскина, Л.В. Назаренко, Е.А. Калашникова, Е.А. Живухина: Под ред. Н.В. Загоскиной.-М.:Из-во«Оникс», 2009.-469с.
- Валуйко В.В. Биохимия и технология напитков. М.: Пищевая промышленность. 1998 -240 с.
- Терней А. Л. Современная органическая химия/Под ред. Н. Н. Суворова. -2-е, переработанное. -М.: «Мир», 1999. -524 c.
- Пономарев В.Ф. Основы плодово-ягодного сырья. М.: Изд-во «Мир», 2003. -124с.
- Валуйко В.В. Биохимия и технология напитков. М.: Пищевая промышленность, 1998.-246 С.
- Васильєв В.П. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа: Учеб.для Химко-технол. спец. вузов. -М.: Высш. шк., 1999. -384 с.
- Овчинников Ю. А. Биоорганическая химия М.:Просвещение, 1999. -815с.
- Коробкина З.В., Страхова С.А. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. -М.: Колос, 2003. -352 с.
- У. Шобингер (ред.) Фруктовые и овощные соки. Научные основы и технологии. Технология, химия, микробиология, экспертиза, значение и нормативное регулирование.-М., СПб.: Нововита, Профессия, 2004.-639 с.