Управление сырьевыми инновациями в бродильной промышленности в аспекте расширения потребительского спроса

Бродильная промышленность сегодня является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей пищевой промышленности. Для удовлетворения постоянно растущего потребительского спроса на инновационные и здоровые продукты предприятия этой отрасли постоянно ищут новые сырьевые и продуктовые решения и технологии [1-2, 5–6]. В последнее время наблюдается значительный рост населения с целиакией или непереносимостью белковой фракции глютена [3]. К категории здоровых продуктов относится и пиво, содержание глютена в котором равно или меньше 20 мг на кг продукта. Для создания безглютенового пива используются различные методы, такие как химическая обработка сырья, фильтрация на фильтр-прессах, использование безглютено-вого сырья [7].

В процессе исследования применен метод использования безглютенового сырья – киноа. По мнению учёных и практиков, киноа, обладающая высоким содержанием белка, витаминов и минералов, представляет собой ценное растительное сырье для производства пива. Проведение исследования в данной области является актуальным, так как позволяет расширить ассортимент продукции бродильной промышленности и привлечь новую аудиторию потребителей за счет создания уникального для здоровья продукта.

Цель работы – создание безглютенового пива и анализ стратегических перспектив отрасли для внедрения инновационных подходов в производство и диверсификации ассортимента продукции с целью повышения конкурентоспособности предприятий бродильной отрасли.

Материалы и методы

Для проведения исследования использован комплекс методов, включающий анализ научной литературы, сбор и обработку статистических данных о потребительском спросе на пиво. Изучение технологических процессов производства пива из киноа позволит установить основные тенденции в развитии данного сегмента рынка.

Результаты

Исследование показало, что производство пива из киноа имеет значительный потенциал с целью расширения потребительского спроса на этот вид напитка. В химическом составе киноа присутствует огромное количество макро- и микроэлементов: в 100 г. зерна – 102% дневной нормы марганца, 49% магния, 46% фосфора, 30% меди, 25% железа, 21% цинка, 16% калия,

12% селена, 300 мг Омега-3, Омега-6, витамины группы В, витамин Е, PP, A [1, 12–13]. Пиво из киноа обладает рядом преимуществ, таких как высокая питательная ценность, отсутствие глютена, что необходимо для людей, имеющих целиакию (численность людей на территории России от региона к региону варьируется от 3–6%), а также оно имеет уникальный вкусовой профиль, соответствующий данному сырью. Эти характеристики делают продукт привлекательным для широкой аудитории, включая людей с особыми пищевыми предпочтениями [8].

Технология производства солода из киноа состоит из следующих этапов: первый этап – промывание зерна киноа проточной водой для смывания с поверхности зерен слоя пыли и сапонитов. Второй этап – замачивание, происходит в воде температурой 4–8 °С в течение 24 часов. Третий этап – проращивание, которое ведется при температуре – 4–8 °С в течение 72 часов, периодически перемешивая зерна. Четвертый этап – сушка, проводится при температуре около 60–70 °С до влажности 2–3%. Пятый этап – сушка и отлежка [17–20].

После анализа полученного солода выяснилось, что его ферментативная способность в 40–45 раз меньше, чем в ячменном солоде. Таким образом, приготовление пива из солода из киноа невозможно без внесения ферментов извне.

Для исследования разными методами были приготовлены два образца пивного сусла. Первый образец – 75% солода из киноа и 25% ячменного солода; второй образец – 100% солода из киноа с добавлением ферментного препарата.

Процесс приготовления пивного сусла начинается с дробления исследуемого солода до размеров частиц 0,2–0,4 мм. После готовится затор при гидромодуле 1:4. При приготовлении второго образца добавлялся комплексный ферментный препарат Церемикс Plus MG по норме 0,4 кг/т зернопродуктов.

Далее выдерживаются температурные паузы: белковая пауза при 50–52 °С в течение 15 минут, мальтозная при температуре 60-65 °С в течение 30 минут и пауза осахаривания при температуре 70–72 °С в течение 30 минут. После их прохождения проверяется полнота осахаривания по йодной пробе. Затем производится фильтрация затора и промывание дробины водой. Получается сусло с массовой долей сухих веществ (СВ) – 11–11,5%. Кипятится сусло с хмелем в течение часа. Берутся два сорта хмеля: горький – Magnum (0,35 г/л), который добавляется в начале кипячения и ароматный – Citra (0,18 г/л) – за 10 минут до конца кипячения. Далее сусло охлаждается до температуры 5–10 °С и проводится фильтрация от выпавшего белка. Содержание СВ в сусле – 11,5–12%.

Следующий этап – брожение, для чего использовали пивоваренные лагерные дрожжи W-34/70. Расход дрожжей на 1 л сусла – 0,8 г. Брожение ведется при температуре 6–8 °С до содержания СВ 60% от начальных значений.

Дображивание осуществлялось при температуре 4 °С в течение 3–4 недель, после чего получали готовое нефильтрованное пиво [4]. Физико-химические показатели образцов представлены в таблице 1 [16].

Таблица 1.

Физико-химические показатели пива

Table 1.

Physiсo-chemical parameters of beer

Показатели | Indicators	Образец 1 | Sample 1	Образец 2 | Sample 2
Экстрактивность начального сусла % | Extractivity of wort%	11,6	12,1
Видимый экстракт | Visible extract	3,11	4,19
Цвет, ед. ц | Color, units	11,6	13
Кислотность, ед. к | Acidity, units.k	2,5	2,5
рН	4,8	4,8
Объёмная доля спирта, % | Volume fraction of alcohol, %	4,63	4,53
Содержание глютена, мг/кг | Gluten content, mg/kg	270	<20

Примечание: Пиво соответствует ГОСТ 31711–2012 «Пиво. Общие технические условия».

При изучении процессов и разработке линии для производства пива из киноа было выявлено, что в стадии измельчения зерна классическая вальцовая дробилка не подходит из-за присущей ей степени измельчения.

При анализе оборудования для осуществления измельчения солода из растительного сырья было выявлено, что наибольшее распространение получили аппараты вальцовые и молотковые дробилки. Однако вальцовые дробилки имеют недостаток, связанный с размером измельчаемого солода, и поэтому для размера солода из киноа было предложено использовать молотковые дробилки, позволяющие более эффективно проводить процесс измельчения за счет использования молотков вместо вальцов и повысить качественный состав помола, необходимый для процесса затирания [14].

При изучении марок молотковых дробилок было выявлено, что лучшей по показателям состава помола является молотковая дробилка «Multimpact», которая обеспечивает повышение показателя пропускной способности для производства широкого спектра продуктов с эффективными характеристиками размола и гранулированием по размеру частиц – от грубого до мелкого. Большая площадь экрана, ударная пластина, прерыватели потока секционный ротор, кластерные молотки, воздухоструйная конструкция и оптимизированная скорость наконечника обеспечивают высокую производительность при низком выделении тепла.

Аппарат спроектирован для непрерывной работы с большой нагрузкой. Все быстроизна-шивающиеся детали изготовлены из износостойкой стали (AR).

Поэтому для производства пива из инновационного сырья необходимо будет заменить или докупить дополнительную дробильную установку.

Исследуя внутренний рынок по продажам пива, можно сказать, что прирост продаж слабоалкогольных напитков в первом квартале 2024 г. составил 8,2% по сравнению с прошлым годом (рисунок 1).

Рисунок 1. Динамика объема потребления пива в России на душу населения

Figure 1. Dynamics of beer consumption in Russia per capita

Данные рисунка свидетельствуют о том, что спрос на данную продукцию возрастает, и с каждым годом динамика увеличения потребления сохраняется.

Результат успешного маркетингового исследования употребления безглютенового пива в России графически представлен на рисунке 2. Оно подтверждает, что доля населения, готовая купить безглютеновое пиво, резко возросла, и на сегодняшний день составляет 23% [10–11].

Рисунок 2. Динамика спроса на безглютеновое пиво в России

Figure 2. Dynamics of demand for gluten-free beer in Russia

Действительно, сегодня проблема заболевания целиакией является актуальной, так как растет количество людей, имеющих данное заболевание. Если в 2014 г. таких людей было 3,6%, то сегодня их доля увеличилась более чем в 10 раз [9].

Выполнение расчетной части данного исследования позволяет определить сумму полной себестоимости продукта в размере 290 р. за бутылку 0,5 дм ³ . Но если оценить стоимость продукта с похожими свойствами, то действительная цена будет значительно больше – 380 р. за бутылку 0,5 дм ³ . Сравнительный расчет рентабельности продукции показывает, что экономическая эффективность производства продукта с использованием инновационного сырья составляет 34% в сравнении с похожим продуктом конкурента, экономическая эффективность производства составляет 13%.

Таблица 2.

Экономические показатели

Table 2.

Economic indicators

Показатели	Исследуемый продукт «Безглютеновое пиво» Investigated product “Gluten-free beer”	Продукт конкурента с похожими свойствами Competitor's product with similar properties
Полная себестоимость продукта, руб. | Total cost of the product, RUB	290	380
Рентабельность продукции, % | Product profitability, %	34	13
Срок окупаемости капитальных вложений, годы Payback period of investments, years	0,5	-

Заключение

Проведенный анализ доказывает наличие спроса на продукцию с использованием киноа, необходимое сырье имеется в полном объёме, у пивоваренных предприятий есть необходимое оборудование, которое позволит перерабатывать новое сырье.

Проведенные сравнительные аналитические расчеты подтверждают социально – экономическую целесообразность, необходимость и возможность внедрения инновационного мероприятия на региональных пивоваренных предприятиях.

Следовательно это открывает стратегические перспективы для отечественных предприятий отрасли, в том числе они могут не только внедрить инновационные подходы и дифференцировать ассортимент продукции, но и повысить свою конкурентоспособность не только на внутреннем, но и на внешнем мировом отраслевом рынке.