Влияние ультразвукового воздействия на физико-химические показатели кваса

DOI:

Хлебный квас является продуктом незаконченного спиртового и молочнокислого брожения. Квасное сусло подвергается сбраживанию комбинированной культурой квасных дрожжей и молочнокислых бактерий. В результате брожения получается приятный, освежающий напиток коричневого цвета с характерным хлебным ароматом. Максимальная доля этилового спирта в квасе составляет 1,2% об. Основным сырьем для производства кваса является ферментированный и неферметированный ржаной солод, ржаная мука, вода, сахар.

Для образования ароматических и красящих веществ ферментированный солод подвергается термообработке нагретым воздухом. Вкус готового ржаного солода обусловлен меланоиди-нами, образующимися в результате взаимодействия сахаров и аминокислот [10, 12].

Рациональный способ получения квасного сусла характеризуется следующими стадиями: запаривание дробленого ржаного ферментированного солода и ржаной муки (при повышенном давлении); клейстеризация и разжижение крахмала; гидролиз крахмала и частично белка [6, 8].

В квасоварении применяют сушеные квасные дрожжи Sассhаrоmусеs сеrеvisiае М, 131-К, С-2, винные, Штейберг 6, Киевские низового брожения, Днепропетровские 6 и хлебопекарные. Также применяют молочнокислые гетерофер-ментные бактерии рас 11 и 13 [7].

В процессе спиртового брожения в квасе накапливается 0,3–0,5% (по объему) спирта и углекислого газа. Кроме того, образуются продукты гетероферментативного молочнокислого брожения – молочная и уксусная кислоты, этиловый спирт, углекислый газ, летучие ароматические вещества (диацетил и этилацетат), которые создают специфический аромат и вкус пива [9].

Благодаря своему химическому составу, включающему большое количество витаминов (В 1 , В 2 , РР, D), органические кислоты, аминокислоты, ферменты и микроэлементы, при регулярном употреблении хлебный квас оказывает благотворное влияние на сердечно-сосудистую систему, регулирует обменные процессы в организме человека, способствует нормализации деятельности желудочно-кишечного тракта. Также квас является профилактическим и диетическим напитком, способствующим снижению усталости и стимуляции работоспособности [4, 5].

За последние десятилетия в безалкогольном и слабоалкогольном направлениях производства напитков произошли значительные изменения. Достигнуты большие успехи в совершенствовании оборудования и технологии изготовления ква-соварения [3, 11]. Практически все производство кваса переведено на индустриальный метод: напиток готовят из концентрата квасного сусла (ККС) и концентрата кваса, что позволяет существенно улучшить качество продукта, уменьшить потери экстрактивных веществ, значительно понизить экономические затраты [2].

Квасные хлебцы являются одним из видов сырья для приготовления хлебного кваса. Их получают в результате выпечки теста, приготовленного из ржаного солода (64,5%), ржаной муки (25%) и ячменного солода (10,5%). Ржаной и ячменный солод перерабатывается в размолотом виде [1].

Получение концентратов квасного сусла позволяет увеличить сезонный выпуск хлебного кваса; а также дает возможность упростить технологию приготовления квасного сусла. Концентрат квасного сусла (ККС) представляет собой вязкую густую жидкость темнокоричневого цвета кисло-сладкого вкуса с характерным ароматом свежеиспеченного ржаного хлеба. Содержание сухих веществ в концентрате квасного сусла 70 ± 2% [3].

Основными стадиями производства кваса являются: приготовление квасного сусла (настойный способ, с применением ферментных препаратов, путем разбавления ККС); сбраживание квасного сусла; купажирование кваса; розлив кваса.

Целью проводимого исследования являлись: изучение возможностей совершенствования технологии приготовления кваса с применением ультразвука; изучение влияния ультразвуковой обработки на физико-химические показатели готового напитка; интенсификация оборудования производства кваса.

Материалы и методы исследования: квас, изготовленный из сухого концентрата; квас, изготовленный по «классическому» рецепту; квас, изготовленный из концентрата квасного сусла; ультразвуковая установка.

Оценку качества контрольных и обработанных ультразвуком образцов проводили в лаборатории Техникума пищевой промышленности, г. Санкт-Петербург по общепринятым стандартным методикам в безалкогольной промышленности.

Нами были исследованы физико-химические показатели изготовленных по различным рецептурам образцов кваса в зависимости от разноуровневого воздействия ультразвука; органолептические показатели; активная кислотность продукта (рН) и количество сухих веществ.

Посредством органолептической оценки между образцами кваса «классического» (1), изготовленного из сухого концентрата (2) и изготовленного из концентрата квасного сусла (3) для дальнейшего исследования были выбраны два последних варианта, так как первый не прошел органолептическую оценку по внешнему виду и вкусо-ароматическим показателям.

Далее два выбранные образца подвергались обработке ультразвуком.

На рисунке 1 представлена лабораторная установка с ультразвуковым генератором.

Рисунок1. Внешний вид экспериментальной установки для исследования влияния ультразвукового излучения на формирование органолептических и физико-химических показателей кваса

Figure 1. External view of the experimental setup to study the effect of ultrasonic radiation on the formation of organoleptic and physico-chemical parameters of kvass

В емкость экспериментальный установки помещали готовый напиток объемом 250 мл, с помощью зажима на штативе регулировали оптимальный уровень погружения насадки ультразвукового устройства марки «Волна» и обрабатывали жидкостную среду разной мощностью воздействия от 30 ± 1,0 до 90 ± 1,0 Вт, шагом 15 единиц в течение 60 секунд. Плотность звуковой энергии 15 ⋅103–20 ⋅103 кДж/м3.

Таблица 1.

Органолептические показатели исследуемых образцов кваса, изготовленного из сухого концентрата (СК)

Table 1.

Organoleptic characteristics of samples of the brew made from the dried concentrate (SC)

Органолептические свойства / Organoleptic characteristics
Мощность,Вт Power,W	без обработки without treatment	30	45	60	75	90
Контроль Соntrоl	яркий хлебный bright bread	–	–	–	–	–
Образец СК Sаmрlе SC	–	умеренный хлебный moderate bread	Слабый горький хлебный weak bitter bread	Умеренный хлебный moderate bread	Сильный горький хлебный strong bitter bread	Ярко выраженный горький хлебный pronounced bitterbread

Таблица 1.

Органолептические показатели исследуемых образцов кваса, изготовленного из концентрата квасного сусла (ККС)

Table 1.

Organoleptic characteristics of samples of kvass, made from concentrate kvass wort (KKS)

Органолептические свойства / Organoleptic characteristics
Мощность, Вт Power, W	без обработки without treatment	30	45	60	75	90
Контроль Соntrоl	яркий хлебный bright bread	–	–	–	–	–
Образец СК Sаmрlе SCC	–	умеренный хлебный moderate bread	слабый хлебный weak bread	слабый карамельный weak caramel	умеренный карамельный moderate caramel	ярко выраженный карамельный pronounced caramel

Как видно из таблицы 1 органолептические исследования показали, что контрольный образец имел ярко-выраженный хлебный вкус, а в образцах при обработке ультразвуком, начиная с 45 Вт, стал появляться слабый горьковатый привкус хлеба и при обработке 90 Вт перешел в сильный горький хлебный вкус, что недопустимо по нормам.

В таблице 2 показано, что контрольный образец, изготовленный из концентрата квасного сусла, также имел ярко-выраженный хлебный вкус, а начиная с обработки ультразвуком мощностью 60 Вт стал заметен приятный карамельный привкус и при обработке в 90 Вт продукт имел ярко-выраженный карамельный вкус. Такого эффекта в промышленном производстве кваса добиваются путем варки колеровочного сахарного сиропа в сироповарочных, колероварочных котлах.