Удосконалення рецептурного складу та технологічного процесу виробництва квасу

У квасоварильному виробництві застосовують сушені квасні дріжджі раси М або чисту культуру квасних дріжджів тієї ж раси, квасні дріжджі раси 131-К, С-2, винні, Штейнберг-6, Київські, Дніпропетровські 6 та хлібопекарські дріжджі, а також квасні й молочнокислі бактерії рас 11 та 13. [4, с. 352]

Раса дріжджів, що має назву М-квасна, була віднесена до виду Saccharomyces minor (за сучасною класифікацією слід віднести їх до виду Saccharomyces cerevisiae (рис. 1.3.1)), раси 11 та 13 молочнокислих бактерій були віднесені до виду Betabacterium (за сучасною класифікацією – Lactobacillus fermentum).

Дріжджі М-квасна мають наступні оптимальні умови для розмноження: температура 26...30 C, рН 4,5...5,5. Середній розмір клітин 6,3...7,5 × 5...7 мкм. Добре зброджують глюкозу, сахарозу, слабкіше – мальтозу та рафінозу, В даний час для зброджування квасу запропоновані також інші раси дріжджів (С-2, 131-К), але у них немає істотної переваги над расою М-квасна. Раса С-2 була селекціонована для виробництва квасу, в той час як раса 131-К – гібрид, призначений для виробництва пива Оксамитове.

Молочнокислі бактерії (МКБ) рас 11 та 13 є гетероферментативними, тобто при бродінні, окрім молочної кислоти, утворюють оцтову кислоту, етанол, летючі ароматичні з’єднання. Середні розміри клітин 1,2...2 × 0,5...0,6 мкм. Мають оптимальну температуру розмноження 30°С. [3, с. 31-32]

При спільному культивуванні обидва види мікроорганізмів знаходяться в симбіозі: молочнокислі бактерії створюють кислотність середовища, оптимальну для дріжджів, а дріжджі виділяють в середу амінокислоти, вітаміни, необхідні бактеріям. У той же час, при нерегульованому розмноженні дріжджі та молочнокислі бактерії конкурують за поживні речовини. У міру зниження концентрації сухих речовин та збільшення кислотності кращі умови створюються для молочнокислих бактерій, занадто висока кислотність пригнічує і дріжджі й МКБ, при цьому можливий розвиток сторонніх мікроорганізмів.

Слід також зазначити, що квасне сусло не повноцінне середовище для розмноження дріжджів й МКБ: для дріжджів мало азоту, а для МКБ багато вуглеводів. Щоб збалансувати активність дріжджів та молочнокислих бактерій, необхідно вести роздільне розмноження чистих культур в оптимальних умовах, контролюючи кислотність середовища для розведення молочнокислих бактерій, і накопичення дріжджових клітин для розведення дріжджів.

Технологія розведення чистих культур дріжджів й молочнокислих бактерій передбачає серію пересівань з послідовним збільшенням обсягів квасного сусла і посівного матеріалу.

Розмноження змішаної (або комбінованої) закваски дріжджів й МКБ проводиться в 3 стадії:

I.        Лабораторна стадія;

II.      У відділенні чистих культур (ЧК);

III.   Виробнича стадія.

Розмноження мікроорганізмів в лабораторній стадії проводиться на початку виробничого сезону квасоваріння, а потім регулярно за графіком протягом сезону або поза графіком при виявленні інфікування змішаної (комбінованою) закваски або надмірного ослаблення бродильної активності чистих культур. [3, с. 31-33]

Чисті культури дріжджів та молочнокислих бактерій надходять на підприємства в пробірках, ампулах на щільному або рідкому поживному середовищі. Комбіновану закваску готують за схемою, наведеною на рис. 1.3.2. [4, с. 352]

У лабораторній стадії в якості середовища використовують стерильне квасне сусло з цукром з вмістом сухих речовин 8 %. Температура культивування на кожній стадії 30 C, тривалість 24 години.

Розмноження дріжджів ведеться за схемою:

пробірка 10 см3 → колба 250 см3 → бутель 2 дм3.

Молочнокислі бактерії рас 11 та 13 розмножують спочатку окремо. Вміст трьох ампул з чистою культурою кожної раси МКБ переносять в колби на 250 см3. На 2-й стадії чисті культури рас 11 та 13 об’єднують і далі культивують разом.

Загальна схема розмноження МКБ в лабораторній стадії:

3 ампули з ЧК раси 11 та 13 → 2 колби по 250 см3 → колба 2 дм3 → колба 4 дм3.

Отримані культури дріжджів й МКБ передають у відділення чистих культур. [3, с. 34]

Отже, в лабораторних умовах розведення чистих культур дріжджів й молочнокислих бактерій проводять в три стадії.

З двох способів розведення чистих культур найбільш раціональний – роздільне вирощування чистих культур дріжджів й молочнокислих бактерій.

Раніше було рекомендовано використовувати сушені культури квасних дріжджів й МКБ, які готували в лабораторії ВНІІПБП.

Сушені дріжджі мали зовнішній вигляд короткої вермішелі. Їх фасували в пакети по 100 г. У лабораторії заводу готували 20 дм3 квасного сусла з масовою часткою сухих речовин 8 % так, як описано вище, кип’ятили його протягом 30 хв., охолоджували до 28...30 ºС. У ретельно вимиту та продезинфіковану бутель робочим об’ємом 20 дм3 вносили 100 г сухих дріжджів, наливали 5 дм3 сусла і залишали для розмноження на 18...24 год. при 26...30 °С. Потім доливали в бутель ще 15 дм3 сусла і знову залишали на 8...12 год. Готову розводку дріжджів в кількості 15 дм3 передавали в чан місткістю 100 дм3, куди наливали 85 дм3 стерильного квасного сусла з масовою часткою сухих речовин 6 % і залишали на 18...24 год. до інтенсивного бродіння. У бутель з 5 дм3 розводки сушених дріжджів доливали 15 дм3 стерильного квасного сусла з масовою часткою сухих речовин 8 % і залишали на 12 год. до інтенсивного зброджування. Операції по доливу розводки суслом в бутелі, включаючи відбір розводки і долив свіжого сусла, повторювали 5...6 разів. З чана на 100 дм3 розведення дріжджів передавали у виробництво в бродильний апарат об’ємом 1000 дал.

Рис. 1.3.2. Схема приготування комбінованої розводки чистих культур дріжджів й молочнокислих бактерій

Молочнокислі бактерії (МКБ) сушили на пивній дробини, фасували в пакети по 100 г. У лабораторії заводу готували 20 дм3 стерильного квасного сусла з масовою часткою сухих речовин 8 % так, як описано вище.

Виробництво сушених квасних дріжджів й МКБ було організовано тільки в невеликих обсягах, тому вони не могли забезпечити потребу всіх підприємств галузі. Через трудомісткість процесу сушіння було припинено. Але в даний час досліджується можливість застосування сушених пивних дріжджів для виробництва квасу.

Якщо завод або цех використовує для виробництва квасу рідкі пивні дріжджі, то їх витрата повинна складати 1,5...2,0 дм3 на 100 дал сусла. Рекомендується провести попереднє розброджування дріжджів так само, як пресованих хлібопекарських дріжджів.

Складний процес накопичення достатнього обсягу змішаної (комбінованої) закваски не завжди можна організувати на невеликих підприємствах з виробництва квасу, тому там для зброджування квасного сусла часто використовують пресовані хлібопекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiae. Їх перевіряють на відсутність слизоутворюючих бактерій і попередньо розброджують перед внесенням до сусла. Для цього готують квасне сусло з концентрату квасного сусла з масовою часткою сухих речовин 3,0 %, додають у нього цукровий сироп до масової частки сухих речовин 8,0 %, кип’ятять це сусло в закритій ємності протягом 30 хв., охолоджують до 28...30 °С.

Розрахункову кількість пресованих дріжджів (0,15 кг на 100 дал готового квасу) змішують з водою у співвідношенні 2:1. Отриману суспензію підкислюють до рН 2,7...2,9 додаванням молочної кислоти (приблизно 40 см3 молочної кислоти концентрацією 40 % на 1 кг пресованих дріжджів) і витримують протягом 3 год. для придушення сторонньої бактеріальної мікрофлори. Потім у підкислену суспензію додають п’ятикратний об’єм приготовленого сусла з масовою часткою сухих речовин 8 % і проводять розброджування протягом 2...3 год. Дріжджі повинні активно розбродити з утворенням на поверхні сусла піни, мати чистий дріжджовий запах. Після цього їх передають на бродіння.

Дослідженнями київських вчених показано, що позитивні результати при зброджуванні квасного сусла показали винні дріжджі шампанських рас: Дніпропетровська, Київська, Штейнберг-6, пивні дріжджі середньозброджувальних рас 776 і 44, а також спиртові дріжджі рас М-спиртова, К-69, XII, використання яких запропоновано воронезькими вченими. [3, с. 37]

Таким чином, при зброджуванні квасного сусла відбувається одночасно процес спиртового й молочнокислого бродіння.

При спиртовому бродінні під впливом комплексних ферментних систем дріжджів гексози квасного сусла розпадаються до кінцевих продуктів – етилового спирту та диоксиду вуглецю. У процесі бродіння також утворюються проміжні та побічні продукти – амінокислоти, янтарна, піровиноградна та інші кислоти, а також бутиловий, аміловий, ізоаміловий, пропіловий спирти, диацетил, створюють характерні смак й аромат квасу.

Гетероферментативні молочнокислі бактерії в квасному суслі викликають молочнокисле бродіння з утворенням молочної кислоти та невеликих кількостей летких кислот, етилового спирту та диоксиду вуглецю.

Зброджування квасного сусла дріжджами й молочнокислими бактеріями – приклад симбіотичних корисних один одному взаємовідносин між мікроорганізмами. Молочнокислі бактерії, продукуючи молочну кислоту, створюють умови, сприятливі для розвитку дріжджів, а продукти життєдіяльності дріжджів, зокрема ферменти, стимулюють життєдіяльність бактерій.

Проте в процесі бродіння квасного сусла молочнокислі бактерії можуть вступати і в антагоністичні стосунки з дріжджами. Так, якщо в живильному середовищі висока кислотність, обмежена кількість цукру, то умови для розвитку бактерій сприятливі, а життєдіяльність дріжджів пригнічується. [2, с. 306]

Склад готового квасу, а також незакінченість спиртового й молочнокислого бродіння обумовлюють розвиток диких дріжджів, слизоутворюючих бактерій (Leuconostoc mesenteroides), оцтовокислих бактерій, термобактсрій, цвілевих грибів (пеніцилового, аспергілового та інших).

Дикі дріжджі, розвиваючись в квасі, пригнічують культурні дріжджі і, харчуючись продуктами бродіння, надають йому неприємні смак і запах.

Бактерії роду Leuconostoc, розмножуючись у квасі, викликають появу тягучих ниток, слизу, погіршення сприйняття солодощі і так далі.

Оцтовокислі бактерії гнітюче діють на активність дріжджів та молочнокислих бактерій, утворюють на поверхні квасу тонкі плівки, окислюють спирт і оцтову кислоту та погіршують смак квасу.

Гнильні термобактеріі зумовлюють появу в квасі каламуті та гнильного запаху. Пліснява розмножуються в квасі через присутність у ньому вуглеводів й амінокислот, викликаючи пліснявий запах і неприємний присмак.

Для підтримки мікробіологічної чистоти на всіх етапах виробництва квасу передбачають миття та дезінфекцію обладнання, трубопроводів, приміщень, а також виключають використання обсіменіння мікроорганізмами сировини, напівфабрикатів та допоміжних матеріалів.

Крім того, удосконалюють рівень технології (приготування цукрового сиропу, квасного сусла, проведення процесу бродіння, розлив, відпустку і зберігання готового квасу). Проводять пастеризацію квасу або квасного сусла. [4, с. 368-369]

1.4.           Аналіз сучасного асортименту квасу на ринку України

Не дивлячись на наслідки економічної кризи впродовж 2009-2010 років, ринок квасу України демонстрував ріст як в натуральному, так и в грошовому вираженні. Баланс ринку представлений в табл. 1.4.1. Це призвело до збільшення його долі в структурі ринку солодких безалкогольних напоїв до 6,2 %.

Табл. 1.4.1. Баланс ринку (за станом на 2008 рік)

Для українського ринку квасу характерні наступні тенденції:

–        збільшення ринкової долі у спеціалізованих компаній виробників;

–        вихід з ринку невеликих підприємств;

–        збільшення об’ємів споживання та підвищення культури вжитку квасу;

–        посилення вимог до якості продукту.

На даний момент можна сказати, що український ринок квасу контролюють шість основних компаній. Їх сумарна частка ринку складає близько 80 % (табл. 1.4.2.), проте говорити про повну консолідацію ринку передчасно.

Інтерес до ринку квасу з боку виробників суміжних категорій напоїв, таких як пиво та солодкі безалкогольні напої, постійно зростає, а з ними й кількість гравців на ринку. До цього сегменту активно проявляють інтерес як локальні оператори, так і крупні транснаціональні корпорації.

Слід відзначити, що ринок квасу в Україні буде продовжувати зростати протягом наступних п’яти років, що легко простежити за даними табл. 1.4.3. і табл. 1.4.4. Це зростання буде спостерігатися як в натуральному, так і в грошовому вираженні.

Цьому буде сприяти підвищення культури вжитку квасу, просування квасу через кеговий напрям та сегмент HoReCa – англ. Hotel – Restaurant – Cafe/Catering/Casino – бізнес-сектор, особливий ринок послуг, утворений підприємствами ресторанного, готельного та інших видів бізнесу, а також поступове згладжування сезонності на даному ринку.

Насиченість ринку квасу на даний момент складає 50-60 %. [11]

Табл. 1.4.2. Основні гравці на ринку

Табл. 1.4.3. Виробництво продукції (млн. грн)

Табл. 1.4.4. Прогноз (2010 – 2013 рр., млн. грн)

Безалкогольна промисловість випускає напої, що готуються методом бродіння (хлібний квас, квас для окрошки, Дніпровський квас, квас хлібний для гарячих цехів) та напої газовані пляшкового розливу (квас Російський, Московський, Литовський, Ароматний з хроном, м’ятний; напої на хлібній сировині «Здоров’я», «Осінь», «Останкінський» та ін.) [3, c.13]

В Україні не існує регулюючого акта, подібного до російського, який поділяв би квас бродіння та квасні напої. Тому нижче будуть описані лідери виробництва всіх напоїв зі смаком квасу на українському ринку (Табл. 1.4.5.).