Сапарбекова А.А., (к.б.н., доцент), Кантуреева Г.О. (магистр техники и технологии), Айткулова Р.Э.(к.х.н.)

Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова, Шымкент

Производство натуральных ферментированных напитков

 

Среди различных групп продуктов питания, используемых населением страны в настоящее время, большой интерес представляют соки и напитки  как оптимальные формы пищевого продукта, применяемые для обогащения рациона биологическими активными веществами: витаминами, минеральными веществами, аминокислотами, растительными экстрактами, повышающими адаптивные возможности организма.

 Разработка и производство натуральных ферментированных безалкогольных напитков позволит расширить ассортимент продуктов брожения с повышенной биологической ценностью, ориентированного на потребителя, заботящегося о своем здоровье. Это, несомненно, будет способствовать улучшению жизнеспособности  человека за счет повышения его иммунитета в экологически неблагоприятных условиях и оздоровлению населения в целом [1].  

    Целью настоящего исследования является создание способа приготовления ферментированного напитка из арбузного сока с использованием Saccharomyces cerevisiae в наиболее простых условиях и в относительно короткий период времени его приготовления, что позволит производить ферментированный напиток в больших количествах.

Была определена токсикологическая безопасность дрожжей, изучены их технологические свойства  и кинетические параметры культивирования, способность продуцировать биологически активные вещества, на основании чего была разработана новая биотехнология  получения новых натуральных напитков брожения из арбузного сока.

Дрожжи рода Saccharomyces cerevisia расы Гармония, которые зарекомендовали себя как штамм, благоприятно влияющий на качество напитков и широко применяемый, наиболее подходят для теплового брожения, устойчивы к действию спирта, быстро сбраживают сусло [2].

Были определены оптимальная температура ферментирования и рН среды, которые составляют 28-300С и 3-4 соответственно. Эти значения согласуются с технологическими параметрами тепловой обработки арбузного сока, что свидетельствует о возможности применения данных дрожжей в получении ферментированного сока.

Органолептическая характеристика  сброженного арбузного сока также показала правильность указанных параметров: при повышении температуры сбраживания в образцах наблюдалось  ухудшение вкусовых качеств, изменялся также   аромат продукта, появлялись нежелательные привкусы и запахи.

По предложенной нами технологической схеме вносится дрожжевой штамм Saccharomyces cerevisiae и ферментация выполняется в одну стадию в аэробных условиях при температуре 28-30oС в течение 19 часов.
Значение рН среды  устанавливали до величины от 3до 4 перед ферментацией с тем, чтобы облегчить ферментацию дрожжевым штаммом.
Значение температуры среды устанавливали от 23-25oС с тем, чтобы замедлить образование этанола вследствие ферментации дрожжевым штаммом.
В конце ферментации, выполняемой в одну стадию, температура может быть снижена до 0-2oС для того, чтобы уменьшить образование этанола.

Для сбраживания применяли арбузный сок с суммарным содержанием сахаров 10 % (фруктозы - 4,3%, глюкозы – 4,0%) и кислотностью 0,2%. Было исследовано влияние температуры на физико-химические характеристики ферментированного арбузного сока, которые показали, что наиболее оптимальные свойства ферментированного напитка достигаются при 300С (таблица 1).

Таблица 1 – Зависимость физико-химических характеристик ферментированного арбузного сока от температуры

Показатель

Температура

20oС

30oС

40oС

Массовое содержание сахаров, г/дм3

1,6

1,3

1,1

Массовое содержание летучих кислот, г/дм3

0,31

0,36

0,38

Массовое содержание титруемых кислот, г/дм3

1,29

1,34

1,38

Объемное содержание этилового спирта,%

0,30

0,32

0,51

рН

3,2

3,4

4,0

 

Органолептическая оценка подтвердила результаты анализов: повышение  температуры приводило к усилению тона летучих кислот и кислого вкуса.

Исследование процесса образования органических кислот при сбраживании  арбузного сока имеет особое значение, так как именно эти кислоты определяют вкусовые и ароматические характеристики ферментированного арбузного сока.

По результатам анализа (Таблица 2) заранее подготовленного арбузного сока и сброженного дрожжами арбузного сока, проведенного методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, отмечалось повышение имеющихся в исходном сырье органических кислот: яблочной, винной и лимонной, что согласуется с литературными источниками [3].

   Таблица 2 – Массовое содержание органических кислот (г/дм3)в арбузном соке до и после ферментации

№

Органическая кислота

Арбузный сок

Ферментированный сок

1

Яблочная

0,2

1,02

2

Винная

0,018

0,079

3

Лимонная

0,02

0,32

 

Затем от ферментированного напитка могут быть отделены нерастворимые примеси центрифугированием или фильтрацией.

Далее ферментированный напиток необходимо  подвергнуть тепловой обработке при температуре 85-140oС в течение от 30 сек до 15 мин, для инактивации дрожжей и бактерий и для устранения всех нежелательных микробов.

Благоприятное воздействие ферментированного напитка на здоровье человека связано также с высоким содержанием аминокислот, в том числе незаменимых. Исходя из данных таблицы 3, можно сделать вывод о высокой биологической ценности ферментированного напитка на основе арбузного сока.

Таблица 3 - Содержание аминокислот в арбузном соке и в ферментированном напитке (% от СВ)

№

Показатели

Арбузный сок

Ферментированный

напиток

Относительное изменение,%

1

Сухие вещества,%

6,91

10,25

+48,30

2

Общее количество аминокислот

3,84

5,41

+40,89

3

Глутаминовая к-та

0,62

0,78

+25,80

4

Серин

0,15

0,22

+46,67

5

Гистидин*

0,07

0,13

+85,71

6

Глицин

0,12

0,19

+58,30

7

Аргинин*

0,61

0,69

+13,11

8

Аланин

0,18

0,23

+27,78

9

Валин *

0,18

0,72

+300

* - незаменимые аминокислоты

 

Таким образом, производство ферментированных напитков с применением микроорганизмов является одним из перспективных направлений пищевой биотехнологии. Предлагаемый ферментированный напиток имеют повышенную по сравнению с исходным сырьем пищевую и биологическую ценность, например по содержанию аминокислот, в том числе незаменимых, что позволяет расширить ассортимент функциональных напитков, отвечающих требованиям современных тенденций в питании.

Список литературы:

1.                 Наумова Н.Л. Значение функциональных безалкогольных напитков в питании современного человека/Н.Л.Наумова // Пищевые технологии и биотехнологии: сб. докл. Х1 междунар. конф. молод.ученых в 2-х ч. – Казань: Отечество,2010  

2.                 Егорова Т. А. Основы биотехнологии. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 208 с.

3.                 Teotia M.S., Kour S. And Berry S.K.: Recent advances in chemistry and technology of watermelon. Indian Food Packer 42, 17-40,1988