«БИОТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ БРОЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПЛОДОВО - ЯГОДНОГО СЫРЬЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН» - Магистерская работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА 1. ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ПЛОДОВО - 8

ЯГОДНОГО СЫРЬЯ

1.1. Характеристика натуральных напитков брожения 8

1.2. Сырье для производства натуральных напитков 9

1.2.1. Сахар 9

1.2.2. Кислоты 11

1.2.3. Красители 12

1.2.4. Ароматические вещества 13

1.2.5. Плоды и ягоды, плодово-ягодные полуфабрикаты для производства безалкогольных напитков 16

1.3. Вода как пищевой продукт и ее влияние на здоровье человека 20

1.4. Способы очистки воды 25

1.5. Значение воды в пищевой промышленности, влияние его качества на 31 исходные продукты питания

1.6. Характеристика сырья для производства натуральных плодовых напитков 35

1.6.1. Яблоня домашняя (Malus domestica) 35

1.6.1.1. Систематическое положение 36

1.6.1.2. Морфофизиологическая характеристика 39

1.6.1.3. Свойства и качественный состав 41

1.6.2. Груша обыкновенная (Pyrus communis L.) 41

1.6.2.1. Систематическое положение 41

1.6.2.2. Морфофизиологическая характеристика 42

1.6.2.3. Свойства и качественный состав 48

1.6.3. Гвоздичное дерево (Syzygium aromaticum) 48

1.6.3.1. Систематическое положение 48

1.6.3.2. Морфофизиологическая характеристика 49

1.6.3.3. Свойства и качественный состав

1.6.4. Имбирь обыкновенный (Zingiber officinale) 61

1.6.4.1. Систематическое положение 60

1.6.4.2. Морфофизиологическая характеристика 62

1.6.4.3. Свойства и качественный состав 63

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 73

2.1. Технология производства натуральных напитков 73

2.2. Технология подбора воды 73

2.3. Характеристика пищевого растительного сырья для производства натуральных напитков 74

2.3.1. Имбирь обыкновенный 74

2.3.2. Гвоздичное дерево 75

2.4. Горячие напитки на основе пряно - ароматического сырья 76

2.4.1. Технология приготовления горячих напитков на основе имбиря 77

2.4. 1. 1. Технология натуральных горячих напитков 77

2.5. 2. Технология приготовления горячих напитков на основе гвоздики 78

2.6. 2.1 Технология натуральных горячих напитков 78

2.7. Органолептические исследования натуральных напитков 80

2.8. Математическая обработка результатов 80

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. 81

ТЕХНОЛОГИЯ НАТУРАЛЬНЫХ ПЛОДОВЫХ КВАСОВ

3.1. Обоснование и выбор воды для производства натуральных 81

плодовых квасов

3.2.Физико-химические показатели плодов яблок для производства натуральных плодовых квасов 92

3.2.1. Содержание сухого вещества 92

3.2.2. Содержание титруемых кислот 93

3.2.3. Содержание общего сахара 94

3.2.4. Содержание аскорбиновой кислоты 95

3.3. Физико-химические показатели яблочных соков для производства натуральных плодовых квасов 95

3.3.1. Содержание сухого вещества 95

3.3.2. Содержание титруемых кислот 96

3.3.3. Содержание общего сахара 97

3.3.4. Содержание аскорбиновой кислоты

3.4. Физико-химические показатели плодов груш для производства натуральных плодовых квасов 98

3.4.1. Содержание сухого вещества 98

3.4.2. Содержание титруемых кислот 99

3.4.3. Содержание общего сахара 99

3.4.4. Содержание аскорбиновой кислоты 100

3.5. Физико-химические показатели грушевых соков для производства натуральных плодовых квасов 101

3.5.1. Содержание сухого вещества 101

3.5.2. Содержание общего сахара 101

3.5.3. Содержание титруемых кислот 101

3.5.4. Содержание аскорбиновой кислоты 102

3.6. Физико-химические показатели натуральных плодовых квасов 103

3.6.1. Содержание титруемых кислот 103

3.6.2. Содержание общего сахара 105

3.6.3. Содержание аскорбиновой кислоты 108

3.6.4. Водородный показатель (рН) 110

3.4. Органолептическая характеристика натуральных плодовых (яблочных и грушевых) квасов, производственных по оригинальной технологии из пищевого растительного сырья Республики Башкортостан 113

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114

ВЫВОДЫ 115

ПРИЛОЖЕНИЯ 118

БИБЛИОГРАФИЯ 125

---

Введение

Актуальность исследования. В настоящее время существенно вырос спрос на натуральные безалкогольные напитки, среди которых особое место в силу национальной традиции и уникальных вкусовых и пищевых качеств занимает квас (ГОСТ Р 51074-97), являясь чрезвычайно питательным, бодрящим, освежающим и прекрасно утоляющим жажду напитком. Будучи продуктом незаконченного спиртового и молочнокислого брожения, квас содержит разнообразные органические вещества - витамины B1, B2, PP, D, молочную кислоту и диоксид углерода. Пищевая ценность кваса обусловлена наличием в нем углеводов и белков. В связи с этим становится актуальной разработка технологий оригинальных квасов, в частности, на основе пищевого растительного сырья.

Объекты исследования. Продукты брожения - плодовые (яблочные и грушевые) напитки из пищевого растительного сырья Республики Башкортостан.

Цель и задачи исследования. Разработка технологии высококачественных и конкурентоспособных натуральных напитков - плодовых квасов с использованием плодового сырья (яблоки и груши) Республики Башкортостан.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучение литературных данных по истории и современному состоянию вопроса.

2. Освоение методик проведения экспериментальных исследований.

3. Отбор, оценка и анализ воды для натуральных безалкогольных напитков - плодовых (яблочных и грушевых) квасов.

4. Отбор, оценка и анализ пищевого растительного сырья (плодов яблок и груш, а также соков из них) для производства натуральных безалкогольных напитков - плодовых (яблочных и грушевых) квасов.

5. Анализ произведенных натуральных безалкогольных напитков - плодовых (яблочных и грушевых) квасов по органолептическим показателям.

Практическая значимость и новизна. Проведен анализ пищевого растительного сырья Республики Башкортостан для производства натуральных безалкогольных напитков - плодовых (яблочных и грушевых) напитков. Предложена оригинальная рецептура и технология изготовления натуральных безалкогольных напитков на основе плодового сырья Республики Башкортостан. Изложенные в диссертационной работе результаты исследования дополняют имеющиеся научные данные по технологиям напитков функционального назначения.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на республиканских, всероссийских и международных научно- практических конференциях.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы.

Объем и структура. Диссертационная работа изложена на 138 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, 3-х глав, включающих материалы, методы и результаты исследования, заключение, выводы, библиографический список из 155 литературных источников, 3 приложения. В работе представлено 30 таблиц, и 27 рисунков.

---

Выдержка из текста работы

ГЛАВА I. ПРОИЗВОДСТВО НАТУРАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ПЛОДОВО- ЯГОДНОГО СЫРЬЯ

1.1 Характеристика натуральных напитков брожения

Все безалкогольные напитки различаются по вкусу и составу, но имеют и такие общие качества, как питательность и способность к утолению жажды. Обязательным компонентом является сахар, который легко и быстро усваивается организмом человека и является эффективным средством для восстановления сил (Радионова И.Е., 2015).

По внешнему виду безалкогольные напитки подразделяются на жидкие напитки (прозрачные и замутненные) и концентраты напитков в потребительской таре. Прозрачные жидкие напитки должны быть прозрачными, без осадка и посторонних включений. Замутненные жидкие безалкогольные напитки представляют собой непрозрачную жидкость без посторонних включений. Допускается наличие осадка и взвесей, характерных для используемого сырья (Ермолаева, Г.А., 2000).

В зависимости от используемого сырья безалкогольные напитки подразделяются:

• на сокосодержащие, в состав которых входит от 3,0 до 50% плодово-ягодного или овощного сока;

• на пряно-ароматическом растительном сырье;

• на ароматизаторах;

• на зерновом сырье.

По степени насыщения диоксидом углерода жидкие напитки бывают:

• сильногазированные;

• среднегазированные;

• негазированные.

По способу обработки жидкие напитки подразделяются:

• не пастеризованные;

пастеризованные;

с применением консервантов;

без применения консервантов;

холодного розлива;

• горячего розлива;

• полугорячего розлива.

Сырьем для изготовления безалкогольных газированных напитков служит как натуральное сырье, так и синтетические ароматизаторы, красители, подсластители.

К натуральному сырью относятся сиропы, экстракты и настои. В пищевой промышленности применяют фруктовые сиропы и экстракты, а также настои эвкалипта, лавра, лимонника, левзеи, полыни, можжевельника, хинина, ореха кола (Гурьянова, А.В., 2007, Радионова И.Е.,2015).

1.2. Сырье для производства натуральных напитков

1.2.1.Сахар

Сахар используется в производстве напитков для придания им сладкого вкуса, создания консистенции, усиления бактериостатических свойств. Он обладает высокой энергетической ценностью, кроме того, его не рекомендуется употреблять при некоторых заболеваниях, связанных с нарушением обмена веществ. Поэтому в последнее время все более широко сахар заменяют различными веществами, имеющими сладкий вкус, - сахарозаменителями и подсластителями. Заменителями сахара принято называть вещества, обладающие степенью сладости, близкой к сладости сахара (глюкоза, фруктоза и др.). Интенсивные подсластители имеют сладость в дсеятки и сотни раз, превышающую сладость сахара. Сахар создает сладкий вкус, полноту вкуса, консистенцию напитков и является одним из основных видов сырья. Используют сахар-песок, сахар-рафинад и жидкий сахар (Колесникова, И.А., 1992, Ермолаева, Г.А., 2000, Казакова, И.Н.,2006).

Сахар-песок содержит 99,75 % сахарозы на сухое вещество. Влажность его составляет 0,14%. При температуре более +160°С плавится, более +180°С - теряет воду и превращается в карамели.

Упаковывают сахар-песок в тканевые мешки, мешки с полиэтиленовым вкладышем, трехслойные бумажные мешки. Хранят в мешках на стеллажах или поддонах в сухих помещениях с относительной влажностью не более 70%, при температуре не выше 40°С. В штабеля сахар-песок, упакованный в тканевые мешки, укладывают не более 46 рядов, в тканевые мешки с полиэтиленовыми вкладышами - не более 24 рядов, в транспортных пакетах - не выше 4м; в картонных ящиках - не более 2м. Запрещается хранить сахар с другими материалами, так как он впитывает посторонние запахи (Гурьянова, А.В., 2007, Радионова И.Е.,2015).

Для снижения трудоемкости при транспортировании и разгрузки сахара можно его перевозить в специальных автоцистернах, оборудованных устройствами для пневматической разгрузки по типу транспортирования муки. Для хранения в этом случае предусматривают специальные бункера. Сахар-рафинад - дополнительно очищенный сахар-песок в виде кусков (литой или прессованный) или кристаллов (рафинированный сахар-песок). Сахарозы 99,9% на сухое вещество; массовая доля влаги 0,1-0,4%. Для придания белого цвета его иногда подкрашивают ультрамарином, который при нагревании может образовывать сероводород или другие продукты распада, дающие осадки. Фасуют и хранят аналогично сахару-песку (Колесникова, И.А., 1992, Ермолаева, Г.А., 2000, Казакова, И.Н.,2006).

В прозрачных напитках с сахаром может образовываться белый хлопьевидный осадок за счет осаждения сапонинов, иногда присутствующих в сахаре. Сапонины переходят в сахар из сахарной свеклы, они обладают пенообразующими свойствами, растворимы в щелочной и нейтральной средах, но теряют растворимость в кислой среде. Для образования заметного осадка в напитке и провоцирования образования пены при розливе достаточно 0,001% сапонинов. Поэтому перед использованием сахар следует проверить на наличие сапонинов путем подкисления сахарного раствора.

Жидкий сахар - раствор сахара-песка в воде. Выпускают высшим, 1-м и 2-м сортом. Высший и 1-й сорт используют в производстве безалкогольных напитков. Высший сорт очищен от механических примесей и обесцвечен адсорбентами, 1-й - очищен фильтрующими порошками. Сухих веществ в нем не менее 64%, сахарозы - 99,8% (высший сорт) и 99,55% (1-й сорт) (Гурьянова, А.В., 2007, Радионова И.Е.,2015).

Транспортируют жидкий сахар в автоцистернах, хранят в закрытых металлических емкостях при температуре не более 18°С, поверхность рекомендуется облучать ультрафиолетовыми бактерицидными лампами. Срок хранения 4 суток, но при соблюдении стерильных условий хранения он может составлять до 120 суток. Использование жидкого сахара экономично, исключаются погрузочно-разгрузочные операции, а также стадия приготовления сахарного сиропа. Однако радиус доставки его с экономической точки зрения должен быть не более 80км (Ермолаева, Г.А., 2000, Казакова, И.Н.,2006).

1.2.2. Кислоты

Кислоты - второй по значимости компонент напитков. Используют в производстве различных видов напитков лимонную, молочную, уксусную, фосфорную, винно-каменную, аскорбиновую кислоты (Колесникова, И.А., 1992, Ермолаева, Г.А., 2000, Казакова, И.Н.,2006). Функции кислот в

напитках:

• придание кислого вкуса;

• усиление жаждоутоляющего действия;

• смягчение сладости;

• консервирующее действие.

Лимонная кислота добавляется в большинство наименований напитков. Получают ее биохимическим путем сбраживания сахаров некоторыми видами плесневых грибов. Лимонная кислота выпускается высшим и 1-м сортом, представляет собой белые или бесцветные кристаллы. Массовая доля лимонной кислоты должна быть не менее 99,5% (в пересчете на моногидрат); влажность - 9,05%. Упаковывают в ящики из гофрированного картона насыпью, в мешки массой от 10 до 40кг (Гурьянова, А.В., 2007, Радионова И.Е.,2015).

Молочную кислоту используют в производстве напитков на зерновом сырье. Получают молочнокислым брожением сахаров. Выпускают трех сортов - высшего, 1-го и 2-го в виде 40%-го раствора и в виде 70%-го концентрата. В 40%-й кислоте массовая доля прямо титруемой молочной кислоты составляет 37,5% для высшего и 1-го сортов; 37,5% - для 2-го сорта.

При замене лимонной кислоты другими кислотами их расход рассчитывают, исходя из того, что 1г безводной лимонной кисло- ты соответствует (в пересчете на 100 %-е): 1,17г винно-каменной или dl-винной; 1,4г молочной; 0,766 г ортофосфорной; 1,047г яблочной (Гурьянова, А.В., 2007, Радионова И.Е.,2015).

---

Заключение

Разработка биотехнологий натуральных безалкогольных напитков - плодовых (яблочных и грушевых) квасов является весьма насущной задачей для агропромышленного комплекса и перерабатывающей промышленности Российской Федерации и Республики Башкортостан, как в свете импортозамещения, так и в контексте эффективного использования местного пищевого растительного сырья для производства физиологически значимых продуктов, в частности, бионапитков, популярность которых в мире год от года растет. К сожалению, доля этих продуктов в отечественном промышленном производстве безалкогольных напитков незначительна, хотя известна их высокая пищевая ценность для организма человека в силу содержания в них полезных органических кислот, фенольных, пектиновых, дубильных и минеральных веществ (макро- и микроэлементов), биофлавоноидов и витаминов.

В связи с этим был осуществлен анализ технических и основных физико-химических характеристик (содержание сухих веществ, сахаров, титруемых кислот, аскорбиновой кислоты) пищевого растительного сырья (плоды яблок и груш, а также соки из них) Республики Башкортостан и произведенных из данного сырья по оригинальным технологиям натуральных безалкогольных напитков - плодовых (яблочных и грушевых) квасов.

В результате проведенного исследования были отобраны потенциальные сорта яблок и груш, культивируемые в Республике Башкортостан, для производства натуральных безалкогольных напитков - плодовых (яблочных и грушевых) квасов, проведена оценка основных физико-химических показателей плодового сырья и предлагаемых плодовых (яблочных и грушевых) квасов, а также предложена собственная оригинальная и доступная биотехнология изготовления данных продуктов на основе местного растительного сырья и экологически чистой питьевой воды категории глубокой очистки из подземных источников «Дар Сайрана».

---

Список литературы

1. Андреева, О.В. Факторы, влияющие на фильтрацию кваса / О.В. Андреева, Е.Г. Шувалова // Индустрия напитков. - 2007. - № 5. - С. 58-59.

2. Аникин Ю.Я. Лекарственные растения и их применение / Ю.Я. Аникин. - Москва: Планета, 2010. - 146 с.

3. Бабий, Н.В., Пеков Д.Б., Киселева Т.Ф., Зайцева И.С. Получение сброженных напитков с использованием плодов лимонника / Н.В. Бабий, Д.Б. Пеков, Т.Ф. Киселева, И.С. Зайцева // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сборник научных работ. Вып.11, Ч. 2, Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2006. - С. 162.

4. Байлук С.И Усовершенствование технологии производства сидра. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Ялта: НИВиВ «Магарач», 2007. - 22 с

5. Балашов, В. Е. Техника и технология производства пива и безалкогольных напитков / В.Е. Балашов, В.В. Рудольф. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 248 с.

6. Балтика «заквасит» «Хлебный край» / Индустрия напитков - новости. - 2009. - № 3. - С. 4-5.

7. Безалкогольные напитки [Электронный ресурс] / Москва, 2012. -

Режим доступа: http: //www.lightcocktail.ru/index/boza/0-235.

8. Бибик, И.В. Напитки функционального назначения на основе

растительного сырья / И.В. Бибик // - Пиво и напитки. - 2013. - № 1. - С.1214.

9. Бордяев, В.Е. Товароведение дикорастущих плодов, ягод и лекарственно - технического сырья / В.Е. Бордяев. - М.: Экономика, 1991.206 с.

10. Борисова, С. В. Использование дрожжей в промышленности / С.В. Борисова. - СПб.: ГИОРД, 2008. - 216 с.

+ еще 180 источников

---