Способ производства сухой комплексной закваски для кваса брожения

Способ производства сухой комплексной закваски для кваса брожения

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к приемам по приготовлению заквасок для напитков брожения.

Известен способ получения закваски путем раздельного размножения чистых культур в оптимальных условиях, контролируя кислотность среды для разводки молочнокислых бактерий, и накопления дрожжевых клеток для разводки дрожжей по схемам А и В (Помозова В.А. Производство кваса и безалкогольных напитков: Учебное пособие / В.А. Помозова. - СПб.: ГИОРД, 2006. - 192 с.).

Недостатком способа является необходимость большого количества сборников для размножения, частая смена культуры дрожжей и молочнокислых бактерий, значительный объем закваски для главного брожения, необходимость квалифицированного персонала.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является патент RU 2269569 на способ сбраживания квасного сусла комбинированной закваской из предварительно подготовленной разводки подмоложенных хлебопекарных прессованных дрожжей и из молочнокислых бактерий. В качестве последних используют штамм L.delbruckii-76, размножение которого на трех последних стадиях осуществляют путем заквашивания осахаренной заварки из смеси муки пшеничной хлебопекарной второго сорта и воды до конечной кислотности 16-20 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки.

Недостатком способа является использование монокультуры молочнокислых бактерий, сложность длительного поддержания биологической чистоты закваски, возможность присутствия сопутствующей посторонней микрофлоры в муке и, как следствие, в закваске, необходимость отдельных емкостей для подмолодки дрожжей, относительно непродолжительная стабильность технологических свойств закваски, громоздкость оборудования для подмолодки дрожжей.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости и сокращение длительности процесса производства закваски за счет сокращения времени на приготовление компонентов комбинированной закваски и совместного внесения их в квасное сусло, физиологически адаптированных культур молочнокислых бактерий, снижение необходимого количества вносимой в сусло закваски до 0,3-0,5, возможность длительного хранения готовой закваски не менее 6 месяцев без существенного снижения ее бродильной активности.

Технический результат достигается тем, что способ производства закваски предусматривает приготовление осахаренной заварки путем смешивания муки пшеничной первого сорта и пшеничных отрубей в соотношении 1:1, заваривание полученной смеси водой с температурой 85-90°С, выдерживание в течение 45-60 мин, охлаждение смеси до температуры 65-67°С, осахаривание неферментированным ячменным или ржаным солодом в количестве 10% к массе смеси в течение 60-90 мин, внесение дрожжевого автолизата в количестве 0,1% к массе смеси для получения питательного субстрата, развешивание субстрата в три бродильных сосуда с четырехкратным увеличением навески 50 г:200 г:800 г соответственно, трехкратное автоклавирование с интервалом 24 часа при 1,5 атм. в течение 60 мин, размножение в приготовленном субстрате молочнокислых бактерий в трехфазном разводочном цикле до конечной кислотности 16-18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки, при этом в качестве источника молочнокислых бактерий используют препараты-пробиотики «Лактобактерин», или «Бифидумбактерин», или «Эвиталия» или комплекс, состоящий их трех указанных препаратов, которые растворяют в 5 см³ стерильного физиологического раствора и каждый переносят в охлажденную стерильную осахаренную заварку из расчета 1 доза препарата, что составит 2×10⁹, 10⁷ и 1,5-2,0×10⁹ КОЕ соответственно на 50 г субстрата, инкубирование инокулированной питательной среды (первая фаза) в течение 24 часов при температуре 37°С, осуществление второй и третьей фаз разводочного цикла путем разбавления зрелой закваски предыдущей фазы в четырехкратном количестве стерильной осахаренной заварки для последующей фазы, инкубирование последующих фаз разводочного цикла в течение 24 часов при 37°С до кислотности 16-18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки, смешивание с равным к массе закваски количеством картофельного крахмала и прессованными хлебопекарными дрожжами Saccharomyces cerevisiae в дозе 5 г/100 дм³ квасного сусла, высушивание полученной массы в потоке стерильного воздуха при комнатной температуре до влажности 13-14%, при этом общее время заквашивания осахаренной заварки составляет 72 часа.

Отличительные от прототипа (наиболее близкого аналога) существенные признаки заявляемого изобретения - приготовление стерильной полужидкой осахаренной заварки из муки пшеничной первого сорта и пшеничных отрубей в соотношении 1:1, размножение на приготовленном субстрате молочнокислых бактерий в трехфазном разводочном цикле до конечной кислотности 16-18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см³ заварки, внесение картофельного крахмала, добавление прессованных хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae в дозе 5 г/100 дм³ квасного сусла без необходимости подмолодки и высушивание полученной смеси до влажности 13-14% в потоке стерильного воздуха при температуре 18-22°С. В качестве источника молочнокислых бактерий используют препараты-пробиотики: Лактобактерин - представляющий собой микробную массу живых антагонистически активных лактобактерий штаммов Lactobacillus plantarum 8P-A3, или L.plantarum 38, или L.fermentum 90T-C4, или L.fermentum 39; Бифидумбактерин - представляющий собой микробную массу живых антагонистически активных бифидобактерий штаммов Bifidobacterium bifidum №1 или 791; Эвиталия - закваска-ассоциат микроорганизмов пробиотиков, представляет собой лиофильно высушенные, но сохранившие способность размножаться в пищеварительном тракте пять штаммов микроорганизмов Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis, Propionibacterium freudenreichi subsp. shermanii, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus в количестве не менее 1,5-2,0×10⁹ КОЕ/г. Способ позволяет хранить готовую закваску в герметичной таре при температуре 2-4°С не менее 6 месяцев без снижения ее бродильной активности.

Предлагаемый способ производства сухой комбинированной закваски для сбраживания квасного сусла предусматривает неограниченную вариативность в выборе чистых культур молочнокислых бактерий и дрожжей с учетом особенностей их физиологических и технологических свойств.

Предлагаемый способ также исключает присутствие посторонней микрофлоры (за счет трехкратного автоклавирования), не требует предварительной оценки биологической чистоты сырья и полуфабрикатов, не ограничен в выборе чистых культур, может быть многократно воспроизведет с сохранением стабильных физико-химических и органолептических свойств конечного продукта - кваса брожения, не требует высококвалифицированного персонала, что свидетельствует о широкой практической применимости с положительным технологическим и экономическим результатом.

Предлагаемый способ производства сухой комбинированной закваски для сбраживания квасного сусла обладает новизной и изобретательским уровнем, так как при проведении поиска по источникам патентной и научно-технической информации заявителями не выявлены сведения, в которых была бы отображена совокупность отличительных признаков.

Способ осуществляется следующим образом.

Готовится осахаренная заварка из муки пшеничной первого сорта и пшеничных отрубей в соотношении 1:1. Зерносмесь заваривается водой 85-90°С, выдерживается в течение часа, остужается до температуры 65-67°С, после чего осахаривается ячменным солодом в количестве 10% к массе зерносмеси в течение часа. В осахаренную массу вносится дрожжевой автолизат в количестве 0,1% к массе. Затем производится развешивание в три бродильных сосуда с четырехкратным увеличением навески (50; 200; 800). Приготовленные питательные среды автоклавируются трехкратно с интервалом 24 часа при 1,5 атм. в течение 45-60 мин. Препараты Лактобактерин, Бифидумбактерин, Эвиталия лиофильно высушенных молочнокислых бактерий растворяли в 5 см³ стерильного физиологического раствора и каждый переносили в минимальную по массе остывшую стерильную осахаренную заварку из расчёта 1 доза (2×10⁹, 10⁷ и 1,2×10⁷, соответственно) на 50 г субстрата. Инокулированную, таким образом, питательную среду (1 фаза) инкубировали 24-48 часов при 37°С. По окончании инкубации определяли выраженность аромата и титруемую кислотность. Вторая и третья фазы разводочного цикла осуществлялись путём разбавления закваски предыдущей фазы в четырехкратном количестве стерильной заварки. Инкубирование последующих фаз разводочного цикла проводят в течение 24-48 часов при 37°С. Контроль зрелости закваски производят по тем же параметрам. В зрелую закваску третьей фазы кислотностью 16-18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ при постоянном перемешивании вносили равное количество картофельного крахмала для быстрого поглощения свободной влаги. Туда же вносили расчетное, в зависимости от кислотности, количество дрожжей (5 г/100 дм³ квасного сусла). Полученную массу распределяли на нескольких ситах и сушили в потоке стерильного воздуха при комнатной температуре. Общее время заквашивания осахаренной заварки на трех последних стадиях составляет 72 часа. Способ позволяет хранить готовую закваску в герметичной таре при температуре 2-4°С не менее 6 месяцев без снижения ее бродильной активности.

Физико-химические и органолептические показатели кваса брожения, полученного на закваске, приготовленной предлагаемым способом, соответствуют требованиям ГОСТ Р 53094-2008 по всем параметрам.

Конкретные примеры осуществления способа.

Пример 1. Для приготовления закваски из монокультуры молочнокислых бактерий препарата Лактобактерин (или Бифидумбактерин, или Эвиталия) 135 г пшеничной муки первого сорта смешать с равным количеством пшеничных отрубей. Полученную смесь заварить 810-820 мл горячей воды температурой 85-90°С и выдержать в течение 45-60 мин. Для более глубоких ферментативных процессов на этой стадии допустимо использование разжижающих (α-амилаза) ферментов в дозах, соответствующих сопроводительным документам. Затем заварку остудить до температуры 65-67°С и внести 27-30 г (10 % от массы зерносмеси) неферментированного ячменного или ржаного солода и выдержать в течение 60-90 мин. Для более глубоких ферментативных процессов на этой стадии допустимо использование осахаривающих (глюкоамилаза) ферментов в дозах, соответствующих сопроводительным документам. Конечная масса заварки составит 1050-1100 г, в которую добавляют 1,0-1,1 мл дрожжевого автолизата. Подготовленный таким образом питательный субстрат развешивают в емкости для ферментации в четырехкратных нарастающих количествах 50 г:200 г:800 г. Укупоренные через марлевые салфетки питательные среды автоклавировать три раза с интервалом 24 часа при 1,5 атм. в течение 60 мин.

Для заквашивания питательного субстрата использовать коммерческий препарат Лактобактерин (или Бифидумбактерин, или Эвиталия), для чего содержимое флакона тщательно растворить в 5 мл стерильного физиологического раствора, отобрать шприцем 1 мл и перенести в субстрат для первой фазы разводочного цикла (50 г). Инокулированную среду инкубировать при 37°С в течение 24 часов. За контрольное время кислотность субстрата должна достигнуть уровня 8-10 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки. При соблюдении этого условия закваску первой фазы перенести в субстрат для второй фазы - 200 г и инкубировать при тех же условиях в течение суток. За контрольное время кислотность субстрата должна достигнуть уровня 14-16 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки. Для заключительной фазы разводочного цикла закваску второй фазы полностью перенести в последний субстрат - 800 г и инкубировать еще сутки при 37°С. За контрольное время кислотность субстрата должна достигнуть уровня 16-18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки. Если по каким-то причинам необходимый уровень кислотности не был достигнут, то закваску последней фазы оставить для инкубирования еще на 24 часа.

Высушивание осуществляется путем смешивания зрелой полужидкой закваски с равным (1000-1100 г) количеством картофельного крахмала при постоянном перемешивании в миксере до получения однородной сыпучей массы.

Недостающие в закваске прессованные дрожжи вносить вместе с крахмалом. Количество их рассчитывается исходя из конечной кислотности зрелой закваски и должно соответствовать засевной дозе 5 г прессованных дрожжей на 100 дм³ квасного сусла. Это значит, что если кислотность закваски равна 18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки, то необходимое количество ее для молочнокислого сбраживания квасного сусла составит 2 г/1000 см³ (200 г/100 дм³). Следовательно, количество дрожжей, вносимых в закваску, составит 2,5 г на 100 г закваски (25 г/1000 г). Для равномерного распределения дрожжевых клеток в массе закваски дрожжевую навеску смешать в ступе с небольшим количеством крахмала и далее постепенно увеличивать долю крахмала до получения однородной сыпучей массы. Полученную массу смешать в миксере с оставшимся количеством крахмала.

Высушивание полученной массы производить в потоке стерильного воздуха (через стерильный ватно-марлевый фильтр) при комнатной температуре до влажности 13 - 14 %.

Приготовленная таким образом закваска в дозе 2,0-2,5 г/дм³ позволяет добиться нужной степени сбраживания квасного сусла (1,5-2,0 % СВ) в течение 20-24 часов при температуре 35-37°С.

Физико-химические и органолептические показатели кваса брожения, полученного на закваске, приготовленной предлагаемым способом, соответствуют требованиям ГОСТ Р 53094-2008 по всем параметрам.

Способ позволяет хранить готовую закваску в герметичной таре при температуре 2-4°С не менее 6 месяцев без снижения ее бродильной активности.

Пример 2. Для приготовления закваски из комплекса культур молочнокислых бактерий препаратов Лактобактерин, Бифидумбактерин и Эвиталия 400 г пшеничной муки первого сорта смешать с равным количеством пшеничных отрубей. Полученную смесь заварить 2400 см³ горячей воды температурой 85-90°С и выдержать в течение 45-60 мин. Для более глубоких ферментативных процессов на этой стадии допустимо использование разжижающих (α-амилаза) ферментов в дозах, соответствующих сопроводительным документам. Затем заварку остудить до температуры 65-67°С и внести 80-85 г (10 % от массы зерносмеси) неферментированного ячменного или ржаного солода и выдержать в течение 60-90 мин. Для более глубоких ферментативных процессов на этой стадии допустимо использование осахаривающих (глюкоамилаза) ферментов в дозах, соответствующих сопроводительным документам. Конечная масса заварки составит 3200 г, в которую добавить 3,2-3,5 см³ дрожжевого автолизата. Подготовленный таким образом питательный субстрат развесить в емкости для ферментации в четырехкратных нарастающих количествах. Поскольку в первых двух фазах размножение культур желательно вести раздельно, то ряд разведений в этих фазах необходимо приготовить в трех повторениях, а значит навески субстрата для них будут: 50 г - 3 шт.; 200 г - 3 шт. В третьей фазе зрелые закваски соединяются в одну среду, поэтому навеска заварки для этой фазы должна составлять не менее 2400-2450 г. Укупоренные через марлевые салфетки питательные среды автоклавировать три раза с интервалом 24 часа при 1,5 атм. в течение 60 мин.

Для заквашивания питательного субстрата использовать коммерческие препараты Лактобактерин, Бифидумбактерин и Эвиталия, для чего содержимое каждого флакона тщательно растворить в 5 мл стерильного физиологического раствора, отобрать шприцем количество микробной взвеси, соответствующее 1 дозе, и перенести в соответствующий субстрат для первой фазы разводочного цикла (50 г). То же произвести и с другими культурами. Инокулированные среды инкубировать при 37°С в течение 24 часов. За контрольное время кислотность субстрата должна достигнуть уровня 8-10 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки. При соблюдении этого условия закваски первой фазы перенести в соответствующие среды для второй фазы - 200 г и инкубировать при тех же условиях в течение суток. За контрольное время кислотность субстрата должна достигнуть уровня 14-16 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки. Для заключительной фазы разводочного цикла закваски второй фазы объединить и полностью перенести в последний субстрат для третьей фазы - 2450 г, инкубировать еще сутки при 37°С. За контрольное время кислотность субстрата должна достигнуть уровня 16-18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки. Если по каким-то причинам необходимый уровень кислотности не был достигнут, то закваску последней фазы оставить для инкубирования еще на 24 часа.

Для снижения активности специфической микрофлоры и длительного хранения зрелой закваски ее необходимо высушить. Это осуществляется путем смешивания зрелой полужидкой закваски с равным (3200-3300 г) количеством картофельного крахмала при постоянном перемешивании в миксере до получения однородной сыпучей массы.

Недостающие в закваске прессованные дрожжи вносить вместе с крахмалом.

Количество их рассчитывается исходя из конечной кислотности зрелой закваски и должно соответствовать засевной дозе 5 г прессованных дрожжей на 100 дм³ квасного сусла. Это значит, что если кислотность закваски равна 18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки, то необходимое количество для молочнокислого сбраживания квасного сусла составит 2 г/1000 см³ (200 г/100 дм³ ). Следовательно, количество дрожжей, вносимых в закваску, составит 2,5 г на 100 г закваски (25 г/1000 г). Для равномерного распределения дрожжевых клеток в массе закваски дрожжевую навеску смешать в ступе с небольшим количеством крахмала и далее постепенно увеличивать долю крахмала до получения однородной сыпучей массы. Полученную массу смешать в миксере с оставшимся количеством крахмала.

Высушивание полученной массы производить в потоке стерильного воздуха (через стерильный ватно-марлевый фильтр) при комнатной температуре до влажности 13 - 14 %.

Приготовленная таким образом закваска в дозе 2,0-2,5 г/л позволяет добиться нужной степени сбраживания квасного сусла (1,5-2,0 % СВ) в течение 20-24 часов при температуре 35-37°С.

Физико-химические и органолептические показатели кваса брожения, полученного на закваске, приготовленной предлагаемым способом, соответствуют требованиям ГОСТ Р 53094-2008 по всем параметрам.

Способ позволяет хранить готовую закваску в герметичной таре при температуре 2-4°С не менее 6 месяцев без снижения ее бродильной активности.

Полученный продукт характеризуется светло-коричневым цветом, хорошей сыпучестью, слегка гранулирован, не слеживается при хранении, обладает выраженным хлебным ароматом с тонами зеленого яблока.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить трудоемкость, сократить длительность разводочного цикла, в зависимости от приоритетов предприятия использовать любые ассоциации молочнокислых бактерий и придать готовому продукту пробиотические свойства, значительно сократить занятость емкостного оборудования, существенно снизить расход зрелой закваски, повысить экономическую эффективность производства кваса брожения. При этом органолептические и физико-химические показатели кваса соответствуют требованиям ГОСТов для данной категории напитков.

Способ производства сухой комплексной закваски для кваса брожения, включающий приготовление осахаренной заварки путем смешивания муки пшеничной первого сорта и пшеничных отрубей в соотношении 1:1, заваривание полученной смеси водой с температурой 85-90°С, выдерживание в течение 45-60 мин, охлаждение смеси до температуры 65-67°С, осахаривание неферментированным ячменным или ржаным солодом в количестве 10% к массе смеси в течение 60-90 мин, внесение дрожжевого автолизата в количестве 0,1% к массе смеси для получения питательного субстрата, развешивание субстрата в три бродильных сосуда с четырехкратным увеличением навески 50 г:200 г:800 г соответственно, трехкратное автоклавирование с интервалом 24 часа при 1,5 атм. в течение 60 мин, размножение в приготовленном субстрате молочнокислых бактерий в трехфазном разводочном цикле до конечной кислотности 16-18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки, при этом в качестве источника молочнокислых бактерий используют препараты-пробиотики «Лактобактерин», или «Бифидумбактерин», или «Эвиталия» или комплекс, состоящий их трех указанных препаратов, которые растворяют в 5 см³ стерильного физиологического раствора и каждый переносят в охлажденную стерильную осахаренную заварку из расчета 1 доза препарата, что составит 2×10⁹, 10⁷ и 1,5-2,0×10⁹ КОЕ соответственно на 50 г субстрата, инкубирование инокулированной питательной среды (первая фаза) в течение 24 часов при температуре 37°С, осуществление второй и третьей фаз разводочного цикла путем разбавления зрелой закваски предыдущей фазы в четырехкратном количестве стерильной осахаренной заварки для последующей фазы, инкубирование последующих фаз разводочного цикла в течение 24 часов при 37°С до кислотности 16-18 см³ раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³ на 100 см³ заварки, смешивание с равным к массе закваски количеством картофельного крахмала и прессованными хлебопекарными дрожжами Saccharomyces cerevisiae в дозе 5 г/100 дм³ квасного сусла, высушивание полученной массы в потоке стерильного воздуха при комнатной температуре до влажности 13-14%, при этом общее время заквашивания осахаренной заварки составляет 72 часа.