Напитки брожения типа кваса на основе меда

     Порча кваса, вызываемая попаданием диких  дрожжей. Источником диких дрожжей  являются воздух, зерно, солод, плоды, ягоды, хлебопекарные дрожжи низкого качества.

     Дикие дрожжи являются аэробами, могут образовать пленку на поверхности кваса, не образуют спор. В анаэробных условиях гибнут. Дикие дрожжи не вызывают спиртового брожения, усваивают этиловый спирт и органические кислоты, разлагая их до воды и СО₂ и тем самым ухудшая вкус кваса и делая его непригодным для реализации.

     Меры  по предотвращению попадания диких  дрожжей в производство кваса – это поддержание хорошего санитарного состояния производства, тщательный контроль за отсутствием диких дрожжей в прессованных дрожжах и смешанной закваске, применение закрытого технологического оборудования, обеспечивающего анаэробные условия при брожении. В смешанной закваске и прессованных дрожжах при микроскопировании не должно обнаруживаться более 0,5 % диких дрожжей.

     Поражение плесневыми грибами. Источниками попадания плесневых грибов в производство кваса являются: зерно, солод, квасные хлебцы, концентрат квасного сусла, воздух производственных помещений, плохо вымытое оборудование, шланги, бочки с остатками сусла и кваса.

     Плесневые грибы в результате своего развития придают суслу и квасу плесневелые запах и привкус, делая квас непригодным к реализации. Некоторые плесневые грибы выделяют токсины.

     Чаще  всего встречаются в производстве кваса плесневые грибы родов Aspergillus, Penicillium, Rhizopus.

     Плесневые грибы для своего развития нуждаются  в кислороде, высокой влажности, наличии питательных веществ, в первую очередь, углеводов и аминокислот. Не выдерживают анаэробных условий. Вегетативные формы плесневых грибов не выдерживают термообработки, а споровые формы устойчивы к ней.

     Для предупреждения развития плесневых  грибов в производстве кваса надо регулярно дезинфицировать, очищать, белить и красить производственные помещения, пользуясь краской и  побелкой, в которую добавлены фунгициды. Необходима регулярная чистка, мойка и дезинфекция оборудования и трудопроводов. Помещения должны хорошо вентилироваться чистым, желательно обеспложенным, воздухом. Не допускается присутствие зерновой пыли, плесневелых квасных хлебцев, плесневелого концентрата квасного сусла. Рекомендуется пастеризовать раствор ККС, идущий на приготовление сусла. Готовить сусло, проводить брожение и купажирование следует в закрытом оборудовании [1]. 

     3 Микроорганизмы, используемые в производстве кваса 

     3.1 Характеристика квасных дрожжей и молочнокислых бактерий 

     До 20-х годов прошлого столетия сбраживание  кваса проводили заквасками, которые представляли собой смесь различных видов дрожжей, кислотообразующих бактерий, приспособленных к жизнедеятельности в квасном сусле. Эти закваски имели непостоянный и неопределенный состав, что не позволяло получать квас, стандартизированный по качеству, сложно было обеспечить большое количество такой закваски для крупного производства.

     Использование чистых культур микроорганизмов для производства пива, кваса, вин и других напитков имеет существенные преимущества: можно обеспечить постоянный состав и свойства культуры, ее микробиологическую чистоту, получать необходимые количества микробной культуры путем ее размножения в оптимальных условиях.

     В пивоваренное производство чистые культуры дрожжей были внедрены в 80-х годах XIX века Эмилем Христианом Ханзеном на датском пивзаводе Карлсберг. Внедрению чистых культур на других пивзаводах, до того использовавших спонтанные закваски в производстве пива, поспособствовало массовое инфицирование пива посторонней микрофлорой, в то время как на заводе Карлсберг получилось пиво нормального качества.

     В отличие от производства вина и пива, в производстве кваса необходимы не только чистые культуры дрожжей, но и чистые культуры молочнокислых бактерий. Они были выделены в конце 20-х годов прошлого столетия Л. И. Чеканом из лучших образцов российского кваса кустарного производства. Раса дрожжей, названная М-квасная, была отнесена к виду Saccharomyces minor (по современной классификации следует отнести их к виду Saccharomyces cerevisiae), расы 11 и 13 молочнокислых бактерий были отнесены к виду Betabacterium (по современной классификации – Lactobacillus fermentum).

     Дрожжи  М-квасная имеют оптимальные условия  для размножения: температура 26...30°С, рН 4,5...5,5. Средний размер клеток 6,3...7,5x5...7мкм. Хорошо сбраживают глюкозу, сахарозу, слабее – мальтозу и раффинозу. В настоящее время для сбраживания кваса предложены также другие расы дрожжей (С-2, 131-К), но у них нет существенного превосходства над расой М-квасная. Раса С-2 была селекционирована для производства кваса, в то время как раса 131-К – гибрид, предназначенный для производства пива Бархатное.

     Молочнокислые бактерии (МКБ) рас 11 и 13 являются гетероферментативными, то есть при брожении, кроме молочной кислоты, образуют уксусную кислоту, этанол, летучие ароматические соединения. Средние размеры клеток 1,2...2x0,5...0,6 мкм. Имеют оптимальную температуру размножения 30 °С, сбраживают также глюкозу, сахарозу, мальтозу.

     При совместном культивировании оба  вида микроорганизмов находятся в симбиозе: молочнокислые бактерии создают кислотность среды, оптимальную для дрожжей, а дрожжи выделяют в среду аминокислоты, витамины, необходимые бактериям. В тоже время, при нерегулируемом размножении дрожжи и молочнокислые бактерии конкурируют за питательные вещества. По мере снижения концентрации сухих веществ и увеличения кислотности лучшие условия создаются для молочнокислых бактерий, слишком высокая кислотность угнетает и дрожжи и МКБ, при этом возможно развитие посторонних микроорганизмов.

     Следует отметить, что квасное сусло не полноценная среда для размножения дрожжей и МКБ: для дрожжей мало азота, а для МКБ много углеводов.

     Предлагая использовать расу М-квасная, Л. И. Чекан  считал, что в сусле должно содержаться  как можно меньше сбраживаемых углеводов и усвояемого азота для снижения бродильной активности дрожжей. Однако в этом случае замедляется брожение и создаются благоприятные условия для развития в бродящем квасном сусле посторонней микрофлоры, особенно при использовании открытых бродильных аппаратов.

     Чтобы сбалансировать активность дрожжей  и молочнокислых бактерий, необходимо вести раздельное размножение чистых культур в оптимальных условиях, контролируя кислотность среды для разводки молочнокислых бактерий, и накопление дрожжевых клеток для разводки дрожжей. Вносить чистые культуры дрожжей и молочнокислых бактерий в сбраживаемое сусло признано целесообразным раздельно, а не в виде смешанной закваски, как предложено технологической инструкцией 1987г. При этом можно гибко регулировать соотношение дрожжей и молочнокислых бактерий в сбраживаемом сусле в зависимости от их физиологического состояния.

     Закономерности  совместного развития дрожжей и  МКБ в условиях квасоваренного производства мало изучены, основные режимы их размножения определены эмпирически. Необходимо исследовать возможность использования других видов МКБ и дрожжей, подобрать более простые условия их использования, например, в виде сухих культур по опыту виноделия.

     В Кемеровском технологическом институте  пищевой промышленности исследована возможность применения других видов молочнокислых бактерий для производства кваса. Показано, что достаточно высокую скорость сбраживания квасного сусла и хорошие органолептические показатели кваса получены при использовании препаратов молочнокислых бактерий: «Бифилакт-Д», Lactobacillus plantarum и ацидофильной палочки [1]. 

2. Размножение смешанной закваски для сбраживания  кваса

     Размножение смешанной (или комбинированной) закваски дрожжей и МКБ проводится в 3 стадии:

- лабораторная стадия;

- в отделении чистых культур (ЧК);

- производственная стадия.

     Размножение микроорганизмов в лабораторной стадии проводится в начале производственного сезона квасоварения, а затем регулярно по графику в течение сезона или вне графика при обнаружении инфицирования смешанной (комбинированной) закваски или чрезмерного ослабления бродильной активности чистых культур.

     Чистая  культура дрожжей на завод поступает  в пробирках на сусле-агаре, а  чистая культура МКБ в запаянных  пробирках в пивном сусле с  дробиной, в которое внесен мел. Дробина создает благоприятный для МКБ rН сусла, а мел нейтрализует образуемые бактериями кислоты. Хранение ЧК дрожжей допускается до 1 месяца без пересевов, ЧК МКБ – не более 10 суток.

     В лабораторной стадии в качестве среды  используют стерильное квасное сусло с сахаром с содержанием сухих веществ 8 %. Температура культивирования на каждой стадии 30 °С, продолжительность 24 часа.

  Размножение дрожжей ведется по схеме:

пробирка 10 см³  

    колба 250 см³        бутыль 2 дм³.

     Молочнокислые бактерии рас 11 и 13 размножают сначала  раздельно. Содержимое трех ампул с чистой культурой каждой расы МКБ переносят в колбы на 250см³. На 2-й стадии чистые культуры рас 11 и 13 объединяют и далее культивируют совместно.

   Общая схема размножения МКБ в лабораторной стадии:

3 ампулы с ЧК расы 11 и 13

   колбы по 250 см³

 колба 2 дм³     колба 4 дм³.

     Полученные  культуры дрожжей и МКБ передают в отделение чистых культур.

Стадия размножения  в отделении чистых культур (ЧК) может проводиться двумя способами: А и Б в соответствии с рисунком 2. Они отличаются тем, что по способу А  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 2 – Схема размножения ЧК дрожжей и МКБ в отделении чистых культур 

чистые  культуры дрожжей и МКБ размножают отдельно и смешивают только на производственной стадии, а по способу Б чистые культуры дрожжей и МКБ смешивают  и культивируют совместно на последней стадии в отделении ЧК.

     Для разведения чистых культур используют установки Ганзена или Грейнера с двумя бродильными цилиндрами: для ЧК дрожжей и для ЧК МКБ.

     Квасное сусло с содержанием сухих  веществ 8 % стерилизуют при атомосферном давлении в течение 1 ч, охлаждают до 25...30 °С и передают на размножение чистой культуры микроорганизмов.

     По  способу А начинают размножение  чистых культур с разведения ЧК МКБ. Разводку ЧК МКБ в количестве 4 дм³ засевают в сборник, в котором находится 36 дм³ охлажденного до 30 °С стерильного квасного сусла с сахаром и размножают 48 часов при температуре 28...30°С. Затем весь объем разводки МКБ передают в сборник объемом 400 дм³. Учитывая, что размножение дрожжей происходит в течение 24 часов, а МКБ – 48 часов, на этой стадии МКБ выращивают в 2-х сборниках по 400 дм³, работающих со сдвигом во времени 24 часа. Для этого через 24 часа размножения МКБ из 1-го сборника на 400 дм³ передают 40 дм³ разводки во 2-й сборник на 400 дм³. В первый сборник доливают сусло и продолжают размножение ЧК МКБ еще 24ч, после чего 360 дм³ ЧК МКБ передают в сборник комбинированной закваски вместе с 18 дм³ разводки ЧК дрожжей. Оставшиеся 40 дм³ разводки ЧК МКБ доливают суслом и проводят следующий цикл культивирования МКБ. Из второго сборника с 400 дм³ разводки ЧК МКБ 360 дм³ разводки передают для размножения комбинированной закваски на следующие сутки. Оставшиеся во втором сборнике 40 дм³ разводки ЧК МКБ доливают квасным суслом до объема 400 дм³ и проводят следующий цикл размножения. Готовность ЧК МКБ контролируют по нарастанию кислотности разводки, которая должна быть не ниже 6,8...7,0 см³ раствора гидроксида натрия концентрацией 1 М/дм³ на 100 см³ разводки.

     Через сутки размножения первой порции разводки ЧК МКБ объемом 400 дм³ разводку ЧК дрожжей в количестве 2 дм³ передают в сборник, где находится 18 дм³ стерильного сусла, охлажденного до 30 °С, размножают 24 часа и 18 дм³ разводки ЧК дрожжей передают в производственную стадию в сборник смешанной закваски рабочим объемом 4000 дм³. Оставшиеся 2 дм³ ЧК дрожжей доливают 18 дм³ квасного сусла и проводят следующий цикл размножения ЧК.