Биотехнология концентрированных форм для напитков

Биотехнология концентрированных форм для напитков

Г.Л. Филонова, Е.А. Литвинова, Н.А. Комракова, О.А. Соболева, Е.В. Никифорова, Л.И. Косыгина

ГУ ВНИИпивобезалкогольной и винодельческой промышленности

Для стабильно-поступательного развития отечественного производства высококачественных безалкогольных напитков необходимо постоянное развитие и совершенствование технологий по созданию концентрированных форм на натуральной основе для них.

Исторически выявлены приоритетные направления, активно влияющие на данный процесс: формирование сырьевой базы путем расширения ассортимента растительного сырья, проведение исследований, направленных на возможность комплексного его применения (корни, надземная часть, в том числе лист и стебли), использование нетрадиционных его видов (надземная часть зерновых и овощных культур, шелуха гречихи, а также сыворотки). Исследования, направленные на разработку эффективных технологий по переработке растительного сырья, обеспечивающих максимальное обогащение получаемых настоев и экстрактов природными экстрактивными веществами; разработка технологий по созданию концентратов на основе экстрактов различных форм (жидких, высококонцентрированных, пастообразных, концентратов растительных, а также порошкообразных смесей и гранул на их основе для восстановления из них напитков здоровья).

Широкий ассортимент, например, концентратов поликомпонентных способствует созданию напитков на натуральной основе для массового их употребления, а также специальных с функциональной направленностью для различных социальных и возрастных групп населения.

Традиционно для создания напитков с присущим им национальным колоритом в регионах применяют местное растительное сырье (съедобные, лекарственные и пряно-ароматические растения). Оно рассматривается как носитель биологически активных соединений, которые даже в минимальном количестве оказывают определенное воздействие на организм человека. К биологически активным веществам, как известно, относят витамины, полифеноль-ные соединения, аминокислоты, белки, микро- и макроэлементы, эфирные масла, алкалоиды, антоцианы, каротиноиды и др.

Пряно-ароматическое сырье и местное растительное сырье, в том числе лекар-

ственное, используемое в безалкогольной промышленности, должно удовлетворять следующим требованиям: быть доступным для заготовок, не обладать токсичностью, иметь приятные вкусовые свойства и аромат. В промышленности применяют семена, листья, стебли, цветы, корни, корневища растений, кору.

Результаты поисково-исследовательских работ, проводимых институтом, опыт и практика освоения результатов НИР в промышленности подтверждает факт формирования реальной сырьевой базы для производства натуральных вкусовых основ из сельскохозяйственного сырья: овоще-бахчевого, пряно-вкусового, зернового, кормового, технических культур и плодово-ягодного, в том числе с проявлением функциональных свойств в организме человека. В сочетании с вышеуказанным сырьем используют растительное, включая лекарственное, как дикорастущее, так и культивируемое.

В настоящее время из овоще-бахче-вого сырья применяют морковь, свеклу, тыкву, цикорий, помидоры для получения паст, соков и поликомпонентных порошкообразных смесей из них, используемых, например, в составе смесей порошкообразных для напитков, в том числе для специального рациона питания. Из пряно-вкусового сырья — кориандра, душицы, шалфея, лавра, аниса, мяты, тмина — получают не только настои, но и экстракты, основы концентрированные и концентраты.

Широкий ассортимент концентратов поликомпонентных получают из свежего свежезамороженного и сухого плодово-ягодного сырья (черники, голубики, малины, ежевики, черной смородины, вишни, облепихи, шиповника, клюквы, брусники).

К сожалению, практически не решается проблема комплексного использования сельскохозяйственного сырья, в том числе ранее не используемого, для формирования сырьевой базы. К данному перечню можно отнести ботву моркови, свеклы, хрена, петрушки, укропа, сельдерея, листья кукурузы, ветки и листья (после сбора плодов) облепихи, черной и красной смородины, вишни, груши, крыжовника и др.

В институте имеется экспериментальный положительный опыт получения экс-

трактов и концентратов из вышеперечисленного сырья.

Использование этого сырья позволяет получать концентраты и напитки из них с мягкими, пикантными, гармонично-индивидуальными вкусовыми и ароматическими природными тонами.

По результатам анализа литературных источников, вегетативные части растений содержат биологически активных соединений не менее, а иногда и более, чем употребляемые сегодня плоды, ягоды и овощи.

К сожалению, в настоящее время технология заготовки и реализации для промышленной переработки данного вида сырья, видимо, не актуальна для хозяйств, выращивающих овощные и технические культуры.

Основу любой концентрированной формы из натурального сырья составляет концентрат поликомпонентный (КПК). Качество концентрата поликомпонентного определяют аргументированный растительный состав (если перерабатывается смесь) и технология его переработки.

В составе любого растения есть физиологически активные вещества и другие соединения, которые могут повлиять на процессы жизнедеятельности организма косвенным путем. Эти вещества ускоряют или замедляют проявление действующего начала в организме, в том числе способность вступать в связи с разными компонентами клеток, молекулами белков и углеводов. Таким образом, они могут влиять на фармакокинетику физиологически активных веществ.

С учетом вышеизложенного растительные смеси составляют таким образом, чтобы в сочетании с определенным видом растения, содержащим физиологически активные вещества с целенаправленным действием, были растения, способные потенцировать либо закреплять, либо смягчать в целом функциональную направленность концентрата в напитке и соответственно проявлять оздоровительные свойства в организме человека.

При этом в оптимальной рецептурной дозировке концентрата экстрактивные вещества, в том числе биологически активные, находятся в активной форме, а биологическая ценность их гармонизирует с оригинальными вкусовыми качествами создаваемого напитка. Массовая концентрация эктрактивных веществ в рецептурной дозировке КПК обеспечивает безопасность продукта, так как при составлении растительных смесей массовое соотношение составляющих определяют с учетом требований СанПиН к биологически активным веществам определенных видов сырья.

Базовая технология переработки растительного сырья — биокатализ. Данная технология разработана специалистами института в 1975 г. С тех пор эта технология подтвердила свою эффективность,

экономичность, возможность совершенствования и развития в процессе создания новых видов концентрированных форм, в том числе специального рациона питания.

Экстрагент, используемый в процессе биокатализа, содержит определенный комплекс ферментных препаратов, пищевые добавки, активизирующие действие собственных ферментов и интенсифицирующие процесс обогащения получаемых экстрактов продуктами гидролиза некрахмальных полисахаридов, легко усвояемыми веществами углеводной и белковой природы, способствующими формированию вкусоароматической и биохимической систем в получаемом экстракте.

В качестве пищевых добавок, вводимых в экстрагент, используют, например, углеводсодержащие и спиртсодержащие компоненты с определенным количественным уровнем указанных веществ, способствующих достижению положительных результатов.

В процессе ферментативного гидролиза смесей растительного сырья, содержащих пряное сырье, формируется мягкий сложный букет ароматизирующих соединений, в том числе новых, образуемых в системе получаемого экстракта.

Технология биоконверсии совершенствуется с целью улучшения технологических параметров получения экстрактов, обеспечивающих стабилизацию структурно-механических свойств в концентратах поликомпонентных, полученных на их основе и сохраняющих их биологическую ценность в процессе длительного хранения.

Результатом НИР института стала разработка технологии переработки растительного сырья, совмещающая ультразвуковое воздействие на растительное сырье с биокатализом.

Известно, что ультразвуковое воздействие на растительное сырье разрушает клеточную структуру, ускоряя переход клеточного сока в экстрагент.

Совмещение физического воздействия на растительное сырье с его биокатализом способствует более активному воздействию биокатализаторов на высокомолекулярные соединения растительного сырья и формированию устойчивых структурно-механических свойств в среде получаемых экстрактов и на их основе — концентратов для напитков. В процессе формирования структурных и качественных свойств в опытных экстрактах отмечаются увеличение степени цветовой гаммы, массовой концентрации экстрактивных веществ, в том числе биологически активных, снижение объемов экстрактов при определении вкусовых порогов в модельных напитках.

При обработке гидролизатов ультразвуком седиментация частичек биополимерного комплекса происходит интенсивнее, формируется более плотный осадок.

Результаты научно-экспериментальных работ по использованию ультразвукового поэтапного воздействия на процесс биоконверсии растительного сырья определили рациональность его применения при переработке пектинсодержащего свежего, замороженного или сухого плодово-ягодного сырья. Одним из факторов, влияющим на достижение улучшенных технологических и качественных показателей, служит анатомо-морфологическое строение пектиносодержащего сырья. Режим ультразвукового воздействия на технологические этапы получения ги-дролизатов и экстрактов индивидуален для определенных групп растительного сырья.

Не менее важный фактор в технологии экстрактов и КПК — качественное улучшение получаемых полуфабрикатов. При этом следует отметить, что любое техническое совершенствование технологии биоконверсии растительного сырья, разрабатываемое специалистами института, защищено патентом.

Например, в составе экстрагента используют спиртсодержащую добавку в виде крепленого плодово-ягодного сока или десертного вина с содержанием 50 об. % этанола или спирта, ректификованного в объеме, обеспечивающем объемную долю спирта в экстрагенте не более 3-5 %. Экстрагент такого состава способствует снятию технологического риска в процессе гидролиза, интенсификации проникновения экстрагента в растительную клетку, усилению и стабилизации аромата и цветовой гаммы получаемых экстрактов.

Положительный эффект при биокатализе пряного сырья достигается при включении в состав экстрагента тростникового сахара-сырца в определенном количестве. Сахар-сырец способствует адсорбированию ароматизирующих соединений и эфирных масел в процессе гидролиза пряного сырья, что снижает их потери и улучшает органолептические свойства готового продукта.

Основной фактор в технологии КПК— сохранность термолабильных биологически активных и вкусоароматических веществ.

Для достижения поставленной цели процесс биоконверсии растительного сырья осуществляют при температуре не выше 46...48 °С, а процесс сгущения — не выше 55 °С. В сгущаемые системы вносят пищевые добавки с целью формирования в них оптимальной массовой концентрации экстрактивных веществ, способствующей максимальной сохранности в сгущаемых продуктах вкусоароматизирующих и биологически активных соединений. При сгущении некоторых видов экстрактов из плодово-ягодного или растительного, в том числе пряного, сырья проводится сбор определенной укрепленной фракции

водно-спиртового дистиллята, содержащей ароматизирующие вещества, которая возвращает в сгущенный продукт.

В настоящее время с использованием отечественных концентратов поликомпонентных в сочетании с продуктами пчеловодства, пряностями, натуральными БАД и другими вкусовыми добавками создается и внедряется, к сожалению, медленно, но поступательно, целый ряд функциональных напитков.

Развитию индустриального способа производства напитков для рациона здорового питания способствует техническое совершенствование специализированных производств по переработке растительного сырья.

Лидер отечественного производства натуральных компонентов из растительного сырья — специализированное предприятие, организованное на базе ГФУП «Курская биофабрика — фирма «БИОК». Благодаря творческому и деловому сотрудничеству института и данного предприятия создан широкий ассортимент КПК. Предприятие работает по технологиям, разработанным ГУ ВНИИ ПБ и ПВ. Техническое оснащение специализированного цеха позволяет осуществлять технологический процесс в мягком температурном режиме воздействия на сырье, сохраняя биологически активные вещества в натуральном виде. Для производства КПК применяется растительное, в том числе пряно-ароматическое, лекарственное, чайное, плодово-ягодное (свежее, сухое, замороженное) сырье.

КПК обогащают напитки широким спектром полезных веществ, необходимых организму для нормальной жизнедеятельности, повышения тонуса, укрепления иммунитета, адаптации к негативным воздействиям окружающей среды.

В настоящее время предприятием освоены технологии по производству широкой гаммы КПК, способствующей творческой работе предприятий в регионах по созданию напитков и других готовых форм безалкогольной продукции с учетом региональных традиций и национального колорита в формируемых вкусовых восприятиях.

В широком ассортименте высококачественной продукции присутствует и концентрат для напитка «Байкал», который производится по классической технологии.

По мнению специалистов ВНИИ ПБ и ВП, напиток «Байкал» классический — истинно элитный напиток. Оптимальное сочетание комплекса экстрактивных веществ из растительного сырья (травы зверобоя, корня солодки и корня элеутерококка), содержащих биологически активные вещества, с ароматической гаммой натуральных эфирных масел, обеспечило создание оригинального пикантного неповторимого вкуса и ароматического восприятия напитка. Мягкий лимонно-

1 • 2007

25

смолянистый с хвойной нотой букет ароматов создают эфирные масла: лимонное, эвкалиптовое, лавровое и пихтовое. Выпитый фужер напитка «Байкал» классический — это не только утоление жажды, но и дар организму живительной энергии.

Высокое качество концентрата для напитка «Байкал» классический производит предприятие ОАО «МВКЗ «КиН» (Москва). Не одно десятилетие это предприятие совместно с институтом совершенствует технологию, поддерживая высококачественный статус своего производства.

Концентрат поликомпонентный — пищевая натуральная добавка, используется для приготовления напитков не только в промышленных условиях, но и для приготовления коктейлей, крюшонов, целительных напитков в автономных условиях (в барах, в санаторно-курортной зоне, реабилитационных центрах, домашних условиях и др.).

Будущее лидирующих предприятий — развитие комплексной технологии переработки растительного сырья, объединяющей основные технологические звенья: экстрагирование, концентрирование, агломерирование, сушку, гранулирование. Именно такое предприятие сможет развивать производство концентрированных форм для промышленной последующей переработки и реализации в торговой сети.

Реальное развитие технологий по освоению ранее не используемого сырья возможно, по нашему мнению, на базе специализированных производств по переработке растительного сырья, которые имеют собственные площади для выращивания сельскохозяйственной продукции, возможность развития экономически обоснованных контактов с другими производителями сельскохозяйственной продукции в регионе, тоннажного производства концентрированных форм и реальные возможности их реализации в отраслях.

Анализ внедрения новых научно-исследовательских разработок показал, что в современных условиях развитие безалкогольного производства сдерживается по ряду причин. Это наличие немногочисленных специализированных предприятий отрасли с собственной сырьевой базой, вырабатывающих концентраты безалкогольных напитков; ограниченные возможности приобретения необходимого оборудования и вспомогательных материалов, а также пищевых добавок, необходимых для многих форм концентратов; неподготовленность торговых предприятий к реализации некоторых видов концентратов и напитков; практическое отсутствие рекламы напитков лечебного и профилактического назначения.

Решение этих проблем позволит вывести безалкогольную отрасль на новый качественный уровень развития производства. &

Российская академия сельскохозяйственных наук

Государственное учреждение ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПИВОВАРЕННОЙ, БЕЗАЛКОГОЛЬНОЙ И ВИНОДЕЛЬЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Объявляет прием

в аспирантуру по специальности

05.18.07 «Биотехнология пищевых продуктов

(алкогольная и безалкогольная промышленность)»

Телефон для справок (495)246-87-82