METHOD FOR PRODUCTION OF DRY COMPLEX STARTER FOR KVASS FERMENTATION
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СУХОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАКВАСКИ ДЛЯ КВАСА БРОЖЕНИЯ

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.
3
3
3
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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см 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.
3
3
3
3
9
7
9
3
3
3
3
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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см 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 см стерильного физиологического раствора и каждый переносят в охлажденную стерильную осахаренную заварку из расчета 1 доза препарата, что составит 2×10, 10 и 1,5-2,0×10 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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см заварки, смешивание с равным к массе закваски количеством картофельного крахмала и прессованными хлебопекарными дрожжами Saccharomyces cerevisiae в дозе 5 г/100 дм 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.
3
3
3
9
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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см заварки, внесение картофельного крахмала, добавление прессованных хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae в дозе 5 г/100 дм 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 1,5-2,0×10 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.
3
9
7
7
3
3
3
3
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 см стерильного физиологического раствора и каждый переносили в минимальную по массе остывшую стерильную осахаренную заварку из расчёта 1 доза (2×10, 10 и 1,2×10, 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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см 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 дм 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.
3
3
3
3
3
3
3
3
3
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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см 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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 смзаварки. Для заключительной фазы разводочного цикла закваску второй фазыполностью перенести в последний субстрат - 800 г и инкубировать еще сутки при 37°С. За контрольное время кислотность субстрата должна достигнуть уровня 16-18 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см 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.
3
3
3
3
3
3
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 дм квасного сусла. Это значит, что если кислотность закваски равна 18 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см заварки, то необходимое количество ее для молочнокислого сбраживания квасного сусла составит 2 г/1000 см (200 г/100 дм). 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 %.
3
Приготовленная таким образом закваска в дозе 2,0-2,5 г/дм 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.
3
3
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 см 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 см 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.
3
3
3
3
3
3
3
3
3
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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см 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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см 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 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см 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.
3
3
3
3
3
3
Количество их рассчитывается исходя из конечной кислотности зрелой закваски и должно соответствовать засевной дозе 5 г прессованных дрожжей на 100 дм квасного сусла. Это значит, что если кислотность закваски равна 18 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см заварки, то необходимое количество для молочнокислого сбраживания квасного сусла составит 2 г/1000 см (200 г/100 дм ). 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.