Разработка технологии пива безалкогольного с использованием дальневосточного растительного сырья и товароведная оценка готовых напитков
На правах рукописи
БОГОУТДИНОВА АЛЕКСАНДРА АНДРЕЕВНА
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПИВА БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА ГОТОВЫХ НАПИТКОВ
Специальность: 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Владивосток – 2013
Работа выполнена на кафедре товароведения и экспертизы товаров Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет»
| Научный руководитель: | доктор биологических наук, профессор Палагина Марина Всеволодовна |
| Официальные оппоненты: | Федянина Людмила Николаевна, доктор медицинских наук, профессор, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет», профессор кафедры биотехнологии продуктов из животного сырья и функционального питания |
| Макарова Елена Владимировна, кандидат технических наук, доцент, Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, доцент кафедры «Пищевая инженерия» | |
| Ведущая организация: | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет» |
Защита состоится 09 июля 2013 года в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.056.16 при Дальневосточном федеральном университете по адресу: 690091, г. Владивосток, Океанский проспект, 19, ауд. 148.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Дальневосточного федерального университета по адресу: 690090, г. Владивосток, ул. Алеутская, 65-б.
Автореферат разослан 07 июня 2013 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат технических наук, доцент Л.О. Коршенко
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы Пиво – один из наиболее популярных и распространенных напитков в мире (Оганнисян, 2007; Романова, 2007; Колончин, 2009; Славская и др, 2010). Однако наличие алкоголя ограничивает использование его отдельными категориями потребителей в силу их профессий, возраста или здоровья. В последние несколько лет наблюдается увеличение спроса на безалкогольное пиво в связи с принятием законов, направленных на сокращение потребления населением алкогольных напитков (Косминский и др., 2007; Моргунова и др., 2009; Ильина и др., 2010; Анализ рынка…, 2013).
Безалкогольное пиво – тонизирующий, пенящийся напиток, по своим органолептическим показателям схожий с традиционным пивом. Появление этого продукта вызывает оживление на российском рынке, открывает новую нишу (Кобелев и др., 2002; Гернет и др., 2009). Безалкогольное пиво можно причислить к фаворитам последних лет, поскольку оно отвечает стремлению потребителя получать качественные и полезные напитки. Для получения новых сортов пива безалкогольного также как и традиционного можно использовать продукты переработки плодово-ягодного сырья и дикоросов (Коденцова и др., 2008; Евдокимова, 2009; Гернет и др., 2009). Преимуществом природных дикоросов является благоприятное соотношение основных компонентов, находящихся в органически связанной, наиболее доступной и усвояемой форме, которые взаимно дополняют и стабилизируют друг друга (Филонова и др., 2003; Mary, Raskin, 2005; Гасанова и др., 2009).
Натуральные ароматы и растительные экстракты придают пиву не только новые оригинальные вкусовые, но и функциональные свойства (Васнева и др., 2009; Мальцева, 2009; Ильина и др., 2010). В группу растений, обладающих адаптогенным и тонизирующим действиями, входят широко известные дальневосточные растения – аралия высокая, калина Саржента и солодка голая (или уральская) (Шретер, 2000; Зориков, 2004). В естественных условиях эти растения имеют концентрированные запасы и дают высокие урожаи во многих районах Дальнего Востока, что обеспечивает их высокопродуктивный сбор (Измоденов, 2008). Препараты из аралии, калины и солодки проявляют антиоксидантные и адаптогенные свойства, то есть повышают сопротивляемость организма к неблагоприятным воздействиям. В настоящее время с использованием аралии выпускают напитки (алкогольные и безалкогольные), чаи, кондитерские и хлебобулочные изделия и др. Однако для получения этих продуктов используют в основном корни растения, а органы, являющиеся возобновляемым сырьем – листья, ветви, практически не применяются (Герасимова и др., 2005; Зазирний, 2008). В настоящее время также известно множество пищевых продуктов, в которых используется корень солодки. Из корня солодки вырабатываются сиропы и экстракты, которые являются пищевыми добавками при разработке ряда продуктов лечебно-профилактического назначения (Куевда, 2004; Rathjen, 2004; Солодка лечение…, 2013). Ягоды калины также широко применяются в пищевой промышленности, они содержат антиоксиданты, витамины, микроэлементы. Обладая горьким вкусом, соки или экстракты из ягод калины могут гармонизировать с пивом и явиться функциональной добавкой к нему.
Целью диссертационного исследования явилась разработка технологии пива безалкогольного с использованием дальневосточных растений – аралии, солодки и калины и товароведная оценка готовых напитков.
В соответствии с целью решали следующие задачи:
- обосновать технологию безалкогольного пива с применением добавок из растительного сырья дальневосточного региона;
- изучить ассортимент и потребительские предпочтения в отношении безалкогольного пива российского и зарубежного производства в г. Владивостоке;
- научно обосновать и разработать технологию получения растительных экстрактов из дальневосточного сырья – аралии высокой и солодки голой (или уральской) для введения их в пиво безалкогольное;
- обосновать параметры и технологические режимы получения новых сортов пива безалкогольного с добавлением растительных экстрактов из аралии, солодки и калины;
- разработать рецептуры и ассортимент пива безалкогольного;
- оценить качество новых сортов пива безалкогольного, разработать и утвердить техническую документацию.
Научная новизна работы:
- теоретически и экспериментально обоснованы возможности использования экстрактов из дальневосточного растительного сырья – солодки, аралии, и препарата из калины «Калифен» в производстве пива безалкогольного;
- впервые научно обоснована рецептура и разработана технология пива безалкогольного с добавлением экстрактов из дальневосточных дикоросов (аралии, калины, солодки);
- научно обоснованы и определены этапы введения растительных экстрактов в пивное сусло;
- научно обоснованы и рассчитаны дозы введения растительных экстрактов в пиво безалкогольное с функциональными свойствами.
Практическая значимость:
Экспериментально исследованы возможные способы получения пива безалкогольного на малых пивоваренных производствах. Определены технологические схемы приготовления пива безалкогольного с растительными экстрактами и выбран способ добавления их на стадии дображивания. Разработан новый способ получения пива безалкогольного с функциональными свойствами.
Разработаны технология и рецептуры новых сортов пива безалкогольного с добавлением экстрактов из аралии, солодки, калины. Разработан пакет технической документации на Пиво «Безалкогольное особое» (ТУ 9184-203-02067936-2010, ТИ 203-2010). Выпущены опытные партии пива «Безалкогольное особое» на базе пивоваренного завода ООО «ДальПивКо» (г. Владивосток) и пивоваренного завода ООО «СТЭЛС-ТМ» (г. Владивосток).
Результаты исследований внедрены в ООО «Дальневосточной пивоваренной компании» (г. Владивосток), ООО «СТЭЛС-ТМ» (г. Владивосток) и в Лаборатории процессов ферментации кафедры Химии и технологии живых систем Тихоокеанского государственного экономического университета.
Основные положения, выносимые на защиту:
- научное обоснование использования растительного сырья Дальневосточного региона (солодки, аралии, калины) для производства пива безалкогольного;
- новый способ получения пива безалкогольного с использованием экстрактов из дальневосточного растительного сырья;
- рецептуры, технология и товароведная оценка новых сортов пива безалкогольного.
Апробация диссертационной работы: Основные положения работы были представлены и доложены на: международной конференции с элементами научной школы для молодежи (Владивосток, 2010); IV научно-практической конференции «Пищевая и морская биотехнология – для здорового питания и решения медико-социальных проблем» (Светлогорск, 2011); II Международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2011); VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Качество продукции, технологий и образования» (Магнитогорск, 2012); IV Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2012); V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (Бийск, 2012); XVII международной заочной научно-практической конференции «Технические науки – от теории к практике» (Новосибирск, 2013); Международной конференции «Отечественная и зарубежная наука в начале второй декады XXI столетия» (Киев, 2013); II международной научно-практической конференции «Производство и переработка сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности»» (Воронеж, 2013); Международном научном форуме «Пищевые инновации и биотехнологии» (Кемерово, 2013).
Публикации: По теме диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ, из них 4 – в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания объектов и методов исследования (глава 2), результатов исследований и их обсуждений (главы 3-5), заключения, выводов, списка используемых источников и приложений. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста и содержит 26 таблиц, 31 рисунок, приложения. Список используемых литературных источников включает 258 наименования российских и зарубежных авторов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дано обоснование актуальности темы, сформулированы цель и задачи исследования, охарактеризованы научная новизна и практическая значимость работы, а также основные положения, выносимые на защиту.
В главе 1 «Обзор литературы» обобщены литературные данные, отражающие современное состояние и перспективы развития рынка безалкогольного пива. Систематизированы сведения о нетрадиционных добавках к пиву, при этом обоснован выбор дальневосточных растений (аралии, солодки, калины) для производства безалкогольного пива. Проанализированы современные методы получения пива безалкогольного.
В главе 2 «Организация эксперимента и методы исследований» представлена общая схема исследований (рисунок 1), дано описание объектов и методов исследований. Объектами исследования служили: солод пивоваренный, ячменный, светлый, соответствующий ГОСТ 29294-92 (Пильзенского типа из двухрядного австралийского ячменя, сорт «PILSNER») («DALIAN COFCO MALT CO LTD», Австралия); хмель гранулированный ароматных сортов, тип 90, соответствующий ГОСТ 21947-76 («Saaz», Чехия); пивоваренные дрожжи рода Saccharomyces cerevisiae, раса 34/70 (Россия); вода питьевая, соответствующая СанПиН 2.1.4.1074-2001. В качестве функциональных добавок к пиву использовали экстракты спиртовые из корней солодки (Radix glycyrrhizae) и из ветвей аралии (Аraliae elata), препарат «Калифен», приготовленный из гребней калины Саржента (Viburnum sargentii koehne) (торговая марка № 2000721212 от 09.10.2000, свидетельство на товарный знак RU № 228327, Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН, г. Владивосток).
Морфологическое состояние, бродильную активность, флоккуляционную способность, чистоту культуры, число мертвых клеток и способность дрожжей к размножению исследовали с использованием светового микроскопа марки МИКМЕД – 5 (Россия) согласно Мелединой (2003) и Бурьян (2003).
Определение показателей качества сырья и готовых образцов пива проводили согласно действующей нормативной документации: ГОСТ 13586.2, ГОСТ 2929, ГОСТ 10846, ГОСТ 12787, ГОСТ 12788, ГОСТ Р 51154, ГОСТ 30518, ГОСТ 30519, ГОСТ 26927 ГОСТ 30178, МУК 2.6.1.1194, СанПиН 2.3.2.1078, СанПиН 2.3.2.1280. Для органолептического анализа готовых продуктов предусматривали следующие показатели: чистота и полнота вкуса, хмелевая горечь, запах, цвет, внешний вид, которые определяли профильным методом (Кантере, 2003).
Исследование классов флавоноидов растительного сырья проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе «La Chrom» с колонкой «Shim-pack CLC-Pheny 1» (6,0*150мм). Для идентификации флавоноидов в растительном сырье использовали готовые стандартные образцы. Содержание суммы флавоноидов определяли по ГОСТ 21908.
В Главе 3 «Обоснование использования сырьевых компонентов для получения пива безалкогольного» представлены результаты изучения качества традиционного (солод, хмель, вода) и нового растительного сырья, а также вспомогательных составляющих.
Рисунок 1 – Схема проведения диссертационных исследований
При анализе ассортимента пива безалкогольного в г. Владивостоке было показано, что большинство представленных наименований – это пиво светлое, преимущественно производства Германии, в ценовом диапазоне от 100 до 200 руб., единично представлены изделия с ароматическими добавками биологически активного характера. Также был выявлен достаточно высокий интерес покупателей к новым сортам пива безалкогольного. Поэтому при разработке технологии пива безалкогольного с добавками общеукрепляющего действия (с выраженными иммунокорректирующими, адаптационными, антиоксидантными и другими свойствами) в качестве сырья были выбраны дальневосточные растения с соответствующей биологической активностью – аралия, солодка и калина (Гриневич, 1998, Шретер, 2000, Зориков, 2004).
Для увеличения выхода биологически активных веществ из растительного сырья (аралии и солодки), в нашей работе был применен способ экстрагирования – мацерация, а экстрагенты – комбинации дистиллированной воды и этанола: для аралии – 60 %, для солодки – 40 %. Схема получения экстрактов из растительного сырья представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Технология экстрактов из корней солодки и ветвей аралии
В полученных 60 % экстрактах из ветвей аралии были определены сухие вещества, флавоноиды (в том числе рутин) и содержание основного функционально значимого биологически активного компонента – аралозида, состоящего из трех основных форм – А, В, С (таблица 1).
Таблица 1 – Содержание аралозидов (сумма) и общее содержание флавоноидов в экстрактах из ветвей аралии
| Показатель | Содержание |
| Аралозиды (сумма) (в мг/100 см3) | 0,11±0,01 |
| Флавоноиды (мг/100 см3) | 23,86±1,8 |
В экстрактах из ветвей аралии методом высокоэффективной жидкостной хроматографии определяли содержание классов флавоноидов. При анализе хроматограмм показано, что исследованные образцы содержали значительное концентрации рутина и кверцетина: от 30,56 до 53,85 мг/100 см3 (в сумме).
Из корней солодки согласно требованиям Государственной Фармакопеи СССР (1986) были получены 40 % этанольные экстракты, в которых были исследованы химико-технологические показатели (таблица 2). Из экстрактивных веществ определяли биологически активные вещества – глицирризиновую кислоту и общее содержание флавоноидов.
Таблица 2 – Химико-технологические показатели экстрактов из корней солодки
| Наименование показателя | Содержание, % |
| Массовая доля влаги | 43±1,0 |
| Зола (общая) | 8±0,1 |
| Экстрактивные вещества в том числе: Глицирризиновая кислота Флавоноиды (сумма) | 25±1,0 20±1,0 2±0,1 |
В экстрактах солодки методом высокоэффективной жидкостной хроматографии также определяли содержание классов флавоноидов. Для идентификации ряда флавоноидов использовали стандартные образцы. Было показано, что флавоноиды корня солодки содержат рутин, кверцетин (рисунок 3), известно также, что солодка содержит халкон, флавонол, ликуразид, ликвиритозид, ликвиритин, изоликвиритин, неоликвиритин, уралозид и другие.
Рисунок 3 – Хроматография классов флавоноидов, содержащихся в экстракте корня солодки (рутин представлен в трех основных пиках с временем удерживания - 1. 85, 2.74 и 3.41 (минут); кверцетин представлен в двух основных пиках с временем удерживания – 3.6 и 3.85)
Экстракты калины использовали в виде препарата «Калифен», любезно предоставленного авторами препарата - сотрудниками Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН (г. Владивосток). В состав полифенольных комплексов калины входят лейкоантоцианы, катехины, танины, лигнин, свободные аминокислоты, редуцирующие сахара, органические кислоты и другие органические соединения (по данным Н.Ф. Кушнеровой, 1995-2004). Наши результаты исследования физико-химических показателей препарата «Калифен» представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Физико-химические показатели препарата «Калифен»
| Наименование показателя | Содержание в препарате «Калифен» |
| Массовая доля экстрактивных веществ, мг/см3 | 49 ± 3 |
| Массовая доля общих полифенолов, мг/см3 | 4,2 ± 0,5 |
| Содержание титруемых кислот, % (в пересчете на лимонную кислоту) | 1,5 ± 0,2 |
| Массовая доля общей золы, % | 0,82 ± 0,06 |
Экстрактивные вещества препарата, основу которых составляют биофлавоноиды, обусловливают темную окраску и могут повлиять на цвет готового продукта в который будут вносить «Калифен». Высокое содержание фенольных соединений и органических кислот предопределяют большую антиоксидантную эффективность будущих напитков. Следует отметить также, что горький вкус препарата гармоничен со вкусом пива.
Глава 4. «Разработка технологии пива безалкогольного с добавлением функциональных экстрактов из дальневосточных дикоросов». Для приготовления пива безалкогольного из традиционного сырья и растительных экстрактов на первом этапе были получены образцы пива безалкогольного в качестве основы для получения последующих новых сортов пива с добавлением экстрактов из дальневосточных дикоросов. Для малых пивоваренных производств получение пива безалкогольного является весьма затратным, если это связано с применением мембранных методов (а значит сложного оборудования и новых площадей) или методов с использованием специализированных штаммов дрожжей (иммобилизованными дрожжами и дрожжами Saccharomycodes ludwigii). Ряд биохимических технологий также малопригоден из-за использования специальных приемов и операций, требующих привлечение дополнительного персонала. Поэтому в настоящей работе были изучены технологии пива безалкогольного методами наиболее приемлемыми на малых предприятиях – вакуумной отгонки спирта, низкотемпературного контакта дрожжей с суслом и метод прерванного спиртового брожения.
При получении образцов безалкогольного пива методом вакуумной отгонки спирта деспирторизация проводилась под действием лабораторного водоструйного насоса. Эксперимент проводился при различных температурах с повторностью три раза. По окончании отгонки, пиво охлаждали до температуры 20 0С, доводили до начального объема водой, после этого в образце определяли содержание этилового спирта. Образец пива безалкогольного с содержанием этанола 0,5 % был получен при t = 55 0С за 30 минут, его органолептические показатели представлены на рисунке 4. Вкус пива отличался слаженностью, гармоничностью, солодовым ароматом, но был достаточно мягким. В пиве присутствовали нотки выворенности. Пиво характеризовалось сниженным пенообразованием.
Рисунок 4 – Органолептическая оценка пива, полученного методом вакуумной отгонки
При разработке технологии пива безалкогольного методом контакта дрожжей с суслом при низких температурах за основу была использована стандартная технология алкогольного пива. Затирание проводили по настойному способу до получения сусла экстрактивностью 8 %. Полноту осахаривания проверяли по йодной пробе. Особенностью метода явилось исключение процесса главного брожения, так как сусло имело температуру 2 0С. После тщательного перемешивания его с пивными дрожжами Saccharomyces cerevisiae подготовленную массу перекачивали на дображивание. Улучшение органолептических показателей (исчезновение суслового сладкого вкуса) наступало на 20 сутки (рисунок 5).
Рисунок 5 – Принципиальная технологическая схема пива безалкогольного, полученного методом низкотемпературного контакта дрожжей с суслом; * - рационализированные нами технологические параметры
Органолептические показатели готового безалкогольного пива характеризовались чистым вкусом и ароматом сброженного солодового напитка с хмелевой горечью и легким привкусом дрожжей, пиво представляло собой прозрачную, слабо пенящуюся жидкость без посторонних включений не свойственных продукту. Недостатком этого напитка можно считать слабую интенсивность окраски и слабое пенообразование (рисунок 6).
Рисунок 6 – Изменение органолептических показателей в процессе дображивания пива безалкогольного, полученного методом низкотемпературного контакта дрожжей с суслом
Получение безалкогольного пива методом прерванного спиртового брожения предусматривает технологические стадии: получение сусла, охмеление, сбраживание, дображивание, карбонизация, осветление и розлив готового пива. Сусло готовили из светлого ячменного солода путем затирания его настойным способом с увеличением гидромодуля затора 1:5 для получения начального сусла с содержанием сухих веществ 6,0 ± 0,5 %. Сбраживание, дображивание и созревание пива проводили в термостате. На брожение сусло подавали при температуре 9…10 0С, процесс брожения вели при температуре 6…8 0С. Для брожения сусла использовали дрожжи Saccharomyces cerevisiae расы 34/70. На стадии брожения вели контроль накопления этанола в пиве. По достижении желаемого содержания спирта (до 0,5 об.%) процесс главного брожения прерывали. Дображивание пива проводили в течение 16 суток при t = 1 0С, P=0,12 Мпа.
Полученные образцы пива безалкогольного характеризовались ароматом сброженного солодового напитка, легкой хмелевой горечью, чистым вкусом и незначительным привкусом дрожжей, пиво представляло собой напиток соломенного цвета прозрачный, пенящийся без посторонних включений. При изучении качества образцов было показано, что по основным нормативным физико-химическим показателям приготовленный напиток соответствовал требованиям ГОСТ 51174-2009. Исключение касалось цвета и уровня двуокиси углерода (и высоты пены, соответственно), которые, однако, можно корректировать.
Проведенные испытания по выбору технологии пива безалкогольного показали, что наиболее приемлемым способом приготовления пива безалкогольного является метод прерванного спиртового брожения, в результате которого было получено пиво с наилучшими органолептическими показателями.
Полученные образцы пива безалкогольного были использованы в качестве основы для производства пива безалкогольного с добавлением экстрактов из дальневосточных дикоросов. Для удовлетворительных функциональных характеристик будущего пива (адаптагенной и антиоксидантной направленности) согласно предварительным расчетам мы добавляли в пиво экстракт аралии – 3 см3 на 500 см3 пива; экстракт солодки – 3-5 см3; препарат из калины «Калифен» – 5 см3.
Как известно, приготовление пива безалкогольного с добавлением растительных экстрактов может осуществляться по одному из четырех возможных способов (рисунок 7) (Елонова, 2005).
Рисунок 7 – Возможные способы приготовления пива
Наиболее часто применяемый способ – добавление экстрактов в готовое пиво, оказался неприемлемым. Было показано, что добавление растительных экстрактов в готовое пиво приводит к образованию различных помутнений, появлению посторонних включений, опалесценции, изменению цвета, полученные образцы пива имели выраженные вкусовые профили лекарственного и древесного типа. Введение растительных экстрактов на стадии варки с хмелем значительно снижало качество готового продукта, так как при кипячении сусла с экстрактом и хмелем происходит существенная потеря ароматических веществ, содержащихся в экстракте. Использование экстрактов на стадии главного брожения также способствовало потере ароматических веществ. В результате был выбран способ введения растительных экстрактов на стадии дображивания, дозы введения составили для: аралии – 6 см3/дм3, солодки и препарата «Калифен» – 10 см3/дм3. Профилограмма вкуса образцов такого пива представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 – Профилограмма вкуса пива полученного при добавлении экстрактов на стадии дображивания
В результате проведенных исследований была разработана технология пива безалкогольного «Безалкогольное особое» (ТУ 9184-203-02067936-2010) в ассортименте: с экстрактом аралии; с экстрактом солодки и препаратом «Калифен». Принципиальная технологическая схема новых сортов пива представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 – Принципиальная технологическая схема пива безалкогольного «Безалкогольное особое» с растительными экстрактами; * - рационализированные нами технологические параметры
В приготовленных образцах пива безалкогольного определяли физико-химические показатели, а также содержание витамина С и рутина (таблица 6).
При расчете себестоимости готового напитка было показано, что она составила 10,65 рублей за литр.
В Главе 5 «Товароведная оценка новых сортов пива безалкогольного» приводятся результаты оценки качества напитков, в том числе в процессе хранения, а также сравнительные исследования с выбранным аналогом – пивом «Балтика безалкогольное №0» (ООО «Балтика», Россия). Для характеристики новых сортов безалкогольного пива была проведена оценка готовых образцов пива на соответствие показателям ГОСТ Р 51174-2009.
Новые сорта пива безалкогольного с общим названием «Безалкогольное особое» (ТУ 9184-203-02067936-2010 и к нему ТИ) были разработаны в следующем ассортименте: Пиво «Безалкогольное особое» с растительными экстрактами аралии; Пиво «Безалкогольное особое» с растительными экстрактами солодки; Пиво «Безалкогольное особое» с препаратом «Калифен». Их рецептура представлена в таблице 7.
Таблица 6 – Основные физико-химические показатели пива безалкогольного с растительными экстрактами
| Наименование показателя | Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактом аралии | Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактом солодки | Пиво «Безалкогольное особое» с препаратом «Калифен» | Требования ТУ 9184-203-02067936-2010 |
| Содержание спирта, % | 0,5 | 0,5 | 0,5 | не более 0,5 |
| Экстрактивность начального сусла, % | 6,0 | 6,5 | 6,0 | 6,0 ± 0,5 |
| Кислотность, к.ед. | 1,9 | 2,5 | 2,1 | 1,9-3,0 |
| Двуокись углерода, % | 0,4 | 0,4 | 0,4 | не менее 0,4 |
| Цвет, ц.ед. | 1,5 | 1,4 | 2,0 | 0,2-2,5 |
| Прогнозируемая стойкость, сут. | 8 | 8 | 8 | не менее 8 |
| Высота пены, мм | 20 | 20 | 20 | не менее 20 |
| Пеностойкость, мин. | 4 | 4 | 3 | не менее 2 |
| Содержание витамина С, мг/100г | 3,8 | 3,65 | 3,9 | 2,0-3,9 |
| Содержание рутина, мг/100 г | 8,1 | 8,4 | 7,3 | 7,3-8,4 |
Таблица 7 – Рецептура новых сортов пива «Безалкогольное особое» (на 2000 л сусла)
| Наименование сырья | Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактами аралии | Пиво «Безалкогольное особое» с препаратом «Калифен» | Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактами солодки |
| Солод ячменный светлый, кг | 250 | 250 | 250 |
| Хмель, кг | 1,6 | 1,6 | 1,6 |
| Дрожжи, л | 10 | 10 | 10 |
| Экстракты аралии, л | 12 | - | - |
| Препарат «Калифен», л | - | 20 | - |
| Экстракт солодки, л | - | - | 20 |
При изучении физико-химических показателей и безопасности новых сортов пива было определено, что разработанные напитки соответствуют требованиям ГОСТ Р 51174-2009 по основным нормативным показателям и требованиям СанПин 2.3.2.1078-01. Для изучения пищевой ценности готовых напитков определяли общее содержание белка, углеводов, калорийность (таблица 8).
Таблица 8 – Пищевая ценность пива «Безалкогольное особое» с растительными экстрактами
| Наименование продукта | Содержание, г/100 г | Калорийность, Ккал | |
| углеводов | белка | ||
| Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактами аралии | 5,2 | 0,39 | 22,36 |
| Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактами солодки | 4,9 | 0,4 | 21,2 |
| Пиво «Безалкогольное особое» с препаратом «Калифен» | 5,0 | 0,42 | 21,68 |
При изучении органолептических характеристик было показано, что новые напитки соответствуют требованиям ГОСТ Р 51174-2009. Пиво «Безалкогольное особое» имело вкус пивной с выраженной хмелевой горечью, свойственный сырью, с легким посторонним древесным привкусом, не меняющим общей вкусовой картины пива. Цвет – соломенно-желтый, внешний вид – прозрачный с незначительной опалесценцией. В пиве был отмечен легкий оригинальный древесный аромат.
При сравнении физико-химических показателей пива «Безалкогольное особое» с показателями пива «Балтика безалкогольное №0» определены ряд отличий (таблица 9). Основное отличие выявлено в стойкости продукта (8 суток у пива «Безалкогольное особое» и 9 месяцев у пива «Балтика безалкогольное №0»), что можно объяснить дополнительной обработкой для увеличения сроков годности пива «Балтика безалкогольное №0» методом пастеризации. Однако, в пиве «Безалкогольное особое» с растительными экстрактами содержание биологически активных веществ (витамина С, рутина) значительно превышало соответствующие показатели в пиве «Балтика безалкогольное №0» (рисунок 10). При исследовании других биологически активных веществ пива «Безалкогольное особое» с добавками растительных экстрактов показано, что они содержат также аралозиды, глицирретиновую кислоту и флавоноиды (обнаружены методами качественного анализа).
Расчетным путем установлено, что при употреблении 300 см3 пива «Безалкогольное особое» с растительными экстрактами поступление в организм человека витамина С с напитком составит – 10,95…11,7 мг (что соответствует 17 % от суточной физиологической потребности данного витамина), содержание рутина (витамина Р) – 21,9…25,2 мг (то есть – до 90 % от суточной физиологической потребности). Известно, что в функциональных продуктах содержание функционального ингредиента должно быть не меньше 15 % от суточной физиологической потребности (ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые функциональные. Термины и определения»), поэтому пиво «Безалкогольное особое» можно отнести к функциональным продуктам по содержанию в них витаминов (С и Р), и с учетом введенных биологически активных ингредиентов, напиток можно назвать напитком общеукрепляющего действия с антиоксидантной направленностью.
Таблица 9 – Физико-химические показатели пива «Безалкогольное особое» в сравнении с аналогом пивом «Балтика безалкогольное №0»
| Наименование показателя | Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактом аралии | Пиво «Безалкогольное особое» с препаратом «Калифен» | Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактом солодки | Пиво «Балтика безалкогольное №0» |
| Содержание спирта, % не более | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Экстрактивность начального сусла, % | 6,0 | 6,0 | 6,5 | 12 |
| Кислотность, к.ед., не более | 1,9 | 2,1 | 2,5 | 2,1 |
| Двуокись углерода, %, не менее | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| Цвет, ц.ед. | 1,5 | 2,0 | 1,4 | 0,5 |
| Прогнозируемая стойкость, не менее | 8 сут | 8 сут | 8 сут | 9 мес |
| Высота пены, мм, не менее | 20 | 20 | 20 | 30 |
| Пеностойкость, мин. | 4 | 3 | 4 | 3 |
Рисунок 10 – Содержание биологически активных веществ в пиве «Безалкогольное особое» с экстрактами из дальневосточных растений и в пиве «Балтика безалкогольное №0»
Для определения сроков хранения новых сортов пива «Безалкогольное особое» были изучены показатели качества и безопасности в динамике хранения при температуре 5…12 0С (рекомендуемая температура для данной группы продуктов). В процессе хранения в течение восьми суток изменений органолептических и физико-химических показателей не было отмечено, на девятые сутки изменились показатели вкуса и аромата. В результате исследования был установлен срок годности напитков – 8 суток при температуре 5…12 0С.
ВЫВОДЫ
- Анализ современных литературных источников показал, что спрос на безалкогольное пиво непрерывно растет. На основе представленных данных о биологической активности веществ, входящих в состав дальневосточных растений солодки, калины и аралии показана целесообразность применения их в виде экстрактов в производстве новых сортов безалкогольного пива функциональной направленности.
- При анализе ассортимента пива безалкогольного в г. Владивостоке показано, что большинство представленных наименований – это пиво светлое преимущественно производства Германии, в ценовом диапазоне от 100 до 200 руб., единично представлены изделия с ароматическими добавками биологически активного характера; был выявлен достаточно высокий интерес покупателей к новым сортам пива безалкогольного.
- Обоснована и разработана технология приготовления водно-спиртовых экстрактов из ветвей аралии и корней солодки с высоким содержанием биологически активных веществ: флавоноидов, аралозидов и глицирризиновой кислоты. На основе экспериментов установлено, что оптимальными условиями экстрагирования является использование: для ветвей аралии – 60 % водного этанола, для корней солодки – 40 %.
- При выборе технологии пива безалкогольного (в качестве основы для пива с добавками) показано, что наиболее приемлемым способом его приготовления является метод прерванного спиртового брожения, в результате которого было получено пиво с наилучшими органолептическими показателями.
- Экспериментально изучены возможные технологические схемы приготовления пива безалкогольного с добавлением растительных экстрактов и выбран способ добавления их на стадии дображивания. На основе расчетов определены рецептура пива безалкогольного с добавками и дозы введения экстрактов: для экстрактов из ветвей аралии – 6 см3/дм3, экстрактов из корней солодки и препарата из калины «Калифен» – 10 см3/дм3.
- Органолептическим анализом установлено, что новые сорта пива безалкогольного с растительными добавками имеют: вкус пивной, выраженный, свойственный сырью; цвет – соломенно-желтый; прозрачность – с незначительной опалесценцией; аромат – свойственный пиву, выраженный интенсивный, соответствующий введенным растительным экстрактам.
- Разработана и утверждена техническая документация на новые сорта пива безалкогольного с растительными добавками: Пиво «Безалкогольное особое» в ассортименте (ТУ 9184-203-02067936-2010). Себестоимость готового напитка составила 10,65 рублей за литр.
- Показано, что новые сорта пива безалкогольного отвечают требованиям качества (ГОСТ Р 51174-2009), являются безопасными и соответствуют требованиям СанПин 2.3.2.1078-01. Показано, что новые сорта Пива «Безалкогольное особое» являются функциональными продуктами (ГОСТ Р 52349-2005).
- По результатам исследований установлен срок хранения готовых напитков – 8 суток при температуре 5…12 0 С.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ
- Макарова (Богоутдинова) А.А. Использование экстрактов из корней солодки в технологии пива безалкогольного / А.А. Макарова (Богоутдинова), Я.В. Дубняк // Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания: материалы международной конференции с элементами научной школы для молодежи. – Владивосток: Издательство ТГЭУ, 2010. – С. 189-193.
- Палагина М.В. Использование корней солодки в производстве функциональных напитков / М.В. Палагина, Я.В. Дубняк, А.А. Макарова (Богоутдинова) // Пиво и напитки. – 2010. - № 3. – С. 20-21.
- Палагина М.В. Разработка технологии новых сортов пива специального с добавлением растительных экстрактов / М.В. Палагина, А.Г. Зимба, А.А. Макарова (Богоутдинова) // Пиво и напитки. – 2010. - № 4. – С. 30-32.
- Палагина М.В. Новые сорта безалкогольного пива с добавлением экстрактов из дальневосточных дикоросов / М.В. Палагина, А.А. Макарова (Богоутдинова), Т.В. Момот // Пиво и напитки. – 2011. - № 3. – С. 26-27.
- Макарова (Богоутдинова) А.А. Технология пива безалкогольного с добавлением экстрактов корня солодки / А.А. Макарова (Богоутдинова), М.В. Палагина // Пищевая и морская биотехнология – для здорового питания и решения медико-социальных проблем: материалы IV научно-практической конференции - Светлогорск, М.: МАКС Пресс, 2011. – С. 80-81.
- Богоутдинова А.А. Разработка новых сортов пива безалкогольного с добавлением растительных экстрактов / А.А. Богоутдинова, М.В. Палагина // Современная наука: теория и практика: материалы II Международной научно-практической конференции. Том второй. Естественные и технические науки.- Ставрополь: СевКавТУ, 2011. – С. 82-84.
- Богоутдинова А.А. Получение пива безалкогольного с экстрактами солодки термическим методом / А.А. Богоутдинова, М.В. Палагина // Качество продукции, технологий и образования: материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Магнитогорск: МиниТип, 2012. – С. 446-449.
- Богоутдинова А.А. Технология пива безалкогольного с экстрактами из дальневосточных дикоросов / А.А. Богоутдинова, М.В. Палагина // Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях: материалы IV Международной научно-практической конференции. – Москва: МГСТУ, 2012. – С. 253-255.
- Богоутдинова А.А. Особенности водоподготовки для получения пива специального / А.А. Богоутдинова, М.В. Палагина // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. - Бийск: Изд-во Алтайского государственного технического университета, 2012. – С. 220-222.
- Палагина М.В. Применение экстрактов аралии в производстве новых сортов пива безалкогольного / М.В. Палагина, А.А. Богоутдинова // Вестник ТГЭУ. - 2012. - № 2. - С. 122–126.
- Богоутдинова А.А. Технология пива безалкогольного с использованием экстрактов из растений дальневосточного региона /А.А. Богоутдинова, М. В. Палагина // Технические науки – от теории к практике: материалы XVII международной заочной научно-практической конференции. - Новосибирск: Изд. «СибАК», 2013. – С. 62-71.
- Богоутдинова А.А. Растительные экстракты в технологии пива безалкогольного / А.А. Богоутдинова // Пищевые инновации и биотехнологии: материалы конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Кемерово: Изд. ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», 2013. - С. 874-879.
- Богоутдинова А.А. Технология пива безалкогольного с использованием экстрактов аралии / А.А. Богоутдинова, М.В. Палагина // Отечественная и зарубежная наука в начале второй декады XXI столетия: материалы «Международной конференции». - Киев: Изд-во Центр научных публикаций, 2013. – С. 86-89.
БОГОУТДИНОВА АЛЕКСАНДРА АНДРЕЕВНА
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПИВА БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА ГОТОВЫХ НАПИТКОВ
Автореферат диссертации
Отпечатано по оригинал-макету, подготовленному автором,
минуя редподготовку
Подписано в печать 05.06.13. Формат 6084/16
Усл.-печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 1,0
Тираж 120 экз. Заказ №
Издательский дом Дальневосточного федерального университета
690950, Владивосток, ул. Октябрьская, 27
