§ 31.11. Актуальні проблеми безалкогольної промисловості

Науково-технічний прогрес зумовив підвищення рівня усіх газузей харчової промисловості, зокрема пиво-безалкогольної. За масовістю виробництва та об’ємами споживання напої посі­дають значне місце в раціоні харчування. Згідно із численними дослідженнями в галузі фізіології харчування найраціональ- ніша форма таких продуктів — безалкогольні напої, від біо­хімічного та мікробіологічного складу яких значною мірою залежить стан здоров’я населення. Тому проблема створення й виробництва безалкогольних напоїв загальнооздоровчого при­значення має виняткове значення в розвитку харчової промис­ловості.

З точки зору біохімічного та мікробіологічного складу най­більш повноцінними можна вважати ферментовані напої — про­дукти культивування моно- або асоційованих культур мікроор­ганізмів. Це зумовлено їх здатністю продукувати необхідні для нормального функціонування організму людини біологічно ак­тивні речовини. Основна їх відмінність і перевага над звичай­ними напоями купажування полягає в тому, що ці речовини не вносять штучно, вони утворюються в процесі бродіння. До того ж, широкий спектр їх якісного складу дає змогу поповнити орга­нізм людини дефіцитними біологічно активними речовинами.

Однак до цього часу розвитку цієї галузі не приділяли відпо­відної уваги, тож технологічний і технічний рівень виробницт­ва ферментованих напоїі досить низький. Недостатній також асортимент таких напоїв — він представлений лише хлібним квасом на житній основі. Водночас завдяки розробленню та впровадженню новітніх технологій, цілеспрямованому підбору та виділенню чистих культур мікроорганізмів, використанню нетрадиційної рослинної сировини можна значно інтенсифіку­вати розвиток безалкогольної галузі, одержати повноцінні, зба­лансовані за біохімічним і мікробіологічним складом відповід­но до потреб організму людини, напої.

Питання підбору, виділення й дослідження штамів мікроор­ганізмів для виробництва ферментованих напоїв — основа ство­рення нових біотехнологій. Здебільшого як закваску на підпри­ємствах використовують пресовані хлібопекарські дріжджі, не адаптовані до технології квасоваріння, або комбіновану заквас­ку із дріжджів Saccharomyces cerevisiae рас М чи С-2 і молочно­кислих бактерій роду Betabacterium 11 і 13. Ці штами виокре-

мив і вивчив Л. Чекай ще у 20-х роках минулого століття, тож за такий тривалий термін культивування вони втратили свої технологічні властивості: бродильну активність, синтез незамін­них амінокислот та інших біологічно активних речовин, швид­кість розмноження тощо.

Доктор технічних наук, професор В. Л. Прибильський (НУХТ) та співробітники ІМВ НАН України та НДІ геронто­логії Академії медичних наук провели комплекс досліджень щодо виділення та підбору перспективних для виробництва фер­ментованих безалкогольних напоїв чистих культур дріжджів і молочнокислих бактерій.

У процесі досліджень у лабораторних, дослідно-промисло­вих і виробничих умовах використовували як загальноприйняті методи, так і ті, що раніше під час дослідженнь ферментованих напоїв не застосовували і їх було модифіковано в процесі роботи. У процесі виділення, підбору й дослідження культур мікроорга­нізмів керувалися прийнятими в мікробіології нормами й пра­вилами. Водночас вивчали здатність культур мікроорганізмів ефективно розвиватись у субстратах із різної вуглеводовмісної сировини. Установлено доцільність її використання та поперед­ньо відібрано штами дріжджів виду S. cerevisiae і молочнокислих бактерій видів Е. faecium, L. plantarum та S. diacetilactis. Для розроблення технологій нових ферментованих напоїв викорис­тано нові дріжджі Saccharomyces cerevisiae, штами Р-87, К-87 і КМ-94 та молочнокислі бактерії Streptococcus diacetilactis, Enterococcus faecium К-77Д та. Lactobacillus plantarum AH 11/16.

Під час дослідження технологічних властивостей виділених штамів дріжджів виявлено їх значні переваги над виробничи­ми культурами, зокрема генеративну здатність, бродильну ак­тивність, здатність надавати напоям відмінних органолептич­них показників тощо.

Запропоновано використовувати принципово нові для фер­ментованих напоїв культури молочнокислих бактерій, зокрема гетероферментативні ароматотвірні Streptococcus diacetilactis та гомоферментативні Enterococcus faecium К-77Д та Lactobacil­lus plantarum AH 11/16.

Доцільність використання ароматотвірних молочнокислих бактерій підтверджується їх здатністю активно розвиватися в умовах, характерних для технологій ферментованих напоїв і надавати їм відмінних смако-ароматичних властивостей.

Використання гомоферментативних молочнокислих бакте­рій зумовлено їх високою біологічною та антагоністичною

активністю до сторонньої мікрофлори, що надає напоям нових якостей та забезпечує їх лікувально-профілактичні властивості.

У результаті проведених досліджень визначено технологіч­ну придатність нових штамів мікроорганізмів до використання в технології ферментованих напоїв та оптимальні умови їх культивування. Установлено значні переваги нових асоціацій дріжджів і молочнокислих бактерій перед традиційними: ско­рочення терміну приготування виробничих культур мікроор­ганізмів у 1,3-1,8 рази; зменшення тривалості зброджування сусла в 1,5-1,6 рази, завдяки чому без додаткових капітальних витрат можна збільшити випуск готової продукції на 25-30%; економія витрат цукру на культивування мікроорганізмів на 25-30%; збільшення мінімального терміну використання асо­ціацій з 14 діб до 5-6 місяців; поліпшення мікробіологічної чистоти виробництва та бактеріологічних й органолептичних показників готових напоїв, зменшення енерговитрат на одини­цю готової продукції.

Проведені у виробничих умовах дослідження підтвердили ви­соку ефективність використання запропонованих рас мікроор­ганізмів у технологіях безалкогольних ферментованих напоїв.

Рослинна сировина — цінне й практично незамінне джерело безпечних біологічно активних речовин, адаптованих до фізіо­логічних функцій організму людини. Тому збагачення напоїв складовими рослин, зокрема овочевих культур, значно підви­щує їх біологічну цінність, надає їм нових лікувально-профілак­тичних властивостей і посилює наявні.

Вивчені також можливості використання у квасному вироб­ництві столових буряків. Такий вибір зумовлений не лише висо­ким умістом цінних речовин у буряках, а й тим, що це дешева сировина й культивується у значних обсягах. До того ж, склад біологічно активних речовин буряків і квасного сусла мають значні відмінності, що може бути передумовою для значного підвищення біологічної цінності квасу та розширення асорти­менту напоїв бродіння.

У роботі під керівництвом доктора технічних наук В. Л. При- бильського використовували буряковий сік, одержаний пресу­ванням очищених і подрібнених коренів. Зважаючи на те, що буряковий сік — це потенційне джерело ґрунтової мікрофлори, його попередньо термічно обробляли з визначенням впливу тем­ператури на ефективність пастеризації. Оптимальна температу­ра оброблення — 96° С.

Було визначено можливість внесення бурякового соку на ста­дії купажування квасу. Установлено, що додавання соку на­віть у невеликій кількості (1-2% ) від об’єму купажу надає ква­су неприємного присмаку буряків. Тому вносити буряковий сік на стадії купажування недоцільно.

Однак відомо, що неприємний запах і присмак буряків можна усунути зброджуванням соку молочнокислими бактеріями. Ураховуючи те, що вони є складовою комбінованої закваски, яку використовують для зброджування квасного сусла, подальші дослідження проводили із внесенням бурякового соку перед стадією бродіння.

Пастеризований буряковий сік додавали у квасне сусло в кіль­кості 20, 40, 60 і 80% від маси концентрату, після чого задавали комбіновану закваску з розрахунку 4% від об’єму одержаного сусла. Для контролю використовували хлібний квас без буряко­вого соку. Процес зброджування контролювали за ступенем зни­ження вмісту сухих речовин і зростанням загальної кислотності залежно від тривалості бродіння. Установлено, що зброджування квасного сусла з буряковим соком відбувається інтенсивніше, ніж контроль зразка. Зі зростанням частки бурякового соку в суслі бродіння прискорюється, що можна пояснити збільшен­ням кількості стимулюючих речовин, які сприяють активній життєдіяльності дріжджів і молочнокислих бактерій. За орга­нолептичними показниками дослідні зразки мали приємний аромат і кисло-солодкий смак за доброго насичення діоксидом вуглецю. Помічено, що під час бродіння зникав неприємний бу­ряковий присмак. Склад квасного сусла з умістом 60% буряко­вого соку і 40% концентрату квасного сусла виявився опти­мальним.

На основі проведених досліджень розроблена й затверджена нормативно-технічна документація квасу «Рубіновий», склад якого збагачено біологічно активними речовинами бурякового соку. У квасі «Рубіновий» визначали фізико-хімічні й біохімічні показники та порівнювали їх із одержаними за традиційною технологією (контроль).

Квас «Рубіновий» вигідно відрізняється від контрольного зразка значно вищою біохімічною цінністю.

Таким чином, використання столових буряків у виробництві квасу досить перспективне й економічно доцільне (значно зни­жуються витрати дорогого концентрату квасного сусла). Роз­роблений новий вид квасу «Рубіновий» дає змогу значно інтен­сифікувати технологію і розширити асортимент напоїв із підвищеною біологічною цінністю, що дуже важливо у склад­них екологічних умовах України. Квас «Рубіновий» почали ви­робляти на багатьох підприємствах нашої держави.

Виробляючи напої із плодово-ягідної та іншої рослинної си­ровини, надзвичайно важливо зберегти їх якісні показники впродовж тривалого часу. Через окиснювально-відновнюваль- ні, ферментативні, мікробіологічні та інші процеси змінюється біохімічний склад продукту, його фізико-хімічні та органолеп­тичні показники. Тому визначення максимально можливого терміну придатності таких напоїв — важливе питання, від вирішення якого значною мірою залежить рівень споживан­ня продукції вітчизняної переробної галузі харчової промис­ловості.

У НУХТ досліджені зміни біохімічного складу та органолеп­тичних показників напоїв на основі плодово-ягідної сировини під час зберігання.

Було досліджено нові напої, розроблені з урахуванням тради­ційних уподобань вітчизняного споживання: яблучно-бузиновий, яблучно-калиновий, яблучно-м’ятний та напій із квіток бузи­ни. Продукцію було розфасовано у скляну тару І типу. Якісні показники визначали протягом трьох років із періодичністю один раз на чотири місяці. Порівнювали фактичні показники після певного терміну зберігання за температури 18-20° С у за­темнених приміщеннях з показниками на різних технологічних стадіях виробництва та в готовій продукції. Дані підтверджують правильність розробленого технологічного режиму, дають змо­гу визначити зміну біохімічного складу на всіх технологічних стадіях та під час зберігання, а також гарантійний термін при­датності їх до споживання. Установлювали масову частку сухих речовин, загальну й активну кислотність, оптичну густину, орга­нолептичні й мікробіологічні показники, уміст простих вугле­водів, етилового спирту та аскорбінової кислоти.

У дослідженнях використовували загальноприйняті мето­ди, якими послуговуються під час аналізу сировини, напівфаб­рикатів і готової продукції у харчовій промисловості. Оптичну густину визначали за довжини хвиль 450-650 нм.

У всіх досліджуваних зразках упродовж 12 міс. зберігання спостерігали стабільність біохімічного складу та високі органо­лептичні показники. Після 16-20 міс. змінилася більшість показ­ників напоїв, що погіршило їх смакоароматичні властивості. Особливо змінився вміст аскорбінової кислоти — він знизився майже вдвічі, а за весь період спостережень — у 1,6—3,9 рази.

Найменше вміст аскорбінової кислоти знизився в напої із кві­ток бузини, що можна пояснити більшою початковою кислот­ністю напою.

Зменшення оптичної густини в напої із квіток бузини свід­чило про розклад барвних речовин. Збільшення її в яблучно- калиновому, яблучно-м’ятному й частково в яблучно-бузиновому напоях пояснюється окисненням комплексів речовин, що міс­тять солі Ге²⁺, катехіни та інші нестійкі до окиснення речовини. Найінтенсивніше ці процеси відбувалися під час технологіч­ного оброблення сировини. Але унаслідок наявності повітря над розфасованим напоєм і нестабільності окиснювально-віднов- лювального потенціалу системи, окиснення тривало й під час зберігання. Зміну забарвлення напоїв спричиняло також змен­шення вмісту природного антиоксиданту аскорбінової кислоти.

Розвитку сторонньої мікрофлори в досліджених зразках на­поїв не виявлено.

Отже, максимальним терміном придатності до споживання досліджених напоїв за температури зберігання 18-20° С у за­темнених приміщеннях слід вважати 12 міс. За більш тривалого зберігання відбувається певна зміна їх біохімічного складу, що призводить до погіршення смако-ароматичних властивостей. Підвищення ж початкової кислотності напоїв сприяє збереженню вмісту аскорбінової кислоти. Важливо також, що інтенсивність забарвлення напоїв залежить від їх біохімічного складу й може змінюватися навіть при зберіганні в затемнених приміщеннях.

Зростання випуску безалкогольних напоїв в Україні буде від­буватися аж до насичення внутрішнього ринку, тому що рівень споживання у нашій країні нині у 3-5 разів нижчий, ніж за кор­доном. Безалкогольна промисловість має значні перспективи розвитку. Потрібно лише віддати перевагу вітчизняним вироб­никам безалкогольних напоїв перед іноземними фірмами.

У зв’язку з погіршенням екологічного стану в країні, а також зі збільшенням психологічних, фізичних і емоційних наванта­жень, проблема збалансованого харчування стала надзвичайно актуальною. Нині дуже багато уваги приділяється розроблен­ню рецептур і технологій напоїв із заданим складом і підвище­ними екологічними властивостями.

До нетрадиційних харчових добавок у виробництві безалко­гольних напоїв слід віднести морські водорості і трави. Викорис­тання водоростей у рецептурах безалкогольних напоїв дає змогу компенсувати нестачу вітамінів і одержати продукти з лікуваль­но-профілактичними властивостями.

На кафедрі біотехнології продуктів бродіння, екстрактів і на­поїв (Національний університет харчових технологій) під керів­ництвом доктора технічних наук В. Л. Прибильського розроблено технологію біологічно активного хлібного квасу «Український», хіміко-бактеріальний склад якого адаптовано до потреб організму людини. Напій виготовлено винятково з натуральної сировини з використанням спеціальних штамів дріжджів і молочнокис­лих бактерій, виділених із вітчизняних кисломолочних про­дуктів екологічно чистих регіонів і з високою антагоністичною активністю до гнильної та патогенної мікрофлори. Напій містить широкий спектр біологічно активних речовин (аміно­кислоти, вітаміни, органічні кислоти, ферменти тощо) і особливо рекомендований людям, що проживають в екологічно забруд­нених районах. Матеріали комплексних клінічних досліджень свідчать про активний оздоровчий ефект напою, який вияв­ляється в нормалізації обміну речовин, поліпшенні діяльності травної системи, санації мікрофлори шлунка, активізації його перистальтики, що в цілому позитивно позначається на загаль­ному стані здоров’я.

Квас «Український», який виробляють на Київському за­воді «Росинка», використовують як спеціальне харчування на деяких підприємствах важкої промисловості.

Під керівництвом доктора технічних наук, професора Н. О. Ємельянової та кандидата технічних наук, доцента Н. Я. Гречко розроблена технологія екстрактів і концентратів, які виготовляють із пророслих зерен (солоду) різних злакових культур. Вони мають високу біологічну активність, тонізуючу та загальнозміцнювальну дію, підвищують уміст гемоглобіну та знижують рівень холестерину в крові. Це основа і добавки для виготовлення безалкогольних напоїв, продуктів дієтично­го харчування, молочних та хлібобулочних виробів.

Деякі з таких продуктів (ферментований напій «Солодовий», напої купажування «Колосок», «Здоров’я», «Таврія», «Осінь», «Солодок» тощо) упроваджені у виробництво, але, на жаль, їх виробляють невеликими партіями.

Серед добавок для алкогольних напоїв та інших продуктів велике значення мають харчові волокна. Доктори технічних наук, професори М. С. Дудкін, Н. К. Черно, Л. Г. Віннікова, Л. В. Капрельянц (Одеська національна академія харчових тех­нологій) розробили технологію рослинних біополімерних комп­лексів — харчових волокон для використання у лікувально- профілактичному харчуванні.

До конкретних актуальних проблем безалкогольної промис­ловості слід віднести:

• удосконалення технології ферментованих напоїв (напої бро­діння), збагачених біологічно активними сполуками;

• розширення асортименту з використанням різної рослин­ної сировини, зокрема плодово-ягідної, пряно-ароматичної та лі­карської, збільшення частки напоїв лікувально-профілактич­ного призначення;

• виділення та селективний підбір нових високоефективних штамів мікроорганізмів, що уможливить (практично без додат­кових капіталовкладень) значне інтенсифікування техноло­гічного процесу та організацію виробництва збалансованих за складом біологічно активних напоїв;

• організацію розливу напоїв у кеги, що дасть змогу мобілі­зувати їх реалізацію, зокрема в кафе, барах тощо;

• удосконалення апаратурного оформлення, зокрема вико­ристання в технологічному процесі автоматизації та комп’юте­ризації у контрольно-вимірювальних та регулювальних засобах;

• розширення асортименту напоїв цивільного призначення;

• підвищення стійкості напоїв за рахунок поліпшення сані­тарно-гігієнічної чистоти виробництва, використання сучасних мийних засобів та дезінфектантів;

• організацію промислового виробництва концентратів на­поїв із натуральної сировини;

• збільшення потужності підприємств, що уможливить зни­ження собівартості готової продукції (це особливо актуально для натуральних напоїв);

• широке впровадження синхронно-змішувального принци­пу приготування купажу та технологічної схеми випуску гото­вої продукції типу «Премікс» та «Постмікс»;

• використання як охолоджувального агента крижаної води (заміна розсолу), що значно знизить енергоємність виробницт­ва та зменшить корозію обладнання.

Для збільшення біологічної стійкості безалкогольних напоїв необхідно застосовувати нешкідливі для людини консерванти, що гарантують збереження якості напоїв упродовж тривалого часу. Це — бензойна і сорбінова кислоти та юглон. Необхідно розробляти нові екологічно чисті консерванти та антиоксидан­ти і широко впроваджувати їх у виробництво.