Производство слабоалкогольных напитков

Под названием слабоалкогольных напитков или как их называют в странах мира сброженными освежающими напитками объединяются все слабоалкогольные напитки (с содержанием спирта от 0,5 до 2-3% об.), получаемые путем брожения продуктов из зерна, фруктовых соков и экстрактов, овощей, пчелиного меда и др. В зависимости от исходного сырья сброженные освежающие напитки делятся на три основные группы:

Напитки из хлебных злаков: буза, пивоквас, хлебный квас, московский квас, кислый квас и др.

Фруктовые и овощные напитки: яблочный, шиповниковый, виноградный, грушевый, сброженный сок моркови, сброженный сок дыни и др.

Напитки из пчелиного меда: “Мед”, “Медок”, “Украинский медок”.

Эти напитки обязаны своим своеобразным приятным вкусом и ароматом комплексу вкусовых и ароматических веществ, образующимся при брожении. В зависимости от производства в них происходит молочнокислое или спиртовое брожение. Во многих случаях одновременно происходят оба процесса при преобладании одного над другим.

В результате брожения образуются небольшие количества спирта, молочной кислоты и других продуктов, которые совместно с основными материалами и продуктами полураспада определяют органолептические качества готового продукта. При определенной концентрации спирт и молочная кислота играют роль консервирующих факторов.

Сброженные освежающие напитки известны были в глубокой древности. Древние ацтеки, населяющие Мексику за 180 лет до прихода испанцев, производили сброженный напиток “Пулкве” (напиток богов) из сока растения “Агава”. Еще в 1У веке во многих местах приготовляли яблочное вино под названием “Сисера”, от которого и произошло название сидра. В Xll в. в Нормандии сидр потребляли одновременно с другими напитками, произведенными из хлебных злаков.

Издавна на Руси были популярны традиционные квасы - хлебные, медовые и др. Фракийцы и болгары очень умело готовили освежающие напитки - медовину и кумыс.

Интерес, который проявляется к сброженным освежающим напиткам, связан, с одной стороны, с освежающим действием, а с другой-с их значительной питательной ценностью.

Сброженные напитки, приготовленные на основе хлебных злаков, богаты углеводами, белками, растительными жирами, витаминами, энзимами и минеральными солями, которые обуславливают их значительную питательную и биологическую ценность. Например при потреблении 300 г бузы организм человека получает 95,5 кал. Следовательно, буза может употребляться как средство восстановления сил после физической и умственной работы. Она особенно рекомендуется после продолжительной болезни, при анемии, заболеваниях почек, а также кормящим матерям.

Из минеральных веществ в составе слабоалкогольных напитков важное место занимают соли фосфора, кальция и железа. Особенно полезными являются синтезированные при брожении белки дрожжевых клеток. Кроме того, углекислота, молочнокислые бактерии и дрожжи являются действенными раздражителями, стимулирующими пищеварительные процессы.

Питательные и лечебные качества напитков из пчелиного меда также установлены давно. Они содержат главным образом фруктовый сахар (фруктозу), витамины (преимущественно В, К и Е), а также минеральные соли и микроэлементы, необходимые для правильного развития и функционирования человеческого организма. Они употребляются в качестве диетического и лечебного средства при сердечных и нервных заболеваниях, при болезнях печени, анемии, ларингитах и др. Особенно красноречивым фактором является то, что количество красных кровяных телец увеличивается примерно на 300 тыс. ед в 1 мм³, а гемоглобин - на 10%, если в продолжение месяца употреблять 100 г меда в день в любом виде.

В Болгарии популярен напиток сладкое сусло (“шира”), представляющий собой виноградный сок в первоначальной стадии брожения. На этой основе с добавлением специфических добавок употребляют несколько видов под разными названиями. Все эти напитки содержат минимальное количество спирта и насыщены углекислотой. Из-за высокого содержания винных дрожжей они богаты ферментами, поэтому их потребление рекомендуется при абсцессах кожи; считается, что ферменты содержат вещества, исполняющие роль ядов по отношению к стафилококкам - возбудителям абсцессов. Существует мнение, что эти ферменты содействуют размножению белых кровяных телец, чем повышают сопротивляемость организма микробам.

К наиболее распространенным слабоалкогольным напиткам относятся хлебный квас и брага. Хлебный квас является продуктом незаконченного спиртового и молочнокислого брожения сусла, полученного из солода и несоложенных материалов. Брагу получают спиртовым брожением солодового сусла, к которому добавляют хмель.

Производство хлебного кваса

Квасы являются слабоалкогольными освежающими напитками - продуктами неоконченного молочнокислого и спиртового брожения. Они обладают сладко-кислым вкусом, специфическим запахом, их цвет от светло - до темно-коричневого. Сырьем для производства хлебного кваса служит сухой ржаной (томленный или ферментированный) солод, а также сухой ячменный солод, ржаная мука, либо квасные хлебцы или сухой квас и сахар.

Квасные хлебцы выпекают на специализированных хлебозаводах из смеси ржаного и ячменного солода, ржаной муки и воды. Свежевыпеченные квасцы наиболее пригодны для получения кваса, но хранить их можно не более 4 сут. Поэтому для длительного хранения и транспортировки получают сухой квас сушкой квасных хлебцев и дроблением их. Выпускают следующие виды кваса: хлебный, окрошечный, кислый, московский. Квас хлебный и московский употребляют как напитки, квас окрошечный и кислый - для приготовления холодных первых блюд (окрошка, свекольник и др.). Количество сырья для каждого вида кваса предусмотрено рецептурой.

Технологический процесс производства квасов (рис. 10.1):

 

Подготовка сырья для производства кваса включает в себя очистку сухого солода, полученного с пивоваренных заводов или специальных солодовен, дробление его; подготовку других компонентов (ржаной муки, сахарного сиропа, разводки дрожжей). При производстве солода на месте производят его проращивание и сушку. При использовании сухих хлебных квасцов или сухого кваса последние также подвергаются подготовке перед использованием для получения экстракта (сусла).

Сусло (экстракт) приготовляют двумя методами: настойным и рациональным. При настойном методе сырьем служат дробленные квасные хлебцы или сухой квас, при рациональном - ржаной солод, ячменный солод, ржаная мука.

Настойный метод основан на извлечении экстрактивных веществ квасных хлебцев или сухого кваса настаиванием их водой. Однократным настаиванием можно извлечь около 50% экстрактивных веществ, поэтому производят трехкратное настаивание. Настаивание производят при 70°С, так как более высокая температура придает суслу вкус вареного продукта.

Для настаивания в настойный чан набирают горячую воду, засыпают при перемешивании сухой квас, тщательно перемешивают и настаивают определенное время, сливают полученное сусло и вновь заливают водой. Температура воды для первого настаивания 80-90° С, для второго и третьего - 70°С.

Длительность перемешивания при первом заливе 30 мин, при втором и третьем заливах 20 мин; длительность настаивания для получения первого сусла 1,5-2 ч, второго сусла 1,5 ч, третьего сусла 1 ч. Полученные три сусла охлаждают до 25°С, смешивают и направляют на брожение. Общее сусло должно содержать не менее 1,5% сухих веществ; количество сусла по объему должно быть равно объему приготовленного кваса.

По рациональному методу сусло готовят в запарнике, в который засыпают ржаной солод и ржаную муку и наливают горячую воду в количестве 40-100% от массы заданных хлебоприпасов. Содержимое запарника при непрерывном перемешивании прогревают паром в течение 2 ч под давлением 0,15-0,2 МПа. При разваривании образуются меланоидины с приятным запахом. Разваренную массу разжижают холодной водой и передают в заторный чан, куда предварительно наливают воду с температурой 55°С и засыпают ячменный солод. Под действием амилолитических ферментов солода крахмал превращается в мальтозу и декстрины. Процесс осахаривания производят при перемешивании и следующем режиме: подогрев затора до 65°С, выдержка в течение 60 мин; подогрев до 72°С, выдержка в течение 20 мин; подогрев до 80°С, выдержка в течение 10 мин. В первом периоде осахаривания при 64°С распадаются крахмал и декстрины до мальтозы. В последующих периодах крахмал разжижается и накапливаются декстрины. По окончании осахаривания сусло отделяют от гущи фильтрацией в фильтрационном чане или сепарацией. Сусло передают в сборник, а гущу заливают водой при температуре 60-70°С, размешивают и получают второе сусло, которое присоединяют к первому, иногда получают и третье сусло. Общее сусло должно содержать не меньше 1,5% сухих веществ; количество сусла по объему должно быть равно объему приготовляемого кваса. Сусло охлаждают до 25°С и передают на брожение.

Преимущества рационального метода:

1) более высокий выход экстрактивных веществ, что снижает расход сырья на приготовление кваса на 27%;

2) ниже затраты ручного труда и исключена трудоемкая операция приготовления квасных хлебцев.

Приготовление квасного сусла настойным методом производят в несложном оборудовании (настойный чан), и поэтому этот метод широко применяется на малых предприятиях.

Применение ферментных препаратов в производстве кваса. Длительность приготовления квасного сусла рациональным методом можно ускорить, применяя неочищенный ферментный препарат плесневого гриба Аспергиллюс оризе. В этом случае перед запариванием хлебоприпасов осахаривают ржаную муку и ржаной солод ячменным солодом и ферментным препаратом (6% от количества хлебоприпасов). Затем запаривают 1 ч под давлением 0,15 МПа. Запаренную массу выдувают в заторный чан для настаивания с водой. Применение ферментного препарата ускоряет оборот заторного чана, что позволяет увеличить выпуск кваса.

Применение концентрата квасного сусла. Приготовление квасного сусла на мелких предприятиях, выпускающих квас, требует значительных трудовых затрат, обусловливает большие потери ценного сырья, препятствует механизации и автоматизации производства. Поэтому целесообразно на нескольких крупных заводах организовать выпуск квасного концентрата квасного сусла увариванием под разряжением в вакуум-аппарате при температуре не выше 55°С до содержания сухих веществ 70-72%. Полученный концентрат разливают в герметически укупоренную тару: бидоны, бочки. Срок хранения квасного концентрата 7 мес. Концентрат приготовленного сусла растворяют в заданном объеме воды.

Брожение квасного сусла. При сбраживании квасного сусла происходит одновременно процесс спиртового и молочнокислого брожения. В качестве возбудителей брожения применяют дрожжи и молочнокислые бактерии. Дрожжи применяют хлебопекарные прессованные, пивные жидкие и квасные. Лучшие результаты дают квасные дрожжи расы М. Эти дрожжи относятся к виду Sacchromyces minor. Особенностью квасных дрожжей массы M является их способность совместно с культурой молочнокислых бактерий накоплять до 0,04% уксусноэтилового эфира и диацетила, улучшать вкус и аромат кваса. В качестве молочнокислых бактерий применяют штаммы № 11 и № 13.

Сбраживание квасного сусла дрожжами и молочнокислыми бактериями - пример симбиотических полезных друг другу взаимоотношений микроорганизмов. Молочнокислые бактерии, продуцируя молочную кислоту, создают условия, благоприятные для развития дрожжей, а продукты жизнедеятельности дрожжей, в частности ферменты, стимулируют жизнедеятельность бактерий.

Однако в процессе брожения квасного сусла молочнокислые бактерии могут вступать и в антагонистические отношения с дрожжами. Так, если в питательной среде высокая кислотность, ограниченное количество сахара, то условия для развития бактерий благоприятные, а жизнедеятельность дрожжей подавляется. Брожение квасного сусла на большинстве заводов ведут в открытых бродильных чанах. После слива общего сусла в бродильный чан добавляют 25% сахара от количества, предусмотренного рецептурой в виде сахарного сиропа концентрацией 60-65% сухих веществ и хорошо перемешивают. Затем вносят комбинированную закваску из чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий. Брожение ведут до понижения кислотности до 2,0-2,5 см³ 1 н. раствора щелочи на 100 см³ кваса. Температуру при брожении поддерживают 25-28°С. Длительность брожения составляет 14-16 ч. По окончании брожения необходимо сброженное сусло тщательно отделить от большей части дрожжей, для чего его охлаждают в бродильном чане до 6°С. При этом дрожжи оседают на дно чана и сброженное сусло осторожно, не задевая дрожжевого осадка, передают в купажный чан.

Брожение в бродильно-купажных аппаратах. Эта технология заключается в том, что брожение и купажирование кваса производится в закрытых бродильно-купажных аппаратах (рис. 10.2.).

 

Нижняя часть аппарата служит дрожжеотделителем. Охлаждение сусла в аппарате производится через водяную рубашку. В бродильно-купажный аппарат подают сусло, охлажденное до 30°С, добавляют 25% сахара в виде сахарного сиропа, чистые культуры дрожжей и молочнокислых бактерий, аппарат герметически закрывают и ведут брожение в анаэробных условиях.

Выделяющийся углекислый газ сохраняется в квасе; пространство между крышкой и поверхностью бродящего сусла заполняется углекислотой, при этом создается давление 0,1 2-0,15 МПа. После брожения в течение 8 ч сброженное сусло охлаждают до 6-9°С. Основное количество дрожжей оседает в отделителе дрожжей, который от бродильной части отделен шибером. В аппарат добавляют для купажирования остальные 75% сахара в виде сиропа от всего его количества. Скупажированный квас изобарически разливают в автоцистерны или бочки. Хлебный квас, полученный в закрытых бродильных чанах, можно разливать и в бутылки.

 

Купажирование и розлив кваса. Купажирование заключается в смешивании сброженного кваса с сахарным сиропом и колером. Для этого в сброженное сусло в купажном чане добавляют остальное количество сахарного сиропа и, в случае необходимости, колер. Смесь тщательно перемешивают углекислым газом и выдерживают в купажном чане при охлаждении 30-60 мин, при этом квас охлаждается и частицы хлебоприпасов, попавшие со сброженным суслом из бродильного чана, осаждаются, одновременно оставшиеся дрожжи активизируются за счет добавления сахара.

Затем квас охлаждают в теплообменнике до 8-10°C и разливают в транспортную тару: автоцистерны или деревянные бочки. Квас в таре выдерживают в экспедиции завода 6 ч для дображивания и насыщения углекислотой. После дображивания квас поступает в торговую сеть. Квас, полученный в закрытых бродильно-купажных чанах, в таре не дображивают. Его можно также разливать и в бутылки. Ведение брожения в закрытых бродильных аппаратах имеет целый ряд преимуществ, заключающихся в исключении попадания воздуха, улучшении стерильных условий, снижении времени приготовления кваса за счет снижения времени брожения.

Производство московского кваса. Московский квас готовят без предварительного сбраживания сусла. Известны два варианта приготовления этого кваса: с использованием первого квасного сусла и с использованием 10%-ного концентрата, который получают сгущением первого, второго и третьего сусла в вакуум-аппарате.

Первое сусло для производства московского кваса готовится одним из известных способов, но при добавлении к квасным хлебцам воды в меньшем количестве (6:1) или развариванием запарки ржаного солода и ржаной муки с меньшим количеством воды. Полученное сусло в обеих случаях должно иметь относительную плотность по сахарометру, равную 4.

Для получения квасного концентрата общее сусло, полученное одним из двух способов (настойным или рациональным), должно иметь относительную плотность не менее 1,5 по сахарометру. Из сборного чана общее сусло засасывается в вакуум-аппарат, концентрируется при 50°С до относительной плотности 8-10. Готовый концентрат отправляется в промежуточный резервуар, из которого равномерно подается в купажные чаны. В купажном чане смешиваются первое квасное сусло или концентрат из трех сусел, все количество сахара (65%-ного сиропа), колер и молочная кислота. Полученная смесь размешивается до получения гомогенного раствора (купажного сиропа), который дозируется в бутылки дозировочным аппаратом в количестве 26% их емкости. Остальная часть заполняется газированной водой.

Стойкость московского кваса можно повысить пастеризацией. Для этого бутылки предварительно оставляют в термостате при 25°С на 14-16 ч. После этого их пропускают через пастеризатор, где на протяжении 60-80 минтемпература повышается до 75°С, а после этого понижается до 15°С.

В последнее время в странах СНД практикуется производство московского кваса из концентрата, содержащего 72% сухих веществ. Последний изготавливается на специализированных заводах, которые снабжают другие заводы по производству квасных напитков.

Пиво-квас. У пиво-кваса бывает режущий кисло-сладкий вкус с содержанием спирта 0,5% об. Исходными продуктами его приготовления являются ячмень, ржаной или пшеничный солод, сахар, сахарин, пекарские дрожжи или промытые пивные дрожжи, глюкоза и эссенция.

Сусло получают комбинированным способом. Дробленный солод прежде всего замачивают в воде в соотношении 1:5 при 70°С и осахаривают на протяжении 1 ч, затем варят, после чего дополнительно осахаривают при 70°С путем внесения части сусла и промывают для получения 5 л сусла из 1 кг солода. Готовое сусло должно содержать 2,5% сухих веществ по рефрактометру.

Для промышленного производства более рациональным является способ, при котором сусло производится из солодового сухаря.

Смешивают 6 кг сухарей и 100 л воды, смесь нагревают открытым паром в течение 2 ч, после чего отстаивают его. Прозрачное сусло декантируют. Сусло и остальные составные части (растворенные) процеживают через бронзовое сито, смешивают с водой в купажном чане (соответственно с рецептурой) и размешивают. Гомогенезированный жидкий продукт разливают в бутылки с герметичными пробками. Бутылки устанавливают в ящики и переносят в термостат, где происходит брожение напитка в бутылках при 25-30°С в течение 36 ч. После достижения необходимой степени естественного газирования напиток готов для отправки в торговую сеть.

Производство бузы

Буза относится к несброженным или к слегка сброженным напиткам густой консистенции от светло-бежевого до темно-бежевого цвета, с приятным сладким, слегка режущим или слегка кислым хлебным вкусом и приятным специфическим хлебным запахом. Кислотность напитка (в пересчете на молочную кислоту) составляет от 0,3% на предприятиях и до 0,6% в торговой сети. В результате жизнедеятельности дрожжей сахаромицетов крымской бузы в ней образуется незначительное количество спирта и то только при нахождении напитка в торговой сети.

В изготавливаемой на предприятии бузе не допускается содержание спирта.

Стандартная буза содержит в среднем 83% воды и 17% сухих веществ. Последние состоят из углеводов (крахмала, декстринов, клетчатки, гемицеллюлозы), небольшого количества красящих веществ, гумминовых и слизистых веществ, воска, пентозанов, белков, жиров, органических кислот, витаминов и солей. Самый высокий процент сухих веществ бузы составляют углеводы (14%), которые и определяют ее питательную ценность.

Технологический процесс производства бузы состоит из следующих операций: прием и очистка сырья, дробление его, варка зерна, подготовка тары и розлив напитка.

В качестве сырья для приготовления бузы используется рожь, просо, кукурузный крахмал, сахар и вода. Очистку зерна производят как и при приготовлении солода. После механической очистки производят мойку зерна. Промытое зерно дробят на вальцевой или молотковой дробилке. После этого зерно разваривают, при этом производится тепловая обработка зерна. Варка зерна производится в автоклавах под давлением 588-784 КПа,которые оборудуются мешалками или без них, где нагрев производится открытым паром. Варка зерна при нагреве открытым паром длится 30-35 мин, а при закрытом - 69-120 мин. Затор, масса которого приобрела окраску, подобную цвету печеной хлебной корки и приятный хлебный запах, быстро передают в холодильник и охлаждают при перемешивании. Когда температура становится ниже 35°С, затор разводится водой до 8% сухого вещества по рефрактометру, при этом его температуру снижают до 20°С.

Охлажденный и разведенный затор медленно выпускают в цедильную машину, которая представляет собой решетчатое цилиндрическое сито, у стенок которого вращается 2-4 симметрично расположенных к валу лопасти мешалки (рис. 10.4). Отделение жидкой фазы осуществляется под действием центробежной силы.

 

Прошедшая через отверстия сита каша стекает вниз по лотку, а дробина выбрасывается через отверстие на краю барабана, расположенному с противоположной стороны от загрузочного бункера. В качестве цедильной машины возможно использование протирочных машин консервного производства. Разведенная и процеженная буза подслащивается сахаром, его содержание дозодится до 10%. В теплую погоду бузу подслащивают незадолго до отправки в торговую сеть. Если готовится буза, подслащенная сахарином, для стимулирования брожения добавляют хлебопекарные дрожжи.

Розлив бузы осуществляют в подготовленную тару - стеклянные бутылки или алюминиевые бидоны. Хранится буза в холодильниках или в помещениях с температурой ниже 4°С.

Спиртовое брожение бузы вызывается специальными дрожжами Saccharomyces busae tauricae, а молочнокислое брожение - молочнокислыми бактериями крымской бузы Bact. busae tauricae, разновидностью бактерий Дельбрука. Эти бактерии попадают в бузу главным образом из воздуха. Самая благоприятная температура их размножения 26-28°С.

В результате спиртового брожения образуется этиловый спирт и углекислота, насыщающая бузу, а в результате молочнокислого брожения - молочная кислота, которой буза обязана своим свежим и приятным вкусом. Максимально допустимое количество спирта в бузе в торговой сети - до 0,5%, а молочной кислоты - до 0,6%.

Полный цикл производства бузы на современной технологической линии показан на рис. 10.5. Из силоса 1 зерновые продукты поступают в отделение очистки от примесей. Это происходит в воздушноситовом сепараторе 2, магнитном сепараторе 3, триере 4 и в барабанной моечной машине 5. Очищенное зерно дробится, если нужно, на вальцовой дробилке 6 и через автоматические весы 7 поступает в автоклав 8. Чтобы обеспечить непрерывность процесса, обычно используются два автоклава, один из которых находится в процессе подготовки, а другой - в действии.

 

Сваренный затор поступает в холодильник 9, где остывает до температуры ниже 20°С, после чего через буферные чаны 10 передается в цедилку 11 для отделения дробины. Процеженная неподслащенная буза поступает в охлаждаемый расходный резервуар 12 или в буферные чаны 10, где подслащивается сахаром. Из буферных резервуаров бузу подают на линию розлива 13.

Производство браги

Сырьем для получения браги служит сухой квас, сухой ржаной солод, сахар и хмель в количествах, предусмотренных рецептурой. Производство браги состоит из следующих операций:

приготовление сусла → главное брожение → дображивание → купажирование → розлив браги

Сусло для браги готовят из сухого кваса и ржаного солода, как и для получения кваса. Общее сусло для браги должно содержать не менее 2,5% сухих веществ; объем сусла должен быть равен количеству изготавливаемой браги. Сусло охлаждают до 25°С и подают его для главного брожения в бродильный чан; в сусло вносят 25% сахара в виде сахарного сиропа и добавляют в качестве возбудителя брожения хлебопекарные дрожжи. Главное брожение проводят при 25°С, чтобы снизить первоначальную концентрацию сусла на 1,5-2% (по сахарометру). Длительность главного брожения около 12-16 ч. После главного брожения брагу охлаждают до 6°С и перекачивают, не затрагивая осадка дрожжей, в другой бродильный чан для дображивания. В молодую брагу добавляют еще 25% сахара от всего его количества в виде сиропа и отвар хмеля. Брагу дображивают при 10-12°С в течение суток до снижения концентрации на 2-3% (по сахарометру). Затем ее вторично охлаждают до 4-6°С и перекачивают, не задавая осадка дрожжей, в купажный чан, куда добавляют 50% сахара от всего его количества в виде сиропа и колер. Полученную брагу перемешивают углекислотой и разливают в автоцистерны и бочки.

Выпускаемая брага должна быть непрозрачной и иметь хлебнохмелевой вкус и аромат, плотность (по сахарометру) не ниже 5,6%, кислотность 1,5-3,5; содержание спирта до 1,5 вес.%.