Лекція 15. Технологія приготування квасного сусла, комбінованої закваски із чистих культур дріжджів та молочнокислих бактерій

План лекції

1. Способи приготування квасного сусла.

2. Раси квасних дріжджів і молочнокислих бактерій.

3. Приготування змішаної закваски дріжджів і молочнокислих бактерій.

4. Розведення сухої закваски, молочнокислих бактерій та пресованих хлібопекарських дріжджів.

1. Н айбільш раціональний і розповсюджений спосіб приготування квасного сусла - з концентрату квасного сусла. Разом з тим, квасне сусло можна готувати також настійним способом із квасних житніх хлібців або з сухого квасу та настійним або раціональним способом з житнього борошна, житнього і ячмінного солодів.

Приготування квасного сусла з концентрату квасного сусла. Концентрат квасного сусла можна використовувати двома способами. За першим способом, всю розрахункову кількість ККС вносять у сусло перед його зброджуванням, а молодий квас купажують виключно цукровим сиропом. За другим способом, на приготування квасного сусла витрачається 70 % від загальної кількості ККС, що передбачена рецептурою. Решту 30 % вносять при купажуванні збродженого сусла. Перед використанням ККС розводать водою в 2-2,5 рази, для чого в апарат для попереднього розведення наливають воду з температурою 30..35 ⁰С. З метою підвищення стійкості і мікробіологічної чистоти квасу попередньо розведений ККС рекомендується пастеризувати при температурі 75...80 ⁰С протягом 30...40 хв. Пастеризоване розбавлене сусло охолоджують і передають у бродильний або бродильно-купажний апарат, куди вносять розрахункову кількість води і цукрового сиропу. Вміст сухих речовин у суслі перед внесенням сиропу повинен бути в межах 1,8...2,2 % за першим способом і 1,4...1,8 % - за другим способом. Після внесення цукрового сиропу концентрація сухих речовин сусла повин­на становити 2,8...3,2 %, температура 27...29 ⁰С.

Настійний спосіб. Приготування сусла настійним способом полягає в екстрагуванні гарячою водою розчинних речовин квасних хлібців, сухого квасу або іншої хлібної сировини і декантування утвореного розчину з осаду нерозчинної маси (квасної гущі). Квасні хлібці спочатку подрібнюють на дробарках. Настоювання проводять в настійних апаратах. Настійний апарат являє собою циліндричну посудину, обладнану кришкою й витяжною трубою. Всередині апарату розміщені змійовик або парова сорочка, мішалка і декантатор для відділення сусла від квасної гущі.

При приготуванні сусла настійний апарат заповнюють гарячою водою (80...90 ⁰С) у кількості 1/3 від об'єму квасу, який буде вироблено, і при перемішуванні вносять усю розрахункову кількість хлібної сировини. Суміш розмішують біля 30 хв, а потім настоюють протягом 1,5...2 год. Перше сусло через декантатор перекачують у бродильний або бродильно-купажний апарат, охолоджуючи його перед цим до 25...30 ⁰С. Залишок гущі заливають гарячою водою (60...70 ⁰С) у кількості, рівній об'єму першого сусла, розмішують 20 хв. і настоюють 1,5 год. Для третього заливу води беруть стільки, скільки потрібно для доведення загального об'єму квасного сусла до за­даного. Друге і третє сусло поєднують з першим. Квасне сусло повинно містити 1,3... 1,6 % екстрактивних речовин.

При приготуванні квасу з житнього борошна, житнього і ячмінного солодів борошно спочатку заварюють киплячою водою (10 частин води на 1 частину борошна), заварку ретельно перемішують, охолоджують до 55 ⁰С, додають подрібнені житній і ячмінний солоди і воду, нагріту до 70...73 ⁰С. Далі процес ведуть так, як описано вище.

Раціональний спосіб приготування квасного сусла включає такі основні стадії: запарювання затору з житнього ферментованого солоду і житнього борошна під тиском 0,25...0,3 МПа з метою клейстеризації й розріджування крохмалю та ароматизації затору; оцукрювання затору при атмосферному тиску ферментами ячмінного солоду; фільтрування сусла. Цей спосіб енергомісткий та потребує більш складного обладнання.

2. Формування характерних аромату і смаку квасу, а також нагромадження в ньому діоксиду вуглецю відбувається в процесі зброджування квасного сусла. На цій технологічній стадії квасне сусло під дією культур дріжджів і молочнокислих бактерій перетворюється в ароматний, освіжаючий напій - хлібний квас.

Зброджування складових квасного сусла здійснюється комбінованою закваскою з культур дріжджів і молочнокислих бактерій. Для зброджування квасного сусла використовують такі раси дріжджів: М, С-2, 131 -К, Штейнберг-6, Київська низового бродіння, Дніпропетровська 6, спиртові дріжджі К-69, пивні дріжджі раси 776,44,11 та інші.

До останнього часу найбільш поширеними були дріжджі раси М. Це факультативні анаероби; вони добре зброджують глюкозу, сахарозу, слабше - мальтозу та рафінозу, частково зброджують декстрини, що дозволило віднести їх до представників Saccharomyses cerevisiae, а не Saccharomyses minor, як вважали раніше. Вони не засвоюють лактозу, арабінозу, ксилол, маніт. Клітини культури після культивування на квасному суслі протягом 24 год. мають розміри 6,3...7,5x5...7 мкм. Температурний оптимум їх розвитку 25...30 ⁰С.

Найбільш ефективними при виробництві хлібного квасу є раси Р-87, К-87 та КМ-94, які дозволяють інтенсифікувати та спростити технологію, досягти відмінних органолептичних та стабільних фізико-хімічних показників готового напою.

Із молочнокислих бактерій найбільш відомими є Betalacterium brevee рас 11 і 13, що були виділені Л.І.Чеканом в 20-х роках минулого сторіччя. Вони являють собою короткі палички, з'єднані по дві або в короткі ланцюжки. Після культивування протягом 24 год.,- клітини раси 11 мають розміри 1,2...2,1x0,5...0,6 мкм, а раси 13-1,1...1,8x0,5...0,6 мкм. Раси є анаеробами, мезофілами, добре зброджують глюкозу, сахарозу, мальтозу, маніт, не засвоюють арабінозу. Належать до бактерій гетероферментативного типу розкладу вуглеводів, при зброджуванні утворюють приблизно 50 % молочної кислоти, 25 % СО₂ і 25 % оцтової кислоти, етилового спирту, незначну кількість летких ароматичних сполук. При бродінні спочатку утворюються оцтова кислота і СО₂, а коли біосинтез клітин закінчується, накопичується молочна кислота.

Більш ефективними для зброджування квасного сусла в порівнянні з расами 11 і 13 є раси К-77Д, АН 11/16 та ароматоутворюючі бактерії Diacetilactis. їх використання дозволяє не тільки інтенсифікувати технологію хлібного квасу і досягти його відмінних якісних показників, але й надати напою вираженої лікувально-профілактичної спрямованості.

Дріжджі й молочнокислі бактерії при сумісному розвитку вступають у складні симбіотичні взаємовідносини, одержуючи взаємну користь від сумісного існування. Молочна кислота, яка утворюється, знижує рН сусла, створюючи сприятливі умови для життєдіяльності дріжджів, а продукти автолізу дріжджів засвоюються молочнокисли­ми бактеріями. При рН 5,0 і нижче з'являється антагонізм і бактерії пригнічують дріжджі, в результаті чого знижується інтенсивність спиртового бродіння. Оптимальна темпе­ратура життєдіяльності обох культур практично збігається.

Перевагою сумісного використання цих культур мікроорганізмів є їх здатність накопичувати у зброджуваному середовищі до 0,04 % оцтовокислого ефіру і діацетилу, які позитивно впливають на смак і аромат квасу, а також на стабілізацію його фізико-хімічних показників.

3. Розведення чистих культур дріжджів і молочнокислих бактерій, що входять до складу комбінованої закваски, здійснюють на квасному суслі з додаванням цукрового сиропу до концентрації сухих речовин 8 % в лабораторії та у виробничих умовах у відділенні чистих культур. У лабораторії використовують сусло, простерилізоване в автоклаві при 0,05 МПа протягом 15...20 хв., а у відділенні чистих культур - сусло, прокип'ячене в закритому збірнику протягом 15...20 хв. Оптимальна температура вирощування дріжджів та комбінованої закваски - 25...30 ⁰С, молочнокислих бактерій - 30...35 ⁰С. Для запобігання інфікуванню культуральної рідини сторонньою мікрофлорою, всі пересіви і культивування мікроорганізмів здійснюють із дотриманням правил мікробіологічної чистоти. При цьому в лабораторних умовах дотримуються вимог забезпечення чистої культури, а у виробничих умовах - природно чистої культури мікроорганізмів.

Розведення чистих культур у лабораторії. Для зберігання дріжджів як правило, використовують пробірки зі скошеним сусло-агаром. На І стадії розведення дріжджі зі скошеного сусло-агару мікробіологічною петлею засівають у три пробірки з 10 см³ сусла в кожній. Тривалість вирощування як цієї, так і всіх наступних стадій складає 24 год. На стадії II вміст пробірок переводять у колбу місткістю 0,5 дм³ з 250 см³ стерильного сусла, перемішують і культивують. На стадії III дріжджову розводку переносять у колбу місткістю 2-3 дм³ з 1,75 дм³ стерильного сусла, перемішують і знову культивують.

Молочнокислі бактерії рас 11 і 13, що зберігаються в рідкому вигляді у стерильній солодовій дробині на стадії І з 6-ти ампул (по три кожної раси) переносять відповідно в дві колби місткістю по 0,5 дм³ з 250 см³ стерильного сусла. Тривалість вирощування культур у лабораторії на всіх стадіях однакова і складає 24 год. На стадії II в колбу місткістю2-3 дм³ з 1,5 дм³ стерильного сусла переливають розводку з обох колб (рас 11 і 13), перемішують і культивують. На стадії III одержану культуральну рідину переводять у колбу місткістю 4-5 дм³ з 2.дм³ стерильного сусла і культивують.

Розведення чистих культур у відділенні чистих культур. Для вирощування чистих культур використовують установки Ганзена, Грейнера або інших конструкцій, а на заводах невеликої продуктивності - скляні бутлі. При наявності в установці двох циліндрів для бродіння один використовують для розмноження дріжджів, а другий -для суміші культур бактерій рас 11 і 13; при трьох циліндрах третій можна використову­вати для комбінованої закваски.

Перед використанням установку миють і стерилізують гострою парою протягом 1 год. Стерилізатор наповнюють гарячим квасним суслом і стерилізують, перемішуючи сусло стерильним стисненим повітрям і охолоджують до 25-30 ⁰С.

На стадії IV розводку дріжджів із лабораторії (2дм³) передають в апарат чистої культури (АЧК) для дріжджів, розводять суслом у співвідношенні 1:10. Загальний об'єм суспензії при цьому становить 20 дм³. Культивують при 25-30 ⁰С протягом 24 год. Після культивування дріжджова розводка повинна містити не менше 40 млн дріжджових клітин в 1 см³. 90 % готової розводки (18 дм³) передають у збірник комбінованої закваски.

У подальших циклах одержання дріжджової розводки в АЧК використовують від'ємно-доливний спосіб, для чого до 2 дм³ розводки (10 %), що залишилася, додають 18 дм³ сусла і культивують протягом 24 год. Відбір дріжджів, долив суслом і вирощування можна повторювати не більше 15 разів, після чого необхідно процес починати з першої лабораторної стадії.

Молочнокислі бактерії вирощують у 2 стадії. На стадії IV в АЧК для молочноки­лих бактерій задають 4 дм³ відповідної розводки з лабораторії, доводять суслом до загального об'єму 40 дм³ і культивують протягом 48 год. По закінченні культивування кислотність повинна бути не менше 6,8...7 см³ розчину гідроксиду натрію концентрацією 1 моль/дм³ на 100 см³ середовища.

Враховуючи, що у виробничих умовах при такому співвідношенні посівного матеріалу і сусла тривалість вирощування дріжджів складає 24 год., а молочнокислих бактерій - 48 год, на стадії V бактерії вирощують у двох АЧК, цикл в яких зміщений на 24 год. Це дозволяє щоденно одержувати необхідну кількість розводок дріжджів і молочнокис­лих бактерій. В один АЧК передають 40 дм³ суспензії, розводять суслом в 10 разів (об'єм 400 дм³), відбирають через 24 год; 40 дм³ передають як засівний матеріал в другий АЧК, доливають сусло в обидва АЧК до об'єму 400 дм³. Вміст першого АЧК передають через 24, а другого через - 48 год. Придатність розводки визначають за кис­лотністю, як і на стадії IV. У подальшому залишають 10 % готової розводки, доливають суслом до об'єму 400 дм³, культивують 48 год. і повторюють таким чином до 7 циклів.,«

Приготування комбінованої закваски. На стадії VI у збірник комбінованої закваски передають 36 дм³ розводки молочнокислих бактерій (стадія V) і 18 дм³ дріжджів (стадія IV) добавляють виробниче сусло до загального об'єму 400 дм³. Сумісне культивування дріжджів і молочнокислих бактерій триває 6 год. Одержану таким чином комбіновану закваску використовують для зброджування сусла. Норма її внесення становить 4 % від загального об'єму сусла.

На підприємствах використовують також спосіб приготування комбінованої закваски, за яким сумісне культивування дріжджів і молочнокислих бактерій починають з V стадії.

Наведена схема приготування комбінованої закваски розрахована на її щодобову потребу 400 дм³, тобто одержання 1000 дал квасу. При більшій або меншій потужності квасного цеху відповідно коригують місткість апаратів чистих культур мікроорганізмів та збірника комбінованої закваски відділення чистих культур. При накопиченні необхідної кількості закваски необхідно дотримуватись указаних співвідношень на кожній стадії, а також температурно-часових умов культивування.

4. Розведення сухих дріжджів. Для розведення культури потрібні бутлі місткістю 20 дм³, АЧК-1 місткістю 100 дм³ і, при потребі, АЧК-2 місткістю 1000 дм³. Середовищем для розмноження служить стерильне квасне сусло з додаванням цукрового сиропу до вмісту сухих речовин 6...8 %, температура сусла початкова і при бродінні 25...З0 ⁰С.

У бутель вносять 100 г дріжджів, заливають 5 дм³ стерильного сусла, розмішують 10...20 хв., залишають на 18 год. до стадії активного бродіння, додають ще 15 дм³ сусла і культивують протягом 8...12 год. В АЧК-1 відбирають з бутля 15 дм³ закваски, додають 85 дм³ сусла, залишають на 18...20 год. до інтенсивного бродіння, після чого передають на зброджування сусла або в АЧК-2.

У бутель замість відібраних дріжджів додають 15 дм³ свіжого сусла і культивують, як описано вище. Операції по розведенню дріжджів в бутлі і АЧК повторюють 5-6 разів.

Розведення молочнокислих бактерій. Процес здійснюють у двох бутлях місткістю по 20 дм³ кожний на стерильному 6...8 %-ному суслі при температурі 28...35 °С. Закваску молочнокислих бактерій одержують шляхом їх постадійного розмноження. Спочатку в бутлі вносять по 100 г сушених молочнокислих бактерій, заливають по 5 дм³ сусла і залишають на 24 год., після чого до сусла, що збродило, доливають по 15 дм³ свіжого сусла і знову залишають на 24 год. З бутля відбирають по 10 дм³ культури молочнокислих бактерій, передають в АЧК-1 місткістю 100 дм³ і культивують протягом 24 год. Закваску, яка залишилася в бутлі, доливають суслом до початкового об'єму. Розводку поповнюють через 6-7 діб.

Змішану закваску готують в окремому збірнику, в який вносять дріжджову і мо­лочнокислу суспензії у співвідношеннях від 1:2 до 2:1, в залежності від їх фізико-хімічних і мікробіологічних показників. Сумісне культивування триває 12... 18 год.

Розведення пресованих хлібопекарських дріжджів. У квасне сусло з концен­трацією сухих речовин 3,0...3,2 % додають цукровий сироп до вмісту сухих речовин 6...8 %. Сусло кип'ятять або пастеризують протягом З0 хв. і охолоджують до 28...З0 ⁰С.

Дріжджі з розрахунку 150 г на кожні 100 дал сусла змішують із водою у співвідно­шенні 2:1. Одержану суспензію підкислюють до рН 2,7...2,9 молочною кислотою (40 мл 40%-ної молочної кислоти на 1 кг пресованих дріжджів) і витримують протягом З год. Потім у суспензію додають п'ятикратний об'єм підготовленого сусла і зброджують 2...З год. Приготовлені таким чином виробничі дріжджі витрачають у кількості 1,5...2,0 дм³ на 100 дал квасного сусла.

 

 

Рис Схема розведення чистих культур дріжджів і молочно-кислих бактерій