Таблица 1

На протяжении всей истории самобытные лекари из народа и дипломированные ученые-медики настойчиво пытались выяснить, за счет чего квас получается целебным. Одни утверждали, что полезные свойства квас приобретает за счет злаковых культур, другие отдавали предпочтение хлебопекарным дрожжам, третьи — другим добавкам, используемым при изготовлении квасов. Спор этот не решен и по сей день. Видимо, правы те, кто считает, что пользу приносят все компоненты, входящие в состав кваса: дрожжи, углеводы, белки, органические кислоты, витамины, ферменты, минеральные вещества.

Целебность  кваса объясняется содержанием в нем молочной кислоты, витаминов группы «В» (В-1,2,6,12,15) и аскорбиновой кислоты, свободных аминокислот (в том числе восьми незаменимых), кальция, магнезии и других макро- и микроэлементов.

Витамины:

• В1 (тиамин). При недостатке витамина появляется мышечная слабость, ухудшается аппетит, наступает быстрая утомляемость, бессонница, заболевание периферических нервов, сопровождаемое сердечно-сосудистыми расстройствами, нарушением пищеварения и уменьшением массы тела. Важную роль витамин В1 играет в регулировании белкового, жирового, водного и особенно углеводного обмена организма. Он входит в состав фермента пируватдекарбоксилазы, расщепляющего при гидролизе углеводов пировиноградную и некоторые другие кислоты.
• В2 (рибофлавин). При недостаточном поступлении или при отсутствии в пище этого витамина у человека понижаются аппетит и масса тела, появляются слабость, головная боль, чувство жжения кожи, резь в глазах, болезненные ощущения в слизистых оболочках рта и нарушение сумеречного зрения.
• В6 (пиридоксин). Играет большую роль в процессах обмена веществ, особенно в азотистом обмене и в деятельности нервной системы. При отсутствии или недостатке этого витамина у человека наблюдаются воспалительные поражения кожи, которые не устраняются ни рибофлавином, ни никотиновой кислотой. При В6-авитаминозе прекращается рост молодых организмов. Обычно В6-авитаминозом человек не страдает.
• В12 (цианкобаламин, или антианемический). Недостаток в пище витамина В12 обычно приводит к развитию тяжелой формы анемии. При этом ухудшается усвоение пищи, нарушается обмен белков, углеводов и жиров. Препараты этого витамина успешно используют для лечения лучевой болезни. Важное значение витамина В12 состоит в том, что он интенсивно действует на органы кроветворения.
• В15 (пангамовая кислота). Важнейшими свойствами витамина В15 являются активирование кислородного обмена в клетках тканей. В механизме действия витамина В15 играет роль его способность ускоренной отдачи метильных групп.
• РР (никотиновая кислота). Предохраняет человека от заболеваний пеллагрой. Никотиновая кислота повышает тонус нервной системы, усиливает устойчивость организма против инфекций, расширяет капилляры, благодаря чему улучшается кровообращение.
• Н (биотин). Влияет на рост дрожжей и ряда других микроорганизмов. При недостатке этого витамина происходит поражение кожи и выпадают волосы.
• Е (токоферол). Способствует нормальной функции размножения, отсутствие его ведет к бесплодию. Кроме того, Е-авитаминоз приводит к нарушению функционирования и структуры многих тканей, вследствие чего развивается дистрофия, жировое перерождение, паралич конечностей.

Незаменимые аминокислоты – валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, метионин, гриптофан, лизин, греонин. Недостаток той или иной аминокислоты отражается в первую очередь на регенерации белков.

При отсутствии или недостатке валина теряется аппетит, нарушается координация движений. Изолейцин  необходим при росте молодого организма. При недостатке лейцина  и треонина уменьшается масса тела. Недостаток лизина в пище приводит к нарушению кровообразования, снижению количества эритроцитов и уменьшению в них гемоглобина, истощению мышц, нарушению кальцификации костей. Метионин играет важную роль в процессе роста и азотистого равновесия в организме. Триптофан необходим для поддержания роста организмов, образования гемоглобина крови. Фенилаланин играет большую роль в деятельности щитовидной железы, он образует ядро для синтеза тироксина, входит в состав многих белков растительных и животных тканей.

Макроэлементы – кальций, фосфор, железо и магний. Недостаток кальция вызывает в организме деформацию скелета, ломкость костей и атрофию мышц. Большая часть магния находится в костной ткани, он образует труднорастворимые соединения. Фосфор и его соединения участвуют во всех процессах жизнедеятельности организма, но особое значение имеют для обмена веществ и выполнения функций нервной и мозговой тканей, мышц, печени, в образовании костной ткани, ферментов, гормонов. В организме человека железо входит в состав важнейших органических соединений – гемоглобина крови, миоглобина, некоторых ферментов – каталазы, пероксидазы, цитохромоксидазы и др.

Микроэлементы – медь, молибден, цинк, кобальт. Медь играет важную роль в организме человека,к  процессах кроветворения, стимулирует окислительные процессы и тем самым связана с обменом железа. Цинк необходим для нормальной функции гормонов гипофиза, надпочечников и поджелудочной железы. Он оказывает влияние на жировой обмен, усиливая расщепление жиров и предупреждая ожирение печени.

Недаром в старину на Руси без кваса  не обходились ни в одном доме. Им не только утоляли жажду, но и лечили цингу, простуду, лихорадку, боли в животе. По своему воздействию на организм квас очень схож с кисломолочными продуктами: также тонизирует деятельность желудочно-кишечного тракта и не позволяет размножаться в нем вредным микробам. (В 1913 году В. С. Сотников подтвердил гибель в квасе тифозных и паратифозных микроорганизмов). 

4. Факторы, формирования и сохранения качества кваса 

   4.1. Характеристика сырья для производства 

  Сырьем  и вспомогательными материалами  для производства кваса и напитков из хлебного сырья являются высококачественные рожь и ячмень, мед цветочный, сахар, квасные ржаные хлебцы, лимонная и молочные кислоты, сжиженная углекислота, хмель, тмин, настои цитрусовых, экстракт чабреца, соль, ванилин, аскорбиновая кислота, чай байховый, пищевые концентраты, соли кальция, патока, а так же дрожжи, сахарный колер и вода. В квасоварении ячмень используют для приготовления светлого солода и солодового экстракта, рожь – для приготовления солода и муки. Из ячменного и ржаного солода с добавлением ржаной муки готовят тесто для квасных хлебцев, добавляют ячменный солод. Затем ржаное тесто направляют в делитель, укладывают в формы, пекут при температуре 100 ⁰С. Добавляют ржаной или ячменный солод, осахаривают, фильтруют, доводят сусло в сушильных аппаратах до содержания сухих веществ 45-50%, а затем увариавют до 68-72%, подвергают температурной обработке. Квасные хлебцы являются полуфабрикатом для приготовления кваса на заводах безалкогольных напитков, а сухой квас предназначается как для промышленного, так и для домашнего приготовления кваса. Другой вид полуфабриката – концентрат квасного сусла (хлебный экстракт), его готовят из смеси сухих ржаного и ячменного солодов и кукурузной муки.  
 
 

   4.2. Технология производства 

   Способы приготовления квасного сусла 

   На  заводах безалкогольных напитков квасное сусло получают либо настойным способом из квасных ржаных хлебцев или из сухого кваса, настойным или рациональным способом из ржаной муки, ржаного и ячменного солодов, либо более распространенным способом – из концентрата квасного сусла.

   Настойный способ. Приготовление сусла настойным способом состоит в экстрагировании горячей воды растворимых веществ квасных хлебцев или сухих хлебоприпасов и отделении не растворившейся массы (квасной гущи). Квасные хлебцы предварительно измельчают в дробилках. Настаивание производят в чанах. Настойный чан представляет собой цилиндрический сосуд, снабженный крышкой и вытяжной трубой. Внутри чан оборудован змеевиком, мешалкой и декантатором для съема сусла с квасной гущи. Вместо змеевика предпочтительнее использовать паровую рубашку. Настойный чан заполняют горячей водой (80 – 90⁰С ) в таком объеме, чтобы получить первое сусло в количестве 1/3 от заданного объема изготовляемого кваса, и при перемешивании подают всю массу измельченных квасных хлебцев или сухого кваса, которая должна расходоваться по рецептуре на объем готового кваса. Смесь перемешивают около 30 минут и затем настаивают 1,5 – 2 часа. Отстоявшееся первое квасное сусло через декантатор перекачивают в бродильно-купажный аппарат, охлаждая его перед этим в теплообменнике до 25 – 30⁰С.

   Оставшуюся  в чане гущу заливают горячей водой (60 – 70⁰С) в количестве, равном объему первого сусла, 20 минут перемешивают, 1,5 часа настаивают и декант пропускают через теплообменник, охлаждая его до 25 – 30⁰С. Второе сусло соединяют с первым.

   Для третьего залива берут воды столько, чтобы было достаточно для проведения общего объема квасного сусла до заданного. Смесь воды и гущи перемешивают 20 минут и настаивают 1 час. Охлажденное до 25 – 30⁰С третье сусло присоединяют к первым двум.

   При изготовлении окрошечного кваса  из ржаной муки, ржаного и ячменного  солодов муку предварительно заваривают кипящей водой (10 частей воды на 1 часть муки), заварку тщательно перемешивают, охлаждают до 55⁰С, добавляют дробленный ржаной и ячменный солод и воду температурой 70 - 73⁰С. Далее процесс проводят по настойному способу. Это можно увидеть из схем 1,2 и3.

   Рациональный  способ получения квасного сусла  включает следующие основные стадии: запаривание затора из ржаного ферментированного  солода и ржаной муки при давлении 0,25 – 0,3 мПа в целях клейстеризации и разжижении крахмала, а так же ароматизации затора, осахаривание затора при атмосферном давлении под влиянием ферментов добавляемого ячменного солода, фильтрование сусла. Это способ энергоемкий, требует более сложной аппаратуры и, несмотря на то что выход экстрактивных веществ из зернового сырья выше, в настоящее время практически не применяется.  

   Приготовление квасного сусла из концентрата квасного сусла 

   Концентрат  квасного сусла можно расходовать двумя способами: 70% нормы задавать на брожение и оставшиеся 30% вносить в квас при купажировании, что улучшает его аромат, или вносить на брожение полностью все количество концентрата. В начале концентрат разбавляют водой в 2 – 2,5 раза, для чего в чан предварительной разводки наливают воду температурой 30 - 35⁰С, вносят при перемешивании концентрат, затем разбавленное сусло передают в бродильный чан или бродильно-купажный аппарат, куда добавляют воду температурой 30 - 35⁰С .

  Схема 1

  Производство  ржано-ячменного  солодового экстракта

Схема 2

Производство  кваса

Схема 3

Производство  солодового экстракта

  Сбраживание квасного сусла 

1. Приготовление смешанной закваски дрожжей и молочнокислых  бактерий

  Приготовление разводки микроорганизмов состоит  в накоплении биомассы, осуществляемом путем пересевов при последовательном увеличении объема сусла и посевного материала. Делается это в 3 этапа: 1)разведении чистых культур в лаборатории, 2)разведении чистых культур в отделении чистых культур, 3)приготовление смешанной закваски на производстве.

  1 этап - разведении чистых культур в лаборатории. Дрожжи на I стадии из пробирки, где они хранились на косом агаре, петлей засеивают в пробирку с 10 мл сусла. Продолжительность выращивания дрожжей как этой, так и всех последующих стадий составляет 24 часа. На стадии II содержимое колбы переводят в колбу вместимостью 0,5 л с 250 мл стерильного сусла, перемешивают, колбу помещают в термостат. На стадии III полученную дрожжевую разводку переносят в колбу вместимостью 3 л с 1,75 л стерильного сусла, перемешивают и сбраживают. Молочнокислые бактерии расы 11 (бактерии Betabacterium breve) на стадии I из трех ампул переносят в колбу вместимостью 0,5 л с 250 мл стерильного сусла, в другую такую же колбу высеивают из трех ампул бактерии расы 13 (бактерии Betabacterium breve). продолжительность выращивания культур в лаборатории на всех стадиях одинакова и составляет 24 часа. На стадии II в колбу вместимостью 3 л с 1,5 л стерильного сусла переливают разводку из обеих колб (рас 11 и 13), перемещают и ставят на выращивание. На стадии III в колбу вместимостью 5 л с 2 л стерильного сусла переносят содержимое колбы предыдущей стадии и ставят на выращивание. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  2 этап - разведении чистых культур в отделении чистых культур. Для разведения чистых культур применяют аппараты Ганзена и установки Грейнера, а на заводах небольшой производительностью – стеклянные бутыли. При наличии в установке двух цилиндров сбраживания один используют для размножения дрожжей, другой – для смеси культур бактерий рас 11 и 13, а при трех цилиндрах можно в каждом выращивать одну культуру. Установку моют, стерилизуют паром в течении 1 часа и охлаждают. Стерилизатор заполняют горячим квасным суслом и стерилизуют 1 час, переодически перемешивая сусло стерильным сжатым воздухом, затем охлаждают до 25 – 30⁰С. На стадии IV разводку дрожжей из лаборатории (2 л) передают в емкость для дрожжей, разбавляют суслом в соотношении 1:10, общий объем при этом равен 20. Выращивают при температуре 25 – 30⁰С в течении 24 часов, в зрелой разводке должно быть не менее 40 млн дрожжевых клеток в 1 см³. 90% готовой разводки (18 л ) передают в сборник для приготовления смешанной закваски. Молочно-кислые бактерии выращивают в две стадии. Заливают 4 л разводки из лаборатории, разводят суслом до общего объема 40 л и культуру выращивают в течении 48 часов. Учитывая, что продолжительность выращивания дрожжей составляет 24 часа, а молочнокислых бактерий 48 часов, на стадии V бактерии выращиваются в двух емкостях, цикл которых сдвинут на 24 часа, что позволяет ежедневно передавать разводку дрожжей и молочно-кислых бактерий. В одну из емкостей передают 40 л разводки, разводят суслом в 10 раз (объем 400 л), отнимают через 24 часа 40 л и передают в качестве посевного материала во вторую емкость, доливают сусло в обе емкости до объема 400 л и содержимое первой емкости передают через 24 часа, а второй через 48 часов. Далее оставляют 10% готовой разводки, доливают суслом до объема 400 л, выращивают культуру 48 часов, чередуя таким образом до семи циклов.