СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КВАСА ДЛЯ ГОРЯЧИХ ЦЕХОВ

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к изготовлению безалкогольных напитков, и может быть использовано при производстве кваса, квасных напитков, напитков функционального назначения.

В настоящее время большую важность имеет проблема дефицита безалкогольных напитков массового употребления, способствующих восстановлению энергетических затрат и водно-солевого баланса у работников горячих цехов. Горячий цех - это производственное помещение, технологические процессы в котором сопровождаются значительным выделением тепла. К горячим цехам относят доменные, мартеновские, конвертерные, электросталеплавильные, агломерационные и прокатные цехи в металлургической промышленности, литейные и кузнечно-прессовые - в машиностроительной, обжиговые - в цветной металлургии, стекловарении и керамическом производстве, тепловые электростанции и т.п. Во многих горячих цехах тепловыделение достигает 800 и более кДж/ч на 1 м³ помещения, что создает тяжелые условия для теплообмена человека с окружающей средой.

Во время активной физической нагрузки организм работника горячего цеха, например, металлургического предприятия, вырабатывает тепло, что сопровождается значительным потоотделением. Потоотделение является важнейшим механизмом терморегуляции в организме. С каждым литром испарившегося пота расходуется приблизительно 600 ккал тепловой энергии 90 [1]. Недостаток воды может привести к обезвоживанию организма, что проявляется в быстрой утомляемости и повышении риска теплового удара. Обезвоживание приводит к изменению водного и электролитического баланса в организме, перегрузке сердечной мышцы, нарушает процесс выработки энергии в мышечной ткани. При обезвоживании в организме включаются защитные механизмы, стимулирующие чувство жажды, уменьшающие мочевыделение, препятствующие выводу натрия из почек, а также уменьшающие потоотделение.

Уменьшение потоотделения сопровождается повышением температуры тела, при этом происходит сгущение крови и учащение сердцебиения, что может привести к острой сосудистой недостаточности и тепловому удару. После активной физической нагрузки работник горячего цеха испытывает острый дефицит в углеводах, минеральных солях, витаминах. Ему необходимо восстановить энергетические запасы, потерянные во время физической нагрузки в атмосфере горячего цеха.

Один из путей не допущения обезвоживания организма и поддержки его физиологических функций - это периодическое употребление в перерывах между физической нагрузкой кваса для горячих цехов, при изготовлении которого в состав традиционного кваса вводят комплекс ингредиентов, способствующих жаждоутолению, восстановлению водно-солевого баланса и восполнению энергетических затрат работника горячего цеха.

Известен способ приготовления кваса, разливаемого в бутылки [2]. Напиток, приготавливаемый данным способом, имеет привлекательный товарный вид, стойкий при хранении в бутылках.

Однако известный способ предусматривает получение кваса путем купажирования компонентов напитка, то есть квас не является напитком брожения, и поэтому он обеднен ценными биологически активными компонентами напитка, которые образуются в процессе брожения.

Известен способ производства кваса (SU, патент №1738838) [3], предусматривающий внесение в квасное сусло смеси чистых культур дрожжей и бактерий Streptococcus faecium 770 и Lactobacillus plantanum АН 11/16, после чего производится его сбраживание до получения готового напитка. Недостатком данного способа является необходимость периодического разведения чистой расы дрожжей и бактерий, наличие специализированного оборудования и помещений, что повышает трудоемкость и удлиняет процесс производства кваса за счет длительного времени на приготовление компонентов и обособленного внесения их в квасное сусло.

Другой известный способ приготовления кваса (RU, патент №2061392) [4] наряду с чистой культурой дрожжей предусматривает использование бактерий Bifidobacterium longum ЦМПМ В-2000 и/или Bifidobacterium bifidum ЦМПМ В-3300, и/или Bifidobacterium bifidum ЦМПМ В 3190 (в смеси или монокультуре). При этом оговаривается не одновременное, но последовательное сбраживание квасного сусла двумя группами микроорганизмов (дрожжами и бифидобактериями), последние из которых вносят в предварительно приготовленный квас в виде закваски в количестве 3-5% по объему с количеством жизнеспособных клеток не менее 108 в 1 мл, после чего проводят дополнительное культивирование.

Недостатком данного способа является сложная технология и недостаточная пищевая ценность кваса, необходимая для восполнения энергетических затрат и восстановления водно-солевого баланса работника горячего цеха.

Известен патент на изобретение «Квас для горячих цехов» (RU, патент №2142985) [5], который содержит 100 кг концентрата напитка «Эльэн», 894,8 кг обессоленной воды, 0,2 кг аскорбиновой кислоты и 5 кг углекислоты на 100 дал готового продукта. Данный квас при работе в тяжелых условиях компенсирует обезвоживание организма человека, устраняет обменные нарушения в организме и поддерживает работоспособность человека.

К недостаткам данного способа следует отнести узкую специфичность используемых ингредиентов, таких как «Эльэн», что делает невозможной массовость изготовления данного вида кваса.

Наиболее близким техническим решением является способ производства кваса (RU, патент №2093552) [6], предусматривающий приготовление квасного сусла, введение в него хлебопекарных дрожжей, сбраживание его, охлаждение полученного молодого кваса, выдержку его при охлаждении, снятие его с образовавшегося осадка дрожжей и купажирование, отличающийся тем, что квасное сусло готовят с массовой долей сухих веществ 7,8-8,0%, дрожжи вводят в него до их массовой доли 2,2-3,2 г/л, сбраживание проводят до снижения массовой доли сухих веществ в нем на 1,8-2,0 г/л, а в снятый с осадка дрожжей молодой квас дополнительно вводят осадитель, затем его повторно выдерживают при охлаждении и повторно снимают с осадка дрожжей.

Недостаток данного способа заключается в том, что полученный квас не обладает необходимыми восстанавливающими свойствами и комплексом микроэлементов для восстановления водно-солевого баланса человека, работающего в горячем цехе, а технология включает длительную процедуру повторного осаждения.

Предлагаемое изобретение направлено на расширение ассортимента безалкогольных национальных напитков брожения, с в т.ч. для горячих цехов промышленных предприятий, за счет введения в состав традиционного кваса комплекса ингредиентов, способствующих восстановлению водно-солевого баланса и восполнению энергетических затрат работника горячего цеха, что позволяет получить напиток, обладающий необходимыми жаждоутоляющими и восстанавливающими свойствами. Расширить ассортимент национальных русских напитков - кваса путем использования комплекса минеральных солей и витамина С в сочетании с высокой пищевой и биологической ценностью, отличными жаждоутоляющими свойствами.

Это достигается тем, что данный способ приготовления кваса предусматривает смешение сахара, концентрата квасного сусла, дрожжей пекарских, воды, подготовленной с дальнейшим перемешиванием ингредиентов, брожением фильтрацией и пастеризацией, причем, включает приготовление раствора минеральных солей растворением лактата кальция, цитрата калия, натрия хлористого в 5 дм³ подготовленной воды, приготовление раствора аскорбиновой кислоты растворением последней в 0,5 дм³ подготовленной воды, одновременное введение данных растворов и молочной кислоты 80%-ной в пастеризованный, отфильтрованный квас непосредственно перед розливом, перемешивание в течение 10 мин якорной мешалкой с частотой 15 об/мин, подачу на розлив через полипропиленовый фильтр любой марки с величиной пор 15 мкм в установку розлива в кеги любой конструкции, при следующем соотношении ингредиентов на 100 дал готового напитка, мас.%:

Полученный квас имеет традиционный аромат и вкус русского кваса со слегка солоноватым послевкусием, содержит сахарозу, необходимую для восполнения энергетических затрат; молочную кислоту, способствующую жаждоутолению; ионы K⁺, участвующие в работе сердечной мышцы и промежуточном метаболизме; ионы Ca²⁺, Cl^-, Na⁺, участвующие в обмене веществ и необходимые для метаболических процессов водно-солевого обмена при потоотделении.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ производства кваса с использованием данного состава в заявляемой совокупности признаков.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример. При приготовлении безалкогольного напитка производится традиционная водоподготовка на ионообменных фильтрах любого типа до показателей щелочности не более 1,0 ед., жесткости - не более 0,05 мг-экв/дм³, фильтрация воды на угольном фильтре для устранения привкусов и запахов, фильтрация на песочном фильтре для устранения механических примесей, фильтрация воды на полипропиленовых фильтрах любого типа с диаметром пор 5 мкм и обеззараживание на установке жесткого ультрафиолета. Далее в наполненный подготовленной водой в количестве 919,41 л (91,941 мас. %) с температурой 30-40°C купажный бак вносят 50 кг сахара-песка (5,0 мас. %). Вместе с сахаром загружаются концентрат квасного сусла 70%-ный в количестве 21,0 кг (2,1 мас. %), дрожжи пекарские в количестве 0,15 кг (0,015 мас. %). Затем напиток перемешивается в течение 10-15 минут пропеллерной мешалкой мощностью 20 об/мин до полного растворения сахара, инверсия сахарозы не предусмотрена и оставляется на брожение до снижения массовой доли сухих веществ в нем на 1,8-2,0%. По окончании брожения в квас добавляется молочная кислота 80%-ная в количестве 2, 20 кг (0,22 мас. %). Далее квас фильтруется на полипропиленовых фильтрах любого типа с диаметром пор 20 мкм и пастеризуется на установке для пастеризации и охлаждения жидких пищевых продуктов ПМР-02-ВТ с роторными нагревателями при температуре 85°C и быстром охлаждении до 20°C. После пастеризации квас перегоняют центробежным насосом «Прима NC-900/40HE» в купажный бак, в купаж загружают: 1) раствор солей, состоящий из 0,05 кг (0,005 мас. %), лактата кальция, 0,12 кг (0,012 мас. %), цитрата калия, 1, 5 кг (0,15 мас. %), натрия хлористого, растворенных совместно в 5 дм³ подготовленной воды; 2) раствор аскорбиновой кислоты в количестве 0,07 кг (0,007 мас. %), приготовленный растворением в 0,5 дм³ подготовленной воды; 3) молочную кислота 80%-ную. Квас перемешивается в течение 10 мин якорной мешалкой с частотой 15 об./мин. Затем квас через полипропиленовый фильтр любой марки с величиной пор 15 мкм подают в установку розлива в кеги любой конструкции. Полученный квас имеет традиционный насыщенный, сладко-кислый с легким приятным солоноватым послевкусием, гармоничный вкус; интенсивный, свойственный русскому квасу хлебный аромат, содержание сухих веществ 7,5%, кислотность 3,2 см³ 1 М раствора NaOH, пошедшего на титрование 100 см³ напитка, ионы K,⁺ Ca²⁺, Cl^-, Na⁺ способствующие восстановлению водно-солевого баланса, содержание витамина С не менее 6,5 мг/100 см³.

Преимущество заявляемого способа, по сравнению с существующим прототипом, заключается в том, что введение в квас раствора минеральных солей в количестве, соответствующем потерям при потоотделении, позволяет придать напитку свойства, восстанавливающие водно-солевой баланс работника горячего цеха, работающего при повышенных нагрузках и высоких температурах окружающей среды, тогда как прототип имеет узконаправленное использование для утоления жажды. Внесение в квас раствора аскорбиновой кислоты непосредственно перед розливом и его кратковременное перемешивание низкоскоростной мешалкой позволяет повысить сохраняемость витамина С.

При подборе компонентов минерального комплекса используются ингредиенты, разрешенные к применению в безалкогольной промышленности, обладающие хорошей растворимостью в воде и нейтральным вкусом (цитрат натрия и лактат кальция), в сумме позволяющие воссоздать состав солей, теряемых работником горячего цеха в процессе выделения пота. Аскорбиновая кислота участвует в иммунной и антиоксидантной функции; повышает сопротивляемость организма при воздействии вредных факторов окружающей среды.

Использование предлагаемого способа производства кваса для горячих цехов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: повышение жаждоутоляющих свойств кваса за счет молочной кислоты, обогащение кваса комплексом солей, состоящих из ионов K,⁺ Са²⁺, Cl^-, Na⁺, способствующих восстановлению водно-солевого баланса; витамином С, повышающим сопротивляемость организма при воздействии высокой температуры в горячем цеху предприятия, что позволяет получить напиток, обладающий восстановительными функциями при воздействии высоких температур при работе в горячем цехе, традиционные вкусо-ароматические характеристики и внешний вид, а также расширить ассортимент безалкогольных напитков.

Источники информации

1. Кулиненков В.А. Фармакотерапия в спортивной медицине. - М.: Изд-во: Медицина, 2006. - 420 с.

2. Сборник технологических инструкций, правил, методических указаний и нормативных материалов по безалкогольной промышленности. Под ред. Рудольфа В.В. Т. 1, М. НПО НМВ, 1991, с. 257-263.

3. Патент SU №1738838. Способ производства кваса (авторы: Прибыльский В.Л. и др.), опубл. 07.06.92. Бюл. 21.

4. Патент RU №2061392. Способ приготовления кваса (авторы: Шендеров Б.А., Манвелова М.А., Степанчук Ю.Б.), опубл. 07.07.1993.

5. Патент РФ №2142985. Квас для горячих цехов. C12G 3/02, A23L 2/00, заяв. 1996-02-06; опубл. 20.12.1999.

6. Патент РФ №2093552. Способ приготовления кваса. (авторы: Исаева B.C.; Иванова Т.В.; Андреева О.В. и др.). Заяв. 27.06.1995; опубл. 20.10.1997 (прототип).