«Казанский государственный технологический университет»

Высшая школа экономики

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Характеристика готового продукта, характеристики исходного сырья и материалов, описание физико-химических и физико-механических свойств, а также методов технологического контроля

1.2 Описание технологической схемы получения готового продукта

1.3 Обоснование выбора технологической схемы производства

2. Описание рецептуры получения готового изделия. Продуктовый расчет (материальный баланс) производства на единицу выпускаемой продукции

Заключение

Список используемой литературы

Графическая часть проекта

квас продукт рецептура технологическая

ВВЕДЕНИЕ

Хлебный квас - один из распространенных напитков, обладающий приятным ароматом ржаного свежевыпеченного хлеба и кисловато-сладким вкусом. Он содержит разнообразные продукты спиртового и молочнокислого брожения, которые придают ему освежающее действие и специфический кисловатый вкус. Питательная ценность 1 дм³ кваса составляет 1000-1170 кДж (240-280 ккал).

Сырьем для производства хлебного кваса служат ржаной солод, ржаная мука, ячменный солод, сахар и другие продукты. Основные стадии его производства включают: получение ржаного солода, приготовление квасного сусла, сбраживание квасного сусла и купажирование кваса.

Раньше квасное сусло приготовляли настойным и рациональным способами, которые сейчас применяют редко.

Настойный способ заключался в экстрагировании растворимых веществ из измельченных квасных хлебцев путем двух- или трехкратного настаивания в горячей воде. А по рациональному способу квасное сусло получали путем предварительного запаривания под избыточным давлением в течение 2 ч ржаного дробленого ферментированного солода и ржаной муки. Запаренную массу помещали в заторный чан, добавляли в нее ячменный солод и смесь осахаривали по определенному технологическому режиму. Полученное сусло отделяли от нерастворившейся зерновой массы (гущи) фильтрованием.

В настоящее время квасное сусло готовят в основном из концентрата квасного сусла, концентратов квасов, концентрата обогащенного квасного сусла, экстракта окрошечного кваса, которые получают на специализированных заводах из ферментированного и неферментированного ржаного солода, ячменного солода с добавлением ржаной, кукурузной, ячменной муки.

При сбраживании квасного сусла используют комбинированную культуру дрожжей и молочнокислых бактерий. Дрожжи вызывают спиртовое брожение, а бактерии -- молочнокислое. Молочнокислые бактерии примерно половину сахара превращают в молочную кислоту, остальной сахар - в диоксид углерода, уксусную кислоту и этиловый спирт. Совместное действие микроорганизмов основано на их различном обмене веществ, и разных требованиях к питательной среде, а также разной скорости размножения. В результате изменения условий среды меняется ход брожения, характерный для этих микроорганизмов при их раздельном развитии. Например, в первой половине процесса брожения, где используется комбинро ванная культура, в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий накапливается молочная кислота и повышается кислотность среды, что способствует размножению дрожжей. Во второй половине процесса брожения дальнейший рост кислотности угнетает жизнедеятельность дрожжей, и они начинают погибать. Продукты автолиза этих дрожжей служат питанием для молочнокислых бактерий. В присутствии молочнокислых бактерий квасные дрожжи накапливают в сбраживаемой среде до 0,04% уксусноэтилового эфира, что способствует улучшению вкуса и аромата кваса, а также повышению стойкости кваса при хранении.

Сброженный квас купажируют (смешивают в определенных пропорциях) с необходимыми компонентами, в том числе с сахаром, тщательно перемешивают и разливают.

1. Технологическая часть

1.1 Характеристика готового продукта, характеристики исходного сырья и материалов, описание физико-химических и физико-механических свойств, а также методов технологического контроля

Квас --прохладительный напиток, насыщенный диоксидом углерода, с приятным ароматом ржаного хлеба и кисло-сладким вкусом. При незначительном содержании спирта (0,4.. .0,6 мае. %) квас относится к безалкогольным напиткам, который утоляет жажду, освежает и поднимает тонус.

В 100 г кваса содержится: 93,4 г воды, 0,2 г белков, 5,0 г углеводов, 0,2 г золы, 0,3 г органических кислот (в пересчете на лимонную) и 0,6 г спирта. Энергетическая ценность хлебного кваса в пересчете на 1 л составляет 250 ккал (1050 кДж).

Квас делят на хлебный квас брожения и газированный, полученный купажированием. Хлебные квасы брожения -- хлебный и окрошечный -- составляют более 90 % общего количества квасов и напитков, приготовленных на хлебном сырье. К газированным квасам относят не только квасы, полученные на основе концентрата квасного сусла (ККС), вкусовых и ароматических добавок, но и квасы, вырабатываемые на основе специфических концентратов.

Готовый хлебный квас брожения должен содержать 5,4.. .5,8 % СВ, а окрошечный -- 3...3,2 %. Также квасы должны быть коричневого цвета, непрозрачными, с небольшим осадком дрожжей.

Квас получают на основе ржаного и ячменного солода, ржаной и ячменной муки, квасных хлебцев или концентрата квасного сусла. При купажировании кваса используют сахарный сироп. Для некоторых сортов кваса применяют концентраты яблочного и виноградного сока, ряд вкусовых и ароматических добавок.

Концентрат квасного сусла (ККС) представляет собой вязкую густую жидкость темно-коричневого цвета, кисло-сладкого вкуса с ароматом ржаного хлеба. ККС содержит около 70,0 мае. % сухих веществ с кислотностью в пределах 16.. .40 мл на 1 н NaOH на 100 г концентрата.

В определенные виды кваса добавляют настои трав, чая, цитрусовых, а также хрена. Широко используют спиртовые настои мяты и полыни. Для создания заданной кислотности среды используют молочную, лимонную и уксусную кислоты.

Сырьем для производства хлебного кваса являются сухой ржаной солод, ржаная мука, сухой ячменный солод, квасные хлебцы и так называемый сухой квас.

Ржаной солод и ржаная мука являются основным сырьем, обусловливающим аромат «и цвет напитка. Ячменный солод применяют для осахаривания ржаной муки, используемой на приготовление квасного сусла и квасных хлебцев.

1. РОЖЬ (SECALE)

Ботаническая характеристика ржи и анатомия ржаного зерна

Из различных видов ржи народнохозяйственное значение имеет один культурный вид - рожь посевная. Рожь посевная, культурная (Secale cereale L.)-двухлетнее и однолетнее растение (озимые и яровые формы) из семейства злаковых. Плод ржи - зерновка, выпадающая при молотьбе из пленок. Зерновка у основания заостренная, на верхнем конце тупая. Соцветие - колос.

Зерна ржи (рис. 78) имеют различные формы. Их линейные размеры колеблются в широких пределах: длина 4-9,8 мм, ширина 1,4-3,6 м толщина 1,0-3,4 мм. Объем одного зерна колеблется от 10 до 30 мм3. Различают зерно овальное, когда отношение длины к толщине равно 3 : 1 или меньше, и удлиненное, когда это отношение больше.

Рис. 78: _широкое длинное. ,_узкое длинное. 3_широкое короткое; 4 - узкое короткое.

Химический состав зерна ржи

В связи с условиями произрастания и сортовыми особенностями химический состав зерна ржи заметно колеблется.

Основным углеводом зерен ржи является крахмал, содержание которого в них колеблется от 53 до 63% (на сухое вещество). Кроме того, в зернах ржи содержится значительное количество других высокомолекулярных углеводов, слизей - гуммивеществ и левулезанов - водорастворимых коллоидных полисахаридов - полпфруктозидов, образующих при гидролизе фруктозу (левулезу).

В зрелом зерне содержится гуммивеществ от 2,5 до 5%, левулезанов- около 3%. Слизи на 90% состоят из пентозанов. Они растворимы в воде и очень гидрофильны. При гидратации объем их увеличивается в 9 раз. В меньших количествах содержится в зерне сахароза, раффиноза (в зародыше) и клетчатка. Содержание Сахаров колеблется от 4,3 до 6,6%, а клетчатки- от 2,04 до 3,32% на сухое вещество. Наиболее сильные колебания наблюдаются в содержании белка. В зерне ржи содержится от 8,09 до 19,13% белка на сухое вещество.

Белок ржи состоит из альбумина, глиадина, глобулина п глютелина. Первые два количественно преобладают. Характерной особенностью белковых веществ ржаной муки является их способность к весьма быстрому и интенсивному набуханию. Значительная часть белков при этом неограниченно набухает и пептизируется, образуя вязкий коллоидный раствор.

Аминокислотный состав белков ржи характеризуется следующими примерными данными.

- Содержание в °

Вещества, входящие в состав белка от азота белка

Аргинин.............. 4,6-8,6

Валин............... 4,2-5

Гистидин ............. 2,1-2,4

Лизин............... 3,3-4,6

Лейцин.............. 6,2

Изолейцин............. 4,0

Треонин.............. 3-3,9

Метионин............. 1,1

Триптофан............. 3-4

Тирозин.............. 1,2

Цистеин.............. 2-2,6

Таким образом, в состав белков ржи входит 10 незаменимых (не синтезируемых в организме животных) аминокислот.

Жира в зерне ржи содержится от 1,7 до 2,0%. Он состоит преимущественно из глицеридов ненасыщенных жирных кислот: линолевой (44,2%), олеиновой (31,9%), линоленовой (4,9%), пальмитиновой (8,1%), миристиновой (2,3%), стеариновой (0,2%) и неомыляемых веществ (7,3%))- Из жироподоб-ных веществ в зерне содержится фитостерин и лецитин (0,57%). Жир содержится главным образом в алейроновом слое и зародыше.

В состав зерна входят и минеральные соли, часть которых находится в виде растворов в клетках, а часть связана с некоторыми органическими веществами. Зольность зерна (количество минеральных веществ, остающихся после полного сгорания зерна) колеблется от 1,49 до 2,54%, чаще - от 1,8 до 2,0%- При общем количестве золы 1,79% в ней найдено в % к сухому веществу: К20 - 0,58; Na20 - 0,03; СаО - 0,05; MgO - 0,29; Р205 - 0,85; S03 - 0,02; Si02 -0,03; Cl2 - 0,01. В табл. 25 приведен химический состав ржи.

Для прорастания семян необходимы достаточная влажность, соответствующая температура и наличие кислорода.

Жизнедеятельность зерна активируется с появлением в нем свободной, вегетационной влаги. При влажности, несколько превышающей 15%, из состояния относительного покоя зерно переходит к активной жизни. Содержание вегетационной влаги в зерне является результатом искусственного насыщения его водой. Вода обеспечивает переход в раствор растворимых питательных веществ и перемещение их к зародышу, а также создает возможность проникновения в эндосперм ферментов, которые переводят резервные вещества зерна в растворимые, усвояемые зародышем. С проникновением в зерно достаточного количества влаги в нем ускоряются самые разнообразные биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью зародыша, усиливается дыхание и активизируются ферменты. Таким образом, вегетационная влага является не только средством перемещения питательных веществ к зародышу, но и фактором, способствующим началу биохимических реакций в зародыше и в зерне.

Необходимое увлажнение достигается замачиванием зерна в воде или орошением его водой. Проникновение воды в зерно происходит по всей поверхности, но в наибольшем количестве вода проникает через микрокапиллярные отверстия, расположенные в кончиках зерна (главным образом в зародышевом).

Эндосперм отличается по своему строению слабой межмолекулярной диффузией и капиллярностью. Алейроновый слой относится к трудно проводящим воду частям зерна. Зародыш поглощает воду быстрее других частей зерна благодаря воздушным прослойкам, капиллярным каналам и пустотам, а также вследствие преобладания в его составе гидрофильных белковых веществ. Таким образом, наибольшее количество воды содержится у основания зерна, где расположен зародыш. Семенная оболочка пропускает только воду, но не пропускает вещества, растворимые в воде; являясь полупроницаемой мембраной, семенная оболочка представляет собой физиологический защитный орган, предотвращающий как потери вследствие выщелачивания, так и поступление нежелательных веществ снаружи.

Оболочки живых растительных клеток в большей или меньшей степени проницаемы для солей, растворимых в природных водах. Однако проницаемость оболочек для разных солей неодинакова и зависит от концентрации солей в клетке, рН и явлений, свойственных полупроницаемым оболочкам, - осмодиф-фузии и ультрафильтрации. Клетки мало проницаемы для свободных ионов Н+ и ОН-, анионов органических кислот и щелочей, но легко пропускают недиссоциированные молекулы многих кислот и щелочей.

Проникновение воды в семя обусловлено гидрофильностью коллоидов зерна. В зрелом зерне клеточные оболочки, протоплазма и запасные вещества, находящиеся в ней, представляют собой высохшие коллоидные студни, мицеллы которых с большой силой притягивают к себе воду. Осмотическое давление, развиваемое растворимыми веществами, находящимися внутри клеток, может достигать несколько сот атмосфер. Белковые вещества способны поглотить до 180% воды, крахмал - до 70% и клетчатка - до 30% к массе сухого вещества. Объем зерна при замачивании увеличивается примерно в 1,5 раза. Набухание зерна сопровождается интенсивной деятельностью ферментов. С повышением влагосодержания сила всасывания зерна падает, и при достижении определенной влажности не обнаруживается никакой всасывающей силы. Замоченное зерно становится мягким и эластичным.

Особенности производства и потребления готовой продукции. В основе производства квасов брожения лежат анаэробные процессы незавершенного спиртового и молочно-кислого брожения. Выделяющаяся в ходе брожения теплота отводится из аппарата через теплообменники. Брожение идет при 30 °С.

При приготовлении хлебного кваса брожения разрешается заменять до 50 % ККС неохмеленным пивным суслом из расчета 64,8 дм³ с содержанием сухих веществ 15 % на 100 дал кваса.

Сбраживание сахара в квасном сусле в количестве 0,6...0,8 % не может обеспечить интенсивного брожения, поэтому перед брожением в сусло вводят 25 % сахара от общей массы, расходуемой для приготовления кваса.

Путем купажирования сбраженного квасного сусла с сахарным получают хлебный квас брожения. Купажирование кваса и перемешивание среды длится 1,5.. .6,5 ч, а сбраживание сусла -- 10... 18 ч.

Срок хранения кваса брожения 2 сут. За это время содержание спирта в квасе возрастает до 1... 1,2 мае. %, а содержание сухих веществ снижается до 4,2.. .4,6 г/100г кваса.

Повышение стойкости кваса. Для повышения биологической стойкости квас, налитый в бутылки, пастеризуют в туннельных, поужных пастеризаторах или, предварительно, в потоке. Стойкость пастеризованного кваса составляет 3 мес. для Московского и Русского и 1 мес. для Мятного и кваса с хреном.

Для пастеризации рекомендуются следующие режимы:

Для туннельного пастеризатора

I вариант

Температура, °С 40 -> 60 -> 65-70 -> 60 -> 40 -> 30 -> 12

Время выдержки, мин 7 -> 7 -> 44 ->7->7->7-»6

II вариант

Температура, ⁹С . 40 -> 60 -» 70 -> 60 -> 40 -> 30 -> 15

Время выдержки, мин 6 --» 6 --> 24 --> 6 --> 6 --> 6 --> 6

Для погружного пастеризатора Температура, °С 45 -> 65 -> 45 -» 35 -> 25 -> 10

Время выдержки, мин 15 --> 35 --> 10 --> 10 --> 10 --> 10

Объем газового пространства в бутылках, предназначенных для пастеризации, должен быть не менее 20 см³ для бутылок вместимостью 0,5 дм³ и 14 см³ для бутылок вместимостью 0,33 дм³.

В последнее время предложена технология стойкого хлебного кваса, полученного сбраживанием и последующим купажированием не с сахаром, а с сахарозаменителем. После этого квас обрабатывают осветлителями пива, получившими в последнее время распространение, что приводит к резкому снижению в нем дрожжевых клеток, фильтруют на кизельгуровом или обеспложивающем фильтре и пастеризуют.

Пороки хлебного кваса. По своему составу хлебный квас является благоприятной средой для развития микроорганизмов, вызывающих его порчу. Поэтому строгий санитарный режим в производстве, соблюдение правил личной гигиены рабочими, бактериальная чистота сырья, оборудования, воздуха в помещениях необходимы для обеспечения бактериальной чистоты кваса.

Для хлебного кваса характерны следующие пороки: уксуснокислое скисание, поражение плесенью, микодермой (дикие дрожжи), загрязнение кишечной палочкой, ослизнение.

При уксуснокислом скисании резко увеличивается кислотность кваса и снижается содержание сухих веществ в процессе брожения,

Ухудшается вкус. Возбудителем этого брожения являются уксуснокислые бактерии, окисляющие этиловый спирт до уксусной кислоты. При их развитии на поверхности кваса образуется тонкая видимая пленка. Размножению бактерий способствует плохая мойка оборудования, большой объем газового пространства в бутылке и негерметичная укупорка. Характерным признаком развития уксуснокислых бактерий служит появление в производственных помещениях плодовой мушки, которая переносит бактерии в открытые емкости с квасом и суслом. Оптимальная температура их роста 30--34° С.

Плесени - это мицелиальные микроскопические грибы. Плесени развиваются на стенках помещений, на поверхности бочек, шлангов аппаратов, где есть остатки сусла, на зерне, солоде, квасных хлебцах! Для предупреждения их появления в производственных помещениях поддерживают постоянную чистоту, а поверхности оборудования обрабатывают хлорными растворами. Бескислородные условия и термическая обработка губительны для микроскопических грибов.

Дикие дрожжи широко распространены в воздухе, на поверхности зерна, плодов, ягод. При своем развитии они на поверхности образуют белую складчатую пленку, ухудшают вкус кваса. В условиях закрытого брожения дикие дрожжи гибнут. Дикие дрожжи разлагают этиловый спирт и органические кислоты до диоксида углерода и воды; спиртового брожения они не вызывают. Чистые культуры производственных дрожжей не должны содержать более 0,5% диких дрожжей.

Кишечная палочка может попасть в квас с водой, а также от обслуживающего персонала, не соблюдающего личной гигиены. Для хлебного кваса, приготовленного на чистых культурах, в 1 см³, а в сброженном хлебопекарными дрожжами, в 0,1 см³ наличие бактерий группы кишечной палочки БГКП (колиформы) не допускается. Патогенных микроорганизмов не должно быть в объеме 25 см³.

Ослизнение кваса происходит в результате развития слизеобразующих бактерий (лейконосток и картофельная палочка). Лейконосток относится к группе кокков, попадает в квас с сахарным сиропом. В благоприятных условиях этот микроорганизм развивается в сахаре-песке. Потребляя сахар, он вырабатывает слизистое вещество - декстран, который делает квас вязким, тянущимся. При этом резко снижается сладость. К употреблению такой квас не пригоден. При наличии в среде 0,7--1% кислоты или при кипячении не менее мин лейконосток погибает.

Картофельная палочка, также как и лейконосток, является спорообразующим микроорганизмом, ослизняющим квас. Для предупреждения заражения хлебного кваса слизеобразующими микроорганизмами сахарный сироп необходимо кипятить не менее 30 мин и строго соблюдать санитарный режим производства. При появлений признаков ослизнения кваса все емкости и оборудование, где находился такой квас, дезинфицируют раствором хлорной извести или антиформина, пропаривают острым паром.

Ассортимент квасов. Безалкогольная промышленность выпуску напитки, приготовляемые методом брожения (хлебный квас, квас для окрошки, Днепровский квас, квас хлебный для горячих цехов, Русь, Квас настоящий, Квас Победитель, Окрошечный, Очаковский с хреном, Моя семья, Былинный с медом, Хуторской) и на питки газированные бутылочного розлива (квас Русский, Московский, Литовский, ароматный с хреном, мятный; напитки на хлебномсырье Здоровье, Осень, Останкинский и др.).

Из многочисленных видов кваса, получаемых методом брожения, заводы выпускают хлебный квас и Московский, имеющие следующие показатели качества:

Хлебный Московский

Содержание сухих веществ в 100 г кваса при выпуске с завода, г, не ниже 5,4-5,8 7,3

Содержание спирта, % масс.0,4-0,6 -

Кислотность 100 см³ кваса,

см³1 н раствора NaOH 2-4 3

Содержание диоксида

углерода, % масс. 0,3-0,4 Не менее 0,3

С использованием ККС и экстракта солодового выпускают напитки на зерновом сырье. Например, напиток Здоровье содержит сахар, солодовый экстракт, лимонную и аскорбиновую кислоты, колер. Напиток Осень содержит кукурузную патоку, ККС, колер, настои чая, апельсинов, лимонов, а также лимонную кислоту и ванилин. Напитки приготавливают купажированием компонентов.

Квас хлебный, окрошечный, Днепровский и квас хлебный для горячих цехов являются непрозрачными напитками, при отстаивании образуется осадок из дрожжей и частиц хлебного сырья.

Квасы бутылочного розлива также непрозрачные, коричневого цвета, кисло-сладкие на вкус. Аромат их зависит от использованного сырья и добавок.

Все виды кваса кисло-сладкие на вкус, коричневого цвета, обладают ярко выраженным ароматом ржаного хлеба, насыщены диоксидом углерода.

Содержание сухих веществ и спирта в квасах, приготовленных методом брожения, не постоянно. При дображивании в торговой сети содержание сухих веществ уменьшается, а спирта увеличивается.

Органолептические и физико-химические показатели кваса и напитков из хлебного сырья должны соответствовать требованиям действующих Государственных отраслевых стандартов (ГОСТ), отраслевых стандартов (ОСТ) или технических условий (ТУ).

1.2 Описание технологической схемы получения готового продукта