Определение соответствия пива микробиологическим нормативным показателям для слабоалкогольных напитков

• Введение
• 1. Обзор литературы
• 1.1 Микробиология виноделия
• 1.2 Микробиология пивоваренного производства
• 1.3 Микробиология безалкогольных напитков и кваса
• 2. Собственные исследования
• 2.1 Материалы и методы
• 2.1.1 Отбор проб для микробиологического анализа
• 2.1.2 Подготовка проб для микробиологического анализа
• 2.1.3 Посев методом мембранных фильтров
• 2.1.4 Определение количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов
• 2.1.5 Определение бактерий группы кишечных палочек (колиморфных бактерий)
• 2.1.6 Определение дрожжей и плесневых грибов
• 2.1.7 Выявление бактерий рода Salmonella
• 2.2 Результат исследования
• 2.3 Заключение
• Выводы
• Список использованной литературы

Алкогольные и безалкогольные напитки отнесены к группе вкусовых товаров. Они имеют как вкусовую так и пищевую ценность благодаря содержанию минеральных соединений, органических кислот и легко усвояемых углеводов.

Напитки по способу приготовления и составу делят на:

1. Алкогольные (водка, спирт, ром, коньяк, ликеры, вина);

2. Слабоалкогольные (пиво, брага, квас);

3. Минеральные воды и безалкогольные напитки.

Цель работы: Определить соответствие пищевых продуктов — пастеризованного бутылочного пива «Балтика» микробиологическим нормативным показателям для слабоалкогольных напитков

Задачи:

1. Исследовать микрофлору пива, производства пивоваренной компании «Балтика», согласно действующей нормативной документации.

2. Определить соответствие полученных данных нормативным показателям.

1. Обзор литературы

1.1 Микробиология виноделия

Виноделие — сложный процесс превращения веществ винограда в вино. В процессе приготовления вина из виноградного сусла протекают сложные биохимические реакции, связанные с жизнедеятельностью дрожжей и бактерий.

Основные изменения качества вина происходят под влиянием молочнокислых бактерий, вызывающих помутнение вин и приводящих к заболеваниям, которые существенно ухудшают органолептические и физико-химические показатели вина, вплоть до полной его непригодности. Ухудшение качества вина может начаться при повышении рН. Сильным ингибитором жизнедеятельности молочнокислых бактерий является сернистый ангидрид SO2.

Сложность предотвращения бактериального инфицирования вина и его последствий заключается в том, что эти явления не сразу удается распознать, так как концентрация бактерий может быть низкой, наблюдается лишь легкая опалесценция, или небольшое слизеобразование. Когда же количество бактерий и образование видимых помутнений достигает максимума, в вине уже происходят глубокие изменения, которые трудно или практически невозможно исправить.

Основными видами порчи вина являются его ожирение, прогоркание, разложение винной кислоты, молочнокислое брожение. Ожирение (ослизнение) вина вызывают бактерии Pediococcus и Leiconostoc. Вино становится вязким, льется бесшумно, как маслянистая жидкость. Как правило, поражаются белые вина с невысоким содержанием дубильных веществ. Заболевание может поражать и красные вина. Под действием бактерий содержащийся в вине сахар превращается в полисахариды. Иногда для устранения повышенной вязкости вина достаточно ввести дополнительную дозу SO2.

Прогоркание вина вызывается разложением глицерина и образованием акролеина, который затем вступает в химические реакции с образованием горьких веществ. Разлагают глицерин бактерии Lactobacilus brevis. Прогорканию чаще подвержены красные вина, богатые дубильными веществами. Вино теряет блеск, мутнеет, во вкусе ощущаются тона горечи. Цвет вина изменяется, красящие вещества выпадают в осадок. Вино становится непригодным к употреблению.

Разложение винной кислоты (турн) вызывают Bacterium tartarophtorum. В нормальных условиях винная кислота микроорганизмами не разлагается. Обычно снижение содержания винной кислоты происходит при выпадении в осадок солей винной кислоты — тартратов — в процессе брожения или при обработке вина. Бактерии разлагают винную кислоту до уксусной кислоты и диоксида углерода. Вино мутнеет, становится плоским, у красных вин разрушаются красящие вещества, повышается содержание летучих кислот. Вино становится непригодным к употреблению.

Молочнокислое брожение вина вызывают как гомоферментативные, так и гетероферментативные молочнокислые бактерии. Молочнокислое брожение широко распространено и опасно. Заболевают вина, содержащие восстанавливающие сахара. Вино теряет блеск и прозрачность, при взмучивании вина со дна сосуда поднимаются характерные шлейфообразные скопления бактерий. Вкус вина изменяется, в нем появляются уксусный привкус, ацетамидный или «квашеный» тон. Вино становится непригодным к употреблению. Для предотвращения бактериальных заболеваний вин необходимо строго соблюдать санитарно-гигиенические требования производства, проводить пастеризацию вина, обеспложивающую фильтрацию, осуществлять процесс брожения на чистых культурах дрожжей при низких температурах, своевременное сульфинирование.

1.2 Микробиология пивоваренного производства

Пиво является слабоалкогольным освежающим напитком, производство которого основано на жизнедеятельности дрожжей. Производство пива ведется в нестерильных условиях, поэтому отдельные стадии технологического процесса инфицируются различными микроорганизмами, вызывающими порчу готовой продукции.

Технология пива включает следующие стадии: производство солода, приготовление пивного сусла, брожение пивного сусла, осветление и розлив пива.

Основным сырьем для приготовления пива является солод, который производят из высококачественных пивоваренных сортов ячменя. Для производства солода ячмень замачивают, проращивают в определенных условиях и сушат. В пивоварении в качестве сырья используют и несоложеные материалы: ячмень, кукурузу, рис, глюкозный и ячменный сиропы, крахмальную патоку, тростниковый сахар-сырец и др.

Приготовление сусла является сложной технологической стадией. Дробленый солод смешивают с теплой водой, при этом происходит ферментативное расщепление крахмала, белков и других веществ, а также экстрагирование растворимых веществ водой. Приготовление сусла производят в несколько этапов, регулируя температуру и создавая лучшие условия для действия амилолитических и протеолитических ферментов.

В случае использования несоложеного сырья в пивоварении на стадии варки сусла вносятся ферментные препараты микробного происхождения.

Отфильтрованное пивное сусло кипятят с хмелем. При этом происходит коагуляция белков, инактивация ферментов, стерилизация сусла, а также охмеление сусла — экстрагирование горьких и ароматических веществ из хмеля, которые обладают бактерицидным действием.

Спиртовое брожение сахаров сусла под действием ферментов дрожжей — основной процесс в технологии пива, он подразделяется на две стадии — главное брожение и дображивание.

Главное брожение протекает в бродильных чанах или танках. В зависимости от вида применяемых дрожжей брожение может быть низовым, протекающим при температуре 6−10°С, и верховым, протекающим при 14−25°С. Наиболее распространенным является низовое брожение. Главное брожение проводят при атмосферном давлении в течение 7−10 суток. В результате получают молодое пиво — напиток со своеобразным вкусом и ароматом, содержащим небольшое количество дрожжей. Основная масса дрожжей оседает в конце главного брожения на дно сосуда.

Дображивание и созревание молодого пива протекает в герметически закрытых аппаратах при пониженной температуре (0−2°С) под избыточным давлением (0,03−0,07 МПа) в течение 21−90 суток. При дображивании и созревании в молодом пиве происходят сложные биохимические и физико-химические процессы, в результате которых пиво приобретает свои товарные свойства. Готовое пиво осветляют сепарированием или фильтрованием, охлаждают, дополнительно насыщают диоксидом углерода и разливают в тару.

Для производства пива используются специальные расы дрожжей-сахаромицетов, относящихся к видам Saccharomyces carlsbergensis (дрожжи низового брожения) и Saccharomyces cerevisiae (дрожжи верхового брожения). Дрожжи низового брожения широко используются в пивоварении для приготовления стандартного и сортового пива. Для темных и специальных сортов пива применяют дрожжи верхового брожения.

В пивоварении используют чистые культуры дрожжей, которые размножают (разводят) сначала в лаборатории, а затем в цехе в специальных аппаратах. Процесс разведения заключается в увеличении массы дрожжей от одной пробирки до массы, необходимой для внесения в бродильный аппарат.

Дрожжи, применяемые в пивоварении, принято называть, культурными, поскольку они обладают особыми признаками приобретенными в результате длительного разведения (культивирования) в определенных технологических условиях. Для получения высококачественного пива дрожжи должны обладать следующими свойствами: высокой бродильной активностью; флокуляционной способностью — медленно и полно оседать на дно бродильных аппаратов; умеренной способностью, к размножению; стойкостью к неблагоприятным условиям, и к инфицированию; стабильностью морфологических и физиологических, свойств и способностью придавать пиву характерные вкус и аромат.

Посторонние микроорганизмы в пивоваренное производство могут попадать из воздуха, воды, сырья, производственных культур, дрожжей, оборудования, тары и от персонала.

Микрофлора сырья. Основным сырьем для производства пива является солод, качество которого зависит от качества ячменя. На поверхности и под оболочкой ячменя обнаруживаются как бактерии, так и мицелиальные грибы. Общее количество микроорганизмов, главным образом бактерий, составляет десятки и сотни тысяч клеток в 1 г. свежеубранного доброкачественного зерна. Мицелиальные грибы составляют 1−2% от общего количества микроорганизмов.

Мицелиальная микрофлора свежеубранного зерна представлена грибами родов Alternaria, Fusarium, Helmintosporium, Cladosporium. Развитие мицелиальных грибов на ячмене приводит к значительному снижению жизнеспособности зерна, изменению его химического состава. В плесневелом зерне можно обнаружить токсические вещества, образуемые мицелиальными грибами.

В процессе производства солода грибы интенсивно развиваются, потребляют питательные вещества и вырабатывают продукты, отрицательно влияющие на свойства солода. Солод темнеет, снижается его ферментативная активность, что затрудняет процесс осахаривания. Качество сусла и пива, полученных из такого солода, значительно ухудшается. В сусле уменьшается содержание экстрактивных веществ, увеличивается содержание азота, повышается цветность. Пиво приобретает посторонние привкус и аромат, содержит токсины и имеет тенденцию к фонтанированию, т. е. чрезмерному пенообразованию.

Бактериальная микрофлора свежеубранного зерна в основном представлена бактериями Erwinia herbicola (травяная палочка). Высокое содержание клеток Е. herbicola (92−99% от общего количества бактерий) является показателем доброкачественности зерна. Встречаются кокковые формы бактерий и спорообразующие бактерии.

При хранении ячменя, особенно в неблагоприятных условиях (при повышенной влажности и температуре), происходит количественное и качественное изменение микрофлоры. Кокковые и спорообразующие бактерии вытесняют Е. herbicola. Наблюдается интенсивное развитие мицелиальных грибов родов Aspergillus, обнаруживаются и грибы родов Mycor и Rhizophus.

Источником микроорганизмов является и другое сырье, используемое в пивоварении: ячмень, хмель, кукуруза, рис, сахар и др.

Производственные (семенные) дрожжи при их недостаточной биологической чистоте могут служить опасным источником инфекции. При повторном применении дрожжей с каждой следующей генерацией биологическое состояние их, как правило, ухудшается, так как на поверхности клеток дрожжей адсорбируются клетки посторонних микроорганизмов (бактерий и диких дрожжей).

Бактерии, инфицирующие производственные дрожжи, представлены в основном молочнокислыми бактериями и бактериями кишечной группы. Кроме того, в значительных количествах обнаруживаются бактерии Obesumbacterium proteus и уксуснокислые бактерии.

Микроорганизмы, инфицирующие пиво. Важным показателем качества пива является биологическая стойкость — его способность противостоять помутнению, причиной которого является развитие микроорганизмов. Порчу пива могут вызвать культурные пивные дрожжи, оставшиеся в небольших количествах в результате некачественного сепарирования или фильтрования. При развитии в готовом пиве они образуют рыхлый осадок на дне бутылки, придают пиву дрожжевой привкус и портят его товарный вид.

Более опасными для качества пива являются посторонние микроорганизмы. Они вызывают помутнение пива, повышают кислотность, изменяют аромат и вкус, делая его непригодным к употреблению. Посторонние микроорганизмы, развивающиеся в пиве, принадлежат к бактериям и дрожжам. Это в основном спиртои кислотоустойчивые микроорганизмы, нечувствительные к антисептическому действию хмеля.

Основными вредителями пивоваренного производства являются молочнокислые бактерии, уксуснокислые бактерии, бактерии кишечной группы и др.

Молочнокислые бактерии, встречающиеся в пиве, относятся к родам Lactobacillus и Pediococcus. Наиболее часто в пиве встречаются виды Lactobacillus: L. pasteurianus, L. diastaticus, L. lindneri и др. Они вызывают помутнение, образуя «шелковистую муть», повышают кислотность пива, сбраживая сахара в основном в молочную кислоту. Гетероферментативные бактерии L. pasteurianus наряду с молочной кислотой образуют уксусную и муравьиную кислоты, глицерин, этанол и диоксид углерода.

Активно развиваются в пиве кокковидные бактерии рода Pediococcus, вызывая так называемое «сардинное заболевание» пива (прежнее название педиококков-сардины). Пиво приобретает неприятный вкус и медовый запах в результате образования диацетила, который отрицательно влияет на рост и размножение культурных дрожжей. Наиболее опасным среди педиококков является вид P. cerevisiae, который образует большое количество молочной кислоты, вызывая быстрое прокисание пива. Некоторые виды педиококков, например P. viscosus, вызывают ослизнение пива.

Уксуснокислые бактерии родов Acetomonas и Acetobacter также встречаются в пивоваренном производстве. Так как в качестве источников углерода уксуснокислые бактерии используют этиловый спирт и сахар, то в пивоваренных процессах они находят благоприятные условия для своего развития. Бактерии рода Acetomonas окисляют спирт только до уксусной кислоты, а бактерии рода Acetobacter-до СО₂ и воды.

В пиве уксуснокислые бактерии начинают размножаться даже при низком содержании кислорода. Способствуют их развитию неполный налив бутылок и бочек, неплотная укупорка. Уксуснокислые бактерии наряду с молочнокислыми являются наиболее частой причиной изменения кислотности и вкуса пива, помутнения и появления пленки на поверхности пива в бутылке. Наиболее опасными для пива уксуснокислыми бактериями являются виды A. viscosum и A. capsulatum, которые могут образовывать в пиве значительную слизь.

Бактерия Obesumbacterium очень часто инфицирует производственные дрожжи и хорошо развивается в сусле, вызывая его помутнение и образуя этиловый спирт и СО₂.О. proteus в пиве образует шелковистую муть, придает ему запах сероводорода и яблок.

Бактерия Zymomonas anaerobia также развивается в сусле, образуя спирт, органические кислоты, ацетальдегид и СО₂. Эта бактерия может испортить пиво в течение нескольких часов.

Бактерии кишечной группы представлены некоторыми видами родов Klebsiella и Escherichia. Они очень быстро развиваются в сусле и образуют большое число продуктов, влияющих на вкус и аромат пива. Пиво становится сладковатым с фруктовым привкусом или приобретает запах вареной капусты, иногда образуется сероводород. Наличие бактерий кишечной группы является показателем санитарного состояния завода.

Дикими называют дрожжи, встречающиеся в пивоваренном производстве и отличающиеся по физиологическим признакам от культурных пивных дрожжей. К ним относятся роды: Saccharomyces, Brettanomyces, Torulopsis. Реже встречаются дрожжи родов Pichia, Candida, Hansenula и др.

В готовом пиве дикие дрожжи активно размножаются, вызывая существенные изменения его биохимических и органолептических свойств. При их развитии в пиве появляются посторонние запахи (фруктово-эфирный, лекарственный и др.), неприятная горечь и вкус, образуется сильное помутнение, осадок. Некоторые дрожжи, например рода Candida, развиваются на поверхности пива в виде пленки. Дикие дрожжи обычно встречаются в меньших количествах, чем бактерии.

Мицелиальные грибы родов Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Helmintosporium и др. неприхотливы и могут развиваться на стенах и потолках сырых помещений, на оборудовании, в различной таре и наносить вред. Развиваются также на ячмене.

Микробиологический контроль является важнейшим участком работы по оценке качества сырья, полупродуктов и готовой продукции на пивоваренных заводах. Он осуществляется на всех технологических стадиях и включает объекты, наиболее важные и уязвимые в биологическом отношении. Микробиологическому контролю подлежат дрожжи, сусло, молодое пиво, готовое пиво.

В пивоваренном производстве определяют общее количество микроорганизмоввключая мезофильные аэробные и факультативно-анаэробные бактерии и бактерии кишечной группы.

Микробиологический анализ проводят общепринятыми методами: микрокопированием и высевом проб на плотные питательные среды. Установление отсутствия кишечной палочки, в анализируемых объектах проводят методом бродильной пробы на среде с лактозой.

Контроль пивных дрожжей. При производстве пива одной из самых ответственных технологических стадий является подготовка пивных дрожжей к брожению. Состояние дрожжевой культуры не только определяет качество пива, но и лимитирует скорость главного брожения.

Пивные дрожжи из аппарата для разведения чистой культуры перед подачей в цех брожения анализируют на присутствие в них посторонних микроорганизмов и мертвых клеток дрожжей. Если анализ показывает наличие посторонних микроорганизмов, то разводят новую чистую культуру из пробирки.

Производственные (семенные) дрожжи исследуют ежедневно из каждой ванночки: проверяют морфологию клеток, содержание мертвых клеток, содержание гликогена, определяют присутствие посторонних микроорганизмов.

Контроль сусла. Сусло сразу после кипячения с хмелем обычно стерильно и его инфицирование происходит при охлаждении. На анализ отбирают пробы сусла из аппаратов для охлаждения, коммуникаций и бродильных емкостей. Определяют стойкость сусла, общую обсемененность сусла микроорганизмами, наличие кислотообразующих бактерий. Особое внимание обращается на выявление бактерий, способных развиваться в готовом пиве.

Контроль молодого пива. Анализы молодого пива проводят в случае нарушения нормального хода главного брожения с целью выявления причин нарушения. В настоящее время за 7 суток до окончания дображивания, когда практически осели все дрожжи, отбирают пробы пива и определяют его биологическую стойкость. Появление пленки, осадка, гнилостного или кислого запаха через 2−3 суток свидетельствует о повышенной обсемененности сусла посторонними микроорганизмами и о плохой санитарной обработке танков. Такой анализ помогает прогнозировать качество готового пива.

Контроль готового пива. Готовое пиво проверяют на биологическую стойкость и определяют общее число микроорганизмов и наличие бактерий кишечной группы. Биологическая стойкость каждого сорта пива характеризуется временем, в течение которого не происходит развитие в нем микрофлоры. В 1 мл пива не должно быть более 100 клеток посторонних микроорганизмов.

Не реже одного раза в месяц в каждом сорте пива определяют бактерии кишечной группы.

Контроль воды и материалов. Объектами микробиологического контроля пивоваренного производства, как всех других пищевых производств, являются смывные воды, фильтрующие материалы, тара, укупорочный материал. Устанавливаются нормы обсемененности каждого объекта. Так, например, количество микроорганизмов в последних смывных водах после дезинфекции оборудования должно быть близким к числу клеток в воде, используемой для обработки. Бактерии кишечной группы в 100 см³ смывной воды должны отсутствовать.

Качество пива в значительной степени определяется уровнем санитарного состояния производства по всему технологическому процессу. Санитарно-гигиенические требования предусматривают на всех участках производства проведение профилактических мероприятий по предотвращению микробиологической загрязненности сырья, полупродуктов и готовой продукции.

Хранение ячменя. Помещение для хранения зерна является наиболее запыленным участком производства. Поэтому санитарные правила предусматривают установление пылеуловителей и вентиляторов, а также уборку помещения в каждую смену.

Солодовенный цех. Санитарные мероприятия при приготовлении солода направлены в основном на борьбу с зерновой пылью, механическими примесями, микроорганизмами.

Рекомендуется чистка, мойка и дезинфекция хлорной известью или формалином замочных чанов и солодорастительных аппаратов после освобождения их от солода.

Варочный цех. Помещение варочного цеха должно быть высоким, светлым, вентилируемым. После каждой варки внутреннюю поверхность заторных котлов, фильтрационных аппаратов и сусловарочных котлов необходимо тщательно чистить и мыть.

Дрожжевое отделение. Оно должно быть изолировано и иметь температуру в пределах 2−4°С.

Цех брожения. Этот цех должен быть сухим, в нем необходимо поддерживать температуру на уровне 6−8°С. Бродильные чаны и танки после перекачивания молодого пива в танки для дображивания очищают механическим способом, моют и обрабатывают дезинфицирующим препаратом в течение 30 мин, после чего смывают водой.

Цех дображивания. Он также должен быть сухим и иметь температуру не выше 3 °C. Тщательно проводят обработку пивопроводов: до начала и после окончания работ их промывают водой и два раза в неделю дезинфицируют.

Цех розлива. Все помещения цеха розлива, а также помещения для мойки тары подвергают тщательной санитарной обработке.

Розлив пива проводят в отдельных помещениях. Бутылки, бочки и автотермоцистерны перед наполнением тщательно осматривают и моют.

Общий санитарно-гигиенический контроль включает и систематическую проверку чистоты воды, а также чистоты рук рабочих на наличие бактерий кишечной группы. Большое внимание обращают на чистоту санитарной одежды, которую хранят в специальных шкафах и регулярно подвергают чистке и дезинфекции.

1.3 Микробиология безалкогольных напитков и кваса

К безалкогольным напиткам относятся газированная вода, газированные фруктовые напитки, сухие шипучие напитки, к слабоалкогольным — квас.

Газированная вода — это питьевая вода, искусственно насыщенная диоксидом углерода до концентрации 0,4−0,5% к массе напитка. Такая вода имеет кисловатый вкус, своеобразную свежесть и хорошо утоляет жажду.

Газированные фруктовые напитки представляют собой водные растворы сиропов, приготовленных из сахара, фруктово-ягодных соков, настоев цитрусовых плодов, вина, органических кислот, ароматических эссенций, красителей, насыщенные диоксидом углерода. Он придает напиткам игристость, своеобразную свежесть и остроту вкуса.

Сухие шипучие напитки выпускаются для удовлетворения повышенного спроса населения на напитки в летнее время в виде сухих концентратов (порошков и таблеток). Они представляют собой смесь измельченного сахара, виннокаменной кислоты, питьевой соды и эссенций. Напитки из концентратов получают простым растворением порошка или таблетки в воде, при этом происходит вспенивание раствора в результате выделения СО₂ при взаимодействии винной кислоты и соды.

В производстве безалкогольных напитков полезная жизнедеятельность микроорганизмов не используется, они являются вредителями производства, могут вызвать порчу сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

Хлебный квас является национальным русским напитком, обладающим приятным ароматом свежевыпеченного ржаного хлеба и кисловато-сладким вкусом. В его изготовлении участвуют микроорганизмы — дрожжи и молочнокислые бактерии.

Хлебный квас — это продукт незаконченного спиртового и молочнокислого брожения квасного сусла, полученного из солода и несоложеных материалов. Квас — это непрозрачный напиток коричневого цвета с содержанием спирта 0,5% об.

Сырье и основные стандарты производства. Безалкогольные напитки. Сырьем для производства безалкогольных напитков являются вода, фруктово-ягодные полуфабрикаты, сахар, пищевые кислоты, жидкий диоксид углерода, ароматические вещества, красители, вина, минеральные соли.

Технологический процесс производства безалкогольных напитков состоит из следующих стадий: подготовка воды; приготовление сахарного сиропа и колера; приготовление и фильтрация купажного сиропа и торговых сиропов; газирование воды, розлив газированных напитков.

Вода является основным компонентом. Она должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус и не иметь запаха. Непригодна для производства напитков жесткая вода. Наилучшей является мягкая вода с общей жесткостью не более 1,5 мг-экв/л (4° жесткости). Большое значение имеют и такие показатели воды, как ее окисляемость, рН, сухой остаток и др.

Поскольку к воде для технологических целей предъявляют более высокие требования, чем к питьевой, водопроводную или артезианскую воду, не соответствующую по тем или иным показателям требованиям технологии, фильтруют, умягчают, удаляют из нее соли железа и обеззараживают. Такая обработка воды называется кондиционированием. Кондиционирование воды улучшает ее вкус, приводит к обесцвечиванию.

Фруктово-ягодные полуфабрикаты — это натуральные фруктово-ягодные соки, которые консервируют путем добавления спирта (спиртованные соки) или путем сбраживания дрожжами сока или мезги, чаще всего клюквы или брусники (морсы, содержащие до 1,3% спирта к массе), иногда соки пастеризуют, сгущают путем выпаривания под вакуумом (экстракты) либо получают концентраты.

Ароматические вещества — это либо экстракты из пряно-ароматического сырья, либо эссенции и настои из цитрусовых.

Красители натуральные (колер) — это экстракты из выжимок смородины, красного винограда, черники, вишни, кизила. Добавляются в напитки для придания им цвета.

Для получения напитков необходим белый сахарный сироп. Это концентрированный водный раствор сахара-песка, содержащий 60−66% сухого вещества.

Для придания цвета напиткам из сахара-песка при высокой температуре (180−200°С) варят карамельную массу (колер). Затем готовят купажный сироп, представляющий собой смесь сахарного сиропа с остальными компонентами напитков, которые вводят в определенной последовательности. Полученную смесь тщательно перемешивают и фильтруют. Купажный сироп является полуфабрикатом, из которого при добавлении газированной воды получают готовый продукт — безалкогольный напиток. От качества купажного сиропа зависит качество напитка, поэтому купажирование является основной и наиболее важной операцией.

Товарные сиропы, предназначенные для продажи с газированной водой в торговой сети, готовят так же, как и купажный сироп.

Газирование воды проводят в специальном аппарате (сатураторе). Процесс насыщения воды и напитков углекислотой называется сатурацией. Диоксид углерода является хорошим консервантом, он повышает биологическую стойкость напитков, т. е. препятствует развитию в напитках микроорганизмов.

Определенные дозы купажного сиропа наливают в бутылки и доливают их газированной водой, укупоривают и перемешивают.

Квас. Сырьем для производства хлебного кваса служит сухой ржаной ферментированный солод, сухой ячменный солод и ржаная мука либо квасные хлебцы или сухой квас и сахар. Квасные хлебцы выпекают на специализированных хлебозаводах из смеси ржаного и ячменного солода и ржаной муки. Их нельзя хранить продолжительное время, поэтому для длительного хранения и транспортирования получают сухой квас сушкой квасных хлебцев и дроблением их.

Основными технологическими стадиями производства кваса являются: получение ржаного солода, приготовление квасного сусла, брожение квасного сусла, купажирование кваса и розлив. Ржаной солод получают двух видов: ферментированный и неферментированный. При производстве ферментированного солода свежепроросший солод подвергают ферментации (томлению) для накопления красящих и ароматических веществ. От качества ржаного солода зависят вкус, аромат и цвет хлебного кваса. При производстве кваса используют и неферментированный ржаной солод (нетомленый).

Квасное сусло можно готовить двумя методами: настойным и рациональным. При настойном методе сырьем служат дробленые квасные хлебцы или сухой квас, при рациональном — ржаной и ячменный солод, ржаная мука. В настоящее время квасное сусло готовят в основном из его концентрата. Его получают на специализированных заводах из ферментированного и неферментированного ржаного солода с добавлением ржаной, а иногда и кукурузной муки.

Брожение квасного сусла ведут в закрытом бродильно-купажном аппарате. После этого проверяют соответствие качества кваса требованиям стандарта и направляют его на розлив.

В хлебный квас, приготовляемый для рабочих горячих цехов, при купажировании вносят аскорбиновую кислоту, хлорид кальция, фосфат калия, поваренную соль.

При сбраживании квасного сусла происходят одновременно процессы спиртового и молочнокислого брожения. Дрожжи вызывают спиртовое брожение, при этом накапливается небольшое количество спирта и выделяется СО₂. Гетероферментативные молочнокислые бактерии превращают сахара квасного сусла в молочную, уксусную, янтарную кислоты, что приводит к повышению кислотности готового кваса.

Применяют хлебопекарные прессованные и квасные дрожжи. Используют чистые культуры квасных дрожжей-сахаромицетов, которые относятся к виду S. сегеvisiae. Особенностью квасных дрожжей является их способность совместно с культурой молочнокислых бактерий накапливать до 0,04% уксусноэтилового эфира и диацетила, улучшать вкус и аромат кваса, а также повышать его стойкость при хранении. Дрожжи квасные используются в сушеном виде (гранулы, вермишель, порошок) с содержанием влаги 7−10%.

Квасные молочнокислые бактерии используют в сушеном виде совместно с дрожжами (комбинированная закваска). Молочнокислые бактерии относятся к гетероферментативным бактериям.

Во взаимоотношениях дрожжей и молочнокислых бактерий в комбинированных заквасках проявляется и синергизм, и антагонизм. Молочнокислые бактерии, продуцируя молочную кислоту, создают благоприятные значения рН (5−5,5) для дрожжей, а продукты жизнедеятельности дрожжей (в частности, витамины) стимулируют жизнедеятельность бактерий (синергизм). Однако впоследствии в процессе брожения квасного сусла молочнокислые бактерии вступают в антагонистические отношения с дрожжами. Дальнейшее развитие бактерий и повышение кислотности уже неблагоприятно отражаются на дрожжах, что сказывается на снижении их бродильной активности.

Для производства кваса разводят отдельно квасные дрожжи и молочнокислые бактерии до количества, требуемого для засева производственного чана.

Безалкогольные напитки и квас являются благоприятной питательной средой для развития дрожжей, молочнокислых, уксуснокислых бактерий и мицелиальных грибов. Эти микроорганизмы встречаются в сырье, полуфабрикатах (сахарном сиропе, концентратах напитков и квасного сусла, купажных сиропах), в комбинированной закваске, в воздухе, на технологическом оборудовании, таре, укупорочных материалах.

Деятельность микроорганизмов характеризуется появлением в напитках не только мути, венчика, но и осадка, повышением давления в бутылке, обесцвечиванием напитка, на поверхности напитка в бутылке или ослизнением напитка. Газированные напитки должны оставаться совершенно прозрачными при 20 °C не менее 7 суток со дня розлива.

Источником инфицирования в производстве безалкогольных напитков может быть различное сырье. Это вода, сахар-песок, соки, экстракты, красители и т. д.

Сахар-песок часто является источником слизеобразующих бактерий L. mesenteroides. При развитии они вызывают ослизнение газированных напитков, квасного сусла, хлебного кваса благодаря наличию у них слизистых капсул на поверхности клеток, образующихся на сахарсодержащих средах, особенно с сахарозой. На таких средах слизистые капсулы образуются и у сенной палочки (В. subtilis). Она также ослизняет квас и напитки. Слизеобразующие бактерии попадают в напитки и квас с сахарным сиропом.

В натуральных фруктово-ягодных соках (спиртованных соках и концентрированных экстрактах), несмотря на высокую концентрацию спирта и сухого вещества, сохраняют жизнеспособность некоторые бактерии и дрожжи. После введения соков в напитки они там начинают активно развиваться.

Красители при длительном хранении могут содержать значительные количества различных микроорганизмов, которые понижают стойкость напитков.

Уксуснокислые бактерии являются в основном вредителями в производстве кваса. Это аэробы, они образуют на поверхности кваса пленку беловатого или серого цвета. Они окисляют этиловый спирт до уксусной кислоты, при этом резко увеличивается кислотность, ухудшается вкус кваса. Размножению этих бактерий способствуют плохая мойка оборудования, неполный налив, плохая укупорка.

Молочнокислые бактерии обитают на растениях, попадая в производство, вызывают порчу сырья — скисание вин, соков, а также готовой продукции, образуют в напитках устойчивую муть.

Кроме бактерий из воздуха, с поверхности плодов, ягод, зерна в производство безалкогольных напитков и кваса попадают дрожжи, которые вызывают большинство дефектов безалкогольных напитков и кваса.

Аскомицетовые дрожжи (Schizosaccharomyces pombe), Hanseniaspora apiculata, попадая в сахарсодержащие жидкости из сырья, особенно с поврежденных плодов и ягод, а также с оборудования и тары, могут вызвать спиртовое брожение. Осмофильные разновидности этих дрожжей, размножаясь при содержании сахара 60% и более, вызывают брожение фруктовых сиропов, купажей и т. п. Несовершенные дрожжи (Candida mycoderma), будучи аэробами, начинают развиваться при неполном заполнении емкостей, при плохой укупорке бутылок. Они образуют белую или сероватую пленку на поверхности кваса и напитков и вызывают изменение цвета и вкуса напитков. Эти дрожжи окисляют этиловый спирт и органические кислоты до СО₂ и Н₂О. В условиях закрытого брожения эти дрожжи погибают.

Мицелиальные грибы родов Aspergillus, Penicillium, Fusarium и др. в основном встречаются в производстве кваса. Они развиваются на стенах помещений, на поверхности бочек, шлангов, аппаратов, где есть остатки квасного сусла. Развиваясь на зерне, солоде, квасных хлебцах, придают квасу неприятный запах и вкус.

Патогенные микроорганизмы в напитках, как правило, не встречаются. Кишечная палочка может попасть в квас с водой, от обслуживающего персонала при несоблюдении правил личной гигиены.

Имеются различные способы повышения стойкости напитков, например пастеризация купажных сиропов. Однако этот способ может привести к частичной потере ароматических веществ, находящихся в купажном сиропе, и к изменению вкуса исходного сырья. В случае сильной обсемененности красителей (например, при длительном хранении перед употреблением) их необходимо прокипятить.

Для повышения биологической стойкости напитков в них вносятся консерванты. Раствор консерванта готовят непосредственно перед употреблением. Раствор консерванта добавляют в нефильтрованный купажный сироп при температуре не выше 40 °C и после тщательного перемешивания выдерживают его около 2 ч для подавления роста микроорганизмов. Затем купажный раствор фильтруют и направляют в сборник. Применение консервантов значительно повышает стойкость напитков (до 30 и более суток).

Развитие уксуснокислых бактерий, несовершенных дрожжей рода Candida и мицелиальных грибов можно предотвратить путем создация анаэробных условий (полный налив, хорошая укупорка), поскольку эти микроорганизмы являются аэробами и в отсутствие кислорода развиваться не будут.

Микробиологическому контролю в безалкогольном производстве подлежат вода питьевая и кондиционированная, сахар-песок, натуральные фруктово-ягодные соки, сахарный сироп, концентраты напитков и квасного сусла, купажные сиропы, красители и готовая продукция.

В объектах контроля определяют общее количество микроорганизмов путем высева проб на мясопептонный агар для выявления бактерий и на суслоагар для выявления дрожжей. В воде и готовой продукции определяют коли-титр, так как при нарушении санитарного режима на производстве (неудовлетворительное санитарное состояние одежды, обуви, рук персонала) возможно фекальное загрязнение напитков.

Питьевая и кондиционированная вода должна соответствовать действующему ГОСТу на питьевую воду, кроме того, в кондиционированной воде дрожжи должны отсутствовать.

При контроле сахара-песка определяют общую бактериальную обсемененность. Для этого 1 г сахара растворяют в 5 мл стерильной воды и высевают на мясо-пептонный агар. Качественным в микробиологическом отношении считается песок, в 1 г которого содержится не более 10³ микроорганизмов.

Натуральные фруктово-ягодные соки (спиртованные и концентрированные) проверяют на содержание дрожжей. Спиртованные соки высевают без разведения на поверхность суслоагара в количестве 0,1−0,2 мл, концентрированные — по 0,5 мл.

Качественным считается спиртованный сок, содержащий не более 300 дрожжевых клеток в 1 мл. Соки с повышенной обсемененностью перед употреблением дополнительно сепарируют или фильтруют через фильтры.

В концентрированных соках допускается наличие в 1 мл единичных клеток микроорганизмов, причем дрожжи должны отсутствовать.

Сахарный сироп в количестве 10 мл разводят в соотношении 1: 4 стерильной водой для учета общего количества микроорганизмов. Для выявления лейконостока высевают 2 мл сиропа без разведения в дрожжевую воду с содержанием 10% сахарозы.

Сахарный сироп считается качественным, если в 1 мл его общее количество микроорганизмов составляет не более 20, дрожжей — не более 5, лейконосток отсутствует.

Концентраты напитков и квасного сусла считаются качественными, если они содержат в 1 мл единичные клетки микроорганизмов, дрожжи должны отсутствовать.

В красителях (колер и др.) допускается в 1 мл наличие единичных клеток микроорганизмов, дрожжи должны отсутствовать.

Купажные сиропы проверяются на присутствие дрожжей высевом 0,1−0,5 мл на поверхность сусло-агара. Купажные сиропы с консервантом в количестве 10 мл разводят стерильной водой в соотношении 1: 4.

Качественными считаются купажные сиропы (без консерванта), содержащие не более 400−500 клеток дрожжей в 1 мл. В купажных сиропах с консервантом допускается наличие единичных клеток дрожжей.

В квасном сусле устанавливают коли-титр; он должен быть не менее 100−10 мл.

Газированные напитки проверяются на содержание кишечной палочки и дрожжей. Пробы напитков высевают на поверхность сусло-агара в количестве 0,1−0,5 мл. Качественными считаются напитки, содержащие в 1 мл не более 100 клеток дрожжей и имеющие коли-титр 300. При такой обсемененности стойкость напитков на фруктово-ягодных соках составляет не менее 7 суток, а напитков на настоях и эссенциях — не менее 15 суток.

Стойкость напитков с консервантом 1 мес. Стойкость напитков проверяется в термостате при температуре 20 °C.

Хлебный квас также проверяют на содержание кишечной палочки. Коли-титр кваса должен быть не менее 10 мл.

В производстве кваса путем микроскопирования проверяются чистые культуры производственных дрожжей. Они не должны содержать более 0,5% посторонних дрожжей.

Товарные сиропы контролируют на обсемененность их дрожжами путем высева проб (0,1−0,5 мл) на сусло-агар. Стойкость товарных сиропов — 20 сут.

Снижение стойкости напитков чаще всего вызывается развитием в них микроорганизмов, что в основном можно объяснить нарушением санитарно-гигиенических требований и использованием некачественного сырья.

Сырье при хранении должно оберегаться от порчи и обсеменения микроорганизмами. Все сырье подлежит микробиологическому контролю, дефектное сырье должно быть изъято из складского помещения. Инфицированное сырье (соки, экстракты и вино) необходимо пастеризовать, сульфитировать или перерабатывать.

Технологическое оборудование проверяется на качество обработки. Оборудование сироповарочного отделения раз в неделю разбирают, подвергают механической чистке, промывают горячей водой, дезинфицируют, тщательно промывают и сушат.

В сироповарочном отделении и отделении для приготовления купажей имеются благоприятные условия для размножения микроорганизмов — вредителей, особенно лейконостока. Поэтому эти помещения необходимо 1 раз в день тщательно убирать и дезинфицировать.

Перед началом и после окончания работы купажеры, сироподозировочные автоматы для дозирования купажа и соединяющие их трубопроводы промывают чистой водой. Находящиеся в сироподозировочных автоматах сетки для фильтрования купажа ежедневно промывают перед началом смены. Сироподозировочные автоматы представляют большую опасность, так как остающиеся в них фруктовые соки способствуют развитию микроорганизмов — вредителей безалкогольного производства.

Серьезной причиной, значительно снижающей стойкость напитков, является обсемененность укупорочных материалов и плохое качество мойки бутылок. Мойка бутылок осуществляется в бутылкомоечных автоматах.

Емкости для хранения квасного сусла при настойном способе производства кваса и бродильно-купажные аппараты при производстве кваса из концентрата квасного сусла после освобождения и перед приемкой новой партии сырья промывают горячей водой, дезинфицируют и ополаскивают многократно водой.

Помещения для разведения чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий перед началом работы подвергают влажной уборке и применяют бактерицидные лампы для обеззараживания воздуха. Все емкости для разведения чистых культур стерилизуют паром.

На предприятиях безалкогольной промышленности кроме ежедневной должна проводиться общая дезинфекция помещений, оборудования с остановкой всего производства.

Общая дезинфекция проводится еженедельно. При общей дезинфекции купажеры после мойки заполняют дезинфицирующим раствором, который пропускают через все трубопроводы, дозировочные и разливочные автоматы и выдерживают в них до 2 ч. После спуска дезинфицирующего раствора всю систему промывают водой. Последнюю смывную воду подвергают микробиологическому анализу на общее содержание в ней микроорганизмов и определяют коли-титр. Эти показатели должны быть близкими к показателям питьевой водопроводной воды, используемой для обработки оборудования.

2. Собственные исследования

2.1 Материалы и методы

2.1.1 Отбор проб для микробиологического анализа

Перед отбором проб визуально определяют внешний вид упаковочных единиц.

Пробы продуктов для микробиологических анализов отбирают до отбора проб для физико-химических и органолептических анализов.

Пробы продуктов для микробиологических анализов отбирают в стерильную посуду, горло которой предварительно обжигают в пламени горелки. Пробы отбирают с помощью стерильных инструментов.

Каждую бутылку с пробой снабжают этикеткой, на которой должны быть указаны: наименование предприятия-изготовителя, наименование пива, дата розлива, дата отбора пробы, количество пива от которого отобрана проба, фамилии и должности лиц, отобравших пробу.

До проведения анализа бутылки с пробой должны храниться при температуре от 0 до 5^О С не более 24 часов.

2.1.2 Подготовка проб для микробиологического анализа

Упаковку пробы осматривают и устанавливают соответствие надписи на литографическом оттиске или этикетке, указанной в сопроводительном документе.

Упаковку с пробой очищают от загрязнений. Если на анализ поступили герметично укупоренные пробы продукта, то проверяют герметичность тары.

Микробиологический анализ нормальных по внешнему виду проб продукта проводят в боксе с соблюдением условий асептики.

Перед взятием пробы готового напитка пробку и горловину бутылки, поверхность металлической банки или другой упаковки протирают ватным тампоном, смоченным в 70% -м растворе этилового спирта. Затем стерильным ключом быстро снимают корнепробку или пробку бутылки отвинчивают. Горловину открытой бутылки обжигают в пламени спиртовки или протирают 70% -м раствором этилового спирта и отбирают необходимый для анализа объем напитка. (30 712)

2.1.3 Посев методом мембранных фильтров

100 мл пива из каждой упаковки пропускают через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 нм. Фильтры промывают стерильной дистиллированной водой для удаления остатков пива, разрезают на 2 половинки, каждую половинку помещают на чашку Петри диаметром 5 см, предварительно залитой средой сусло-агар или универсальным пивным агаром. Одну половинку фильтра помещают в анаэробные условия на 11 дней при температуре 25^ОС, другую половинку в аэробные условия на 3 дня при температуре 25^ОС. Выросшие колонии делят на бактериальные, дрожжевые, плесневые. Бактериальные подвергаются каталазному тесту для выделения лактобацилл и педиококков. Результаты полученные на каждой половинке фильтра умножают на два для получения общего количества в 100 мл.

2.1.4 Определение количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов

Метод основан на высеве продукта в агаризованную питательную среду, инкубировании посевов, подсчете всех выросших видимых колоний.

При определении количества микроорганизмов посевом в агаризованные питательные среды из продукта по 1 см³ высевают в две параллельные чашки Петри. Посевы заливают расплавленной и охлажденной до 45−48⁰С питательной средой.

Посевы инкубируют при температуре (30±1) ^ОС в течение (72±3) ч. Чашки Петри с посевами распределяют в термостате таким образом, чтобы расстояние между стопками чашек и стенками термостата было не менее 3 см.

Количество выросших колоний подсчитывают на каждой чашке Петри, поместив ее вверх дном на темном фоне, пользуясь лупой с увеличением в 4−10 раз. Каждую подсчитанную колонию отмечают на дне чашки чернилами. Для подсчета отбирают чашки, на которых выросло от 15 до 300 колоний.

При большом количестве колоний и равномерном их распределении дно чашки Петри делят на 4 и более одинаковых секторов, подсчитывают чисто колоний на 2−3 секторах (но не менее чем на 13 поверхности чашки), находят среднеарифметическое значение числа колоний и умножают на общее количество секторов всей чашки. Таким образом, находят общее число колоний в посевах одного разведения.

Количество микроорганизмов в 1,0 г (см³) продукта М вычисляют по формуле: М=NчmЧC, где N — степень разведения навески; m — количество инокулята, внесенное в чашку Петри, см³; C — округленное среднеарифметическое значение числа колоний.

Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) выражается КОЕ/см³ или КОЕ/г, глее КОЕ — колонеобразующая единица.

2.1.5 Определение бактерий группы кишечных палочек (колиморфных бактерий)

Метод основан на выявлении бактерий группы кишечных палочек (колиморфных бактерий) по сбраживанию лактозы с образованием кислоты и газа при (36±1)⁰С в течение 24 часов. К бактериям группы кишечных палочек относятся грамотрицательные, бесспоровые палочки, принадлежащие к родам Echerichia, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella/ Serratia (т.е. как цитратотрицательные, так и цитратположительные представители энтеробактерий).

Определение БГКП (колиморфных бактерий) проводят методом мембранной фильтрации или прямым посевом в питательную среду.

Метод мембранной фильтрации основан на фильтровании нормируемого объема продукта через мембранный фильтр, инкубировании посевов на агаризованной селективной среде с лактозой и последующей идентификации колоний по культуральным и биохимическим признакам.

Метод прямого посева основан на накоплении бактерий посевом нормируемого объема или его разведения в жидкую селективную среду с лактозой, инкубировании, пересеве, при необходимости, на агаризованную селективную среду с лактозой и идентификации колоний по культуральным и биохимическим признакам.

Методом прямого посева, посев проводят в жидкую селективную среду Кесслер с лактозой. Соотношение между количеством высеваемого продукта и питательной средой 1: 9, а для среды двойной концентрации 1: 1.