Технологія виробництва квашеної капусти

Спиртовое брожение

Действие дрожжевых  грибков рода Saccharomyces приводит к разложению некоторых, так называемых прямосбраживаемых моносахаридов на этанол и углекислый газ CO2. Этот способ является классическим при производстве фруктовых и виноградных вин и при производстве самогона. Следующим по важности после консервирования фруктов считается производство вин. При этом сначала из фруктов получают сок, сусло, которое в исходном состоянии или после соответствующей обработки (разбавление, подслащивание) сбраживают. Оптимальной первоначальной концентрацией сахара является 8 - 20 %, самое большее 30 %. Кроме сахара для брожения бывают нужны и минеральные питательные вещества. Для этого рекомендуют разбавленные соки улучшать раствором солей азота и фосфора. Оптимальная кислотность сусла составляет 0,3 - 0,8 %, в пересчете на лимонную кислоту. Оптимальная температура брожения 15 - 20 oC. Сусло обычно начинает брожение из-за микрофлоры, присутствующей на фруктах. Также можно использовать закваску, приготовленную из чистых культур дрожжей, согласно указаниям производителя.

Из 100 г сахарозы теоретически получается 53 г спирта, т.е. 67 объемных процентов, что составляет неполных 50 г. Можно запомнить, что конечное количество этанола составляет половину исходного количества сахара. Сусло  в течение 2 - 3 дней забраживает, после чего бродит в теплом месте около 6 - 8 дней. Если процесс идет в малых, замкнутых объемах, необходимо осторожно выпускать освобождающийся CO2. Брожение останавливается или при сбраживании всего сахара, или при достижении концентрации этанола примерно 15 %. Лишь только вино достаточно очистится - дрожжевые грибки осядут на дно - его необходимо слить. Если осадок в вине передержать свыше 5 дней - это сильно снизит его качество. [15]

Уксусное брожение

Действие уксусных бактерий приводит к превращению этанола в уксусную кислоту (СН3СООН). Это обстоятельство используется при производстве уксуса. Примерно 10 % раствор этанола с 1 - 2 % уксусной кислотой при постоянном интенсивном продувании воздухом при температуре 30 0C сбраживается в уксус. Выход составляет 90 %.[15]

Молочнокислое брожение

Действие молочнокислых  бактерий приводит к превращению  некоторых сахаридов в молочную кислоту или в некоторые другие, менее желательные вещества (преимущественно, кислоты: уксусную, масляную, этанол, CO2). Этот способ является классическим при консервации овощей. Обычно кислые фрукты не подвергают молочнокислому или спиртовому брожению, потому что они содержат мало сахаристых и белковых веществ, необходимых для брожения.

Для хорошего прохождения  молочнокислого брожения требуется соблюдать некоторые правила. Хорошо очищенные овощи в целом виде (например, огурцы) или в нарезанном (шинкованная капуста) укладывают в чистую посуду. Овощи в посуде хорошо прижимают, чтобы выходил воздух, при этом высвобождается клеточный сок. Если сока мало, то можно добавить 1,5 % раствор поваренной соли. Всю поверхность заливают рассолом (содержание соли 1,7-2 % на весь объем посуды). Содержимое требуется закладывать таким образом, чтобы все постоянно находилось ниже уровня рассола. Наполненные емкости под действием окружающей температуры через несколько дней заквасятся под действием микрофлоры, которая при нормальных условиях присутствует на овощах. Если овощи перед закваской подвергали тепловой обработке (бланширование), то необходимо добавить молочнокислой закваски. Лучше всего воспользоваться чистой культурой закваски по инструкции изготовителя. При необходимости можно добавит и кислой сыворотки. В любом случае должна применяться закваска в свежем соке. При квашении удаляют с поверхности посуды, по мере необходимости, возникающую плесень и при необходимости доливают рассол (1,5 % поваренной соли), так, чтобы овощи были постоянно затопленными. Этим устраняется доступ воздуха к содержимому и нежелательный переход молочнокислого брожения на масляное, размягчение плодов и последующее гнилостное разложение.

Время брожения значительно  зависит от температуры, при которой  оно происходит. При температурах около 20 0C брожение проходит за 4-8 дней, в более холодный предзимний сезон  при температурах около 15 0C за 3-4 недели. Низкие температуры способствуют увеличению времени квашения, что при длительном хранении продуктов выгоднее. [7]

Для заквашенных овощей необходимо создать еще условия  хранения. Складирование должно быть при температурах 0-10 oC, чтобы овощи не замерзли. С их верха необходимо снимать плесень, овощи должны быть затоплены. По мере необходимости можно доливать 1,5-2 % раствор поваренной соли, возможно слабое подкисление уксусом. В последнее время применяют для длительного консервирования стерилизацию квашением продуктов в герметических банках, преимущественно стеклянных.

В капусте, проходившей ферментацию при температуре в сред- 
нем 5,8°, побочные брожения тормозились низкой температурой, 
вследствие чего в ней обнаружено незначительное содержание 
летучих кислот и спирта и наибольшее количество молочной кис- 
лоты.

Сохранение витамина С, как и следовало ожидать, тесно свя- 
зано с энергией брожения, определяемой температурой и связан- 
ной с ней быстротой кислотообразования. Поэтому по мере пони- 
жения температуры брожения содержание витамина С падает.

Квашение капусты в больших дошниках емкостью от 5 до 30 т, 
в которых капуста лежит слоем толщиной от 1,6 до 3,5 м, создает 
разные условия брожения в смысле доступа кислорода, влияния 
наружной температуры, относительной влажности воздуха, осве- 
щения, давления и пр. Если верхние слои лучше_аэрируются 
и подвержены непосредственному воздействию внешних условий, 
то внутренние слои находятся в анаэробных условиях насыщены 
углекислым газом и температура их в процессе ферментации 
на 2-3° выше наружной. Все это приводит к тому, что в различ- 
ных по глубине слоях процесс ферментации проходит, по-разному, 
что обусловливает некоторые различия в химическом составе уже 
сферментированной капусты в разных слоях дошника.[9]

Верхний, наиболее омываемый воздухом слой характеризуется наименьшим содержанием витамина С, сахара, кислоты и наибольшей концентрацией соли, что выше закономерно. В верхних слоях происходит более энергичное сбраживание сахара, в котором принимают участие, кроме многочисленных бактерий, пленчатые дрожжи и другие микроорганизмы. Вследствие развития поверхностной пленки, состоящей в основном из потребителей молочной кислоты, в этом слое кислотность понижена. Повышение концентрации соли вызвано испарением влаги и, обычно, концентрация соли тем выше, чем более дефицит влажности воздуха в квасильном цехе.В более глубоких слоях у квашеной капусты иной химический 
состав. При глубине дошника в 200 см наибольшее содержание 
сахара наблюдается на глубине 50 см от поверхности и затем постепенно падает по глубине, доходя до среднего содержания 
у дна дошника. Кислотность достигает максимума тоже в слое 
глубиной в 50 см и затем постепенно снижается, падая в самом 
нижнем слое ниже уровня среднего содержания. Содержание 
витамина С по мере углубления все время возрастает и лишь 
в самом нижнем слое у дна падает до уровня среднего содержа- 
ния. Такое различие химического состава на разных глубинах и, 
в частности, у дна дошника вызвано, кроме указанных выше усло- 
вий, еще и тем, что в самом нижнем слое дошника обычно скоп- 
ляется капустный рассол; в этом слое наиболее высокое давление 
и наибольшая концентрация газов.[14]

Таким образом, верхний слой капусты или сока в дошнике 
никогда не отражает действительного ее среднего качества.

В герметически закрытой посуде брожение капусты проходит 
несколько иначе, чем в открытой, что сказывается на химическом 
составе квашеной капусты. Мы изучали закрытое брожение в ла- 
бораторных и производственных условиях. ТВ лаборатории капусту 
заквашивали в 3-килограммовых банках, из которых 50% герме- 
тически закупоривали и периодически удаляли из них излишек 
газов. На производстве из двух рядом стоящих выделенных для 
опыта 15-тонных дошников один тщательно герметировался с 
отводом газов через резиновые трубки в воду.

Спустя 60 дней, по окончании ферментации, проходившей при 
7^Э в среднем, был произведен химический анализ капусты, заква- 
шенной в банках. Данные анализа (в %) приведены в табл. 6

Таблица 6

Сравнение этих данных указывает на преимущества закрытого 
брожения. И действительно, даже при несколько большем накоп- 
лении кислоты в капусте закрытого брожения в ней больше сохра- 
нилось сахара и остальных сухих веществ, лучше сохранился 
витамин С, меньше образовалось летучих кислот и спирта.

В производственных условиях мы наблюдали аналогичное 
явление, за исключением содержания спирта, которого оказалось 
больше в капусте закрытого брожения. Но производственная про- 
верка эффективности закрытого брожения показала еще ряд его 
преимуществ. Ферментация капусты в дошниках продолжалась 
55 дней при средней температуре 7,4

Кроме отмеченного уже большого накопления кислоты, луч- 
шего сохранения сухих веществ, в частности сахара, витамина С

и меньшего образования летучих кислот следует отметить ничтож- 
ную потерю влаги в закрытом дошнике. Потеря эта составила 
всего 0,08%, тогда как в открытом дошнике она достигла 2,17%.[11]

Динамика изменений отдельных составных веществ

Изменения отдельных веществ капусты в процессе фермента- 
ции находятся в тесной зависимости от температуры брожения. 
Последняя определяет энергию брожения, а также скорость кисло- 
тообразования и накопления газов в бродящей массе. Эти два фактора обусловливают направленность процесса, от которой зависит характер изменения всех остальных веществ и размер образования новых - 
молочной кислоты, летучих кислот, спирта. Молочная кислота накапливается более энергично при повышенных температурах. Это общеизвестное явление отмечено всеми микробиологами и специальными исследователями в области соления и квашения овощей Я.Я. Никитинским и Б.С. Алеевым, П. Г. Шугаевской, А. А.Колесником и др. [8]

Накопление кислоты до 0,7%, т. е. минимального предела для 
квашеной капусты, происходит при 21° -на 5-й день, при 11,5°- между 10-м и 15-м днями, при 5,8° - между 15-м и 20-м и при 
2,5° - только на 30-й день брожения. Максимум же кислотности 
и конец брожения достигнут при 21° на 15-й день, при 11,5° - 
на 30-й, при 5,8° - на 60-й и при 2,5° - на 90-й день. Следует 
здесь отметить, что максимальное содержание кислоты к концу 
брожения накапливается при наиболее высоких и низких темпера- 
турах, т. е. при 21 и при 2,5-5,8°. При средних температурах 
брожения наблюдается наименьшее накопление кислоты к концу 
ферментации, вследствие обильного развития потребителей кис- 
лоты и побочных процессов брожения.[16]

Эти наблюдения дают возможность ориентировочно опреде- 
лить время, необходимое для приготовления квашеной капусты. 
Совершенно необязательно и даже нежелательно для получения 
продукта высоких вкусовых достоинств доводить брожение 
до конца. Как показывает практика, наивысшую оценку у потре- 
бителя получает капуста с кислотностью 0,7-1,0% и наличием 
в ней несброженных сахаров. Так как при 21⁰ брожения 0,7% кис- 
лоты накапливается уже на 5-й день, то, следовательно, продол- 
жительность изготовления квашеной капусты при такой кислотно- 
сти может ограничиться пятью днями. Это очень существенно для 
производства, так как дает возможность значительно повысить 
производительность предприятий, если имеются помещения для 
хранения квашеной капусты при низких температурах.

Рассматривая вопросы кислотообразования, мы должны отме- 
тить разные темпы накопления кислоты при высоких и низких температурах в верхних слоях капусты и в глубине дошников. 
В то время как при 21° в верхнем слое капусты кислотообра- 
зование проходит энергичнее, чем во внутренних слоях в течение 
всего периода ферментации, при 5,8° это характерно только для 
первых .15 дней, а в дальнейшем во внутренних слоях капусты 
накапливается кислоты больше, чем в верхних. Это объясняется 
тем, что в первые 15 дней более интенсивного брожения выделяю- 
щиеся на поверхности капусты газы, скопляясь в значительных 
количествах, препятствуют развитию потребителей кислоты и бла- 
гоприятствуют развитию молочнокислых бактерий. Но условия 
эти меняются по окончании первого периода наиболее бурного 
брожения. В верхнем слое развиваются потребители молочной кис- 
лоты, которые непрерывно снижают ее концентрацию. В этот 
период больше всего накапливается кислоты в глубинных слоях, 
не доступных для образования пленки.