Автор: Домарецкий В.А.
Теги: пищевое производство пищевая промышленность
ISBN: 5-337-00631-2
Год: 1990
Текст
В.А.Доторецкий
ПРОИЗВОДСТВО КОНЦЕНТРАТОВ, ЭКСТРАКТОВ И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫЙ НАПИТКОВ
СПРАВОЧНИК
КИЕВ «УРОЖАЙ» 1990
ББК 36.88я2
Д66
Рецензент: кандидат технических наук И. А. Колесникова
fttUffint ijiar «н Муш-; ямкн №штм| ее?» ;
4001080600—214 д-----------------131-90
М204(04)—90
ISBN 5-337-00631-2
(g) Домаренкий В. А., 1990.
ВВЕДЕНИЕ
Ускорение социального и экономического развития нашего общества настоятельно требует преобразований в структуре и качестве питания населения. Предусмотрено до 1995 г. вовлечь в рацион питания продукты, обогащенные витаминами и другими биологически активными веществами, рекомендованные разным регионам и возрастным группам населения. Предстоит создать индустрию продовольственных товаров из зерна, плодово-ягодного сырья, растительных масел, лечебных трав, конечная цель которой сохранить и укрепить здоровье человека. В связи с этим необходимо разрабатывать и широко внедрять новые ресурсосберегающие технологии, создавать принципиально новые технологии получения продуктов с заданными свойствами, сбалансированных и физиологически полноценных; технически перевооружить предприятия пищевой промышленности высокоэффективным, механизированным и автоматизированным оборудованием.
Ученые, работники промышленности, специалисты профилактической медицины, институтов питания разрабатывают принципиально новые средства профилактической фармакологии, занимающие промежуточное место между продуктами питания и лекарственными препаратами. Это поликомпонент-ные растительные смеси, применяемые как добавки к пищевым продуктам и напиткам, изготовленные из натурального сырья и предназначенные для профилактики и лечения различных заболеваний. Высокий уровень технологических процессов и разнообразие растительного сырья обеспечат производство таких смесей в виде концентратов, экстрактов и напитков с разнонаправленной биологической активностью и высокими вкусовыми качествами.
Основу многих продуктов питания и напитков составляют полисолодовые экстракты из проросших зерен пшеницы, ячменя и кукурузы. «Полисол» по набору аминокислот, белков, витаминов, ферментов, гормонов и минеральных веществ значительно богаче, а по биологической ценности намного превосходит известные ранее ячменно-солодовый н кукурузно-солодовый экстракты.
Новые продукты «Полисол», «Холесол», «Антигипокснн» и другие позволяют не только сохранить в сбалансированном соотношении оптимальный набор пищевых веществ, но также синтезировать н увеличить содержание в них витаминов С, В, Е и ферментов, значительно повысить биологическую актнв-
ность веществ. Эти продукты стимулируют обменные процессы, улучшают работоспособность, повышают компенсаторно-приспособительную активность н сопротивляемость организма, оказывают благоприятное влияние на состояние здоровья.
Путем обогащения полнсолодовых экстрактов лечебными травами целенаправленного действия при различной патологии, экстрактами бобовых культур, концентратом молочной сыворотки, растительными маслами и другими натуральными добавками разработаны специальные продукты для профилактики и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы и органов дыхания («Антнгипокснн»), печени и желчных путей («Холесол»), поджелудочной железы («Эксыпол»), почек («Нефросол»), анемии («Гемосол»), гипертонической болезни («Апресол»).
Применение полнсолодовых экстрактов полностью исключает назначение некоторых фармакологических средств, нередко обладающих побочным действием и вызывающих аллергические реакции.
На основе полнсолодовых экстрактов выпускается ряд диетических безалкогольных напитков («Колосок» и др.). Полисо-лодовые экстракты широко используют как биологически активные добавки для кисломолочных напитков, творожных смесей, кондитерских и хлебобулочных изделий.
Современная безалкогольная промышленность выпускает разнообразные освежающие, тонизирующие и витаминизированные напитки, богатые биологически активными веществами, микроэлементами и солями, необходимыми для человека. Особенно полезны напитки, приготовленные из натуральных фруктово-ягодных и зерновых концентратов, цитрусовых настоев и различных экстрактов из трав. В состав их входят витамины, минеральные вещества и микроэлементы, кислоты и другие Вещества, способствующие нормальному пищеварению и выводу из организма радионуклидов, токсических и канцерогенных соединений.
В тринадцатой пятилетке предусмотрены увеличение, обновление и расширение ассортимента безалкогольных напитков на базе традиционных и нетрадиционных (топинамбур, цикорий, тритикале и др.) видов сырья, в том числе местного растительного. Создаются напитки на основе натурального сырья в сочетании с экстрактами из пряноароматического. Перспективно использование для приготовления безалкогольных напитков цитрусовых, абрикосовых, облепиховых и других соков с мякотью. Будет увеличен выпуск тонизирующих напитков с применением чайного сырья.
Очень важным для кардинальных изменений в объеме и ассортименте выпуска напитков и концентратов является комплексное решение вопроса снабжения безалкогольного производства сырьем по заказу промышленности и науки, которая совместно с производством разрабатывает новые виды продуктов, богатых биологически активными веществами.
СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Анализ структуры прироста производства концентрированных экстрактов и безалкогольных напитков за 1986—1989 гг. подтверждает существование прямой зависимости между развитием сырьевой базы безалкогольного производства и выпуском целевого продукта.
Основным фактором, способствующим росту спроса на безалкогольные напитки, является расширение ассортимента и улучшение качества их, что зависит от уровня развития сырьевой базы безалкогольного производства и совершенствования интеграции между поставщиками и потребителями сырья.
В производстве безалкогольных напитков сырье играет важную роль. Доля затрат в себестоимости готовой продукции на сырье составляет в среднем 70—90 %. Следовательно, экономия и рациональное использование сырья равнозначны увеличению сырьевых ресурсов и объема производства безалкогольных напитков и концентратов.
В состав основных компонентов безалкогольных напитков входят вода, натуральные и спиртованные плодово-ягодные соки и морсы, настои и измельченные плоды цитрусовых; их композиции, концентрированные экстракты зерновых культур, экстракты растительного сырья, пищевые кислоты и другие добавки. Незаменимым сырьем для производства многих безалкогольных напитков являются фруктово-ягодные концентрированные и неконцентрированные соки: абрикосовый, персиковый, сливовый, гранатовый, вишневый, яблочный, виноградный, мандариновый и т. д. Сырьевая база получения этих компонентов значительна и продолжает расширяться. И все же производство безалкогольных напитков, особенно по ассортименту, осложняется недостаточностью многих видов сырья, главным образом, чистого и безвредного. Для улучшения обеспечения отрасли высококачественным сырьем и полуфабрикатами (добавками) необходимо значительно увеличить количество оптимальных по размеру и расположению сырьевых зон и специализированных перерабатывающих предприятий, т. е. расширить сырьевую базу безалкогольного производства, выделив ее в отдельную, самостоятельную отрасль. В настоящее время большая часть сырья и полуфабрикатов производится многочисленными неспециализированными хозяйствами и предприятиями различных отраслей. Многие безалкогольные заводы и цеха готовят полуфабрикаты сами. Это приводит К
тому, что ассортимент и качество напитков не удовлетворяют потребности населения.
На качество и пищевую ценность соков и безалкогольных напитков большое влияние оказывают химический состав, сорт и степень зрелости перерабатываемого сырья.
Проведенные исследования показали, что в перспективе наибольшим спросом будут пользоваться концентрированные экстракты нз зерновых культур и плодово-ягодного сырья, экстракты лечебных трав, осветленные яблочный и виноградный соки, натуральные окрашенные соки из ^других плодов и косточковых культур и цапитки на их основе.
В последнее время в качестве основных компонентов и добавок к безалкогольным, напиткам, концентрированным экстрактам полисолодов и различным композициям все чаще применяют дикорастущие виды растений и некоторые культивируемые.
в результате исследований различных' растений отобрано еще несколько видов с целою их исполвзования в качешье сырья для производства полисолодовых экстракта и иезал-когольных напитков. При этом учтены медицинские данные, состав растении, вкус и аромат, а также возможности их заготовки. Составлена химическая и фармакологическая характеристика этих растении. Полученные экстракты подвергались клиническим исследованиям и дегустационной оценке.
Пряно-ароматное растительное сырье отличается большим разноооразием. многие виды сырья мало изучены, так, из т/ии видов растении, произрастающих в СССР, в народной медицине используется около о 70, а разрешено к применению в научной медицине всего лишь 2 %•
Следует отметить, что интерес мировой науки к растительным биологически активным веществам значительно ьОьрос. Это ооьясняется тем, что применение синтетических оиологи-чески активных веществ вызвало массовые явления аллерги-зации и увеличение частоты хронических заоолевании, в то время как растительные не вызывают отрицательных побочных явлений.
К, биологически активным веществам профилактического действия, полученным из пряно-ароматного растительного сырья, относятся ри гам ины, органические кислоты, макро- и микроэлементы, эфирные масла, фенольные соединения и др. Наиоолее широкий диапазон действия имеют флавоноиды — вещества фенольной природы.
ВОДА
ТРЕБОВАНИЯ К ВОДЕ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НАПИТКОВ И КОНЦЕНТРАТОВ
В производстве безалкогольных напитков вода является основным компонентом. Качество ее в значительной степени влияет на выход и показатели готовой продукции.
Вода в чистом виде бесцветна, прозрачна и не имеет ни вкуса, ни запаха. В зависимости от происхождения вода содержит различные растворенные вещества, главным образом кислород, двуокись углерода, минеральные соли, органические и неорганические соединения. В воде во взвешенном состоянии встречаются песок, ил, микроорганизмы, продукты распада органических веществ, промышленные и бытовые отходы.
Жесткость воды обусловливают соли кальция (СаСО3) и магния (MgCO3). 1 мг-экв/л жесткости соответствует содержанию 20,04 мг/л Cas+ или 12,16 мг/л Mg2+. В зависимости от концентрации этих солей воду классифицируют следующим образом, мг-экв/л:
Очень мягкая Мягкая Среднежесткая Довольно жесткая Жесткая * Очень жесткая
0—1,5
1,5—3
3—4,5
4,5—6
6—10
Свыше 10
* Жесткая вода не пригодна для производства напитков, т. к. соли временной жесткости (бикарбонаты кальция и магния) связывают кислоты, в результате образуются осадки, изменяющие внешний вид готового продукта.
Минеральные вещества влияют на процесс инверсии сахарозы при приготовлении сахарного сиропа, участвуют в формировании цвета, вкуса и аромата напитков. Кроме того, они обусловливают растворимость двуокиси углерода на стадии разлива напитков, участвуют в создании их коллоидной системы. От щелочности технологической воды зависит расход дорогостоящей лимонной кислоты.
Вода для производства безалкогольных напитков и концентратов должна соответствовать требованиям ГОСТ 2874—82* «Вода питьевая». С учетом специфических воздействий некоторых ионов на физико-химические и биохимические процессы, протекающие при производстве напитков, к ней предъявляются дополнительные требования:
Показатели
Общая жесткость, мг-экв/л pH .
Содержание ионов, мг-экв/л: кальция магния
Общая щелочность, мг-экв/л:
Содержание анионов, мг-экв/л
Содержание, мг/л, ие более:
хлоридов сульфатов железа марганца нитритов нитратов сероводорода, мг-экв/л
Пределы концентраций
2-4 6-7
2—4
Следы 0,5—2,0 2—4
70,0
200,0 0,1 0,05
3,0
25,0
Не допускается
Продолжение вывода
Окисляемость, мг О2/л, не более Содержание аммиака, мг-экв/л Сухой остаток, мг/л, не более Содержание алюминия, мг/л, не более Общее количество бактерий в 1 мл Бактерий кишечной группы в 100 мл
2,0
Не допускается
850
0,1
75,0
Не допускается
Следует отметить, что загрязнение окружающей среды привело к ухудшению микробиологического и химического состава воды. Увеличилось содержание хлоридов в питьевой воде, в результате использования удобрений в земледелии возросло содержание нитратов в подземных и речных водах. Сточные воды предприятий содержат значительное количество фосфора и органических веществ. Следовательно, для повышения качества безалкогольных напитков, концентратов, а также с целью интенсификации технологических процессов производства необходимо применять воду оптимального состава, что требует эффективной и экологически приемлемой водоподготовки.
1
СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНЦЕНТРАТОВ И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
Для обработки воды в безалкогольной промышленности используют отстаивание, коагуляцию, умягчение (термический, ионообменный, известково-содовый, мембранный электродиализный и дистилляционный способы), для обеззараживания — хлорирование, озонирование, микрофильтрование, анодное окисление и др.
При выборе способа водоподготовки необходимо учитывать состав воды, поступающей на производство. Наиболее эффективна комбинированная схема, предусматривающая сочетание нескольких способов.
В Научно-производственном объединении напитков и минеральных вод (г. Москва) разработал метод водород- кальций-катионирования, позволяющий изменять содержание ионов кальция и щелочность в воде при производстве концентратов из зерновых культур. При последовательном водород- каль-ций-катионировании осветленная вода поступает на водород-катионитовый фильтр, а на выходе смешивается с исходной для нейтрализации кислотой. Нейтрализованная смесь поступает в декарбонизатор, откуда направляется на кальций-катионито-вый фильтр. В процессе прохождения воды через водород-ка-тйонитовый фильтр в нее поступают ионы водорода в количестве, эквивалентном содержанию растворенных в исходной воде солей. В дальнейшем, при прохождении через кальций-катионитовый фильтр, она насыщается ионами кальция. При использовании схемы параллельного водород- кальций-катио-нирования осветленная вода направляется на обработку двумя потоками на кальциевый и водородный катионитовые фильтры.
В
1. Схема умягчения и обезжелезивания воды при производстве безалкогольных напитков:
1—хлоратор; 2 — кварцевый фильтр; 3—аэратор; 4 — ионообменный .фильтр;
5—промежуточный сборник; 6—-бактерицидная установка; 7 — деаэратор; 8 — фильтр
После этого умягченная вода смешивается в специальном устройстве и подается в декарбонизатор для удаления образовавшегося СОз-
Эти способы позволяют снизить щелочность, обусловленную содержанием бикарбонатов кальция, магния, натрия, и обогатить воду ионами кальция. Однако, если природная вода, поступающая на производство, содержит солей выше 1000 мг/л, способ ионного обмена применять экономически нецелесообразно. В безалкогольной промышленности данный способ используют в сочетании с хлорированием, обезжелезиванием, микрофильтрацией и др. На рисунке 1 .представлена схема умягчения и обезжелезивания воды умеренной жесткости, свободной от механических примесей. Вода поступает в хлоратор, куда автоматически подается жидкий хлор в таком же количестве. Фильтруется она на кварцевом фильтре, откуда направляется в аэратор. Умягчение производится в ионообменном фильтре. Освобожденная от солей жесткости вода поступает через промежуточный сборник в бактерицидную установку и деаэратор для удаления газов. После фильтрования на рамном фильтре она собирается в сборниках обработанной воды и используется в технологических целях.
В практике обессоливания воды широко внедряется электродиализный способ, заключающийся в переносе ионов растворенных веществ через селективные ионитовые мембраны под действием электрического поля. Работа электродиализных установок основана на применении ионообменных мембран гетерогенного ,интерполимерного и биополярного типов.
Для обеспечения высокоэффективной работы электродиализных установок необходимо, чтобы поступающая на электродиализ вода отвечала следующим требованиям: содержа-
иие взвешенных веществ не более 2,0 мг/л, цвет — не выше 20s платиново-кобальтовой шкалы, окисляемость не более 5 мг Ог/л, / содержание железа и марганца не более 0,05 мг/л (каждого элемента).
Марки ионитовых мембран, выпускаемых отечественной промышленностью, следующие:
Показатели Катионитовые Анчонигозые
МК-40 мкк МК-41Л МД-40 МАК МА-41 Л
Размер мембран (сухие), 1420Х 1000х 1350Х 1420Х 100х 1420х мм Селективность в 0,1 и. 0,955— 0,95— 0,95 0,93— 0,95— 0,96 растворе NaCI 0,970 0,96 0,96 0,96 Прочность на разрыв, 130— НО— 110 130— 115— 120 кгс/см2 s 159 120 180 130 Набухаемость в воде? %; по толщине 30±5 7—9 — 30±5 8—10 16,2 подлине 8±2 7—8 — 8-|-2 8—9 2,5 Удельное электрическое 150— 90— 300 180— 80— 500 сопротивление в 1 н. ра- 180 100 200 100 створе NaCI, Ом-см Статистическая обмен- 2,6± 2,95 2 3,8± 4,5 2,1 ная емкость, мг-экв/л 0,3 0,4
Схему электродиализной установки выбирают с учетом технико-экономического обоснования, основными исходными параметрами которого являются производительность электродиализных установок, солесодержание и качественный состав обрабатываемой воды, стоимость электроэнергии и эксплуатационные расходы. Технологическая схема электродиализной установки представлена на рисунке 2, из которой видно, что исходная вода подается на фильтр предварительной очистки 1, расположенный на пульте управления. Фильтрованная — через ротаметры 3 направляется в электродиализный аппарат 4. В двух тактах происходит обессоливание и концентрирование ее в режимах прямой и обратной полярности. Опресненная до заданных параметров вода накапливается в сборнике бив дальнейшем используется в технологических целях.
Применение электродиализного способа подготовки воды позволяет удалять нежелательные примеси, снижать щелочность в 2—3 раза и жесткость в 2,5—3 раза. Установка ЭОУ— НИИПМ—25 М производительностью 25 м3/сут отличается простотой конструкции, невысокой стоимостью и компактностью.
Обратноосмотический способ водоподготовки предусматривает фильтрование неочищенной жидкости под давлением, превышающим осмотическое. Основным рабочим органом схемы являются полупроницаемые мембраны, пропускающие молеку-
2. Технологическая схема электродиализной обработки воды:
1— фильтр предварительной очистки; 2 —- манометр; 3 — ротаметры; 4 — электродиализный аппарат; 5 — вентили; 6 — сборник опресненной воды; 7 — сборник технической воды
лы растворителя, но задерживающие молекулы или ионы растворенных веществ; основные параметры — селективность и удельная производительность мембран. Эффективность процесса разделения жидких смесей определяется качеством мембран. Их характеристика представлена ниже:
Тип Рабочее давление, МПа Солезадерживающая способность, % Водопроницаемость, м/м*/сут
МГА-70 10 70 1000
МГА-80 10 80 600
МГА-90 10 90 350
МГА-95 10 95 250
МГА-100 10 97,5 100
Основными • показателями обратноосмотических аппаратов являются плотность упаковки мембра# (оптимальная 100 м2/м3), металлоемкость, простота изготовления и монтажа конструкций, необходимая степень очистки исходной воды перед мембранной обработкой. Опреснение воды методом электродиализа и обратного осмоса на 10—40 % дешевле, чем дистилляция.
Преимущества способа обратного осмоса по сравнений) с другими следующие: эффективное удаление микроорганизмов
и органических веществ; обработка воды с различным содержанием солей; возможность полной автоматизации процесса.
В НПО нацитков и минеральных вод проведены испытания опытно-промышленного образца установки для деминерализации методом обратного осмоса с целью получения технологически пригодной воды для производства безалкогольных напитков.
Характеристика установки обратного осмоса МРР—120— 21К—01:
Производительность, м3/ч Коэффициент извлечения Ог, не менее Поверхность мембран, м2 Количество рулонных элементов с поверхностью 3,5 м2, шт. Рабочее давление, МПа Количество секций Габаритные размеры, мм: 10—15 80 15 000 428 5,0 3—5
длина ширина высота Масса, кг Площадь, занимаемая установкой, м2 Диапазон значений pH 2700 1 500 2 500 4 000 25 4—8
Технологическая схема установки представлена на рисунке 3. Вода из сборника 1 с помощью насоса 2 подается в блок глубинных фильтров 3 для очистки от механических примесей, затем нагнетательным насосом 4 — в обратноосмотическую установку 5, состоящую из блоков рулонных обратноосмотических
3. Технологическая схема подготовки воды с использованием установки обратного осмоса:
1 — резервуар для исходной воды; 2 — питающий насос; 3 — глубинный фильтр; 4 — нагнетательный иасос; 5 — блок рулонных обратноосмотнческих разделителей; 6 — сборник опресненнрй ррды; 7- сборник технич^крй азды
Ill-111
>Тф Ф1Ф ф ф ф
♦ ф^
Спорный канал
Распределитель-- н ные системы _ 5
Бактерицидные-
* лампы - е
—Ат
4. Аппарат для облучения воДы струйного типа с непогружаемым источником облучения
ф ф
разделителей, откуда опресненная вода (пермеат) направляется в сборник 6 для применения в технологических целях при производстве безалкогольных напитков. Концентрат очистки собирается в сборнике воды и может быть использован для технических нужд.
Обогащение воды ионами серебра и бактерицидное облучение. Для обогащения воды нонами серебра в безалкогольной промышленности применяют ионаторы, в которых на поплавках закреплены серебряные электроды, находящиеся под напряжением постоянного электрического тока. Образующиеся в результате электролиза ноны серебра поступают в протекающую через ионатор технологическую воду. Даже сотые доли миллиграмма серебра на литр воды способны уничтожать микроорганизмы. Такое явление объясняется высокой, чувствительностью плазмы клеток микроорганизмов к нонам серебра, которые проникают внутрь, соединяются с протоплазмой и разрушают ее. Бактерицидное действие ионов серебра отмечено только на вегетативные формы бактерий и незначительно распространяется на споровые.
Эффективным способом биологической очистки технологической воды является бактерицидное облучение, при котором фотохимическое и ультрафиолетовое действие на протоплазму и ферменты клеток бактерий приводит к полной их стерили
зации. В результате погибают как вегетативные, так и споровые формы. Источником бактерицидного облучения Являются ртутно-кварцевые и аргоно-ртутные лампы. Для облучения воды используют аппараты лоткового типа с поперечным размещением бактерицидных ламп. Вода облучается по пути следования. Производительность аппарата при мощности ламп 225 Вт составляет 16 м3/ч.
В промышленности применяют также аппараты струйного типа, в которых вода облучается во время падения из распределительной системы в сборный канал (рис. 4).
ЗЕРНО ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ КУЛЬТУР
В ПРОИЗВОДСТВЕ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ
НАПИТКОВ И КОНЦЕНТРАТОВ
Ячмень бывает яровой и озимый. Он имеет более 130 разновидностей. Селекционированы следующие сорта: озимый — Дебют — Оксамит, Силуэт, Одесский 46 и др.; яровой—- Дружба, Донецкий 9, Подольский 14, Харьковский 74 и др.
Зерновка ячменя состоит из мякинной оболочки, пад которой находятся плодовая и семенная оболочки алейронового слоя, эндосперма зародыша. Химический состав ее: около 11,5 % белка, 3,0 — жира, 5,5 — клетчатки, 2,8 — золы, 77,2 — безазотистых экстрактивных веществ (крахмала околс> 60 %, пентозанов — 10,5, сахарозы — 1,8, инвертного сахара — 0,3 %). Он зависит от кислотности' грунтов, наличия влаги, тепла и т. д.
Зерно ячменя, предназначенное для использования в пищевой промышленности, должно удовлетворять ряд требований: иметь высокую экстрактивность и прорастаемость, округлую форму, беловато-желтоватый цвет, легкую отделяемость пленок, а также ограниченное содержание мелких зер<ен.
Озимый шестирядный ячмень неприхотлив к почве, влаге, температуре и солнечному освещению, не требователен агротехнике.
Отличие озимого шестирядного ячменя от ярового двухрядного заключается в строении его колоса, высокой пленч^тости, меньших размерах крахмальных зерен, больших прослойках из белковых веществ между ними. Имеют место также различия в содержании углеводов, золы.
; Для производства концентратов применяют шестирядный озимый ячмень. Важнейшими его компонентами являются углеводы, содержание которых колеблется в пределах 60—,70 % массы сухого вещества. Основную их часть составляет крахмал-конечный продукт синтеза углеводов. Он находится в клетках эндосперма в виде зерен различной величины (мелкие 1,6—6,4 ммк, крупные 10,8—33,8 ммк) овальной или сферической формы.
При высоком содержании белка, характерном для шестирядного ячменя, преобладают зерйа небольших размеров. Они имеют относительную плотность 1,144, в то время как крупные зерна — Ij526. Ячменный крахмал содержит 20 % амилозы и 30 % амилопектина. Температура клейстеризации крахмала 60—80 °C. При выращивании ячменя в условиях сухого и жаркого климата клейстеризация происходила уже при 50°С. Содержание крахмала в ячмене колеблется в пределах 42— 68 % массы сухого вещества. В данном случае двухрядный ячмень выгодно отличается от шестирядного, т. к. высококрах-мальный ячмень предопределяет высокую экстрактивность солода.
Составной частью клеточных оболочек зерна ячменя является гемицеллюлоза — высокомолекулярный полисахарид, из которого при ферментативном гидролизе образуются смесь гексоз (галактоза, маниоза), пентоз (ксилоза, арабиноза) и уроновые кислоты (глюкуроновая, галактуроновая). В ячмене геммицеллюлоза находится главным образом в виде пентозанов. Количество ее в высокобелковистом кормовом ячмене выше, чем в низкобелковнстом.
К высокомолекулярным полисахаридам, которые при гидролизе дают очень вязкие растворы, относятся гумми-вещества. Основные составные их вещества Р-глюкаи и арабоксилан.
Пектины содержатся в небольшом количестве в клеточных стенках ячменного зерна в виде нерастворимого протопектина.
Экстрактивные вещества ячменя включают также свободные сахара, представленные рафинозой (0,14—0,57 %), сахарозой (0,57—1,29 %), а также незначительным количеством фруктозы, галактозы и мальтозы.
Жиры и липиды в ячменном зерне в среднем составляют 2,0—3,0 %. Жир' сосредоточен главным образом в зародыше и в клетках алейронового слоя.
В оболочке ячменя содержатся полифенольиые соединения— вещества, неоднородные по своей химической природе и имеющие определенное технологическое значение.
Количество зольных веществ равно 2—3 % и зависит от химического состава почвы, на которой возделывают ячмень. Главную часть их составляют кремниевая кислота, фосфор, калий.
Азотсодержащие вещества ячменного зерна состоят из белковых и небелковых соединений. Последние представлены аминокислотами (аминный азот), солями органических кислот (аммиачный азот) и азотной кислоты (минеральный азот), глутамином (амидный азот). Все формы небелкового азота в сумме с азотом белков (белковый азот) составляют общий азот ячменя, содержание которого в пересчете иа сырой белок колеблется в пределах 7—26 % и зависит от сорта ячменя, климатических условий выращивания, использования азотсодержащих удобрений.
В шестирядном ячмене белка, как правило, больше, чем в двухрядном. В белках ячменя обнаружены аминокислоты: аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, валин, гистидин, глицин, глютаминовая кислота, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, пролнн, тирозин, фенилаланин, цистеин.
Простые белки разделяют на четыре вида: водорастворимые — альбумины, солерастворимые — глобулины, спирторастворимые — проламины (ячменный проламин называется гордиевом) и щелочнорастворимые — глютеины.
Сумма водо- н солерастворимых белков представляет растворимый белок.
Ячменная мука является одним из компонентов продуктов детского и диетического питания. Она содержит больше, чем другие злаковые, сахаров, а также много иекрахмальиых полисахаридов — слизей, благодаря которым оказывает особое диетическое действие.
Кукуруза (ГОСТ 13634—81). В нашей стране возделывают около 70 сортов кукурузы. Наиболее широкое применение получили сорта Днепровский 203 МВ, Днепровский 460 МВ, Коллективный 100 ТВ, Молдавский 251, Перекоп ТВ, Харьковский 19 ТВ и др.
В пищевой промышленности чаще используют кремнистую, зубовидную и крахмальную кукурузу.
Зерно этой культуры содержит 75—78 % углеводов, 10— 13 — белков, 2—2,5 — клетчатки, 4—5 — жира и 0,5—2,0 % минеральных веществ. Кукуруза превосходит по витаминной активности большинство зерновых культур и является основным сырьем для выработки диетических продуктов. В зерне желтой кукурузы содержится витаминов, мкг/кг: каротина — 1,0—6,5; тиамии-хлорида (Bi)—4,9; рибофлавина (Вг)—5,8; пиридоксина (В6) — 0,69; никотиновой кислоты (РР) — 14— 31; пантотеновой кислоты — 4,6—5,6; токоферола (Е)—2,5; холина — 100—109.
Углеводы представлены в основном амилопектином — 77— 80 % и амилазой — 20—23 %. Имеется также 1,5—5% сахаров, 1—6 % декстринов, до 7 % пентозы.
' В зерне кукурузы содержится проламинов — до 60 %, глю-теииа — 38, альбумина — 14, глобулина — 22,6 % от общего количества белков. В состав белков кукурузы входит 18 заменимых и незаменимых аминокислот. Основных аминокислот содержится (в процентах от общего количества белка): аспарагиновая кислота — 1,37; аланин — 1,21; аргинин — 0,610; цистин — 0,22; глютаминовая кислота—1,37; глицин — 0,33; гистидин — 0,25; изолейцин — 0,44; лейцин — 1,43; лизин — 0,27; метионин — 0,22; фенилаланин — 0,55; пролин — 1,10; серин — 0,51; треонин — 0,53; тирозин — 0,47; триптофан — 0,11; валин — 0,81.
Зерно кукурузы содержит много минеральных веществ, мг%: 4,6—8,0 калия, 5,0 кальция; 0,9 фосфора; 0,009 меди; 0,0005 никеля; 0,009—0,01 цинка; 0,00005 молибдена; 0,0066 16
хрома; 0,003 циркония; 0,009—0,035 олова; 0,00009—0,03 серебра; 4,06 кремния; 0,0009 висмута; 0,0046 лития.
Протеолитические ферменты в проросшем зерне кукурузы полностью обеспечивают гидролиз белков, одиако активность амилолитических ферментов недостаточна для полного осахаривания крахмала. Поэтому солод из кукурузы необходимо перерабатывать на экстракты только в смеси с солодом других злаков.
Очень ценными веществами, содержащимися в кукурузе, являются фнтогормоиы (уксииы, андрогены, эстрогены) — органические регуляторы обмена веществ.
Пшеница (ГОСТ 9353—83) бывает озимая и яровая. Количество сортов пшеницы превышает 250. Основные сорта яровой пшеницы: Белорусская 12, Диепряика, Леиииградка, Луганская 4, Мироновская яровая, Накат, Светлана, Харьковская 46 и др.
Зерновка пшеницы содержит 11—15 % белка; 0,08—0,17 — сахаров; 2,2—2,8 — клетчатки; около 2,5 — жира; 1,8—1,98 — золы; до 72 % крохмала.
Белок зерна состоит из альбумина, глобулина, глютеиииа, глюодииа. Больше всего его в эндосперме. Около 30 % от общего белка составляют незаменимые аминокислоты, %; треонин — 3,5; лизин — 3,6; лейцин — 6,9; фенилаланин — 4; ме-тиоиии—1,7; триптофан — 1,6; гистидин — 2,2; валин — 4,3; цистин — 2,4, аргинии — 5,5. Небелковые азотистые вещества сосредоточены в алейроновом слое. Основным углеводом является крахмал, количество которого в разных сортах пшеницы неодинаковое.
Зерно пшеницы богато различными витаминами, активность которых при проращивании значительно увеличивается (витамин С прн этих условиях синтезируется). Витаминный состав его следующий:
Витамин Содержание, мкг/кг
в оболочке в эндосперме в зародыше
Тиамин (В;) 10-21 21
Рибофлавин (В2) Никотиновая кислота —• 2 13
(РР) 140—232 57 68
Пиридоксин (Be) 13 5 14
Биотин — — 0,05
Токоферол — 9 158
Минеральные вещества составляют 1,7—2,0 %, из инх, %
калий — 0,52; натрий — 0,03; кальций — 0,05; фосфор — 0,79; железо — 0,2; магний — 0,2; сера — 0,01.
В зерне пшеницы содержатся ферменты: амилаза, протеаза, цнтаза, мальтаза, пероксидаза, каталаза н другие. Уста-
иовлено, что при солодоращепии их активность значительно возрастает, как и фитогормонов.
Для получения пшеничного солода рекомендуются сильные сорта' пшеницы, отвечающие требованиям ГОСТ 9354—67.
Рожь (ГОСТ 16991—71) бывает озимая и яровая.
Посевная рожь имеет более 40 разновидностей. Наиболее распространенные сорта: Белта, Житомирская тетра, Нива, Олимпиада 80, Пуховчанка, Харьковская 60 и др.
Зерновка ржи близка по строению к пшеничной. Плодовые оболочки составляют 5—7,0 %, семенная—2—4, алейроновый слой—11 —18, эндосперм — 75—79 и зародыш — 3,4—4 %. Зерновка содержит 8—19 % белка. Белок ржи состоит из альбумина, проламина, глиотина, глобулина и глютеина. В аминокислотный состав входят аргинин, валин, гистидин, лизин, лейцин, цистин и др.
Основным углеводом является крахмал, содержание которого составляет 53—63 %. Имеются также 2,5—5 % гумми-веществ, около 3 — левулезанов, сахаров 4—6,6, клетчатки 2,1 — 3,3 %. Жир составляет 1,7—2 %, он содержит 44,2 % линолевой, 31,9 — олеиновой, 8,1—пальмитиновой, 0,2 % стеариновой кислот. Зольность зерна колеблется в пределах 1,5— 2,5 %.
По стандартам рожь делится на три типа: озимая северная; озимая южная и яровая. Зерно каждого типа делят на пять классов. Качество ржи по подтипам стандарта неодинаково. Используемая в пищевой промышленности солодовая рожь должна соответствовать следующим требованиям: в партии должно содержаться не менее 92 % зерен ржи, всхожесть не ниже 92, впажность не выше 15,5, содержание примесей не более 5 %. По своей пищевой значимости рожь занимает второе место после пшеницы.
Овес (ГОСТ 7757—71) бывает озимый и яровой. Наиболее широкое распространение получил яровой пленчатый овес. В СССР в настоящее время районировано около 50 сортов овса. Наиболее распространены; Буг, Кубанский, Льговский 78, Мирный, Скакун, Черкасский 1, Черниговский 83 И др.
В зависимости от грунтов и климатических условий состав зерна овса сильно колеблется. В зерновке его содержится И —19 % белка, 0,5—0,97 жира, 25—35 — клетчатки, около 36,5 пентозанов, 4—7 — золы, кроме того 0,6—2,2 % сахарозы, пигменты, гликозид авенин, ферменты; витамины: тиамина— 4,6—9,7 мг/'кг, ниацина 1,7—4,4, рибофлавина 1,0— 1,8, пантотеновой кислоты 6,3—12,7 мг/кг.
По стандартам зерно овса делят на три типа: первый — белый отборный, второй — желтый отборный, третий — обык-новенный.
В пищевой промышленности применяют первый и второй типы. Зерно овса должно удовлетворять ряд требований: влажность не более 16 %, сорная примесь не более 3, зерио-
вая не более 3, всхожесть не менее 92 %. Овес не должен иметь запахов, не свойственных зерну.
Овес обладает диетическими свойствами и отличается от других зерновых культур высоким содержанием белка, в состав которого входят все незаменимые аминокислоты. По содержанию микро- и макроэлементов он также занимает первое место среди злаковых культур. Этому способствует высокая пленчатость (23—45 %). В зерне овса содержатся фитогормоны, витамины и ферменты, количество которых значительно возрастает при солодоращении.
Горох. В СССР возделывается более 30 сортов гороха зернового, 24 сорта лущильного и около 8 сортов овощного. Наиболее распространенными сортами гороха являются: Вороши-ловградский юбилейный, Рапорт, Сармат, Топаз, Труженик, Уладовский 6, Харьковский 85 и др.
В зерне гороха содержится 20—35 % белка, который состоит из аргинина, гистидина, лизина, тирозина, цистина и др.; 40—56 % крахмала, 4—10 сахара, 4,5—7,0 клетчатки, около 2 жира, 2,5—4 °/о золы. Также в зеленом горохе имеются витамины (мг на 100 г гороха): С — 30, А — 0,4; Bi — 0,3; В2 — 0,15; РР — 2,1, пантотеновой кислоты — 0,12.
В спелых семенах гороха ценится хорошая разваривае-мость, вкус и питательность, поэтому стандартный горох делят ид продовольственный и кормовой. В пищевой промышленности используют горох первого типа. Он должен удовлетворять ряд требований: влажность зерна — не более 14 %, содержание сорной примеси — не более 1, зерновой — не более 3 %, иметь не более 4 % мелких и поврежденных зерен.
Соя. В нашей стране селекционированы и культивируются следующие сорта сои: Аврора, Аркадия одесская, Белоснежка, Букурия, Искра, Кировоградская 5 и др. Семена сои содержат 27—52 % белка, 16—26 — жира, 3,5—5,8 — клетчатки, 3,3—6,4—золы, 14—33 % безазотистых экстрактивных веществ.
В аминокислотный состав соевого белка входят аланин, аргинин, валин, гистидин, глютаминовая и аспарагиновая кислоты. Кроме того, в семенах сои содержится 3,3—5,8 % сахарозы, 0,4—2,4 — моносахаров, около 3,1 % декстринов, установлено наличие каротина, витаминов В, D, К, С, Е.
По стандарту семена сои делятся на четыре типа: первый — желтая; второй — зеленая; третий — коричневая; четвертый — черная. В пищевой промышленности применяют первый тип. Семена этого типа должны удовлетворять ряд требований: влажность не более 18 %, чистота не менее 94, содержание сорной примеси ие более 3 %.
Семена сои ценны наличием белка, содержанием большого количества жира, сахаров, лецитина и витаминов, в результате чего находят разнообразное применение.
Горох и соя отличаются от других зерновых культур высоким содержанием белка. В процессе солрдоращения под дей
ствием протеолитических ферментов в зернах бобовых культур накапливаются белковые вещества, в том числе незаменимые аминокислоты.
Как проросшие, так и непроросшие бобовые являются ценной добавкой в производстве полнсолодовых экстрактов, вы-сокобелковистых напитков и продуктов детского питания.
БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ЗЕРНЕ ПРИ ЕГО ХРАНЕНИИ _
В свежесобранном зерне непрерывно протекают биохимические процессы, связанные с дозреванием и дыханием зерна. Интенсивность их зависит от влажности, температуры, наличия кислорода и других факторов. В свежесобранном зерне клеточные оболочки зародыша недостаточно проницаемы для питательных веществ, что отражается на прорастаемости. Следовательно, полная физиологическая зрелость зерна наступает после определенного срока хранения, который для зерновых культур составляет 1,5—2 мес.
В процессе дозревания зерна уменьшается его влажность, происходит синтез крахмала из сахаров, синтез белков из аминокислот, уменьшается содержание аминного азота, снижается количество водорастворимых веществ. Кроме того, в результате изменения свойств коллоидных гелей поверхность становится влажной, т. е. зерно отпотевает независимо от его исходной влажности. При хранении зерна происходит уменьшение гидрофильной способности коллоидов. У основных составных веществ (крахмала и белков) понижается способность связывать воду, в результате чего на его поверхности дополнительно выделяется свободная влага. Одновременно часть глюкозы превращается в более сложные сахара — мальтозу. Выделяющаяся при этом вода увеличивает относительную влажность воздуха межзернового пространства.
Для предотвращения отпотевания зерна, которое приводит к его порче, необходимо проводить активное вентилирование слоя сухим воздухом, а также перемещать зерновую массу из силоса в силос, пропуская одновременно через воздушно-ситовые сепараторы.
Физиологические процессы, протекающие в зерне при хранении, также зависят от температуры, влажности и доступа кислорода. В зернах вода находится в свободном и адсорб-ционно связанном состоянии. Адсорбционно связанная вода удерживается крахмалом и белками в виде гидратных оболочек. Оиа не может мигрировать внутри зерна, а следовательно, ие участвует в обменных реакциях. Свободная вода появляется в клетках зерна с повышением его влагосодержания. Она не удерживается составными веществами зерна и может свободно мигрировать из клетки в клетку, участвуя в ферментативных гидролитических превращениях и в обмене ве
ществ в клетках, кроме того, способствует повышению активности гидролитических и дыхательных ферментов.
Влажность зерна, при которой появляется свободная вода, называется критической н составляет 14,5—15,5 %. Поэтому зерно, подлежащее хранению, должно иметь влажность ниже критической. В состоянии глубокого покоя находится сухое зерно с влажностью 10—12 %. Оно может храниться в слое большей высоты (до 10 м). Достаточно устойчиво при хранении и зерно средней сухости с влажностью 12—14 %. Влажное зерно (14—17 %) дышит в 5—8 раз интенсивнее сухого и его при хранении необходимо периодически контролировать, проветривать и подсушивать. Сырое зерно с влажностью свыше 17 % дышит в 25—30 раз энергичнее сухого и хранению в таком виде не подлежит.
Все жизненные процессы в зерне с нормальной влажностью (дыхание, обмен веществ, поддерживающие жизнь зародышевых клеток) протекают непрерывно и сравнительно медленно. Процесс дыхания осуществляется комплексом ферментативных систем. При недостатке кислорода в слое зерна может начаться анаэробный обмен веществ, конечными продуктами которого являются такие йнгибирующие вещества, как спирт, двуокись углерода, альдегиды, органические кислоты и эфиры. Зародыш зерна при анаэробном дыхании отравляется и в дальнейшем отмирает без восстановления. Поэтому при таких условиях необходима активная вентиляция слоя зерна, обеспечивающая удаление всех ингибирующих веществ.
Выделяемая при дыхании зерна влага задерживается на его поверхности и, в свою очеоедь, еще больше активизирует процесс обмена вешеств, одновременно способствуя развитию микроорганизмов. Пои активном дыхании зерна происходит его самосогревание. Максимум энергии дыхания достигается при температуре 50—55 °C. Дальнейшее повышение температуры связано с отмиранием протоплазмы клеток, разрушением клейковины и снижением всхожести, а следовательно, ослаблением энергии дыхания.
Стойкость и жизнедеятельность зерна при хранении в большей степени зависят от влажности, чем от температуры. Так, повышение влажности зерна на 2—3 % увеличивает потери сухих веществ при хранении в 75—85 раз, а подъем температуры на 10—12°С — всего лишь в 4—5 раз. При длительном хранении с оптимальной влажностью в межзерновом пространстве убывает кислород и накапливается двуокись углерода. Такие изменения на жизнедеятельность сухого зерна не влияют.
Зерно и примеси имеют на своей поверхности огромное количество бактерий, дрожжевых клеток, плесневых и лучистых грибов и др. С повышением температуры и влажности начинается интенсивная деятельность их. Различные насекомые, находящиеся в зерновой массе, разрушают оболочку зерна, тем самым облегчают доступ микроорганизмов к внутренней
части. При этом развитие микрофлоры ускоряется и усиливается самосогревание зерна, которое ухудшает его качество и приводит к потерям углеводов, белков и других веществ. Сушка, проветривание и охлаждение зерновой массы являются самыми эффективными средствами для предупреждения ее порчи и самосогревания.
Таким образом, степень аэрации слоя, его влажность и температура имеют решающее значение для стойкости зерна при хранении. Снижение влажности и температуры зерна до оптимальных значений (12—14 % и 15—18 °C) ограничивает его жизнедеятельность и снижает потери сухих веществ.
ПЛОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОНЦЕНТРАТОВ, СОКОВ И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
' Плоды в зависимости от строения подразделяют на семечковые (яблоки, груши, айва, рябина и др.), косточковые (сливы, вишни, черешни, абрикосы, персики, кизил и др.), цитрусовые (лимоны, мандарины, апельсины) и ягоды (смородина, земляника, клюква, малина, ежевика и др.). Основную часть их составляет вода, которая находится в свободном и связанном состоянии. Содержание воды в плодовой мякоти яблок и груш составляет 80 %, абрикос —85, в черной смородине — около 80, а землянике —90 %. В свободной воде, котовая имеется в соке клеток, растворены сахара, кислоты и другие экстрактивные вещества плодов. Связанная вода образует вокруг коллоидных частиц водную оболочку и не является растворителем. В яблоках количество связанной воды составляет 24 %-
ГСухие вещества плодов состоят из компонентов, растворимых и нерастворимых в воде. К растворимым относятся сахара, глюкоза, фруктоза и сахароза, спирты, органические кислоты, пектин, жиры, азотсодержащие соединения, ароматические и красящие вещества, минеральные соли, ферменты и биологически активные вещества (витамины). Они составляют 10— 20 % массы плодов и обусловливают вкус, аромат, цвет и питательную ценность сока, полученного из них.(
Из нерастворимых веществ известны целлюлоза, крахмал, гемицеллюлоза, нерастворимые минеральные и азотистые соединения. Их масса составляет 3—8 % общей массы плодовой мякоти. В сок, полученный из плодов, нерастворимые соединения не переходят. В зависимости от вида и сорта плодов количество фруктозы, глюкозы и сахарозы колеблется в значительных пределах. Если в косточковых плодах преобладает в основном сахароза, то в семечковых — фруктоза и глюкоза. Почти отсутствует сахароза в винограде, красной смородине и кизиле.
В плодах содержатся преимущественно яблочная, винная и лимонная кислоты, а в некоторых встречается щавелевая, янтарная, муравьиная и хинная кислоты. Лимонная кислота содержится в преобладающем количестве в ягодах. Например, кислоты малины состоят из 3 % яблочной и 97 % лимонной, а земляники — из 10 % яблочной и 90 % лимонной. В цитрусовых плодах лимонная кислота составляет 100 %. Бензойная кислота, обладающая антисептическим действием, содержится в бруснике и клюкве.
Пектиновые вещества присутствуют как в клеточных стенках плодов (нерастворимые протопектины), так и в клеточном соке (растворимые пектины). Количество'протопектина в яблоках не превышает 1,5 %, в сливах—1,02, в черной смородине— 2,4, в малине — 0,5 %, а пектина в яблочном соке.— 0,4—1,2 г, в вишневом— 1, в черносмородиновом — 0,8, в малиновом — 1,2 г на 100 мл сока.
Аромат фруктов и ягод в значительной степени обусловливается наличием в них эфирных масел, которые преимущественно содержатся в кожице. Эфирные масла — сложная смесь спиртов, фенолов, альдегидов, пептонов и других соединений. Из яблок выделено около 0,4 % эфирного масла, состоящего из уксусного альдегида, сложных эфиров этилового спирта и му-' равышой, уксусной и каприловой кислот. Очень тонким и приятным ароматом обладает айва, которая содержит энентово-этиловый и пеларгопово-этиловый эфиры. Эфирное масло персиков состоит из муравьиной, уксусной, валериановой и каприловой кислот, а также уксусного альдегида, фурфурола и метилового спирта. Цитрусовые плоды содержат наибольшее количество эфирных масел.
Терпкий вкус некоторых плодов обусловливается наличием дубильных веществ, которые вызывают потемнение их при обработке и быстрое побурение отпрессованного сока. Такое явление объясняется тем, что под действием ферментов они окисляются в темноокрашенные флобафены. Однако дубильные вещества легко образуют нерастворимые соединения с белками, что применяется при осветлении плодовых соков.
Окраску плодам придают такие красящие вещества, как хлорофилл (пигмент зеленого цвета), каротиноиды (пигменты желтого и оранжевого цвета) и антоцианы (пигменты красного и фиолетового оттенков).
Самой ценной составной частью плодов являются биологически активные вещества — витамины С, Р, Bi, В2 и каротин. Витамин С (аскорбиновая кислота) входит в состав многих плодов. Большое количество его содержится в плодах черной смородины, шиповника, рябины, земляники, лимона и др. Витамин С под влиянием кислорода воздуха образует различные соединения, не обладающие биологической активностью.
Витамин Bi содержится в таких темноокрашенных плодах, как .сливы, черная смородина, черноплодная рябина, а также в апельсинах и мандаринах. Витамин В2 в небольших коли
чествах имеется в плодах шиповника, абрикосах и цитрусовых. Провитамином А является каротин, который присутствует* в шиповнике, рябине, абрикосах, желтых сортах слив, лимоне и др.
Количество азотистых веществ (белков, амидов, аминокислот и других соединений) в плодах незначительно. Так, среднее содержание азотистых веществ в яблоках составляет 0,46 %, в сливах — 0,61, абрикосах— 1,02, вишнях— 1,0, смородине — 1Д>, малине—1,£%. Растворимый белковый азот, находящийся в соке плодов, вызывает помутнение получаемых из них напитков.
В плодах содержатся полисахариды — крахмал, целлюлоза и гемицеллюлоза. Если в ягодах крахмала содержится ничтожно малое количество, то в созревших яблоках оно превышает 1 %. При хранении плодов часть крахмала под воздействием ферментов переходит в сахара.
Все ягоды отличаются высоким содержанием целлюлозы (4—6 %), в то время, как в яблоках ее содержится менее 1 %.
В семенах плодов имеется небольшое количество жира. Так, в семенах винограда оно составляет 1,2 %, а апельсинов — лишь 0,1 %. Высокое содержание жира отмечается в облепихе.
Зольные вещества плодов (кальций, натрий, калий, магний, марганец, железо, сера, алюминий, кремний, фосфор) составляют в среднем 6 %. Меди, йода, мышьяка очень мало. В преобладающем количестве находятся в плодах калий и кальций; железом наиболее богаты черника, ежевика и виноград. Больше всего меди в малине, вишнях и ежевике, а йода — в апельсинах и яблоках.
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭКСТРАКТОВ ЛЕЧЕБНОПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Бессмертник песчаный (сем. сложноцветных). Это многолетнее травянистое растение высотой 20—30 см, покрытое прижатыми к стеблю беловатыми волосками. Нижние листья имеют продолговато-яйцевидную форму, верхние и средние — ланцетовидно-линейную форму. Цветки — корзинки, собранные в густое щитовидное соцветие ланцетовидной формы. Цвет — лимонно-желтый. Растет бессмертник на песчаных почвах по солнечным склонам, на открытых степных местах и в сухих сосновых борах. Цветет все лето.
Заготавливают соцветия в начале цветения до распускания корзинок, которые приобретают лимонно-желтый цвет. По действующей нормативно-технической документации готовое сырье должно состоять из высушенных цветочных корзинок лимонно-желтого цвета со стеблями длиной не более 10 мм.
Вкус — пряно-горький, запах слабый, ароматный. В готовом сырье допускается не более 12 % влаги, 8 — общей золы, 5 — соцветий с остатком стеблей длиной свыше 10 мм, 5 — остатков корзинок, 5 — измельченных частей, проходящих сквозь сито с отверстиями 2 мм, 1 % —органических и минеральных примесей. В бессмертнике содержится до 0,05 % эфирных масел, дубильные вещества, сапонины, 1,2 % сахаров, 3,66 % смол, красящие вещества, соли натрия и калия, кальция, железа и марганца.
Сырье упаковывают в мешки массой до 50 кг и хранят в сухих, хорошо проветриваемых помещениях до 3 лет. Применяется в качестве мочегонного средства.
Боярышник кроваво-красный (сем. розоцветных). Небольшое дерево высотой 2—6 м, растёт на лесных полянах, среди кустарников, по берегам рек. Используют как цветы в начальной стадии цветения, так и плоды, которые собирают в сентябре — октябре при полном созревании.
Цветы и плоды боярышника применяют при производстве препаратов и экстрактов для профилактики и лечения заболевании сердца и начальных форм гипертонии.
По действующей НТД цветки и бутоны боярышника, отдельные или собранные на цветоножках, должны иметь длину 6—7 мм. Венчики желтовато-белые, цветоножки зеленоватые. Запах слабый, вкус горьковатый. В цветочном сырье боярышника допускается не более 14 % влаги, 3,5 — побуревших цветков, 11 —золы общей и 1 % органических и минеральных примесей.
Готовое сырье (плоды) состоит из отдельных ягод округлой или овальной формы диаметром 6—8 мм. Цвет темнокрасный, запах слабый, не характерный для лесных ягод, вкус слегка терпкий, сладковатый. В сырье (плодах) допускается не более 14 % влаги, 7 — плодов с дефектами, 1— недозревших, 2 — отдельных косточек и веточек; 3 — общей золы; 1 — органических и 0,5 % минеральных примесей. Плоды боярышника содержат урсОловую, олеановую, хлороановую и кофейную кислоты, 0-цитостерин, сапонины и флавоноидины. Кроме выше названных веществ, имеются также дубильные вещества, сорбит, холин и др.
Листья боярышника содержат кротеоловую, окантоловую кислоты, кверцетин и эфирное масло.
Высушенные цветы и плоды боярышника, упакованные в мешки по 40—50 кг нетто, хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении на стеллажах в течение двух лет.
Брусника (сем. брусничных). Небольшой кустарник с прямостоячими ветвистыми стеблями высотой до 25 см, растет в хвойных и смешанных лесах, образуя целые плантации — брусничники.
Листья зимующие, кожистые, длиной 1—3 см, по краям завернутые, сверху темно-зеленые блестящие, а снизу светло-зеленые матовые с рассеянными бурыми точками. Цвет
ки колокольчатые, белые с розовым оттенком. Плод представляет собой ярко-красную, кисло-сладкую блестящую ягоду.
Заготавливают в основном листья и побеги весной, до начала цветения растений. Применяют в виде настоев в качестве мочегонного средства и при почечно-каменной болезни. По действующей НТД готовое сырье (листья) должно состоять из высушенных одиночных листьев брусники длиной от 7 до 30 мм, шириной от 5 до 15 мм с короткими корешками. Запах отсутствует, вкус горький, вяжущий. В готовом сырье допускается не более 13 % влаги, 10 — золы общей, 15 — листьев побуревших и потемневших, 2 — измельченных, 1 — органических примесей и 0,5 % минеральных. Идентичные требования и к готовому сырью, состоящему из побегов брусники. Листья брусники содержат гликозида арбутина до 9 %, вакцинин, идеинхлорид, линолин, гидрохинон, урсоловую, винную, хинную и эмоловую кислоты, танин, гиперозид. Ягоды брусники содержат до 10,37 % сахаров, лимонную, яблочную, щавелевую, бензойную, уксусную, пировиноградную кислоты. В семенах содержится до 30 % масла.
Высушенные и соответствующие требованиям НТД листья и побеги брусники упаковывают в мешки по 20—25 кг, хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении на стеллажах (листья — до трех лет, побеги — до двух).
Валериана лекарственная (сем. валериановых). Многолетнее травянистое растение высотой до 2.2 м. В первый год валериана образует розетку прикорневых листьев, а на второй год — цветоносные, прямостоячие ветвистые стебли. Цветочки мелкие, с приятным душистым апоматом и с бело-розовым или бледно-фиолетовым венчиком. Корневище вертикальное с разветвленными многочисленными корнями длиной до 25—30 см.
Произрастает на влажных местах лесных полян и опушек, на лугах и специальных культивированных участках. Заготавливают валериану в виде корневищ и корней осенью после осыпания или сбора семян, что .необходимо для возобновления зарослей.
Применяют в виде настоя или экстракта как успокаивающее средство при бессоннице, нервных возбуждениях, неврозах сердечно-сосудистой системы.
Готовое сырье валерианы должно состоять из высушенных, продольно разрезанных коротких корневищ вместе с длинными многочисленными корнями, иметь светло- или темно-бурый цвет со своеобразным сильным ароматом.
В высушенной валециане допускается не более 16 % влаги, 16 — золы общей, 1—органических примесей, 3 — минеральных, 3 % корневищ с остатками стеблей длиной до 2 см и не меиее 25 % экстрактивных веществ. Кории валерианы лекарственной содержат до 0,5—2 % эфирного масла, изова-лериановую кислоту, валереноль, борнеол, а-пинен, D-терпи-неол, L-лимонен, сесквитерпен, борнеоловые эфиры муравьиной, уксусной и масляной кислот, азотсодержащий и кессиловый
спирты. Имеются также валерин, хатинин, сапонины, сахара и органические кислоты.
Для хранения и переработки готовое сырье предварительно упаковывают в тюки массой 50 кг нетто. Хранить упакованную валериану следует в сухом, хорошо проветриваемом помещении, отдельно от других растений. Срок хранения—до трех лет.
Душица обыкновенная (сем. губоцветных). Многолетнее травянистое растение с прямыми ветвистыми стеблями высотой 30—60 см. Цветки мелкие, фиолетово-розовые, с сильным ароматом. Цветет душица с июля по сентябрь. Листья черешковые длиной до 4 см, сверху темно-зеленые, снизу серовато-зеленые.
Произрастает душица на полянах и опушках сухого леса, среди кустарников на сухих открытых местах, а также на суходольных и пойменных лугах. Траву заготавливают в период цветения.
Применяют душицу в виде настоя и добавок для лечения кишечных заболеваний, улучшения пищеварения.
юювое сырье должно сосюять из смеси высушенных листьев и цветов, запах сохраняется ароматический, вкус горь-ковато-пряный. Допускается не более 12 % влаги, 0 — изломанных тонких стеолей, 7 — частично потемневших цветов и листьев, о — измельченных частей, проходящих сквозь сито с отверстиями 2 мм, 1 — органических примесей и 0,5 % минеральных.
Трава душицы содержит 0,12—1,2 % эфирного масла, би-и трициклические сесквитерпены — до 12,о, свободные спирты— 12,в—10,4, геранилацетат — до 5 %, а также дубильные вещества и аскороиновую кислоту.
Упаковывают ее в тюки, обтянутые джутбВбй тканью, ,мас-сбй оО—70 кг нетто. Хранят в хорошо проветриваемом сухом помещении до одного года.
дверооои продырявленный (сем. зверобойных). Многолетнее травянистое растение с прямыми гладкими стеблями высотой 30—100 см. Верхняя часть ветвистая, листья сидячие. Цветки собраны в щитовидное широкометельчатое соцветие. Венчик золотисто-желтый, лепестки срезанные с темными прожилками. Чашечка цветка глубокопятираздельная. Цветет зверобой в июне — августе ежегодно. Произрастает в светлых сухих лесах, на полянах и опушках, среди кустарников и в лесных полосах.
Заготавливают зверобой во время цветения. Срезать необходимо только верхнюю часть стеблей с листьями и цветками. Трава зверобоя входит в состав различных лекарственных сборов. t
Готовое сырье должно состоять из высушенных облиственных стеблей до 30 см длиной с цветами, бутонами и частично недозревшими плодами. Цветки ярко-желтого, а листья и стебли — матово-зеленого цвета.
В сушеной траве допускается не более 13 % влаги, 8 — золы общей, 50 — стеблевых частей, 10 — измельченных частей, проходящих сквозь сито с отверстиями 2 мм, 1 — органических примесей, 1 —минеральных, не менее 25 % экстрактивных веществ. В траве зверобоя содержится до 0,4 % гиперицина, псевдогнпернцнн, глюкозид гнперознд, кверцитрин, нзо-кверцнтрнн, эфирное масло, дубильные вещества до 10 %, до 55 мг % каротина, цериловый спирт, холин и алкалоиды.
Готовую траву зверобоя упаковывают в тюки массой не более 50 кг нетто. Хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении сроком до трех лет.
Земляника лесная (сем. розоцветных). Многолетнее травянистое растение со скрученными у основания стеоля мягкоопу-шеннымн листьями. Высота растения 25—20 см. Из пазух прикорневых листьев развиваются ползучие побеги, называемые усами. Цветет земляника в мае — июне белыми цветками. Ярко-красные плоды созревают в нюне — июле. Произрастает в негустых хвойных и лиственных лесах, на лесных полянах, опушках и культивированных участках.
Заготавливают зрелые ягоды, настои которых используют в качестве мочегонного средства, при лечении подагры, почечных и печеночных камней, при гиповитаминозах.
Готовое сырье должно состоять из высушенных зрелых мясистых ягод темно-красного цвета конической или яйцевидной формы, на поверхности которых находятся блестящие семена. Запах земляничный, вкус сладковато-горьковатый. В сушеных плодах земляники допускается не более 13 % влаги, 5 — измельченных частей, 1 — органических примесей и 1 % минеральных. В плодах земляники содержится до 50 % аскорбиновой кислоты, до 0,5 % каротина, витамин Bi, сахара, яблочная и салициловая кислоты, дубильные вещества, до 1,5 % пектина, триглюкозид цианидина.
Готовые плоды упаковывают в мешкн массой по 25—50 кг нетто. Хранят сырье в хорошо проветриваемом помещении на стеллажах до одного года.
Калина обыкновенная (сем. жимолостных). Кустарник 2— 5 м в высоту с буровато-серой корой и темно-зеленымн (сверху) листьями длиной 5—8 см. Цветки с белым по краям венчиком, собранные в плоские полузонтики. Плод — ярко-красная, сладко-горьковатап костянка. Цветет калина в мае. Плоды созревают в августе-сентябре. Растет в смешанных н лиственных лесах с сыроватой почвой. Часто встречается по опушкам, полянам, вырубкам и среди зарослей кустарников, а также по берегам рек н озер.
Кора калины содержит гликозид вибурннн, дубильные вещества, до 6,5 % смолы, плоды — до 32 % инвертного сахара, дубильные вещества, изовалернановую, уксусную н аскорбиновые кислоты.
Заготавливают сырье калины, в частности кору, ранней весной, с апреля по май. Ее сушат на открытом воздухе н в
сушилках. Созревшие плоды собирают поздно осенью, в октябре-ноябре.
Сушеное сырье представляет собой трубчатые, желобовато-плоские зеленовато-серого цвета куски коры. В нем должно содержаться влаги не более 14 %, потемневших кусков — не более 5, кусков коры с остатком древесины — не более 2 %.
Препараты калины применяют в качестве кровоостанавливающего средства в послеродовой период, прн простуде, кашле, горячке, язве желудка, колитах, запорах. Водный настой употребляют против фурункулов, экземы, как потогенное и мочегонное средство. Готовое сырье хранят в мешках, в прохладных сухих помещениях.
Лимонник (сем. магнолиевых). Многолетняя лиана с вьющимся деревянистым стеблем до 15 м длины. Листья овальные, простые. Цветки душистые, белые, одиночные. Плоды — ярко-красные ягоды, собранные в плотную кисть. Растет в кустарниках на высоте не более 600 м над уровнем моря, по долинам ручьев, чаще всего на Дальнем Востоке, в Приморском и Хабаровском краях. Лимонник культивируется и дает высокие урожаи в средней полосе Европейской части СССР.
Собирают плоды лимонника в период полной зрелости, срезая кисти красных ягод. Затем их провяливают на воздухе, сушат при температуре не выше 60 °C. Семена получают при отжатии соков и отделении мякоти путем промывки мезги. Тщательно очищенные семена просушивают.
Препараты и добавки из семян и плодов лимонника применяют как тонизирующее и стимулирующее средство.
Плоды лимонника содержат до 11,5% лимонной, 7,6— 8,4 — яблочной и до 0,8 — винной кислот, около 0,12 % схи-зандрина; мякоть плодов—1,5 % сахара, 0,15 % танидов и красящих веществ; семена — до 33,8 % жирного и до 2 % эфирного масла.
Готовое сырье должно состоять из высушенных блестящих, округло-почковидных семян с плотной желтой оболочкой, запах специфический, сильный. Вкус пряный, горьковатый.
В сырье допускается не более 13 % влаги, 3 — мякотн плодов, 5 — поврежденных семян, до 1 % органических и минеральных примесей.
Упаковывают плоды и семена в. мешки массой по 20— 30 кг нетто. Хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении на стеллажах сроком до одного года.
Пустырник пятилистный (сем. губоцветных). Многолетнее травянистое растение с ветвистыми прямостоячими стеблями высотой 60—130 см. Листья черешковые, сверху темно-зеленые, снизу сероватые, опушенные. Цветки собраны ложными мутовками в пазухах верхних листьев, густомохнатые розовато-фиолетового цвета. Произрастает близ жилья, на огородах и пустырях. Заготавливают только верхушки стеблей и ветвей с цветками и листьями.
Настойку травы пустырника используют при неврозах сердца, начальных стадиях гипертонической болезни, повышенной нервной возбудимости.
Готовое сырье должно состоять из высушенных цветущих верхушек растений длиной до 40 см. Запах слабый, вкус горький. В высушенной траве пустырника допускается не более 13 % влаги, 12 — общей золы, 5 — листьев побуревших и пожелтевших, 10 — измельченных частей, 2 — органических примесей, 1 % — минеральных, не менее 10 % экстрактивных веществ.
В траве пустырника содержатся алкалоиды — до 0,4 %, стахидрин, сапонины, дубильные вещества, горькие и сахаристые вещества, до 0,05 % эфирного масла.
Траву упаковывают в тюки по 40—50 кг нетто. Хранят в хорошо проветриваемом помещении на стеллажах. Срок хранения — два года.
Ромашка аптечная (сем. сложноцветных). Дикорастущее растение с сильным ароматным запахом, которое встречается в южных районах и прежде всего на Украине (на полях, у дорог, на пустырях). Стебель разветвленный, ветки заканчиваются одиночными корзинками с краевыми^белыми цветками. Срединные цветки трубчатые, желтого цвета. Собирают соцветия ромашки в начале цветения в сухую погоду. Цветет растение почти все лето.
Ромашку аптечную применяют при кишечных заболеваниях, а также для примочек, полоскания и ванн.
Готовое сырье должно состоять из высушенных соцветий без цветоносов. Запах сильный, ароматный, вкус горьковатый, пряный. В сырье допускается не более 14 % влаги, 12 — общей золы, 30 — измельченных частей корзинок, проходящих через сито с диаметром отверстий 1 мм, 9 — стеблевых частей, 5 — побуревших корзинок, 1 — органических примесей, 0,5 — минеральных, не менее 0,3 % эфирных масел. В цветочных корзинках ромашки содержится до 0,8 % эфирного масла, терпен, сесквитерпен—до 10 %, подинен, трициклический спирт, изовалериановая, салициловая, аскорбиновая кислоты, а также апин, прохамозулен, диоксикумароны, холин, каротин.
Цветки ромашки аптечной упаковывают в деревянные ящики массой 25—30 кг и хранят в сухом проветриваемом помещении до двух лет.
Такие же требования предъявляются и к ромашке душистой.
Сушеница топяная (болотная; сем. сложноцветных). Однолетнее травянистое растение высотой 10—25 см. Стебли ветвистые, беловойлочные с распростертыми нижними ветвями. Листья сероватые опушенные очередные. Соцветия — полуша-ровидные корзинки, собранные плотными пучками на концах веточек, корни тонкие. Растет сушеница на заливных лугах, по сырым берегам рек, на болотах, иногда как сорняк на огородах и полях.
Растение заготавливают вместе с корнями в период цветения. Применяют жидкий экстракт сушеницы в начальной стадии гипертонической болезни.
Готовое сырье должно состоять из высушенных цельных растений с соцветиями и плодами. Запах своеобразный слабый, вкус солоноватый. В готовом сырье сушеницы болотной допускается не более 13% влаги, 20-—золы общей, по 2% органических и минеральных примесей. Она содержит дубильные вещества — до 4 %, эфирное масло —до 0,05, смолы— 16 %, каротин — 55 мг%, тиомин, аскорбиновую кислоту, фитостерины.
Упаковывают траву в тюки, обтянутые джутовой тканью, массой 50—75 кг нетто. Хранить следует в сухом, хорошо проветриваемом помещении на стеллажах сроком до трех лет.'
Тысячелистник обыкновенный (сем. сложноцветных). Травянистое многолетнее растение высотой до 80 см. Стебли тысячелистника ребристые, прямостоячие, ветвятся в соцветии. Нижние листья черешковые, крупные, а стеблевые — сидячие, мелкие, серо-зеленые. На концах стеблей и их разветвлений собраны в щитках белые, реже розовые с фиолетовыми оттенками цветки.
Произрастает тысячелистник по опушкам леса, сухим лугам, степным склонам, краям дорог и на пустырях. Заготавливают цветущие верхушки.
Применяют в виде экстракта при заболеваниях пищеварительного тракта и как кровоостанавливающее средство.
Готовое сырье тысячелистника обыкновенного должно, состоять из высушенных цветущих верхушек с остатком стебля не длиннее 15 см. Запах — ароматный, своеобразный, вкус — горьковатый. В высушенной траве допускается не более 13 % влаги, 15 — золы общей, 3 — измельченных частей, 3 — стеблей толще 3 мм; 0,5 — органической примеси, 1 — минеральной примеси. Листья тысячелистника содержат алкалоид ахил-леии до 0,05, до 0,8 % эфирного масла, в состав которого входят: до 30% проазулена, а — пинен, 0 — борнеол, сложные эфиры до 13 %, а — камфора, туйон, цинеол до 10 %, кариофиллен, муравьиная, уксусная, изовалериановая кислоты.
Упаковывают готовую траву тысячелистника в тюки, обтянутые джутовой тканью, массой 50—75 кг нетто, Хранят в хорошо проветриваемом помещении на сухих стеллажах до двух лет.
Чебрец ползучий (сем. губоцветных). Ползучий, дикорастущий, душистый полукустарник высотой до 25 см. Стебель стелющийся, укореняющийся. Листья мелкие, желто-зеленые, цветки синевато-пурпурные и розовато-лиловые. Цветет чебрец с апреля до осени. Растет на песчаных почвах в сосновых лесах, молодых посадках, вдоль дорог, на окраинах полей. В качестве сыоья используют смесь листьев, цветков и молодых побегов. Срезают цветущую часть растений, не выдергивая их с корнем.
Препарат из травы чебреца применяют как отхаркивающее средство.
Готовое сырье должно состоять из смеси мелких цветков и листьев без толстых стеблей. Запах ароматный, вкус горьковатый, слегка жгучий. В сырье допускается не более 13 % влаги, 10 —других частей растений (кроме цветков и листьев), по 1 % органических и минеральных примесей. Трава чебреца содержит дубильные вещества, горечь, летучее масло, тимол — корвакрол, смолы, каротин, олеановую кислоту, небольшое количество эфирного масла (до 1 %).
Шиповник коричный (сем. розоцветных). Кустарник с тонкими прутьевидными ветвями, покрытыми игольчатыми шипами. Листья по краям зубчатые, очередные. Цветки одиночные, реже по 2—3 темно- или бледно-красные. Плод—шаровидный, яйцевидный, со сходящимися вверху чащелистника-ми. Стенки плодов мясистые, оранжевые или ярко-красные, снаружи гладкие, внутри заполненные ворсистыми зернышками. Произрастает шиповник по опушкам леса, вдоль берегов рек и озер. Заготавливают только зрелые плоды. Культивируется на приусадебных участках и плантациях совхозов.
Применяют в виде настоев, сиропов, порошков при авитаминозах, как средство, повышающее сопротивляемость организма в борьбе с различными заболеваниями.
Готовое сырье должно состоять из высушенных цельных, вполне зрелых плодов, вкус — кисловато-сладкий, слегка вяжущий, без запаха, цвет — от оранжево- до темно-красного. В готовом сырье допускается влаги—14—15%, золы общей— 3, органических и минеральных примесей — по 0,5 %, потемневших, подгоревших плодов—1, измельченных частиц плодов — 3, стеблей и плодов с плодоножками — 1, аскорбиновой — 1 и органических кислот — 3 %.
Мякоть плодов шиповника содержит до 18 % аскорбиновой кислоты, витамины В2, К, Р, каротин (провитамин А), флавоновые гликозиды, ликопин, рубиксантии, криптоксантин, тороксантин, до 18 % сахаров, до 3,7 % пектинов, яблочную и лимонную кислоты. В семенах этих плодов содержится масло.
Готовое сырье упаковывают в мешки массой по 40—50 кг и хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении на стеллажах сроком до двух лет.
Элеутерококк (сем. аралиевых). Кустарник с ветвями, покрытыми тонкими ломкими шипами. Листья пятипальчатосложные, расположенные на длинных черешках. Цветки мелкие, собраны в шаровидные зонтики. Собирают корневища с корнями в осенний период.
Экстракт элеутерококка используют как тонизирующее и стимулирующее нервную систему средство.
Готовое сырье должно состоять из высушенных цельных или расщепленных корневищ с корнями светло-желтого цве
та, длиной не более 55 см, толщиной не более 4 см. Вкус слабожгучий, запах ароматный, приятный.
В сырье допускается влаги не более 14 %, корневищ с остатками стеблей — 3, побуревших корней — 3, органических и минеральных примесей—1 %. В стеблях и корнях элеуте* рококка содержатся кумарин, флавоноидины, элеутерозиды. Химические свойства растения мало изучены.
Упаковывают сырье элеутерококка в тюки массой по 25— 30 кг. Хранят в хорошо проветриваемом помещении до двух лет.
Крушина ольховая (сем. крушиновых). Небольшое дерево или кустарник высотой до 7 м, листья очередные, длиной 3— 8 см, цветки зеленовато-белые. Плод шарообразный, сочный, костянковидный, около 8 мм в диаметре. При созревании фиолетово-черный с двумя косточками. Произрастает крушина в хвойных и смешанных лесах. Заготавливают кору только в период усиленного сокодвижения ранней весной. Высушенную кору используют только через год после сбора. Применяют в виде экстрактов и в составе слабительных и противоге-морройных сборов.
По действующей НТД готовое сырье должно состоять из хорошо просушенных кусочков коры различной длины, толщиной около 2 мм. Наружная поверхность коры гладкая, темно-бурая, серая или темно-серая, часто с беловатыми или сероватыми пятнами. Запах слабый ольховый, вкус горьковатый.
В высушенной коре крушины допускается влаги не более 15 %, золы общей — 5, кусков коры, покрытой лишайником — 1, с осколками древесины—1, коры толще 2 мм — 3, по 0,5 % органических и минеральных примесей и не менее 20 % экстрактивных веществ.
В коре крушины содержатся антрагликозиды, в состав которых входят: глюкофрангулин, франгулин, франгулоэмодии, хризофановая кислота, до 0,15 % алкалоидов, до 10,4 % дубильных веществ, различные сахара, яблочная кислота, небольшое количество эфирного масла.
Упаковка готового сырья производится в тюки, обтянутые джутовой тканью, массой 50—75 кг нетто. Хранят на стеллажах в сухом, хорошо проветриваемом помещении до пяти лет.
Жостер слабительный (см. крушиновых). Небольшое деревце или ветвистый кустарник высотой до 5 м. Кора красновато-серая или бурая, ветви колючие. Листья яйцевидные или эллиптические. Цветочки мелкие, зеленоватые. Плод — сиие-вато-черная, шарообразная сочная костянка, внутри которой находится 3—4 косточки. Цветет в мае — июне, а плоды созревают поздно осенью. Растет жостер среди зарослей кустарников, в степи, на лесных опушках и на сухих лугах. Собирают кору и зрелые плоды без плодоножек осенью, когда ягода становится черной.
Применяют кору и пдоды жостера при желудочных заболеваниях. По действующей НТД готовое сырье (раздельно кора и плоды) должно иметь слабый, неприятный запах, вкус сладковато-горьковатый. В сырье (плодах) допускается влаги не более 14 %, общей золы — 4, недоразвитых плодов — 4, подгоревших плодов — 5, посторонних плодов и веточек — 2, минеральных примесей — 0,5 %. Плоды жостера содержат рамиокатартин, рамноксантин, жостерин, флавоноид рамко-цитрин, рампетин, кверцитин, кампферол, около 7,4 % хризофановой кислоты н др.
Упаковывают плоды жостера в бумажные мешки массой 25—50 кг (кору упаковывают в джутовые мешки) и хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении на стеллажах сроком до четырех лет.
Девясил высокий (сем. сложноцветных). Многолетнее дикорастущее растение высотой до 2 м с мясистым корневищем, от которого отходят довольно длинные придаточные корни. Стебель прямой, сверху ветвистый, по всей высоте мохнатый. Листья крупные, очередные. Цветы желтые, собраны в крупные корзинки. Цветет девясил в нюне — августе. Растет по берегам рек н водоемов, во влажных местах лугов, на лесных полянах и среди зарослей кустарников. Собирают корневища и корни девясила высокого осенью до наступления заморозков.
Препараты из корневищ и корней девясила применяют для лечения заболеваний горла. По действующей НТД готовое сырье состоит из высушенных корней и корневищ девясила длиной до 20 см и толщиной до 3 см, сверху — серо-бурого цвета, внутри — желтовато-белого. Запах ароматный, вкус пряно-горький. -
В готовом сырье допускается влаги не более 13 %, общей золы— 10, дряблых корней и корневищ, оснований стеблей и других частей — 5; потемневших в изломе корневищ и корней — 5; корней длиной менее 2 см — 5; органических — 0,5 и минеральных примесей—1 %. Корни девясила содержат до 3 % эфирного масла, хорошо растворимого в органических растворителях, в котором имеются геленнн, алантол, проазу-леи, около 44 % инулииа, псевдоннулйна, инуленина, уксусная и бензойная кислоты.
Упаковывают готовое сырье девясила в мешкн по 25— 30 кг и хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении иа стеллажах до трех лет.
Мать-и-мачеха (сем. сложноцветных). Многолетнее травянистое растение, цветущее ранней весной до появления листьев. Стебли пушистые, с многочисленными чешуевидными ро-зово-лнловыми листьями. Цветки имеют золотисто-желтую окраску, превращаются при созревании плодов в пуховые головки. Цветет мать-и-мачеха в апреле — мае. Появившиеся после цветения прикорневые листья имеют снизу беловойлочную окраску, сверху голые. Растет в основном на глинистых
и песчаных почвах по оврагам, обрывам и железнодорожным насыпям. Заготавливают листья в июне.
Применяют в виде настоя внутрь как отхаркивающее средство. Готовое сырье должно состоять из высушенных листьев длиной 8—15 см и шириной около 10 см, длина черешка около 5 см. Вкус слабогорький, запах отсутствует. В готовом сырье допускается влаги не более 13 %, общей золы — 20, побуревших листьев — 5, листьев, пораженных бурыми пятнами ржавчины — 3, по 2 % измельченных частей, органической и минеральной примесей. Листья растения содержат около 6,3 % горьких гликозидов, ситостерин, сапонины; галловую, яблочную, винную и аскорбиновую кислоты, каротиноиды, а также полисахариды.
Листья мать-и-мачехи упаковывают в тюки по 50—70 кг и хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении на стеллажах сроком до трех лет.
Подорожник большой (сем. подорожниковых). Многолетнее травянистое растение с несколькими нлн одной цветочными стрелками высотой 10—45 см и розеткой прикорневых листьев. Листья длннночерешковые длиной 12 см, широкояйцевидные илн широкоэллиптические, цельнокрайние, реже в нижней части неяснозубчатые с дугообразными жилками. Цветки мелкие, невзрачные, с буроватым пленчатым венчиком, собраны в длинный цилиндрообразный колос. Растет около дорог, на огородах и лугах, по берегам водоемов и лесным опушкам.
Заготавливают листья в течение лета. Препараты из листьев подорожника применяют в медицине при желудочно-кишечных заболеваниях. Готовое сырье должно состоять из высушенных листьев подорожника длиной пластинки листа Около 12 см и шириной около 8 см. Запах отсутствует, вкус — слабогорьковатый. Допускается в готовом сырье влаги не более 14 %, стрелок с цветками — 1, листьев, потерявших натуральную окраску — 3, измельченных — 2, по 1 % органической и минеральной примесей.
Листья растения содержат гликозид аукубин, расщепляющийся на глюкозу и аукубеленин, горькие и дубильные вещества, аскорбиновую кислоту. В семенах содержится до 44 % слизи, около 22 % эфирного масла, олеаноловая кислота, сапонины.
Упаковывают листья подорожника в тюки, обтянутые джутовой тканью, массой 50—70 кг нетто и хранят в сухом, проветриваемом помещении на стеллажах сроком до двух лет.
Мята перечная (сем. губоцветных). Многолетнее травянистое растение, стебель четырехгранный высотой 25—80 см. Листья короткочерешковые, удлиненнояйцевидные, заостренные с сердцевидным основанием, сверху темно-зеленые, снизу светло-зеленые, цветки мелкие, красно-фиолетовые, собранные на верхушках побегов в головчато-колосовидное соцветие. Размножается корневищем. Цветет в июне—августе.
Мята размножается вегетативно. Культивируется по всей территории УССР как эфиромасличное растение, возделывается также в Воронежской области, Белоруссии, Молдавии. Собирают мяту в июле — августе в фазе бутонизации растения. Стебли с листьями или только листья быстро сушат, но не на солнце. Листья мяты используют как средство, улучшающее пищеварение, против спазмов в кишечнике, тошноты, при насморке, хрипоте, бронхите, нервном возбуждении, а также как желчегонный и потогонный препарат.
Готовое сырье должно состоять из высушенных стеблей с листьями темного цвета. Свежую мяту используют как сырье в эфиромасличном производстве.
В листьях мяты содержится от 2,40 до 2,75 % эфирного масла, в соцветиях — 4—6, в стеблях до 0,3 %. В основе его — ментол (41—65 %), а-пинен, ₽-пинен, лимонен, жасмин и эфиры ментола, уксусной и валериановой кислот. Листья помимо эфирного масла, содержат каротин, гесперидии, бетаин, урсо-ловую и олеановую кислоты.
Готовое сырье упаковывают в мешки массой до 25 кг нетто. Хранят в сухих, хорошо проветриваемых помещениях на стеллажах сроком до двух лет.
Плоды аниса (сем. зонтичных). Однолетнее травянистое растение высотой 30—60 см. Имеет ветвистый стебель, листья очередные, нижние цельные или сердцевидные, верхние пористые. Соцветия — сложные зонтики, растущие на верхушках стеблей и ветвей. Цветки белого цвета, мелкие. Плоды аниса— яйцевидной формы, разделяются по два полуплодика. Могут быть также грушевидной формы. Для промышленного использования анис выращивают на Украине, Поволжье, Северном Кавказе.
Заготавливают плоды аниса во время созревания, когда плоды первых зонтиков побурели, а остальные еще зеленые, в июле — августе.
Препараты, изготовленные из плодов аниса, а также сами плоды применяют для лечения заболеваний нервной системы, уменьшения спазма гладкой мускулатуры, кишечника, усиления железистого аппарата кишечника и бронхов. Плоды также обладают ветрогонным, отхаркивающим, жаропонижающим, мочегонным и противоспазматическим действием. В народе, кроме того, отвар из плодов аниса употребляют как средство, увеличивающее количество молока у кормящих матерей.
Из плодов аниса изготавливают такой ценный препарат, как анисовое масло, которое .очень широко применяется для составления сложнейших рецептов.
Готовые к применению плоды имеют приятный аромат и содержат 1,5 % эфирного масла, 1 — эфиромасличиых примесей, не более 5 — поврежденных плодов, I — примесей, влажность не должна превышать 12 %.
Готовые плоды расфасовываются в коробки или бумаж
НЫе пакеты массой до 20 г. Хранят сырье в хорошо проветриваемом помещении сроком до одного года.
Плоды кориандра (сем. зонтичных). Однолетнее травянистое растение, имеющее ветвистый вверху стебель, листья очередные и влагалищные. Прикорневые листья — длинночерешковые, верхние — сидячие с несколько заостренными дольками. Соцветие — сложный зонтик, цветки розового цвета, мелкие. Посевной кориандр (кишнец) широко распространен на Украине, Кавказе, в Молдавии, культивируется в хозяйствах.
Как сырье в медицине применяют только зрелые плоды, которые при созревании становятся сухими и желтовато-серыми, приобретая очень приятный аромат. Заготавливают в сентябре.
Плоды кориандра находят применение как сырье в хлебобулочном и кондитерском производстве, а также как добавка к лекарствам, для улучшения вкуса и запаха. Входят в состав различных сложных чаев (слабительного, желчегонного, про-тиво<геморройного). Получаемое из плодов эфирное масло кориандра имеет большое значение в парфюмерии благодаря содержанию линоола, заменяет лавандовое и берголлетовое масла для изготовления одеколонов и различных душистых веществ. Главной составной частью масла является а-лина-лоол, кроме того, в масле содержатся: пинен, dla-пинен, дипентен, h-цимол, (5-феллаидрены, гераниол и 1-борнеол. Плоды содержат эфирное масло (17—24 %), в состав которого входит олеиновая кислота.
Календула (сем. сложноцветных). Однолетнее травянистое железисто-опушенное растение, имеет ветвистый стебель высотой 20—50 см, покрыт жесткими волосками. Листья обратнояйцевидные. Цветки, собранные в верхушках стеблей в корзинчатые соцветия, имеют золотисто-желтый оттенок. Наружные цветки плодовые, внутренние — трубчатые. Плод — изогнутые семянки, располагающиеся в 2—Зряда. Календула распространена в районах Средней Азии, Центральной и Южной Европы, культивируется как лекарственное и декоративное растение.
Заготавливают цветочные корзинки календулы в период горизонтального стояния язычковых цветков. В летние месяцы практически проводят от 10 до 20 сборов. Из корзинок выщипывают язычковые цветки и сушат в течение 4 ч в затемненном месте. Качество сырья должно удовлетворять следующим требованиям: цветочных корзинок с небольшими Цветоносами должно быть не более 10 %, полностью осыпавшихся корзинок — 20, побуревших корзинок — 3, влажность сырья — не более 14%.
Календулу используют для изготовления препаратов (в основном противовоспалительных) в виде мази и эмульсии, а также при лечении мелких ран, порезов, ушибов, гангрены, ожогов, отморожений, хронических свищей, как мочегонное, очищающее, вяжущее, противогнойное и противовоспалитель
Ное й дезинфицирующее средство. Настойку цветков календулы употребляют внутрь при золотухе, рахите, головокружениях, кашле, а также как тормозящее патологический процесс при раке.
В цветочных корзинках календулы содержатся: каротии, линолин, рубиксанин, флавохром. В надземных частях растения находится до 19 % горького вещества календела. В соцветиях календулы имеются смолы (около 3,4 %), азотосодержащие слизи (1,5), яблочная кислота (68 %). Отмечено наличие сапонина. В семенах содержатся жирное и эфирное масла.
Срок годности сырья — до трех лет.
Ревень (сем. гречишных). Крупное многолетнее травянистое растение, имеет прямые маловетвистые стебли, которые иногда достигают высоты до 3 м. Листья — мелкие, череш-чатые, яйцевидные. Корень прямой, в зависимости от возраста имеет толстые мясистые отростки. Прикорневые листья крупные, достигают до 1 м длины. Растение имеет мелкие цветки розовато-белого цвета, собранные в метельчатые соцветия. Плод — трехгранный орешек длиной 7—10 мм.
Ревень произрастает в южных районах СССР, Западной Европы. Родина — горные леса Центрального Китая. В СССР в диком виде не встречается. Как сырье в медицине используют корни ревеня. Их очищают от земли, моют, провяливают, сушат в сушилках.
Заготавливают сырье в сентябре и первой половине октября (растения 3—4-летнего возраста).
В основном ревень в медицине применяют как слабительное средство прн хронических запорах (в малых дозах — 0,05— 0,2 г) и для повышения аппетита. Рекомендуется принимать при катаре желудка.
Готовое сырье представляет собой отрезки цилиндрических корней длиной 10—75 см, расщепленных вдоль. Куски снаружи темно-бурые, внутри желтовато-розовые, зернистые со своеобразным запахом и горьковато-вяжущим вкусом.
В сырье должно быть не менее 33 % экстрактивных веществ, не более 12 — влаги, 5 % измельченных частей корня величиной 3 мм. Ревень содержит 6—10,6 % гликозидов и 6— 23 % антрагликозидов, аглюконы — реумелоднн или франгу-лоэмодин, хризофановую кислоту (дубильные вещества).
Упаковывают подготовленный ревень в закрытые жестяные банки, в ящики для аптек. На складах хранят в мешках Срок годности сырья пять лет.
Дягель (сем. зонтичных). Двухлетнее травянистое растение с прямым стеблем, достигает высоты 2 м. Листья большие. Зонтик большой, многолучевой, имеет мелкие цветки желтовато-зеленоватой окраски. Плод дягеля — продолговатоовальная соЛоменно-желтая двосемянка с крыльями по бокам. Корневище — внутри полое, с перегородками в узлах, переходит в неполный (стержневой внизу) ветвистый корень.
Дягель произрастает практически на всей территории УССР, Белоруссии, Молдавии, южных областей России. Растет иа болотах, берегах рек, во влажных местах.
Как сырье ценны корни дягеля, которые собирают осенью, в сентябре — октябре. Их очищают от земли, промывают водой, режут на части и сушат на открытом воздухе или в сушилке. Корни содержат: дубильные вещества, эфирное масло (до 1 %), аигелиновую смолу, валериановую и уксусную кислоты, крахмал, сахар, фурокумарин. Высушенное сырье состоит из красновато-серых цилиндрических кольчатых отрезков корневищ с отходящими от него морщинистыми, слегка бугристыми, снаружи бурыми, внутри белыми корнями. Они имеют сильноароматический запах, сладковатый, жгуче-горьковатый привкус. Влажность сырья не должна превышать 14 %, корневищ с остатками корней должно быть не более 5, измельченных корней длиной менее 1 см — не более 1 %. Выход эфирного масла из измельченных корней достигает 25 %.
Корень дягеля используют как мочегонное и ветрогонное средство, которое обезболивает и действует противоспазматически. В качестве отхаркивающего средства дягель воздействует на бронхи, тонизирует сердечно-мышечную и центральную нервную систему.
Хорошо возбуждает аппетит. Также употребляется прн эпилепсии и бессоннице.
Готовую продукцию хранят на складах (в сухих, хорошо проветриваемых помещениях) в мешках до пяти лет.
Солодка сухая (сем. бобовых) представляет собой многолетнее травянистое растение высотой 50—100 см, имеет мощную корневую систему. Листья очередные, непарноперистые, 5—20 см длиной. Цветки собраны в рыхлые кисти бледнофиолетового цвета. Плоды — кожистые, прямые или изогнутые бобы бурого цвета. Растет на Кавказе, в Средней Азии, иа Украине. Основные районы заготовок — в Средней Азии, Азербайджане. Места произрастания — берега рек, озер, влажные места.
Для медицинских целей используют корни, в них содержатся 23 % глицирризина, глицирризиновая кислота, флавоновые гликозиды, ликвиритозид, лиивиритнгенин. Заготавливают сырье поздно осенью, его очищают от коры и сушат в сушилках.
Солодковый корень применяют при заболеваниях верхних дыхательных путей, как отхаркивающее, смягчающее и противовоспалительное средство. Назначают также при запорах, геморрое, язве желудка. Хорошее противоядие при отравлении грибами. Улучшает вкус лекарств, благоприятно влияет на обмен веществ и при болезни Аддисона. Кроме того, корень солодки входит в состав сложнолакричного порошка, а также лечебных чаев.
Заготовленные корни могут быть двух сортов: неочищенные— снаружи покрыты темио-бурой пробкой и очищен
ные—желтые.'Из неочищенных корней приготавливают экстракт— лакрицу. Очищенные корни, разрезанные на куски длиной 10—12 см, хранят в сухих, хорошо проветриваемых помещениях в мешках или бумажных пакетах. Срок годности сырья 10 лет.
Трава шалфея (сем. губоцветных). Представляет собой многолетний полукустарник, густоопушенный, серо-зеленого цвета. Стеблей много, они четырехгранные с серо-зелеными листьями, у основания древеснеющие. Зимой верхняя часть отмирает, весной снова отрастает. Цветки — мелкие, собраны в рыхлое верхушечное колосовидное соцветие, венчик синефиолетовый, яснодвугубый. Все растение ароматное.
В СССР в диком виде не встречается. Культуру шалфея успешно выращивают на Северном Кавказе, в Крыму и Молдавии как лекарственное и эфиромасличное растение.
Заготавливают сырье шалфея в два этапа (во время цветения, в июне и сентябре). В первые годы сбора берут нижние листья, а в осенний сбор — все листья с верхушками стеблей. Собранный лист подвергают воздушной сушке.
Траву шалфея используют для лечения желудочно-кишечного тракта, для улучшения пищеварения, при болезнях печени и желчного пузыря, для снижения повышенного давления, а также как мочегонное, ветрогонное средство. Находит применение при воспалительных процессах полости рта и глотки, верхних дыхательных путей, облегчает отхаркивание при затяжных бронхитах.
В листьях шалфея содержится эфирное масло (0,5— 2,5 %), в котором представлены: цинеол, б,-а-пииен, сольвен, D-борнеол, D-камфара, цедрен. Кроме того, имеются алкалоиды, дубильные вещества, урсоловая и олеановая кислоты, уваол, пародифенол. Из семян выделено жирное масло, содержащее глицерид линолевой кислоты.
Сырье шалфея — сушеные листья серовато-зеленоватого цвета, ароматного запаха — должно удовлетворять следующим требованиям: содержание эфирного масла — не менее 1 %, влаги — не более 14, золы общей — ие более 12, листьев испорченных — не более 5, стеблей и соцветий — не более 10, органической и минеральной примесей — не более 0,5%.
Хранят в хорошо проветриваемом помещении на подтоварниках или стеллажах до трех лет.
Софора японская (сем. бобовых). Известна как декоративное дерево, имеет непарноперистые листья, цветки мелкие, желтого цвета, собраны в кисти. Плоды софоры — бобы, сочные, цилиндрические с четко видными перетяжками, имеют буро-зеленоватую окраску с желтоватой продольной полоской. Бобы не раскрываются. Семена черного цвета. Софора японская произрастает в южных районах страны, широкого распространения не имеет.
Заготавливают плоды софоры в конце лета — начале осени, а листья и цветки — в первой половине лета.
Применяют софору “японскую для приготовления спиртовой настойки, которую используют наружно для промывания ран, примочек на гнойные раны, хронические гнойные'язвы и ожоги. Из листьев и цветков получают рутин, заменяющий витамин Р, укрепляющий стенки капилляров и предохраняющий от кровоизлияния. Софора содержит 3 % алкалоида па-хикоринна, софокорнин и матрин.
Хранится сырье до двух лет.
Лист сенны (сем. бобовых). Сенну или александрийский лист получают от растений кассия узколистая и кассия остролистная. Кассия — кустарник небольшой высоты, имеющий очередные листья сложной формы, 4—8 — парноперистые. Цветки желтого цвета, собраны в кисти. Плоды — плоские сухие бобы, именуемые «александрийским стручком». Выращивается кассия в Пакистане н Индии, в СССР — в Средней Азии только как однолетнее растение, т. к. не выдерживает зимних холодов.
В качестве сырья собирают бобы и листья в конце осени. Они содержат антрагликозиды, алоэ-эмодин, смолистые (балластные) вещества, флавоновые гликозиды; изорошпетин, кемпферин. Выделены кислоты: стеариновая, пальмитиновая, фитостерин, фитостеролин, алкалоиды. Сырье должно содержать влаги не более 12 %, стеблей, цветков и измельченных листьев, проходящих через сито с отверстиями диаметром 2 мм, не более 1 %.
Листья сенны применяют как слабительное, для повышения моторной функции толстого кишечника. Не содержит горьких и дубильных веществ, вследствие чего не повышает аппетита и не вызывает запоров. Сенну применяют и в хирургической практике, перед оперативным вмешательством или при послеоперационной атонии кишечника.
Хранят на складах в тюках, а в аптеках — в закрытых деревянных ящиках по 25—50 кг. Срок годности сырья три года.
Шишки хмеля (сем. тутовых). Дикорастущее травянистое вьющееся растение, несущее на себе длинночерешчатые, глубокосердцевидные листья с крупными прилистниками. Стебли хмеля в длину достигают 5—6 м. Цветки мелкие, желто-вато-зеленые, однополые, собраны в соцветия: мужские — в метелки, женские — в воздушные колоски. Хмель имеет длинное ползучее корневище.
Зоны распространения хмеля очень обширны: Крым, Кавказ, юг Западной Сибири, Алтай, Средняя Азия. Культивируют хмель на Украине, в Белоруссии и Прибалтике.
Как сырье шишки хмеля собирают в начале августа незадолго до их полного созревания и быстро сушат. Из сухих шишек получают отдельно зернышки путем встряхивания сухого сырья и просеивания через сито. Соплодия, или шишки хмеля, содержат вещество лупулин, горькое на вкус (7—16 % от массы сухих шишек), эфирное масло до 2 %, гумуленовую
кислоту, смрлу, холин, Желтый пигмент, валериановую Кислоту, алкалоиды и др.
Соплодия хмеля употребляют при воспалении почек, при водянке, катарах желудка, болезнях желчного пузыря и печени, нервной бессоннице, как болеутоляющее и антиспазма-тическое средство при циститах и частых болезненных позывах к мочеиспусканию. Помимо этого применяется как горечь для повышения аппетита, наружно при ушибах в виде ароматических ванн.
Хмель также используют при производстве пива. Хранят хмель после просушивания в мешках или коробках, крепко прессуя слой за слоем. В промышленных целях для консервации сухие шишки хмеля обкуривают, сжигая серу, после этого сильно прессуют на специальных прессах и хранят в специальных мешках сроком два года.
Трава спорыша (сем. гречишных). Однолетнее травянистое растение, имеет слабые, распростертые или восходящие стебли высотой до 30 см. Цветки мелкие, собраны по 1—5 в пазухах листьев. Плод спорыша темного цвета, трехгранный матовый орешек. Цветет с мая до конца осени.
Распространена трава практически по всей территории СССР, особенно на Украине и Белоруссии. Растет возле дорог, на пастбищах, сопках, возле жилья и т. д.
Траву спорыша заготавливают, как только она начинает цвести, а стебли не успели затвердеть. Собирают верхнюю часть растения. Сушат быстро. В готовом сырье предусматривается содержание влаги не более 15 %, травы измельченной длиной менее 1 см не более 3, органических примесей не более 1, минеральных не более 1 %.
Применяют траву спорыша при болезнях почек и печени, в частности при камнях" в них, при гастритах с повышенной и недостаточной кислотностью, при поносах, хроническом воспалении мочевого пузыря, при маточных кровотечениях после родов, аборта и при ранах, как свежих, так и давних, а также при малярии, туберкулезе легких, гипертонии. Спорыш употребляют при всех видах гастритов: ахилии и гиперхилии.
Сухая трава спорыша содержит кремнеземную кислоту, каротин (39 мг%), дубильные вещества (0,35 %), витамин С (да 200 мг %) и К (730 мг %), а также имеется железо, что обусловливает терапевтический эффект при лечении гипохромных анемий. Сырье хранят в сухих, хорошо проветриваемых помещениях расфасованным в ящики, которые предварительно выстилают бумагой. Срок хранения сырья —один год. •
Облепиха (сем. лоховых). Представляет собой кустарник высотой 1,56 м с буро-зеленой или черной корой с многочисленными ветвями и колючками. Листья простые, очередные, до 3—8 см длиной. Облепиха — растение двудомное, поэтому на одних кустах только мужские мелкие зеленовато-бурые цветки, собранные в короткие колоски, а на других — женские
на коротких цветоносах по 2—5 шт. Плоды — шаровидные костянки с сочным околоплодником. Цветут в апреле — мае до распускания листьев, плоды созревают в конце августа и до начала октября.
Облепиха распространена на Кавказе, в Средней Азии, Алтайском крае, Тувинской и Бурятской АССР, Калининградской области, частично на Украине и Белоруссии. Характерные места произрастания — на берегах морей, озер1; рек, на песчаных грунтах с близким залеганием грунтовых вод. Чаще всего растет рядом с березой и вербой. Заготавливают плоды растения осенью или зимой. Сырье — сочные плоды шаровидной формы диаметром 8—9 мм, золотисто-желтого, оранжевого цвета.
В свежих плодах содержится 3—8 % масла, 2—5 сахаров (глюкоза, фруктоза, сахароза), 1—4 % органических кислот (в основном яблочная), лейкоантоцианы, катехины, пектиновые и дубильные вещества до 8 %. Облепиха является буквально кладовой витаминов. В ее плодах содержатся витамины С (100—400 мг%), Bi, Вг, Р, который повышает действие витамина С. Оранжево-красная окраска плодов обусловлена наличием в них каротиноидов — жирорастворимых витаминов группы А (каротин, криптосантин) до 40 мг%.
При употреблении плодов облепихи улучшается общее состояние, увеличивается трудоспособность. Плоды и сок стимулируют секреторный аппарат желудка. В исходной медицине отвар плодов применяют для лечения болезней желудка, ревматизма, подагры. Особенное значение имеет облепиховое масло — природный концентрат витаминов, которое используют для лечения язвы желудка, ожегов, отморожений, экзем, оно обладает способностью успокаивать боль и залечивать раны.
Плоды облепихи в свежем виде не хранят. Сырье в кратчайшие сроки перерабатывают.
ДРУГИЕ ВИДЫ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРАТОВ И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
САХАР
С целью снижения остроты кислого вкуса и придания сладкого к различным продуктам и напиткам добавляют сахар (сахароза — С2Н22О11). Он способствует усвоению организмом ароматических веществ и формированию их букета.
Различают сахар-песок и сахар-рафинад. Это сахароза разной степени очистки.
Сахароза представляет собой сыпучий продукт кристаллической структуры, белого цвета. При нагревании до температуры плавления кристаллы превращаются в вязкую бесцветную массу, при более длительном — эта масса разлагается. Охлаждая расплавленную сахарозу, можно наблюдать
образование стекловидной массы, которая через небольшой промежуток времени кристаллизуется. Температура плавления сахарозы 185—186°С, начало разложения—160°С. Она хорошо растворяется в воде, с повышением температуры растворимость улучшается. При этом температура воды понижается. Теплота растворения сахарозы в насыщенном растворе составляет 32, 68 кДж/моль.
При тепловом разложении сахарозы образуются следующие продукты: карамелан, карамелек, карамемлан. При дальнейшем нагревании образуются фурфурол, альдегиды, двуокись углерода и др.
К сахару, выпускаемому промышленностью, предъявляется ряд требований. Он должен состоять из кристаллов белого цвета с небольшим блеском; быть сухим, рассыпчатым, без слежавшихся комьев; водный раствор должен быть прозрачным, без постороннего запаха и привкуса; содержать как можно меньше примесей, таких как белки, пектин и др.
Содержание сахарозы в сахаре составляет около 99,75 %, редуцирующих веществ — около 0,05, золы не более 0,03, влаги не более 0,14 %.
Сахар-рафинад получают дополнительной очисткой саха-ра-песка. Различают рафинад: прессованный, литой, рафинированный, рафинадную пудру и др. Сахар-рафинад должен иметь чистый белый цвет, сладкий вкус, не иметь неприятных привкусов и запахов, содержание сахарозы не менее 99,9 %, редуцирующих веществ — не более 0,03 %, ферропримесей — не более 0,0003 % на сухое вещество, содержание влаги— не более 0,01 %. Хранят сахар-песок по 50 кг в тканевых мешках или тканевых с полиэтиленовыми. Его расфасовывают в более мелкую тару типа ящиков и коробок. Сохранять сахар необходимо в сухих, хорошо проветриваемых помещениях с влажностью не более 70 %. Мешки укладывают на поддоны, покрытые брезентом, мешковиной или бумагой. На крупных предприятиях его хранят в стальных.цилиндрических бункерах.
К заменителям сахара относятся сорбиты и ксилиты. Сорбит (шестиатомный спирт) —твердое кристаллическое вещество белого цвета, без запаха, обладает сладким холодящим вкусом. По калорийности не уступает сахарозе. Хранят его в деревянных или фанерных ящиках массой 25 кг. Срок годности не менее одного года.
Ксилит (пятиатомный спирт) получают из растительного сырья (хлопковой шелухи, кукурузных початков). В пищевом ксилите должно содержаться не более, %: влаги—1,5—2, редуцирующих веществ — 0,08, золы — 0,08. Температура плавления 90—94 °C. Хранят его в бумажных мешках с полиэтиленовыми вкладышами по 25 кг, в хорошо проветриваемых, сухих помещениях с влажностью не более 75 %.
ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА ПИЩЕВАЯ
Двуокись углерода (СОг) используют в жидком, газообразном и твердом состоянии (в виде сухого льда) в зависимости от температуры и давления. Она может находиться во всех трех состояниях (газ, жидкость, твердое тело) при t= = —56,6° и Р = 0,528 МПа.
В газообразном состоянии это вещество бесцветно, не имеет запаха и обладает кисловатым вкусом. При t=O°C и атмосферном давлении 1 кг двуокись углерода занимает 506 л. В жидком состоянии это бесцветная, прозрачная, легкоподвижная жидкость. При 20 °C сжиженную двуокись углерода хранят под высоким давлением в стальных баллонах.
Двуокись углерода является продуктом полного окисления углерода. В химическом отношении она инертна. Реакции восстановления протекают только при высоких температурах. При химическом взаимодействии с водой образует угольную кислоту, а, находясь в водном растворе, легко вступает в реакцию, продуктами которой являются карбонаты и бикарбонаты. Водный раствор очень агрессивен по отношению к металлам.
Дак сырье двуокись углерода содержит и примеси: воду, воздух, продукты побочного брожения, дымовых газов и т. д. Поэтому применяемое в пищевой промышленности сырье должно удовлетворять -ряд требований: не иметь постороннего запаха, насыщенная двуокисью углерода пищевая вода должна иметь приятный, слегка кисловатый вкус, в жидком состоянии содержание СОг— не менее 98,8 %, должны отсутствовать примеси, такие как окись углерода, сероводород, соляная, серная, азотная кислоты, спирты, эфиры, альдегиды, аммиак и др. Содержание воды — не более 0,1 %.
Для производства безалкогольных напитков используется двуокись углерода (СОг), значительные расходы ресурсов которой, как побочного продукта брожения, изменяются в пивоваренной промышленности. На рисунке 5 представлена усовершенствованная схема утилизации двуокиси углерода, разработанная сотрудниками НПО «Добавки» и Киевского пивоваренного завода «Оболонь».
Выделяемый в процессе брожения и дображивания пива в аппаратах газ поступает на двойную промывку в насадочные скрубберы 3 и 4, а затем на газгольдер 5. Из газгольдера через каплеотделитель газ поступает в первую ступень компрессора 7. После первой и второй ступени газ охлаждается в теплообменниках 8 и 10, проходит через влагомаслоотделители 9 и 11 и поступает на третью ступень компрессора, где сжимается до 7,0 МПа. Затем через холодильник 12, влагоотдели-тель 13 и фильтр высокого давления 14 газ направляется в блок сушки 15 и очистки 16. Жидкая двуокись углерода из конденсатора 17 поступает в ресивер высокого давления 18, откуда через теплообменник 19 направляется в изотермический сосуд-
-ог
5. Усовершенствованная схема утилизации двуокиси углерода:
1—бродильный аппарат; 2 — аппарат для дображивания; 3, 4— скрубберы; 5—газгольдер; 6—отделитель жидкости; 7—компрессор; 8, 10, 19 — теплообменники; 9, 11 — влагомаслоотделители; 12 — холодильник; 13 — влагоотдалитель; 14 — фильтр высокого давления; 15 — блок осушки; 16 — блок очистки; 17 — конденсатор; 18 — ресивер; 20 — накопитель; 21— газификатор
накопитель 20 и затем в газификатор 21. Концентрация поступающего на утилизацию СОг постоянно контролируется автоматическим газоанализатором ТП 5501—1.
Новая технология утилизации СОг дает возможность в 2— 3 раза увеличить выпуск газа и обеспечить потребность при изготовлении безалкогольных напитков.
Двуокись углерода относится к категории опасных грузов, поэтому транспортируют ее в бесшовных стальных баллонах емкостью до 50 л. Хранят баллоны в одноэтажных складах без чердачных перекрытий или под навесом. В складах, где температура не должна превышать 35 °C, их устанавливают в вертикальном положении.
ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ
Для придания напиткам кислого вкуса и повышения их стойкости применяют такие органические кислоты, как молочная, лимонная и винная.
Лимонную кислоту получают при сбраживании мелассы плесневыми грибами. Она может быть извлечена из плодов лимона, китайского лимонника. Кристаллизуется лимонная кислота с одной молекулой воды и представляет собой кристаллы с желтоватым оттенком.
Молочная кислота образуется при сбраживании сахарных растворов молочнокислыми бактериями. Выпускается в виде 40 %- и 70 %-ного растворов и представляет собой сиропообразную жидкость буро-желтого цвета с резким кислым запахом. Она является нестойким соединением и в зависимости от условий хранения легко образует ангидриды молочной кислоты. На предприятия поступает в стеклянных бутылках.
ПРОИЗВОДСТВО КОНЦЕНТРАТОВ И ПОРОШКООБРАЗНЫХ СМЕСЕЙ ИЗ ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ
ТЕХНОЛОГИЯ ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ДЛЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
Основным сырьем для производства концентратов являются плодово-ягодные натуральные соки и экстракты, содержащие значительное количество биологически активных веществ.
Соки, концентрированные методом ультрафильтрации, направляются в смеситель, куда подается концентрированная ароматическая часть. При этом основным требованием является равномерность перемешивания ароматической и экстрактивной частей при оптимальных температурных режимах. Полученную смесь для безалкогольных напитков с массовой долей сухих веществ 50. % концентрируют до содержания сухих веществ 70 % на роторно-пленочных испарителях (при низкой вязкости смеси) или на четырехшнековом смесителе с обогреваемой рубашкой и с вакуумной системой (при высокой вязкости смеси).
Полученная масса является целевым продуктом для производства безалкогольных напитков. Перед фасовкой к концентрату добавляют в соответствии с рецептурой лимонную кислоту (или винную в сухом виде), краситель, ароматизатор.
На рисунке 6 представлен вариант технологической схемы производства концентратов экстрактивной части безалкогольных напитков, предусматривающий приготовление концентрата иа основе плодово-ягодных соков. Исходное сырье (яблоки или другое) моют в шнековой непрерывной мойке, а затем перегружают в шнековый пресс для отжима сока. Шрот с первой ступени прессования направляется через шнековый аппарат, в котором происходит контакт шрота с подогретым конденсатом, на второй пресс для отжима внутреннего диффузионного сока. Первичный и вторичный соки направляются в емкость, откуда их смесь насосом подается на выпаривание в многокорпусную выпарную установку. Сконцентрированный до массовой доли сухих веществ 70—75 % сок собирается в емкости.
Разработанный вариант получения концентратов напитков отличается тем, что в нем используется растительное сырье (шиповник, боярышник и т. п.), богатое экстрактивными веществами. Для этого предусмотрено дробление растительного сырья, смешивание нескольких его видов, экстракция компонентов и очистка экстрактов с последующим концентрированием в несколько приемов.
6. Технологическая схема получения экстрактивной части «Б» концентрированной основы:
I —. трвяспортюр-дозвтор; 2 — противоточный горизонтальный экстрактор; 3 — транспортер для обработки растительного сырья; 4 — транспортною сродство; 5—-аппарат для приготовления экстрагента; 6, 11 — насосы-дозаторы; 7 — центрифуга для осветления экстракта от мелкодисперсных частиц растительного сырья; 8 —- сборник готового экстракта; 9, 19 — насосы; 10, 15 — реакторы; 12 — роторно-пленочный испаритель для концентрирования экстрагента; 13 — теплообменник-конденсатор; 14 — сборник конденсата; 16 — купажер; 17 —мерник; 18 —весы
Выбор технологии и подбор оборудования по заданной технологической схеме зависит от конкретных видов растительного сырья, используемых для производства концентратов.
При производстве порошкообразных смесей для безалкогольных напитков особое внимание уделяется их вкусовым и ароматическим свойствам, скорости растворения в воде, а также стабильности при хранении. Полученную после дробления агломератов полидисперсную смесь необходимо классифицировать с последующим отделением фракции с размером частиц более 0,2 мм. После классификации смесь обогащают сухими компонентами, входящими в состав безалкогольных иа-пнтков в соответствии с разработанной рецептурой.
ОЧИСТКА И КОНСЕРВИРОВАНИЕ СОКА, ПОЛУЧЕННОГО ИЗ ПЛОДОВ
В свежем плодовом соке содержатся остатки коагулированных белков, плодовой мякоти и дикие дрожжи. Имеющиеся в соке коллоиды, которые обусловливают его вязкость, удерживают во взвешенном состоянии различные вещества.
Для первичной очистки от грубых взвесей сок Поступает в сборники, где отстаивается при температуре 1—2 °C в течение двух суток. После этого он декантируется с осадка и направляется на очистку от тонких взвесей (диаметр частиц менее 10~5 см.). Для этого используют пектолитические ферменты, а также фильтрование или сепарирование на современном оборудовании.
Сок из неферментированной мезги осветляют при температуре 40 °C пектолитическими ферментами. Выдержка его с вытяжкой ферментных препаратов производится в течение 5 ч до отрицательной реакции на пектин. Количество добавляемого в сок ферментного препарата определяют в зависимости от содержания пектина в соке и активности самого препарата (0,1— 0,3 % препарата от массы сока).
Сущность осветления плодовых соков оклейкой заключается в обработке их растворами желатина и танина. При этом полностью нейтрализуются заряды коллоидных частиц. Известно, что коллоидные частицы пектиновых и. дубильных веществ сока заряжены отрицательно, а белковые вещества — положительно. Частицы желатина несут на себе положительный заряд, а частицы танина — отрицательный. Следовательно, добавление в сок желатина и танина вызывает полную нейтрализацию зарядов коллоидных частиц сока и их дальнейшую коагуляцию. Образовавшиеся нерастворимые белко-во-дубнльные соединения осаждаются в виде крупных хлопьев, увлекая за собой тонкодисперсные взвешенные частицы. Оклеенный сок осветляют в течение 10 ч, после чего осадок удаляют, а сок поступает на фильтрование. Расход желатина ориентировочно составляет 20 г, а танина 7 г в виде 1 %-ного раствора на 10 дал сока.
Некоторые технологии для осветления сока предусматривают применение бентонита (особая глина). При набухании в соке бентонит переходит в коллоидное состояние, обладая при этом очень развитой поверхностью и высокой адсорбционной способностью.
В настоящее время для осветления сока применяют различные препараты из полиамидов, выпускаемые в виде порошков и паст. В процессе обработки сока нейлоном улучшается его аромат и вкус, удаляются полифенольные соединения, вызывающие потемнение.
Фильтруют плодовые соки на различных тканевых, картонных и диатомитовых фильтрах. Широкое распространение получили пластинчатые многорамные фильтры с фильтрующим материалом фильтр-картоном.
Эффективными способами осветления плодовых соков являются центрифугирование и сепарирование. Сепарирование осуществляется в многокамерных сепараторах с ручной или центробежной пульсирующей выгрузкой осадка.
Свежий отстоявшийся плодовый сок содержит такие балластные вещества, как белки, пектин, дрожжи, бактерии и
плесеии. Поэтому для продолжительного хранения соки консервируют. Самым распространенным способом консервирования соков является спиртование. Спирт способствует сохранению аромата и вкуса, а также предохраняет сок от забражи-ваиия; кроме того, он является осадителем пектиновых веществ.
Оптимальная концентрация спирта в соке должна составлять 14—16 %. Количество спирта для спиртования сока определяют из материального баланса:
Vh-Ch
Vc «= —---— дал,
Сс — Си
где: Vc — количество спирта для спиртования сока, дал; Vh •— количество натурального сока, дал; Си — крепость спиртованного сока, об.%; Сс—крепость ректификованного спирта, об. %.
Спйртованный сок отстаивают в течение 15—30 сут в стальных эмалированных емкостях (яблочный — около 90 сут). После отстаивания его фильтруют и сохраняют при температуре не выше 10 “С.
При длительном хранении сока (более 6 мес) его аромат ослабляется, а цвет приобретает бурый оттенок. Эти изменения являются следствием меланоидинообразования. Следовательно, состояние сока при хранении контролируют по аромату, цвету, кислотности и экстрактивности.
Нежелательных изменений ароматических и вкусовых свойств сока при спиртовании можно избежать, если консервировать его двуокисью углерода. Осветленный сок, насыщенный СОг до содержания 0,4 %, в течение 1—2 лет сохраняет биологическую стойкость, натуральный вкус и аромат. Его хранят в эмалированных емкостях.
С целью увеличения выхода сока из ягод и плодов производят электроплазмолиз, т. е. контактную обработку сырья электрическим током. В результате повреждаются цитоплазменные оболочки растительной ткани, что на 5—20 % увеличивает сокоотдачу при последующем прессовании или экстрагировании сырья. Электрообработке можно также подвергать измельченные ягоды и плоды, а также прессовые выжимки с целью дальнейшей допрессовки.
Для обработки сырья используют электроплазмолизатор А9-КЭД.
ОСВЕТЛЕНИЕ ЯБЛОЧНОГО СОКА
Свежеотжатый яблочный сок содержит большое количество нерастворимых биополимеров, пектиновые вещества, липиды, полисахариды и другие вещества, которые являются источниками помутнения. Воздействуя на нерастворимые вещества сока различными ферментными композициями (амилоризин
7. Технологическая схема обработки натурального яблочного сока ферментной композицией совместно с желатином:
1 — емкость; 2 — подогреватель; 3 — охладитель; 4 — емкость; 5 — сборник; 6 — охладитель; 7 —• резервуар
ШОх, пектавамарин П10х, пектофоэтидин П10х и др.), можно привести их в растворимое состояние — пептиды, аминокислоты, сахара и др. В связи с тем, что каждый вид сырья обладает отличающимся составом помутнений, для их эффективного осветления требуются различные ферментные композиции. Под действием ферментов сок обогащается продуктами ферментного расщепления. При подборе оптимальных доз и видов ферментов степень осветления сока достигает 80%.
Процесс осветления яблочного сока с помощью ферментных композиций представлен на рисунке. 7. Свежеотжатый. яблочный сок из емкости 1 с помощью насоса подается в подогреватель 2, где температура сока доводится до 95—97 °C. Затем в охладителе 3 снижается до 50—55 °C и при такой температуре продукт направляется в емкость 4, куда задают ферментные композиции и раствор желатина. Ферментная композиция состоит из пектаваморина ШОх и амилоризина ШОх в соотношении 3:1. После смешивания композиции растворяют в 20-кратном объеме холодной воды. В этот раствор добавляют 1 %-ный водный раствор желатина из расчета 0,004 % от массы сока. Полученную смесь при активном перемешивании вносят в яблочный сок, который в сборнике выдерживается при температуре 50—55 °C в течение 1—6 ч. В дальнейшем он охлаждается до 2 °C и направляется на фильтрование.
За счет обработки сока ферментными композициями вязкость его снижается, растет скорость осветления и фильтрования, на 2,5 % увеличивается выход.
Для ультрафильтрации яблочного сока в настоящее время применяют мембраны УПМ-П и УАМ-500 М, которые полностью задерживают взвеси и на 50 % высокомолекулярные вещества (ВМВ) с молекулярной массой более 5000. Отделимые от сока ВМВ накапливаются на поверхности мембраны, что приводит к постепенному закупориванию пор и снижению производительности с единицы площади фильтрующей поверхности.
В процессе фильтрования из яблочного сока выделяются белки, пектины, полифенолы с большой молекулярной массой. Слизистая гелевая консистенция этих осадков сравнительно быстро забивает поры мембраны. Поэтому перед мембранным разделением сок, выделенный на ленточных или гидравлических прессах (кроме шнековых), тщательно очищают от взвешенных частиц седиментацией, декантацией или другими способами.
Допустимое содержание сырого осадка в соке-полуфабрикате перед ультрафильтрацией не должно превышать 0,3— 0,6 % при использовании органических мембран, 1,0—1,2 % — при использовании минеральных мембран.
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ БЕЗОТХОДНОГО ПРОИЗВОДСТВА СОКОВ
И ДРУГИХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
На рисунке 8 представлена универсальная линия по производству соков, пюре, фруктовых порошков, которая внедрена на Калушской пищевкусовой фабрике. Соки в дальнейшем используют для производства концентратов и безалкогольных напитков.
Основным сырьем для переработки являются яблоки. Сок представляет собой водный раствор органических веществ — углеводов, белков, кислот и их солей, полифенолов и водорастворимых витаминов. Клеточные стенки состоят из высокомолекулярных углеводов — целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ и др. Количество дубильных веществ колеблется в пределах 0,15—0,20 %.
Определенную долю перерабатываемого сырья составляют ягоды, общее количество сахаров в которых колеблется от 3 до 15 % и зависит от сорта и других факторов.
Переробка яблок, ягод и другого' сырья осуществляется по схеме (см. рисунок 8): плоды из гидробункера 1 конвейером 2 подаются на моечную машину 3, а затем в суперкавити-рующий диспергатор 4. Полученная в диспергаторе пульпа под давлением подается в отстойную центрифугу 5 непрерывного действия с периодической выгрузкой осадка.
В центрифуге происходит разделение продукта на сок с мякотью (94 %) и частично освобожденную от сока мезгу (6%) влажностью 50 %. Мезга подаете? в шнековый отпариватель 6, где быстро нагревается до 95 °C, после чего поступает на протирочную машину 7, где разделяется на пюре и выжимки (2 % к массе яблок), которые используют на корм скоту и другие цели. Пюре из протирочной машины иасосом 8 подается в кавитационно-ударный сульфитатор 9 непрерывного действия, где консервируется сернистым ангидридом. Обрабатываемое в сульфитаторе пюре увеличивает ско-
8. Схема универсальной линии безотходного производства соков и других полуфабрикатов:
1 — гидробуикер; 2 — конвейер; 3 —моечная машина; 4 — диспергатор; 5 — центрифуга; 6 — ошпариватель; 7 — протирочная машина; 8 — насос; 9 — сульфита-тор; 10 — емкость; 11 — насос; 12 — деаэратор; 13 — подогреватель-охладитель;
14 — сборник; 15 —- сепаратор; 16 — насос; 17 — фильтр-пресс; 18 — сборник; 19 — насос
рость в сопле до 15 м/с н закручивается при помощи закрепленной на выходе из сопла неподвижной СК-крыльчатки. Затем пюре из кавитационно-ударного сульфитатора поступает в емкость 10 для хранения или расфасовки в бочки н бутыли.
Сок с мякотью после центрифугирования подается центробежным насосом 11 через СК-деаэратор 12 и скоростной подогреватель-охладитель 13 в сепаратор 15, где разделяется на сок очищенный и плодовую мякоть.
Очищенный сок после сепарирования фильтруется на фильтр-прессах 17 н направляется в сборник сока 18, а оттуда при помощи центробежного насоса 19 на линйю розлива. Мякоть из сепаратора 15 поступает в сборник 14, а затем насосом 16 подается на вход ошпаривателя 6. Полученный с»к яблочный с мякотью имеет светлый цвет, дисперсность частиц 0,5—5 мкм, явно выраженный вкус и аромат яблок.
КОНЦЕНТРАТ ВИНОГРАДНОГО СОКА
Концентрат виноградного сока готовят из свежих, спнрто-ванных или консервированных виноградных соков в соответствии с ТИ 10—04—05—18—88 н ТУ 10—04—05—34—88. Используют концентраты виноградного сока в безалкогольной, винодельческой, кондитерской, молочной и других отраслях пищевой промышленности.
Для производства концентратов виноградного сока применяют виноград и материалы по ТУ-10—05—34—88.
На концентрирование виноградного сока направляют отфильтрованные до полной прозрачности соки-полуфабрикаты с массовой концентрацией железа не более 5 мг/дм3, приготовленные в соответствии с технологической инструкцией по производству натурального осветленного виноградного сока.
По органолептическим показателям концентраты виноградного сока должны соответствовать следующим требованиям:
Внешвий
‘ ВИД
Цвет
Вкус Запах
Вязкдя, непрозрачная масса без осадка. Допускается для концентратов типа I кристаллизация сахаров и выпадение осадков в виде кристаллов винного камия
От светло-янтарного до тем-но-яитариого. Для концентратов из красных сортов винограда — красный различных оттенков Кисло-сладкий
Свойственный концентриро-ваииому соку. Допускается легкий уваренный той
Физико-химические показатели концентратов виноградного сока должны отвечать таким требованиям:
Показатель Нормы для концентратов
тнп I тнп П
Массовая доля растворимых сухих веществ, %, не менее Массовая доля, %: сахаров, не менее титруемых кислот в расчете иа винную кислоту, не менее токсичных элементов, не более олово медь свинец железо
общего количества сернистого ангидрида, не более нерастворимого осадка, не более
70 55
60 40
1,0 2,0
0,02
0,002
0,0004
0,003
0,003
1,0
С целью сохранения биологически активных веществ виноградные соки концентрируют под вакуумом при режимах, соответствующих инструкции по эксплуатации вакуум-аппаратов и обеспечивающих требуемое качество целевого продукта.
Готовый концентрат виноградного сока хранят прн температуре не выше 20 °C в металлических резервуарах, изготовленных из материалов, разрешенных к использованию для этих целей Минздравом УССР или имеющих покрытия из таких ма-- териалов (в бочках, стеклянных или металлических банках). Розлив концентрата в резервуары (бочки, банки и т. д.), подготовленные в соответствии с инструкцией по санитарной подготовке тары и крышек, производят при температуре 15— 60 °C.
Для контроля качества сырья, готовых концентратов и технологического процесса их производства применяют методы и средства контроля, указанные в технических инструкциях по производству концентратов виноградного сока. Микробиологические показатели концентратов виноградного сока устанавливают в соответствии с порядком санитарно-технического контроля консервов, утвержденным Минздравом СССР. Относительную плотность концентрата виноградного сока определяют в соответствии с ТУ 10—04—05—34—88.
Для метрологического обеспечения технологии виноградного концентрата применяют следующие контрольно-измерительные приборы: сахаромер тип Д50—75 по ГОСТ 8667—74; термометр лабораторный 0—100 °C с ценой деления 1 °C по ГОСТ 2045—80; весы технические ВЛТ-200; мерник технический I кл 75 дал; измерительный цилиндр по ГОСТ 10.391—72.
ТЕХНОЛОГИЯ КОНЦЕНТРАТА ИЗ ВИНОГРАДА
. Концентрат из винограда для безалкогольных газированных напитков «Гроно» и других представляет собой густую, вязкую жидкость от розового до темно-красного цвета с ярко выраженным виноградным ароматом. Массовая доля сухих веществ в концентрате составляет 60—65 %, кислотность мл 1 н. раствора щелочи на 100 мл концентрата — 32±0,3, растворимость 10 г концентрата в 100 мл воды полная без осадка.
Сырьем для приготовления виноградного концентрата являются: виноград гибридных и других сортов; сахар-рафинад (ГОСТ 21—78); лимонная кислота пищевая (ГОСТ 908—796); спирт этиловый ректификованный (ГОСТ 5962—67); натрий двууглекислый (ГОСТ 2156—76); кориандр (ГОСТ 1838—71); кислота сорбиновая (согласно нормативно-технической документации) ;
Технология виноградного концентрата включает следующие операции: приготовление виноградного сусла, настоя кориандра, раствора сорбиновой кислоты, концентрата. Для приготовления виноградного сусла используют зрелый доброкачественный и целый виноград без признаков брожения и плесневения, полностью отвечающий требованиям технических условий на виноград свежий для промышленной переработки.
Свежеотжатое сусло направляют в теплообменный аппарат с паровой рубашкой и при непрерывном перемешивании добавляют такое количество сахара, чтобы массовая доля сухих веществ составляла 66—68 %. С целью стабилизации применяют сорбиновую кислоту из расчета 500 г на 1 т сусла.
Настой измельченного кориандра готовят на водно-спиртовом растворе в соотношении 1 : 10. Экстрагируют в течение 10 суток при периодическом перемешивании. Затем экстракт кориандра пропускают через мешочный фильтр. Использованное сырье заливают чистой водой и через 30—40 мин полностью отжимают для приготовления слабонасыщенного раствора при повторной экстракции свежего кориандра. Расход кориандра на 1000 л настоя составляет 134,2 кг, спирта-ректификата — 672,73 л.
В аппарат с механической мешалкой и паровой рубашкой задают расчетное количество виноградного сусла, настоя кориандра, раствора сорбата натрия и 50 %-ного раствора лимонной кислоты. Все компоненты перемешивают и подогревают до 80 °C. Готовый концентрат разливают в стерилизованные стеклянные бутыли или бидоны емкостью 10—50 л, укупоривают и отправляют потребителю. Хранить концентрат необходимо в сухом проветриваемом помещении при температуре 2—10 °C. Гарантийный срок хранения 6 мес.
Рецептура на 100 дал виноградного концентрата для безалкогольного напитка сГроно» приведена ниже:
Сырье Количество Содержание сухих веществ
% 1 КГ
Виноградный сок, л 600,00 14,00 . 84,00
Сахар-песок, кг 659,33 99,85 658,34
Лимонная кислота, кг 22,51 90,97 16,73
Настой кориандра, л 95,00 — —»
Сорбиновая кислота, кг 1,70 —» —
Двууглекислый натрий, кг 2,40 99,80 2,39
Итого: 761,47
Виноградный концентрат — высококачественный безалкогольный продукт из винограда, в котором сохранены все биологически активные вещества. Лучшим методом приготовления такого концентрата является обратный осмос, т. е. использование элементов мембранной технологии, которая широко применяется в сгущении пищевых жидкостей.
Для получения виноградного концентрата методом обратного осмоса необходимы полисульфомидные мембраны МГП-100. Концентрируют виноградный сок при рабочем давлении 5,0—8,0 МПа.
Предварительно виноградное сусло освобождают от дрожжей, коллоидов, различных взвесей и высокомолекулярных соединений — белков, полифенолов, полисахаридов и комплексов биополимеров. Для этого его подвергают ультрафильтрации на мембранах УАМ-300М со средним диаметром пор 0,025± 0,005 мкм. Это самый эффективный способ подготовки виноградного сусла к концентрированию.
Виноградный концентрат, полученный методом обратного осмоса на мембране МГП-100, представляет собой вязкую жидкость с очень сладким вкусом, интенсивным сортовым ароматом и высоким содержанием биологически ценных компонентов.
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ СОКА
И СОКОМАТЕРИАЛОВ
Кафедрой технологии продуктов переработки винограда ВЗИПП совместно с ПО пищевых предприятий «Адыгейское» разработана технология изготовления соков и сокоматериа-лов, предназначенных для использования в безалкогольной промышленности. Сырьем для выработки соков являются свежие яблоки ранних и поздних сортов, а также виноград сорта Изабелла.
Процесс приготовления соков состоит из следующих технологических этапов: мойка, инспекция и дробление сырья, тепловая обработка, размягчение, прессование и консервирование сока-полуфабриката.
Яблоки моют в последовательно расположенных моечных машинах: барабанной и вентиляционной, виноград — только в вентиляционной моечной машине А-9-КНВ-12. После мойки как яблоки, так и виноград подлежат инспекции непосредствеиио на конвейере.
После дробления виноградную мезгу подвергают тепловой мацерации при температуре 60 °C на установках БРК-ЗМ. Тепловую мацерацию яблочной мезги проводят в присутствии ионов металлов К+1, Mg+2, Са+2, Fe+S при температуре 45—50 °C в течение 50—100 мин (в зависимости от качества яблок) путем добавления минеральной воды.
Прессуют мацерированную мезгу на прессах различной конструкции. Выход виноградного сока составляет 65—70 %; яблочного — 74—76 %. Полученный сок пропускают через капроновые сита № 18 для отделения мезги. Перед отстоем в яблочный сок добавляют 70 мг/л сернистого ангидрида, а в виноградный—100 мг/л. Отстаивают соки в сборниках в течение 6— 12 ч. После чего их консервируют сорбиновой кислотой из расчета 0,05 % для яблочного сока и 0,06 % для виноградного. Массовая доля сухих веществ для яблочного сока составляет 9 %, для виноградного — 12 %.
В готовые соки-полуфабрикаты запрещается добавлять ea
хар, воду, кислоты, красители й ароматические вещества. Хранят соки в емкостях, изготовленных из пищевой нержавеющей стали, при температуре 2—20’С в течение 6—10 мес. Яблочный сок в дальнейшем используют в основном для приготовления концентратов.
Из виноградных выжимок получают спирт-сырец, удобрения, кормовую муку и семена, из яблочных — спирт-сырец и пектин.
ТЕХНОЛОГИЯ КОНЦЕНТРАТА
ДЛЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО НАПИТКА «ЯБЛОКО»
Концентрат для напитка «Яблоко» представляет собой вязкую жидкость темно-коричневого цвета с ярко выраженным ароматом свежих яблок.
Физико-химические показатели напитка следующие:
Основные показатели Единица измерения Значение
Содержание сухих ве- % 70±2,0
ществ Кислотность % 70±0,1
Цветйость мл 1 н. раствора йода на 100 г сухих веществ 12±2
Растворимость 10—20 г концентрата в 100 г воды Полная
Разработана новая технология изготовления концентрата для напитка «Яблоко» с использованием яблочного сока, получаемого на линиях «Единство», оснащенных установками для улавливания ароматических веществ, содержащихся в соках, разработана НПО НМВ.
На рисунке 9 представлена технологическая схема производства концентрата для напитка «Яблоко», основным полуфабрикатом которого является свежеполученный, осветленный пектолитическим ферментным препаратом и отфильтрованный яблочный сок.
Из блока-питателя 1 под давлением сок через ротаметр 2 направляется в тонкослойный вакуум-испаритель 3, в котором растекается в виде тонкой пленки по трубкам, в результате чего в течение 45 с происходит испарение воды и отделение от сока воздуха и ароматических веществ. Пары ароматических веществ поступают в сепаратор 4, где отделяются от капель сока. Деароматизнрованный и деаэрированный сок из сепаратора с помощью насоса 11 перекачивается в сборник-мерник 16. Легколетучие ароматические вещества вместе с парами воды из сепаратора 4 поступают в ректификационную колонну 5, заполненную кольцами Рашига. Сконденсировавшаяся в
9. Технологическая схема производства концентрата для напитка 1 — блок-литатель; 2 — ротаметр; 3 — вакуум-исяаритель; 4 — сепаратор; 5 — рек-28 — сборники; 8 — охладитель; 9 — абсорбционная колонка; W — конденсатор; пресс; 20 — испаритель; 21—ловушка; 24 — мерник; 25 — купажный аппарат; 30 — 36 — мерник; 37 — транспортная тара
нижней части колонны лютерная воды насосом 12 отводится для технических нужд, а пары с летучими ароматическими веществами- из колонны и поступают в трубчатый конденсатор-дефлегматор 6, где значительно конденсируются и охлаждаются проточной водой температурой 12—14 °C. Конденсат поступает в сборник 7, а оттуда большая часть в виде флегмы возвращается через ротаметр 2 в верхнюю часть колоны для обогащения ароматическими веществами.
Остальная часть конденсата из дефлегматора 6 поступает в рассольный охладитель 8, где охлаждается до 10 °C, а затем через ротаметр направляется в абсорбционную колонну 9, где при температуре 5—7 °C конденсат встречается с противотоком паров ароматических веществ и несконденсированных паров и абсорбирует из них остатки ароматических веществ. Обогащенный конденсат поступает в сборник 14. Несконденсировавшие-ся пары ароматических веществ поступают в конденсатор 10, где при температуре минус 20 °C превращаются в жидкость (конденсат). Некоиденсирующиеся газы удаляются в атмосферу, а конденсат стекает в сборник 14. Для охлаждения продукта охлажденный рассол от компрессорных холодильных установок 15 с помощью насоса 13 поступает в рассольный охладитель &
Деароматизироваиный яблочный сок из сборника 16 с помощью насоса 17 подается на фильтр-пресс 18, а затем в сборник 19. После этого фильтрованный сок засасывается в тонкопленочный испаритель 20 с ловушкой 21, где при тем-60
«Яблоко»: тификационная колонка; 6—конденсатор-дефлегматор; 7, 14, 16, 19, 22, 26, 27, 11, 12, 13,. 17, 23, 29, 35 — насосы; 15 — холодильные установки; 18 — фипьтр-мешки; 31 — ящики; 32, 38 — весы; 33 — норня; 34 — колероварочный алларат;
пературе 26—35 °C й остаточном давлении 8—1,3 Па концентрируется и в виде готового продукта поступает в сборник 22 для хранения.
По мере необходимости концентрированный сок насосом 23 передается в мерник 24, а оттуда в купажный аппарат 25 для смешивания с эссенцией, раствором лимонной кислоты и колером, поступающим в этот аппарат соответственно из сборников 26, 27 и 28. После активного перемешивания готовый концентрат напитка «Яблоко» с помощью насоса 29 перекачивается в мерник 36 и далее направляется на розлив в транспортную тару 27, взвешиваемую на весах 38.
Лимонную кислоту и сахар хранят на складе в ящиках 31 и мешках 30. Сырье взвешивают на весах 32, после чего лимонную кислоту загружают в сборник 27, сахар — в приемный бункер нории 33, а оттуда в колероварочный аппарат 34. Готовый продукт (колер) насосом 35 перекачивается в сборник-мерник 28 для хранения.
Конденсат ароматических веществ в концентрат не возвращают (его присутствие снижает стойкость продукта), а разливают в стеклянные бутылки и отправляют потребителю вместе с концентратом напитка.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ПРИ КРИОГЕННОМ ИЗМЕЛЬЧЕНИИ СЫРЬЯ
Важным аспектом в развитии отрасли безалкогольной промышленности является создание порошкообразных напитков и концентрированных основ из растительного сырья для их приготовления.
Харьковский филиал НПО напитков и минеральных вод и физико-техннческнй институт низких температур АН УССР разработали и внедрили безотходную криогенную технологию мелкодисперсных порошков нз ягод, фруктов и овощей, которые в дальнейшем используют' в качестве основ для приготовления порошкообразных смесей и безалкогольных напитков.
Новая криогенная технология безалкогольных напнтков основывается иа использовании жидкого азота как источника низких температур и инертной среды на всех этапах переработки растительного сырья. z
В технологическую линию, реализующую возможности криогенной технологии, включены процессы: быстрое замораживание предварительно измельченных фруктов в жидком азоте, сублимационная сушка с использованием в качестве хладо-агента жидкого азота И криогенное измельчение материала с применением жидкого азота. Установлено, что в плодово-ягодных н овощных порошках, полученных посредством безотходной криогенной технологии, полностью сохраняются содержащиеся в исходном сырье биологически активные и питательные вещества.
Существующие методы измельчения сырья до высокой степени дисперсности в атмосфере воздуха приводят к интенсивному его окислению н снижению качества готового продукта (потери биологически активных веществ). Измельчение сублимированных фруктов н ягод по существующим технологиям также не позволяет получить высококачественные продукты.
Способ криогенного измельчения сублимированных фруктов, овощей и ягод исключает указанные недостатки н позволяет увеличить удельную поверхность порошка, получить более тонкий помол, устранить окисление сырья, предотвратить агрегацию. Готовый продукт длительное время находится в порошкообразном состоянии и сохраняет высокое качество.
Плодово-ягодные н овощные криопорошкн могут быть использованы в качестве основ для приготовления высококачественных продуктов питания, в том числе порошкообразных смесей для безалкогольных ндпнтков.
Для получения высокодисперсных порошков используют криогенную фарфоровую шаровую мельницу или шаровую внб-ромельннцу, в которых сырье смешивают, гомогенизируют и измельчают до размеров частиц 1—50 мкм. Шаровая крномель-ница состоит нз термостатируемого фарфорового корпуса с теплоизоляцией и приводного стола. Мелющие шары диамет
ром 15—25 мм изготовлены из фарфора. Материал в криогенной мельнице измельчается в среде жидкого азота в пульпообразном состоянии. Низкая температура азота способствует получению хрупкого сырья и снимает локальные выделения тепла при измельчении. Вращается мельница от двух опорных валов, одни из которых присоединяется к электродвигателю постоянного тока. Охлажденные хрупкие вещества легко дробятся ударами и перетиранием. Полученные таким способом порошки обладают равномерным дисперсным составом и хорошей сыпучестью, цветом, вкусом и ароматом, свойственными свежим фруктам, ягодам и овощам. Они полностью сохраняют биологически активные и питательные вещества, содержащиеся в исходном сырье.
В целом порошкообразные смеси для безалкогольных напитков должны удовлетворять следующие требования: быстро растворяться в холодной воде, легко увлажняться, частички порошков не должны ощущаться при употреблении восстановленных морсовых напитков. Оптимальный размер частиц сублимированных порошков из целых фруктов и овощей — не более 50 мкм.
Безотходная криогенная технология получения порошков из овощей, фруктов и ягод позволяет не только полностью сохранить витамины и другие биологически активные и питательные вещества, ио и более полно их экстрагировать из исходного сырья, чем прн традиционных методах консервирования и экстракции.
Плодово-ягодные и овощные крноконцентраты для безалкогольных напитков и порошкообразные напитки на их основе («Криои», «Золушка», «Дружба», «Харьковский», «Аппетитный» и др.) рекомендованы к промышленному выпуску дегустационной комиссией секции «Витаминизация пищевых продуктов» научного Совета по проблеме «Производство пищевых продуктов и рационализация питания населения СССР». Характеристика некоторых криопорошков:
Яблочный:
сорт Антоновка сорт Боровинка сорт Снмиренкб
Лнмрнный с цедрой
93,1 79,2 3,6 4,4 — — 3,1
93,4 67,0 3,9 4,5 — — 4,0
95,1 79,3 4,3 1,8 2,4 4,8 4,0
71,3 27,1 6,8 21,1 8,8 12,2 8,9
Широкое внедрение безотходной криотехнологии плодово-ягодных и овощных порошков открывает новые пути решения задач, связанных с более полным удовлетворением населения высококачественными продуктами питания, устранением сезонности их потребления, расширением доставки ценных продуктов в районы Крайнего Севера; увеличением ассортимента высококачественных безалкогольных напитков для детей, а также напитков лечебно-профилактического назначения.
ПРОИЗВОДСТВО ПОРОШКООБРАЗНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
В связи с простотой и удобством употребления порошкообразных смесей для производства безалкогольных напитков их выпуск за рубежом составляет около 15 % общего объема производства этих напитков. Ведущей страной по производству порошкообразных смесей для производства напитков являются США, где вырабатывают около половины объема мировой $ продукции. S
Порошкообразные смеси для напитков готовят на основе порошкообразных концентратов из целых фруктов, ягод и выжимок из них, полученных с применением различных видов тепловой и сублимационной сушки с последующим измельчением. Готовые порошкообразные смеси фасуют в многослойные пакеты со сроком хранения не более двух лет.
Многие зарубежные фирмы выпускают порошкообразные смеси для безалкогольных напитков, обогащенные биологически активными веществами, улучшающими самочувствие и способствующими профилактике заболеваний. Это экстракты лекарственных растений, цитрусовых культур, зародыши злаковых культур, продукты пчеловодства, витамины, ферменты, органические кислоты и др.
В Японии разработана технология получения порошкообразных смесей для напитков с использованием соевого молока. Питательный напиток с хорошими вкусовыми качествами получен из экстрактов проросших соевых бобов, ячменя и перловой крупы.
В нашей стране порошкообразные, смеси для напитков получают при аггломерации жидких и твердых компоиентов в заданном соотношении с дальнейшей сушкой аггломератов и их измельчением, а также путем сушки ингредиентов.
По технологии, разработанной НПО напитков и минеральных вод и Московским заводом безалкогольных напитков, выпускаются сухие смеси для шипучих напитков «Медок», «Цитрусовый», «Мятный» и др. ПО «Росинка» выпускает сухие смеси для шипучих напитков «Барбарисовый», «Золотая рыбка», «Чебурашка», «Розовый» и др. В их состав входят сахар, пищевая кислота, двууглекислый натрий и жидкие ароматизаторы. К сожалению, биологически активные вещества в иих не содержатся.
«4
Технология быстрорастворимой порошкообразной смеси для напитка «Колосок» состоит из смешивания следующих сухих компонентов: концентрата квасного сусла, концентрата яблочного сока, экстракта солодкового корня, сахара-песка, пищевой винной кислоты и двууглекислого натрия.
НПО напитков и минеральных вод на основе сублимированных плодово-ягодных соков с мякотью и пчелиного маточного молока разработана рецептура нескольких сухих напитков.
В состав порошкообразной смеси для плодово-ягодного напитка на основе яблочного сока входят сублимированный сок, краситель, сахар, виниая кислота и двууглекислый натрий. Напиток хорошо растворим в воде, непрозрачен, имеет розовый оттенок, приятный аромат и идентичный с выраженным яблочным тоном кисло-сладкий вкус.
Плодово-ягодный напиток на основе абрикосового сока, кроме пчелиного маточного молочка, включает сублимированный абрикосовый сок, краситель, сахар, винную кислоту и двууглекислый натрий. Напиток хорошо растворяется в холодной воде, непрозрачен, имеет кремово-розовый цвет и мягкий с выраженным абрикосовым оттенком кисло-сладкий вкус.
В состав порошкообразной смеси для плодово-ягодного напитка на основе черносмородинового сока входят сублимированный сок, сахар, краситель, винная кислота и двууглекислый натрий. Напиток имеет малиновый цвет, непрозрачен, хорошо растворим в холодной воде, вкус с ярко выраженным черносмородиновым тоном.
НПО НМВ разработана технология порошкообразных смесей для напитков «Витаминка», «Светлячок», «Голубичный», «Смородинка», «Миндальный» и др.
Согласно рецептуре порошкообразная смесь для напитка «Витаминка» содержит концентрированный гранатовый сок, сахар, винную кислоту, краситель из ягод бузины, вишневый и коричный ароматизаторы, витамины С, Bi, В12 и РР. Напиток имеет красивый гранатовый цвет, кисло-сладкий вкус и вишневый аромат.
Порошкообразная смесь для напитка «Светлячок» содержит концентрированный яблочный сок, сафроловый краситель, абрикосовый ароматизатор, сахар, винную кислоту и комплекс витаминов С, Bi, Bis, РР. Порошок представляет собой однородную, равномерно окрашенную в желтый цвет сыпучую кисло-сладкую массу с вкусом абрикоса. В состав порошкообразной смеси для напитка «Голубичный» входят сахар, виниая кислота, яблочный, полисолодовый, черноплодно-рябиновый экстракты, концентрированный голубичный сок и коричная эссенция. Напиток имеет приятный кисло-сладкий голубичный вкус и коричный аромат.
Порошкообразная смесь для напитка «Смородника» состоит из сахара-песка, концентрированного сока черной смородины и яблочного экстракта. Напиток из порошкообразной смеси
3 154 . 65
имеет красивый тем но-бордовый цвет, кисло-сладкий вкус смородины и приятный аромат.
Порошкообразная смесь для напитка «Миндальный» включает сахар-песок, грушевый и черноплодно-рябиновый экстракты, винную кислоту и вишневую эссенцию. Готовый напиток имеет красивый вишневый цвет, по вкусу и аромату напоминает миндаль, содержит витамин С.
Учеными физико-технического института низких температур (ФТИНТ) и Харьковского филиала ВНИИ напитков и минеральных вод (ХФ ВНИИ НМВ) разработана рецептура и технология изготовления ряда порошкообразных смесей для безалкогольных напитков с использованием в качестве компонентов криопорошков из целых фруктов и ягод (лимонного с цедрой, апельсинового с цедрой, яблочного из целых яблок, грушевого, черносмородинового, из черноплодной рябины).
Предложена принципиальная технологическая схема получения порошкообразных напитков на основе плодово-ягодных криоконцентратов, в которые введены добавки в виде экстрактов или настоев из пряно-ароматических трав, придающих напиткам оригинальный вкус и аромат.
Разработаны порошкообразные смеси для безалкогольных напитков «Банановый», «Харьковский», «Грушевый морс», «Дружба», «Лесная красавица», витаминизированных для детей «Золушка», «Снеговичок», а также фруктово-ягодных для спортсменов «Лесовичок», «Клубничка», «Арктика», «Лимонный морс».
Наиболее перспективной группой напитков целевого назначения являются водорастворимые порошкообразные смеси на фруктовой основе с добавкой экстрактов зерновых культур и лекарственных растений, обеспечивающих их высокую биологическую активность.
Выпускают порошкообразные смеси для безалкогольных напитков Мишковицкий спиртовый завод Тернопольского ПО и другие предприятия (рис. 10).
Рассмотрим принципиальную технологическую схему про-' изводства тонизирующего напитка «Валдай», который рекомендуется лицам, подвергающимся систематическому воздействию неблагоприятных факторов.
В рецептуру порошкообразной смеси входят сахар-песок, безводные яблочная, винная и лимонная кислоты, концентрированный яблочный сок, а также продукты пчеловодства, растительные экстракты, натуральный сафроловый краситель, апельсиновая н банановая эссенции.
Схема производства порошкообразной смеси для напитка «Валдай» включает приготовление растительных экстрактов, концентрированного яблочного сока, подработку продуктов пчеловодства, получение концентрированных полуфабрикатов, агломерирование, сушку и измельчение агломератов, купажирование и ароматизацию, расфасовку, упаковывание/ маркирование н хранение (схема 1).
10. Аппаратурно-технологическая схема получения порошкообразных смесей для напитков:
1, 3 — мерники; 2 — емкость для сока; 4 — емкость для концентрата; 5 — напорные сборники для сока; 6 — вакуум-выпарной аппарат; 7 — реактор для упаренной вакуум-смеси; 8 — барометрический конденсатор; 9 — барометрический сборник;
10 — вакуум-насос; 11 — напорные сборники концентратов; 12 — агломератор; 13 — сушилка; 14 — дезинтегратор; 15 — просеиватель; 16 — смеситель; 17 — герметизированные контейнеры; 18 — бункер для порошка; 19—расфасовочный автомат; 20 — автомат для запечатывания коробов; 21 — центробежные насосы; 22 — шестеренчатые насосы
Для приготовления экстракта из растительного сырья в качестве экстрагента используют водно-ферментный раствор, а вытяжку из цитороземина (Пх) — в качестве ферментного препарата. Водно-ферментный раствор через теплообменник подается в диффузор для проведения ферментативного гидролиза. Водно-спиртовая экстракция осуществляется в. степени, зависящей от продолжительности воздействия ферментного препарата на сырье.
Концентрированный яблочный сок получают по следующей технологии: мойка плодов, сортировка, измельчение яблок, отделение сока-самотека, ферментативный гидролиз яблочной мезги, отжим сока, пастеризация яблочного сока и его сгущение. Пастеризуют яблочный сок при температуре 63—65 °C с выдержкой 15 мин; 85—87 °C —с выдержкой 16 с; 95—97 °C — без выдержки.
Фильтруют пастеризованный яблочный сок перед сгущением, которое производят в вакуум-аппаратах различной конструкции до концентрации 67—70 масс %- Полуфабрикат полу-
чают путем сгущения растительного экстракта с концентрированным яблочным соком. Перед агломерированием сахара-песка со смесью жидких компонентов их предварительно смешивают в соотношениях, определенных расчетным путем. Смесь жидких компонентов состоит из концентрированного полуфабриката, продуктов пчеловодства и красителя.
Сушку агломерата производят на установке типа СПТ-100 в кипящем слое сушильного агента при температуре 50 °C дб влажности 2 %. Полученные гранулы измельчают многократно на дезинтеграторах до предельно однородного по структуре порошка, затем через промежуточный сборник направляют в смеситель для купажирования с сухими компонентами и ароматизаторами.
ПРОИЗВОДСТВО СОЛОДА
Рост выпуска полисолодовых экстрактов, безалкогольных напитков, хлебного кваса, пива, хлебобулочных н других продуктов требует развития производственно-технической базы солодовенного производства, задачи которого состоят в полном обеспечении пиво-безалкогольной и хлебопекарной промышленности солодом высокого качества. Техническая база солодовенного производства должна располагать высокоэффективным оборудованием и научно обоснованными режимами ведения технологических процессов.
Интенсификация и оптимизация процессов производства солода, разработка принципиально новых технологических приемов и создание высокоэффективного оборудования базируются на глубоком изучении генной инженерии, биохимических, биотехнологических, тепло- и массообменных процессов, протекающих при замачивании, проращивании и сушке зерна.
ТЕХНОЛОГИЯ ЯЧМЕННОГО СОЛОДА
Ячменный солод используется в пищевой промышленности для производства полисолодовых экстрактов, концентрата квасного сусла, безалкогольных напитков и пива.
. ЗАМАЧИВАНИЕ ЯЧМЕНЯ
Замачивание зерна является важным этапом в производстве солодов. Достаточная влажность, наличие кислорода и оптимальная температура — важнейшие предварительные условия для солодоращения.
Свободная вегетационная влага в зерне, являющаяся результатом искусственного насыщения его водой, обеспечивает переход в раствор питательных веществ и их миграцию к зародышу. При этом создаются благоприятные условия для проникновения в эндосперм ферментов, которые переводят резервные нерастворимые вещества зерна в растворимые и легкоусвояемые зародышем. Таким образом, вегетационная влага не только средство миграции питательных веществ к зародышу, ио и фактор,ускоряющий биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью зерна и активацией ферментов.
Влажность зерна состоит из первоначальной его влажности (10—15 %) и количества воды, поглощенной зерном в период замачивания. Конечная влажность зерна, необходимая для его проращивания, называется степенью замачивания. Оптимальная степень замачивания ячменя составляет 42—50 % и зависит от его сорта и типа получаемого солода.
Вода при замачивании проникает в зерно в основном через микрокапнллярные отверстия, расположенные в местах зародыша. Часть ее попадает внутрь зерна и через мякинную оболочку по всей его поверхности. Движущей силой проникновения воды в зерно является разность концентраций на поверхности и внутри зерна. Следовательно, с увеличением влагосо-держания зерна разность концентраций воды внутри и снаружи зерна уменьшается, поэтому сокращается скорость замачивания. Особенно замедляется этот процесс при достижении влажности зерна 35 %. Семенная оболочка зерновки является полупроницаемой мембраной и представляет собой физиологический защитный орган, предотвращающий поступление нежелательных веществ внутрь зерновки и потерн в результате выщелачивания органических и других веществ.
На скорость замачивания ячменя заметное влияние оказывает его химический состав. Вследствие наличия в зародыше значительного количества белковых веществ, обладающих высокой способностью набухания, вода быстро поглощается всей его массой. Эндосперм, содержащий основную часть крахмала, набухает медленно, следовательно, его ткани в меньшей степени поглощают воду. Поэтому на замачивание необходимо подавать однородное по составу и размеру зерно, полученное из одной зоны произрастания, так как климатические условия также сказываются на скорости замачивания. Ячмени, выросшие при сухой и жаркой погоде, а также не достигшие солодовой зрелости, в процессе замачивания очень медленно по-
глощают воду.
Продолжительность и степень замачивания зёрна зависят также от температуры воды, применяемого способа замачивания, размеров и состояния зерна. Температура воды является главным фактором, влияющим на скорость замачивания. С повышением ее улучшается набухаемость белков, крахмала и клетчатки, а также возрастает скорость диффузии воды вследствие понижения вязкости. Так, при замачивании зерна в воде температурой 20 °C степень замачивания 45 % достигается в два раза быстрее, чем при 10 °C. Однако следует помнить, что при температуре выше 15 °C происходит активное развитие микроорганизмов. Для их ингибирования в промышленности широко используют различные антисептики, которые являются одновременно и стимуляторами роста зерна. Максимальная температура для замачивания — 30 ’С. При температуре воды выше 30 “С скорость осахаривания и фильтрования затора из такого солода снижается, а разница в выходе экстракта тонкого и грубого помолов увеличивается.
Образующаяся в процессе дыхания зерна двуокись углерода (СОа) оказывает постоянное тормозящее действие на рост зерна в процессе замачивания. При недостаточной продувке слоя зерна воздухом образуется избыток СОг и коэффициент дыхания становится больше 1, в результате чего происходит спиртовое брожение (анаэробиоз), продуктами которого ингибируется зародыш. Содержание спирта в замочной воде приводит к неравномерному росту зерна, а иногда (при содержании спирта более 1 %)—и к полному торможению роста. Кроме того, оно приобретает способность к избыточному во-допоглощению, снижает всхожесть.
Замачивание зерна следует рассматривать как комплексный процесс увлажнения и биологической фазы роста. Чем быстрее протекает насыщение влагой зерна и чем интенсивнее удаляются ингибирующие вещества, тем активнее идут ферментативные процессы, приводящие в дальнейшем к растворению его.
СПОСОБЫ ЗАМАЧИВАНИЯ ЗЕРНА
Зрелые семена злаковых культур, предназначенные для замачивания и проращивания, должны пройти период послеуборочного дозревания в течение нескольких месяцев. За это время в тканях зерен завершаются определенные биохимические процессы, в результате которых изменяется физиологическое состояние семян, направленное на прорастание зародыша.
В производстве солода зерно после дозревания, очистки и сортировки поступает на мойку.' Это обусловлено тем, что на поверхности зерна находятся различные органические и неорганические загрязнения, которые создают благоприятные условия для развития микроорганизмов, поглощающих кислород и выделяющих токсичные вещества.
Для мойки зерна с учетом жесткости воды применяют различные моющие и дезинфицирующие средства (гашеную известь как щелочную добавку, едкий натр, каустическую соду, кислые добавки, хлорную известь, перекись водорода и др.). .Однако моющие и дезинфицирующие средства с технологической и гигиенической точек зрения нежелательны, т. к. они загрязняют сточную воду и накапливаются в зернах.
Очистка зерна улучшается в результате применения теплой и горячей воды, особенно на предприятиях, располагающих дешевыми источниками отходящего тепла. При этом необходимо активно перемешивать зерно с водой. Вода, используемая для замачивания, должна соответствовать требованиям питьевой и не содержать каких-либо загрязнений.
Учеными и специалистами промышленности предложено несколько способов замачивайия ячменя.
Оросительное замачивание с воздушными паузами гарантирует эффективное увлажнение зерна, достаточный подвод кислорода и удаление ингибирующих веществ, выделяемых в про
цессе жизнедеятельности зерна. Применять этот способ целесообразно в аппаратах с небольшой высотой слоя зерна, т. к. в слое более 2,0 м появляется трудность отвода выделяемого зерном тепла и двуокиси углерода. Поэтому для оросительного замачивания с продолжительными воздушными паузами рекомендуются замочные аппараты с плоским днищем. Можно также использовать солодорастительные аппараты, предварительно обработав зерно в моечно-дезинфицирующих аппара тах в течение 5—7 ч.
Воздушно-оросительное замачивание создает самые оптимальные условия для замачивания зерна и указывает на его чувствительность к прорастанию уже при влажности 27—30 %. В дальнейшем с повышением влажности зерна увеличивается количество проросших зерен. Воздушно-оросительный способ замачивания при температуре воды 18—20 °C и высоте слоя зерна до 1,5 м позволяет ускорить процесс солодоращения на 1,5—2 сут, сократить потери сухих веществ и повысить активность ферментов.
Оптимальный расход кондиционированного воздуха при воздушно-оросительном замачивании составляет 250—300 м3/ч т, а оптимальный расход воды на орошение зерна — 1 м3/т.
Воздушно-оросительное замачивание проводится в солодо-растильиых аппаратах, снабженных шнековыми или лопастными ворошителями. Слой зерна периодически орошают водой, для чего иа ворошителе устанавливают распылительные форсунки в два ряда с обеих , сторон рамы. Продолжительность замачивания воздушно-оросительным способом составляет 35— 45 ч. Первую продувку слоя зерна кондиционированным воздухом температурой 12—14 °C и влажностью 95—100 % производят через 5—6 ч после загрузки аппарата промытым зерном. Последующие продувки продолжительностью 20—25 мин следует проводить через каждые 1,5—2 ч в течение всего периода замачивания, поддерживая температуру принятого режима. Орошают зерно водой одновременно с ворошением, т. е. через каждые 2—3 ч.
Продувать слой зерна можно непрерывно. Воздушно-оросительное замачивание предотвращает анаэробное дыхание, при котором накапливаются спирты, кислоты, эфиры и другие ингибирующие вещества, влияющие иа физиологическое состояние зерна. В таких условиях зерно начинает прорастать через 18—25 ч, когда влажность составляет 34—36 %, а необходимая активность ферментов и растворение эндосперма в дальнейшем достигаются иа 1—2 суток раньше, чем при обычном замачивании. При этом значительно снижается удельный расход воды.
В промышленности применяются и другие способы замачивания зерна: воздушно-водяной, в непрерывном токе воды и воздуха, оросительное замачивание и др. Все они уступают описанным выше способам как по экономическим, так и по биохимическим показателям.
Возбуждающее действие на проращивание зерна в конце процесса замачивания оказывают биологические стимуляторы роста, н развития растений. К ним относится группа веществ, состоящая из гиббереллинов: Ai, Аз, Аз, А*- Наиболее активен А3 (С|»НззОв) — гибберелловая кислота, стимулирующая выход семяи из состояния покоя. Ее можно использовать для ускорения и проращивания. Гиббереллин активизирует амилолитические, протеолитические и другие ферменты. Хорошие результаты дает добавление гибберелловой кислоты или ее калийных солей при замачивании зерна (0,15 мг кислоты на 1 кг ячменя).
ПРОРАЩИВАНИЕ ЗЕРНА
Целью проращивания зерна являются синтез и активация ферментов, под влиянием которых в процессе затирания достигается полное растворение всех резервных веществ его.
Под действием ферментов еще при проращивании часть сложных веществ зерна превращается в мальтозу, глюкозу, мальтодекстрииы и высшне декстрины, пептоны, пептиды, аминокислоты и др.
В прорастающем зерне происходят те же биохимические и физиологические изменения, что и при естественном проращивании его в почве. Переход от скрытой жизни зародыша к активной возможен только при достаточном количестве влаги, кислорода и оптимальной температуре.
Образование и активация ферментов в зерне неразрывно связаны с жизнедеятельностью зародышевого корешка. В дальнейшем ферменты продолжают свою деятельность даже в условиях, неблагоприятных для развития зародыша, т. е. когда зерно находится без кислорода или при высоких температурах.
Ферменты зерна — природные катализаторы белкового происхождения — находятся в зародыше, в области эндосперма, прилегающей к щитку, и в алейроновом слое оболочки. Активность а-амилазы значительно увеличивается на третьи сутки проращивания в результате расщепления адсорбировавших ее белков под действием протеолитических ферментов. Р-амилаза находится в активном состоянии еще в иепроросшем зерне. При проращивании Р-амилаза повышает свою активность главным образом за счет новообразования этого фермента. Активность и новообразование протеолитических ферментов при проращивании зерна увеличиваются в четыре раза. Протеолитические ферменты устойчивы к нагреванию до определенной температуры, что в дальнейшем при затирании сказывается иа гидролизе белков.
При проращивании ячмеия значительно увеличивается активность фосфатаз (в 8—10 раз), расщепляющих фосфорорганические соединения. Й проращиваемом ячмене имеется также мальтаза (а-глюкозидаза) —фермент, расщепляющий мальто
зу в глюкозу. Активность этого фермента при солодоращении увеличивается в два раза.
К ферментам ячменя, катализирующим окислительно-восстановительные реакции дыхания, относятся оксидаза, пероксидаза и каталаза. Активность их при проращивании зерна увеличивается значительно.
Протекающие биохимические процессы в прорастающем зерне способствуют расщеплению всех высокомолекулярных соединений (крахмала, белков) и переходу их в низкомолекулярные вещества, которые используются для питания зародыша. Прорастание характеризуется двумя взаимно связанными процессами: гидролизом запасных веществ эндосперма и синтезом новых веществ в зародыше, изменяющих биохимический состав зерна. Важнейшим энергетическим процессом проращивания является дыхание зерна, протекающее под действием оксидаз.
Крахмал под влиянием ферментов превращается в сахара, которые затем окисляются до двуокиси углерода (СОг) и воды (Н2О) с выделением 2822 кДж тепла на одну грамм-молекулу глюкозы. В результате выделения тепловой энергии при дыхании прорастающего зерна температура в слое повышается, что способствует интенсивному дыханию и образованию ферментов. Однако при этом увеличиваются потери наиболее ценной составной части зёрна — экстракта. При проращивании зерна около 24 % крахмала превращается в сахара, из них 10 % расходуется на дыхание, 3—4 % — на построение корешков и ростков и приблизительно 10 % остается в солоде в виде сахара.
При дыхании зерна происходит как полное, так И частичное окисление сахаров. Недостаточный приток кондиционированного воздуха при проращивании приводит к нарушению естественного дыхания зерна и образованию двуокиси углерода и спирта, что затормаживает жизненные процессы в зерне.
Одновременно образуются продукты неполного окисления и сбраживания сахаров и продукты их взаимодействия — органические кислоты, эфиры и другие, а также большое количество сахарозы, фруктозы и фруктозанов. При понижении температуры солодоращения избыток фруктозодифосфата также под действием ферментов превращается в сахарозу. Источником остатков фруктозы, сахарозы и фруктозана солода являются фосфаты фруктозы, образующиеся при дыхании зародыша.
Часть имеющихся в эндосперме сахаров мигрирует к местам их потребления в зародыше и используется для образования новых клеток или сгорает при дыхании. В результате биохимических процессов содержание крахмала в солоде уменьшается на 5 % по сравнению с исходным ячменем. В корешках и ростках свежепроросшего солода частично накапливаются сахароза, фруктоза и глюкоза. В целом свежепроросший солод имеет в 3,5—4,0 раза больше сахаров, чем исходный ячмень.
Общее содержание растворимых сахаров в солоде зависит от условий солодоращения и качества исходного ячменя и составляет 8—14 % по массе сухого вещества солода.
Во время проращивания зерна в эндосперме накапливаются также пентозаны — несбраживаемые углеводы. Образование растворимых пентозанов связано с разрушением стенок зерен крахмала, которые состоят из целлюлозы, гемицеллюлозы и инкрустирующих веществ. Под воздействием ферментов цитазы гидролизуются гемицеллюлозы с образованием гексоз и
пеитоз, которые расходуются на построение тканей корешков и. ростков. Растворение клеточных стенок зерен крахмала под действием цитазы дает возможность для активного действия других ферментов. > . .
Гидролиз белковых веществ во время проращивания происходит под действием протеолитических ферментов. В первую очередь воздействию их подвергается резервный белок, который находится в клетках эндосперма вблизн алейронового слоя. Продукты гидролиза резервного белка являются источником азотистого питания зародыша.
Более половины азотистых веществ ячменя во время солодоращения расщепляются до аминокислот, из них около 25 % идет на синтез, превращаясь в нерастворимые белковые вещества ростков и корешков. Степень растворения белков сказывается на качестве солода, сусла и напитков.
Наиболее интенсивное образование и активность протеолитических ферментов совпадают с высоким распадом белковых веществ на 4—5-е сутки солодоращёния зерна. Оптимальная температура для расщепления белковых веществ — в пределах 4—17 °C.
Степень расщепления белков значительно зависит от свойств данного сорта ячменя. Основным показателем каждого сорта ячменя является степень ферментативного гидролиза белковых веществ, который определяет характер и качество напитка и экстракта.
В связи с тем, что буферное действие солода выше буферного действия ячменя, pH водных вытяжек свежепроросшего солода в процессе солодоращения изменяется незначительно. Если pH исходного ячменя составляет 6,0, то pH свежепророс-щего солода повышается до 6,25. Титруемая кислотность возрастает активнее в результате растворения кислых фосфатов, а также расщепления белковых веществ и образования янтарной, яблочной, молочной и других кислот. Повышение кислотности прорастающего зерна является необходимой предпосылкой для образования и активного действия ферментов.
В результате ферментативных процессов при проращивании зерна количество растворимого экстракта в свежепророс-шем солоде возрастает примерно в два раза, т. е. с 7 % в исходном ячмене до 14 % в полученном из него солоде. Крахмал при проращивании зерна расщепляется ферментами в небольшом количестве (около 5 %), а при затирании — полнос
тью, т. к. оптимальная температура действия амилазы — 65— 75 °C. Белковые вещества при проращивании зерна расщепляются лучше, чем при затирании. Причина — более низкий температурный оптимум действия протеолитических ферментов. Следовательно, для азотсодержащих веществ проращивание зерна представляет важнейшую стадию ферментативного гидролиза.
Общее количество золы и растворимой золы при проращивании почти не изменяется.
Растворение зерна при проращивании начинается в массе эндосперма от зародыша до кончика зерна. Это явление объясняется усиленной активацией н развитием ферментов. В целом растворение — одно из многочисленных изменений веществ, которые происходят внутри зерна под действием ферментов при проращивании.
Низкобелковые сорта ячменя при условии равной энергии прорастания и водочувствительности растворяются быстрее и глубже, чем высокобелковые, т. к. высокое содержание белка препятствует растворению клеток (выше 12 % белка). Крупнозернистые сорта ячменя растворяются несколько медленнее; чем мелкозернистые, т. к. растворяющаяся поверхность клеток у последних больше.
Светлым типам солодов необходимо хорошее равномерное растворение, но в более узких пределах, чем темным, которые из-за последующего образования красящих и ароматических веществ требуют очень глубокого растворения (перерастворения).
Нерастворенный или слабо растворенный солод при затирании осахаривается медленно, а следовательно, в дальнейшем дает низкую конечную степень сбраживания.
Перерастворенный солод характеризуется полностью растираемым эндоспермом, глубоким расщеплением белков и других веществ, а также высоким ферментационным потенциалом. При хорошем качестве ячменя нерастворение солода наблюдается при холодном, суком или слишком коротком проращивании. Перерастворенне солода таких же ячменей вызывается сильным увлажнением зерна, высокой температурой и чрезмерно длительным проращиванием.
Технологические требования к проращиванию зерна характеризуются следующими показателями: температурой, при которой происходит проращивание зерна на отдельных стадиях; содержанием влаги В зерне; соотношением кислорода и двуокиси углерода в слое зерна на отдельных стадиях проращивания; продолжительностью проращивания.
Больщое влияние на рост зерна, его растворение, активацию и образование ферментов оказывает температура. Холодное (12—16 °C) ведение процесса проращивания по всем показателям предпочтительнее, чем теплое (выше 20°C). Однако ячмени, выращенные в регионах с жарким, сухим климатом и располагающие высоким содержанием белка (более 12 %), во второй стадии проращивания (на 3—5-е сутки) могут хб-
poino растворяться при температуре 18—22 *С. При получении темных солодов для достижения глубоких процессов растворения также, необходима высокая (20—23 °C) температура проращивания.
Проращивание при 14—16 °C обеспечивает умеренное развитие зародыша и максимальное накопление амилолитических ферментов. Более глубокий распад белковых веществ достигается при более низкой температуре. Значительное влияние на степень растворения белков оказывают свойства данного сорта ячменя. Так, при переработке на солод высокобелковистых сортов расщепление белков достигается повышением температуры проращивания до 18 °C.
При этом можно получить солод с высокой ферментативной активностью, но при затирании с очень медленным осахариванием (20 мин и более). Следовательно, для быстрого осахаривания затора необходима не только высокая амилолитическая активность, но и соответствующая при проращивании подготовка крахмала и белков, связывающих крахмальные зерна эндосперма. Поэтому при выборе оптимального температурного режима проращивания зерна — основного показателя, характеризующего качество получаемого солода, необходимо учитывать свойства ячменя, поступающего на производство солода, способ его замачивания и степень аэрации слоя зерна кондиционированным воздухом в процессе проращивания.
Существенное влияние на изменение веществ в зерне при проращивании оказывает его влажность. Процессы, создающие важную предпосылку для проращивания, начинаются в зерне при влажности 30 %. Равномерность проращивания достигается при влажности 40 %. Для полной активации ферментов и достижения желаемой степени растворения зерна требуется влажность 44—48 %. При проращивании зерна следует ежедневно определять и контролировать его влажность.
Эффективным способом проращивания ячменя является увлажнение до 40—42 % и проращивание при температуре 17— 18 °C в течение двух дней. Затем влажность зерна повышают до 45—47 % и в конце биологической фазы проводят охлаждение слоя до 10—13 °C. Такой режим способствует быстрому росту и усиленному ферментообразованию.
Хорошие результаты дает воздушно-оросительиый способ замачивания зерна, который сочетает в себе преимущества других способов и может применяться как в замочных, так и в пневматических аппаратах, предназначенных для его проращивания. Он позволяет интенсифицировать весь процесс соло-доращёния и на 30—40 ч раньше получить необходимую активность ферментов в свежепроросшем солоде.
Одним из важных средств регулирования биологических и ферментативных процессов при проращивании зерна является его аэрация. Большой приток кислорода необходим в первый период проращивания, когда наиболее интенсивно происходят активация и новообразование ферментов. В дальней
шем (после 4—5-х суток) с помощью незначительной аэрации и накопления СОг следует создавать глубокий анаэробиоз, который тормозит и останавливает рост корешка и ростка, а следовательно, уменьшает потери сухих веществ. Таким образом, проращивание зерна делится на два периода. Первый характеризуется ростом зерна и накоплением ферментов. Во втором периоде жизнедеятельность зародыша затормаживается и происходят основные ферментативные процессы.
При высоком слое проращиваемого зерна в пневматических аппаратах с интенсивной энергией роста требуется значительный расход воздуха для охлаждения и поддержания необходимой влажности проращиваемого материала. Кроме того, небольшая часть подаваемого воздуха должна удалять образующуюся при дыхании двуокись углерода и обеспечивать слой проращиваемого зерна кислородом.
Соотношение кислорода к двуокиси углерода в слое зерна в первые 2—3 дня проращивания должно быть больше единицы, т. к. активация и образование ферментов возможны при достаточном количестве кислорода воздуха.
Главной задачей солодоращения является получение богатого ферментами, микробиологически и канцерогенно-токсически чистого солода, при минимальных потерях сухих веществ и хорошем растворении содержимого зерна. Кроме того, себестоимость такого солода должна быть низкой. Этим и определяется режим технологических процессов проращивания и устройство аппаратов.
Солодовенным цехом называется помещение, предназначенное и оборудованное для изготовления солода на пивоваренных и других предприятиях пищевой промышленности. Здесь замачивают, проращивают и сушат солод на микросолодовнях, делают полный анализ готового солода и по его результатам определяют оптимальный режим производства солода из данного сорта зерна в промышленных условиях. В ходе солодоращения наблюдают за равномерностью замачивания, проращивания и сушкой солода, развитием и состоянием корешков, устанавливают запах свежепроросшего солода и совершенствуют технологический процесс его приготовления.
Солод, проросший при оптимальных условиях, имеет свежий огуречный запах, а при наступлении анаэробного дыхания приобретает эфирный или яблочный.
Основным признаком, определяющим окончание проращивания, является полная растворенность мучнистого тела зерна. При этом, благодаря ферментативным процессам, оно легко растирается между пальцами.
В настоящее время для управления факторами, влияющими иа проращивание зерна, применяют механизированное пневматическое солодоращение, основанное на продувке через высокий (0,6—1,5 м) слой материала кондиционированного воздуха при влажности 100 % и температуре 10—12 °C. В данном случае зерно снабжается кислородом воздуха, удаляются
двуокись углерода и другие ингибирующие вещества, которые выделяются при проращивании, и достигается необходимое охлаждение слоя.
СУШКА СВЕЖЕПРОРОСШЕГО СВЕТЛОГО И ТЕМНОГО СОЛОДА
Сухой солод является основным полуфабрикатом для изготовления различных концентратов лечебно-профилактического назначения, кваса и других безалкогольных напитков, а также пива.
В процессе сушки солода достигаются две цели: снижение влажности материала с 50—40 % до 10—13 % общей массы и придание в процессе термической обработки целевому продукту определенных технологических качеств — специфического вкуса, цвета и аромата с высокой ферментативной активностью. Следовательно, сушка солода не только сложнейший нестационарный процесс тепло- и массообмена, но и биохимический процесс.
Свежепроросший солод во время сушки претерпевает глубокие физические, физиологические и биохимические изменения, которые зависят от скорости обезвоживания, температуры сушильного агента, его влажности и условий сушки. Физические преобразования свежепророешего солода при его сушке состоят в изменении влажности, массы, цвета, аромата и вкуса.
Часть содержащихся в солоде высокомолекулярных белков при сушке свертывается, что в дальнейшем благоприятно сказывается на процессе осветления сусла и пива. Ростки, придающие продукту неприятный горький вкус, при сушке становятся хрупкими и легко удаляются.
Вкус сухого солода обусловлен меланоидинами — окрашенными и ароматическими веществами, образующимися при высокой температуре в результате химической реакции между сахарами и аминокислотами.
Ферментативный гидролиз сложных углеводов и белков при сушке солода проявляется сильнее, чем при солодораще-нни, т. к. оптимальная температура для высокой ферментативной активности находится в пределах 40—70 °C. Повышение температуры сушки приводит к тепловой инактивации ферментов, т. е. к денатурации и коагуляции белков ферментов.
Устойчивость ферментов зависит не только от температуры, но и от влагосодержания солода. Поэтому при сушке температуру сушильного агента не следует поднимать выше 50 °C до понижения влагосодержания в солоде ниже 10 %.
В зависимости от физиологических и биохимических превращений, которые происходят в солоде в процессе сушки и термической обработки, технологию сушки можно разделить на три основные фазы.
Первая фаза — физиологическая, в течение которой продолжаются биотехнологические процессы солодоращения, но
при более благоприятных температурных условиях (40—45 ®С). Влажность солода изменяется до 30 %. Ферментативные процессы, протекающие в солоде, способствуют его растворению. Физиологическая фаза продолжается 10—12 ч. Ускорить ее можно путем предварительного подвяливания свежепроросше-го солода перед сушкой и более интенсивной продувкой сушильным агентом в период сушки. Рост зерна наблюдается до тех пор, пока влажность слоя не достигнет 20 %, а температура не превысит 40 °C. Продолжают накапливаться ферменты, способствующие растворению эндосперма, которое проявляется увеличением количества низкомолекулярных продуктов распада крахмала, растворимого азота и расщеплением стенок клеток зерен крахмала.
Вторая фаза — ферментативная длится 5—7 ч, за это время повышается температура сушильного агента до 70 °C, в результате чего жизненные процессы солода подавляются. Влажность его снижается с 30 до 10 %.
При этом усиливается действие большинства гидролитических ферментов, т. к. оптимальная температура для них находится в пределах 40—60 °C. Процессы расщепления под действием ферментов продолжаются до тех пор, пока снижение влажности и повышение температуры не приведут к их инактивации. Чем быстрее удаляется влага в период физиологической и ферментативной фаз сушки, тем менее энергично протекают биологические и ферментативные процессы в солоде, и Тем меньше накапливается продуктов распада. Это способствует получению светлого солода высокого качества с небольшим содержанием ароматических и красящих веществ.
Нарушение режима сушки, т. е. воздействие на свежепро-росший солод с большим содержанием влаги высоких температур, приводит к образованию высокомолекулярных гелей белков, которые заполняют поры мучнистого тела эндосперма и превращаются в плотную стекловидную массу.
Третья фаза — химическая, протекающая при температуре 70—80 °C (для светлого солода) и снижении влажности с 10 до 5 %. Продолжительность этой фазы зависит от скорости химических превращений, протекающих в солоде, и составляет 3—4 ч. Она характеризуется образованием в солоде специфических вкусовых, красящих и ароматических веществ. Продукты распада белков и углеводов под влиянием высоких температур взаимодействуют с образованием меланоидииов, обеспечивающих специфические для солода органолептические свойства. Все ферментативные процессы прекращаются. Сокращение продолжительности химической фазы влечет за собой 'снижение качества готового продукта, ухудшает аромат, вкус, стойкость и ценообразование. Активность ферментов в процессе сушкн зависит от влажности солода, температуры сушильного aieHia и продолжительности сушки. Так, активность а-амилазы при температуре 50 °C значительно повышается. При нагревании слоя солода до 80 °C наблюдаются большие потери а-ами-
лазы, ио окончательное содержание их в сухом солоде иа 15 % больше, чем в свежепроросшем солоде. Наиболее эффективно подсушивание солода при постепенном повышении температуры сушильного агента.
Р-амилаза чувствительнее к изменению температуры, чем а-амилаза. Наименьшее снижение активности Р-амилазы наблюдается при 65 °C. При высокой температуре (~ 100 °C) сушки Р-амилаза почти полностью инактивируется.
Пептидазы, которые отличаются от амилаз, при сушке солода значительно повышают свою активность. Поэтому сухой солод обладает более высокой эндопептидазной активностью (в пять раз) по сравнению со свежепроросшим.
Различную чувствительность к температуре сушки проявляют гемицеллюлазы. Высокие температуры вызывают снижение их ферментативной активности в 1,5—2 раза. Активность липазы в первый период сушки солода снижается, а во второй — возрастает и становится несколько выше, чем свежепро-росшего солода.
Активность фосфатазы при температуре сушильного агента 50 °C по сравнению с таковой в свежепроросшем солоде снижается на 30—33 %. При высоких температурах (90—100 %) сушки активность ее можно сохранить на 25—30 %.
Активность каталазы убывает в течение всего процесса сушки солода и в конце составляет около 10 % от активности ее в свежепроросшем солоде. При высокой температуре сушки каталаза инактивируется практически полностью и в процессе затирания солода активность ее почти не проявляется.
Весьма термостабильными являются полифенолоксидазЫ. В начальный период накапливаются, а в дальнейшем даже без повышения температуры заметно инактивируются. При от-сушке солода (химическая фаза) активность их практически не изменяется.
Темные солода сушатся при более высокой температуре и влажности; чем светлые. В таких условиях ферменты проявляют большую активность и образуется больше продуктов расщепления. В дальнейшем при температуре 80—105 °C и сравнительно высокой влажности происходят большие потери ферментов.
В процессе сушки солода изменяются его основные вещества. В первой стадии (10—15 ч) углеводы под действием фер* ментов подвергаются такому же расщеплению, как и в процессе проращивания зерна. Гидролиз крахмала приводит к увеличению количества сбраживающего экстракта. При этом влажность солода должна соответствовать предельной температуре сушильного агента.. Например, при влажности солода 45 % его температура должна находиться в пределах 25— 30 °C, при влажности 25 % — 45—50 °C, при влажности 15 % — 50—60 °C. 4
Продукты гидролиза крахмала (сахароза, мальтоза, фруктоза, глюкоза) в этот период сушки солода ведут себя по-раз-82
ному. При высоких температурах сахароза накапливается интенсивнее, чем при низких. В первой стадии Сушки содержание рафинозы убывает, а при температуре сушки от 90 до 100 °C несколько возрастает. Образование мальтозы также зависит от температуры и значительно увеличивается в первые 12 ч сушки солода. Содержание фруктозы возрастает в первой стадии сушки, а затем снижается ниже исходной величины. Процесс накопления глюкозы протекает наоборот, т. е. расщепление достигает максимума при высоких температурах и низкой влажности солода.
Активное образование протеолитических ферментов в процессе сушки солода приводит к более сильному расщеплению белков и увеличению содержания высокомолекулярного азота при затираний зернопродуктов. Такое явление объясняется как усиленной деятельностью эндопептидаз, так н увеличением дисперсности коллоидного белка.
При сушке темного солода сильнее растворяются белки, повышается содержание азота, определяемого формольным титрованием. В результате коагуляции белков при высоких температурах сушки и образования меланоидинов наблюдается заметная потеря азотсодержащих соединений темного солода.
Характерным превращениям подвергаются аминокислоты. Чем выше температура сушки на первой стадии, тем в большей степени возрастает содержание глицина и аланина. Количество амидов и глютаминовой кислоты при этом непрерывно убывает.
При сушке солода незначительно изменяется общее количество низкомолекулярных азотистых веществ. Термическое расщепление протеинов и реакция между азотсодержащими соединениями и углеводами в процессе сушки приводят к образованию меланоидинов, которые содержат комплекс ароматических и красящих веществ. Кроме того, окисление полифенолов под действием ферментов и терморасщепление углеводов ведут к образованию меланинов н карамельных веществ, придающих солоду темно-коричневый цвет и приятный аромат.
Реакция меланоидинообразования активно протекает при температуре 95—105 °C и влажности 5 % между сахарами, образовавшимися в сухом солоде, и аминокислотами — продуктами расщепления белков. При этом в результате расщепления аминокислот образуются альдегиды, придающие суслу характерный аромат и коричневую окраску.
Взаимодействие сахаров н аминокислот приводит не только к образованию меланоидинов, но и летучих альдегидов, значительно влияющих на аромат солода.
Таким образом, меланоидииы являются не столько продуктами взаимодействия аминокислот и сахаров, сколько результатом реакций пептонов и аминокислот с фурфуролом и другими альдегидами, появляющимися при взаимодействии аминокислот и редуцирующих сахаров.
Меланоидииы содержат спиртовые, карбонильные, карбо
ксильные и фенольные группы. Примерное количество углерода не превышает 60 %, водорода — 5,17, азота —5,3, кислорода— 35 %. Средняя молекулярная масса составляет около 1480. Меланоидины обладают сильным редуцирующим действием и имеют характерный цвет, аромат н вкус. Они являются хорошими пенообразователями, образуя прочные поверхностные пленки на пузырьках двуокиси углерода, предупреждают окислительное помутнение экстрактов пива, связывают кислород и предотвращают осаждение коллоидов.
Поступающий на сушку свежепроросший солод должен соответствовать требованиям ОСТа и обеспечивать хорошее равномерное растворение зерна и накопление амнлолнтнческйх, протеолитических и цитолитических ферментов.
Для получения светлого солода при сушке (физиологическая и ферментативная фазы) его влажность должна понижаться как можно быстрее (согласно регламенту) с целью предупреждения дальнейшего роста активности и действия ферментов. Кроме того, ферменты солода прн низкой влажности н высокой температуре сохраняют свою активность лучше, чем при высокой влажности, поэтому во избежание инактивации нх в первый период сушки следует значительно снизить влажность солода.
Для сохранения оптимального объема н рыхлости солода процесс сушки следует начинать при температуре сушильного агента (до этого солод подвяливают при t=25—40°С) 45— 50 °C н расходе его около 4500 м3/ч-т.
Прн' сушке светлого солода должен соблюдаться режим, обеспечивающий изменение во времени соотношения между влажностью и температурой зерна. Несмотря на неизбежные потерн ферментов во второй стадии сушки на сушилках периодического действия желательно поддерживать сравнительно высокую температуру сушильного агента. При этом происходит термокоагуляцня высокомолекулярных азотистых веществ.
При сушке темного солода необходимо создать такие влажностные и температурные условия, которые обеспечивали бы дальнейший рост и растворение зерна солода с целью образования низкомолекулярных азотистых веществ и сахаров, обуславливающих естественную ароматизацию и цветность пива.
Предпосылкой получения высококачественного темного солода является полное растворение свежепроросшего солода с высокой влажностью (50 %) н содержанием белка в ячмене не ниже 12 %.
Для продолжения действия ферментов и более полных хи-мнко-бнологических превращений влажность темного солода на первой стадии сушки следует снижать медленно. В связи с тем, что температура его в период томления составляет около 50 °C, сушку следует начинать при температуре сушильного агента 60 °C с последующей рециркуляцией воздуха в течение 1 ч. Температура солода доходит до 70 °C н под действием ами
лаз наступает пауза оСахаривацня. В дальнейшем температура сушильного агента медленно поднимается до 100 °C. Термическая обработка (обжаривание) проводится при температуре сушильного агента 105 °C с последующей его рециркуляцией (до 75 %). Влажность солода понижается до 2—3 %.
После окончания сушки удаляют ростки, которые могут придать напитку неприятный горьковатый привкус. Это делают сразу же после химической фазы сушки, т. к. при хранении вследствие высокой гигроскопичности ростки теряют хрупкость и очень трудно отделяются от зерен. В ростках содержится около 30 % азотистых веществ, до 50 % углеводов, из которых примерно 9 % приходится на долю моносахаридов — глюкозы, фруктозы и ксилозы. В небольших количествах содержатся сахароза, мальтоза, фосфаты, свободные жирные кислоты и витамины A, D, В и др. Благодаря этому, ростки являются ценным питательным кормом. После ферментативного гидролиза белков из них можно получить меланоидиновый концентрат (по технологическому регламенту Колотуши П. В.).
Каждая партия сухого солода с одинаковой цветностью, экстрактивностью и осахаривающей способностью должна храниться в отдельных закромах или силосах, т. к. технология сусла и пива зависит от качественных показателей основного сырья— солода. При хранении влажность солода повышается на 2—3 %. В этот период в нем происходят благоприятные превращения. физико-химического характера, улучшающие качественные показатели. Объем зерна увеличивается, эндосперм постепенно теряет свою хрупкость. Повышается кислотность, увеличивается количество минеральных н азотистых веществ. Вследствие повышения влажности солода н перехода амилолитических ферментов в растворимое состояние увеличивается амилолитическая активность солода. Чтобы в нем могли произойти необходимые превращения, ои. должен храниться не менее четырех недель. Охлажденный и сухой солод в силосах элеватора при оптимальных температурных и влажностных режимах может храниться до двух лет.
ТЕХНОЛОГИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТИПОВ СОЛОДОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА полнсолодовых ЭКСТРАКТОВ
Злаки. и полученный из них солод представляют собой большую питательную ценность благодаря содержанию таких веществ, как редуцирующие сахара, крахмал, декстрины, сахароза, пентозаны, клетчатка, белки, аминокислоты, жир, фосфорсодержащие и минеральные вещества, инозит, красящие и полнфенольные вещества, ферменты (а-амилаза, р-'амилаза, протеиназа, пептидаза, фитаза, цитаза, амилофосфатаза и ряд окислительно-восстановительных ферментов).
Важным технологическим показателем качества солода является экстрактивность, от которой зависит выход готового продукта — полисолодового экстракта. В процессе солодоращения экстрактивность вытяжки и сусла увеличивается у всех злаков, что объясняется ферментативным гидролизом запасных веществ зёрна. Самой низкой экстрактивностью обладает гороховый солод, а самой высокой — пшеничный. Прорастаемость всех зерновых культур должна быть не менее 92 %.
Мойка зерна перед замачиванием производится в специальном моечном или в замдчном аппарате. Промытый и продезинфицированный аппарат заполняют питьевой водой на 1/3 его объема. Затем подают очищенное отсортированное (I и II сорт) и предварительно взвешенное зерно. Смесь воды и зерна перемешивают воздухом и оставляют на 1—2 ч. Затем при непрерывной подаче снизу воды снимают сплав. После этого в замочный аппарат добавляют дезинфектор, в растворе которого зерно находится 2—3 ч. В дальнейшем его промывают чистой водой и подают на замачивание.
Замачивают зерно воздушно-оросительным способом в замочном аппарате или непосредственно в аппарате для проращивания зерна (см. Замачивание ячменя). Технологический режим замачивания зерна такой:
Злаки Температура воды, °C Продолжительность замачивания, ч Степень зама чнвания, %
Пшеница 14—16 25—30 45—46
Кукуруза 18-22 60—70 46—48
Овес 14—16 35—40 42—43
Проращивают зерно в пневматических аппаратах (с передвижной грядкой, в аппаратах большой единичной мощности) или в барабанах.
Злаки Температура в слое зерна, °C Продолжительность проращивания, сут Примечание
Пшеница 16—18 4-5 Продувка кондиционированным воз духом t=12eC, Ф=100%
Овес 16—18 6—7 То же
Кукуруза 22—25 в конце процесса 18—20 7—8 »
Ворошение и дополнительное орошение водой слоя зерна при его проращивании проводят каждые 6—8 ч. После окончания проращивания солод подвяливают при периодической продувке сухим холодным или отработанным теплым (после сушилок) воздухом.
Биохимические изменения при солодоращении злаков приведены ниже:
Продолжительность солодоращения, сут Содержание редуцирующих сахаров (100 СВ солода) Содержание аминного азота (100 СВ солода)
пшеница овес горох пшеница овес горох
1 9,4 7,5 5,5 56 37 96 2 13,5 8,9 6,0 77 77 130 3 15,6 12,1 6,8 95 100 226 4 . 19,5 13,2 8,8 118 114 235 5 17,6 15,4 9,6 109 155 272 6 17,0 15,4 10,2 94 134 282
Продолжительность осахаривания заторов в зависимости от времени солодоращения следующая:
Продолжительность солодоращения, сут Продолжительиость осахаривания, мин
пшеницы овса гороха
1 Не осахарн- Не осахарива- Не осахарвва-
вается ется ется
2 То же То же То же
3 35 » »
4 26 30 >
5 20 25 »
6 11 16 »
Сушку и термическую обработку свежепроросшего солода проводят на одно- или двухъярусных солодосушилках или в аппарате, где осуществлялось проращивание сушильным агентом при температуре от 45 до 75 °C. Продолжительность сушки составляет 20—25 ч, влажность сухого солода — 5—7 %.
•Высушенный солод после охлаждения направляется на росткоотбойную машину, откуда поступает на расфасовку в мешки или другую тару.
На рисунке 11 представлена аппаратурно-технологическая схема производства солода для полисолодовых экстрактов.
Поступающее железнодорожным или автомобильным транспортом 1 зерно (пшеница, овес, кукуруза) выгружают в при-
&5«5 • XX
емный бункер 2, откуда с помощью нории 3 оно направляется в верхний бункер 4. Из бункера зерно самотеком через автоматические весы 5 и магнитный сепаратор 6 поступает на воздушно-ситовый сепаратор 7 .Очищенное от крупных, грубых и мелких примесей зерно из сепаратора направляется иа норию 8, откуда через автоматические весы 9 с помощью ленточного конвейера 10 распределяется в металлические или железобетонные силоса 11.
Для производства солода зерно вторично очищают иа воздушно-ситовом сепараторе 14, а затем сортируют на сортировочной машине 15. Зерно первого и второго сорта, взвешенное иа автоматических весах 16 и 17, направляют в бункера 18 и 19, третьего сорта собирают в бункере 20 и затем реализуют комбикормовым заводам.
Каждый сорт зерна поступает на замачивание в замочный аппарат 21 раздельно. В замочном аппарате зерно предварительно моют и дезинфицируют принятыми в промышленности дезинфицирующими средствами. Во время мойки в замочном аппарате отделяется сплав. Замачивать зерно в замочном аппарате можно в течение 6—10 ч. Окончательное замачивание целесообразно проводить воздушно-оросительным способом в солодорастильном аппарате 22, куда предварительно промытое н замоченное зерно поступает с помощью гидротранспорта. В процессе солодоращеиия слой зерна продувается кондиционированным воздухом, нагнетаемым из камеры кондиционирования 23 в аппарат 22 вентилятором 25.
Для повторного использования воды (расход ее на насыщение воздуха влагой составляет всего лишь 3—5 %) устанавливают сборник, насос и фильтр 24.
С целью поддержания в необходимых пределах микробиологического статуса зерна при соло дор ащен»и его периодически орошают раствором калия перманганата.
Сушка свежепроросшего солода производится в том же аппарате, где прорастало зерно. Сушильный агент может поступать как из паровых калориферов, так и из газогенератора, в котором сжигается природный газ.
Высушенный солод с помощью солодоворошителя 26 поступает на ленточный конвейер 27, откуда норией 8 через автоматические весы '28 и бункер 29 иа росткоотбойиую машину 31. В ростках, поступающих в бункер 30, содержатся незаменимые аминокислоты, биологически активные вещества и сахара. Поэтому ростки могут быть использованы для приготовления по-лисолодовых экстрактов.
. Очищенный на росткоотбойиой машине солод через автоматические весы 32 поступает в бункер 33, а оттуда на расфасовку н реализацию потребителю.
Наименьшей экстрактивностью обладает овсяный солод, что объясняется высокой его пленчатостью.'
Качественные показатели сухого солода, полученного в производственных условиях, следующие (см. с. 90).
Солод зерновых культур
Показатель пшеничный кукурузный ОВСЯНЫЙ
Продолжительность осахари- Ю Не осахари- 20 ваиия, мин вается Скорость фильтрования сусла Нормальная Нормальная Замед- v . леииая Качество фильтрования Прозрачный Прозрачный Прозрач- Содержаиие экстракта в сус- ИЫ<* ле, % . 8,410 7,204 5,928 Экстрактивность, %: иа воздушио-сухое вещество 74,27 62,94 51,00 иа сухое вещество 81,53 70,62 56,07 Содержание мальтозы в 100 г, г: сусла 6,26 5,47 4,53 экстракта 71,69 73,85 74,70 солода 58,44 52,15 41,96 Амиииый азот в 100 г, мг: сусла 17,36 16,94 17,08 экстракта 200 228 281 солода 163 161 158 Кислотность, мл 1 и. щелочи иа 100 мл сусла 1,2 1,1 1,2 Влажность, % 6,0 5,9 6,1
Кукурузный солод имеет самую низкую амилазную активность. Следовательно, его необходимо перерабатывать в Смеси с пшеничным и овсяным, обладающим более высокой осахаривающей способностью.
ТЕХНОЛОГИЯ РЖАНОГО СОЛОДА В АППАРАТАХ БОЛЬШОЙ ЕДИНИЧНОЙ МОЩНОСТИ
Лучший русский национальный безалкогольный напиток — хлебный квас производят из концентрата квасного сусла, основным сырьем для которого является ржаной солод.
Технико-экономические показатели его определяются качеством поступающей на производство ржи, оптимальным технологическим режимом и эффективностью применяемого оборудования.
Выпускается ржаной солод двух типов: ферментированный и неферментированный. Сухой ржаной ферментированный солод, поступающий на производство концентрата квасного сусла, должен отвечать требованиям ОСТа и обладать кисло-сладким вкусом, соответствующим ржаному хлебу, без посторонних привкусов. По цвету ферментированный солод должен быть от коричневого до темно-бурого с красноватым оттенком. За
12. Технологическая схема производства ржаного солода:
1, 4 — автоматически» весы; 2 — бункер; 3, 24 — нории; 5 — замочный аппарат; 6 — бак; 7 — насос; 8 — аппарат большой единичной мощности; 9 — гидротранспорт; 10 — ворошитель; 11 — распылительное устройство для воды; 12. 18, 21 — вентиляторы; 13 — камера кондиционирования; 14 — дополнительное распылительное устройство; ,15 — форсунки; 16 — трубчатые калориферы; 17 — теплогенератор; 19 — воздуховод; 20 — смеситель; 22 — разгрузочное устройство; 23 — конвейер ленточный; 25 —конвейер; 26 — бункер солода; 27 — магнитный сепаратор; 28 — полировочнал машина
пах характерный. Сухой ржаной иеферментированный солод светло-желтЮго цвета с сероватым оттенком, сладковатый иа вкус.
Относительная влажность ржаного ферментированного и неферментированного солода допускается не более 8 масс %. Экстрактивность нефермеитированиого солода не меиее 80 масс % и определяется методом горячего экстрагирования. Максимальная продолжительность осахаривания — 25 мин, кислотность — ие более 17 мл 1 н. раствора щелочи на 100 г сухого солода, цветность — не более 5 мл 1 н. йода на 100 г сухого солода. Экстрактивность ферментированного солода — не менее 85 масс %, кислотность при определении методом холодного экстрагирования — не более 35 мл 1 и. раствора щелочи на 100 г сухого солода, цветность — 10—20 мл 1 н. раствора йода на 100 г сухого солода. '
В настоящее время в нашей стране широко внедряется ускоренная технология ферментированного и иеферментирован-иого ржаного солода, предусматривающая совмещение основных технологических процессов в одном аппарате большой единичной мощности. В основу ее положены результаты научных исследований, проведенные в КТИППе.
В промышленных условиях разработан и построен на Бердичевском солодовенном заводе горизонтальный аппарат боль-
шой единичной мощности. Аппарат (рис. 12) снабжен вентилятором 12 и камерой кондиционирования с искусственным охлаждением воздуха 13. Выравнивание, орошение, ворошение и выгрузка готового ржаного солода производится шнековым ворошителем 10. Сушильный агент готовится в смесительной камере 20, расположенной между теплогенератором 17 и вентилятором 21, нагнетающим в аппарат горячий воздух заданной температуры. Для поддержания оптимальной температуры при ферментации солода в подситовом пространстве аппарата установлены паровые обогревающие устройства 16.
Промытое и продезинфицированное в цилиндроконических замочных аппаратах 5 зерно с помощью гидротранспорта 7 и 9 направляется в аппарат 8 для замачивания, проращивания, ферментации и сушки солода. Выравненный в аппарате шнековым ворошителем 10 слой зерна находится в покое в течение 5—6 ч. Удельная нагрузка составляет 400 кг воздушно-сухой ржи на 1 м2 сита.
Замачивание ржи осуществляется воздушно-оросительным способом, обеспечивающим быстрое и равномерное увлажнение зерна при интенсивном аэрировании. Воздух необходим также для отвода из слоя зерна накапливающихся продуктов брожения, которые ингибируют как жизнедеятельность зерна, так и ферментативные процессы в нем.
Большое влияние на скорость поглощения воды зерном оказывает температура, которая не должна быть высокой, т. к. при этом она оказывает губительное воздействие на жизнедеятельность зерна и зародыша, кроме того, способствует энергичному развитию бактериальной флоры и потреблению ею кислорода. Оптимальная температура воды должна находиться в пределах 17—20 °C. Продолжительность замачивания до достижения необходимого влагосодержания 48—52 % составляет 30—36 ч. Расход воды при воздушно-оросительном замачивании не превышает 1,5 т на 1 т ржи.
Для интенсификации технологического процесса солодора-щения при получении ржаного солода рекомендуется применять активаторы роста, способствующие быстрому накоплению комплекса ферментов и повышению экстрактивности солода. В качестве активатора применяют гиббереллин, содержащий до 60 % гиббереллиновой кислоты.
При производстве ржаного ферментированного солода используют однородную по сорту, произрастанию и размеру рожь. Очищенную на воздушно-ситовых сепараторах и отсортированную на очистительно-сортирующих агрегатах рожь направляют через весы в бункер 2 и на мойку и дезинфекцию в моечио-замочные аппараты 5, температура воды в которых не превышает 16 °C. Зерно в аппарате активно перемешивают воздухом, снимают сплав и оставляют на 30—40 мин. Затем оно поступает в аппарат 8 для замачивания. С целью снабжения зерна кислородом в процессе замачивания слой периодически продувают кондиционированным воздухом при температуре
12—15 °C и влажности 95—100 %. Проращивание ржи осуще-’ ствляется в том же аппарате при оптимальной для ферментации температуре 15—18 °C. Периодически согласно технологическому регламенту проводится ворошение слоя зерна.
Ржаной солод после трехсуточного проращивания при оптимальных условиях должен иметь специфический свежий запах, хорошо развитые корешки и небольшой зародышевый листок.
Большое значение для качества ржаного солода имеет его ферментация, в процессе которой образуются продукты гидролиза белков и углеводов, придающие ему в дальнейшем при термической обработке красновато-коричневую окраску, специфический аромат ржаного хлеба и повышенную кислотность.
Перед ферментацией солод дополнительно увлажняют до 55 %. В процессе ферментации температура его слоя повышается до 60—65 °C. Через 1,5—2 суток в зерне накапливается максимальное количество сахаров и аминного азота, из которых в процессе сушки образуются ароматические и красящие вещества.
Ферментированный (после процесса томления) и неферментированный (минуя процесс томления) ржаной солод подвергается конвективной сушке и термической обработке. Целью сушки ферментированного солода является снижение влажности и накопление ароматических и красящих веществ (меланоидинов), а неферментированного — снижение его влажности для длительного хранения и максимальное сохранение активности ферментов.
Важным показателем при сушке ржаного ферментированного солода является изменение его углеводного состава.
Увеличение содержания редуцирующих сахаров на первом этапе (6—8 ч) сушки солода сопровождается интенсивным распадом декстринов. При этом с наибольшей активностью в реакцию образования меланоидов вступает глюкоза, затем фруктоза и мальтоза. К концу сушки количество редуцирующих сахаров снижается в зависимости от температуры.
Общий азот изменяется незначительно. Содержание большинства аминокислот при температуре 70 °C увеличивается, а при более высоких температурах снижается.
Интенсивность образования красящих веществ с повышением температуры сушки возрастает. Так, готовый солод, высушенный при температуре 90 °C, содержит в 1,6 раза больше красящих веществ, чем солод, высушенный при температуре 70 °C. В ходе реакции меланоидинообразования образуется свыше 300 соединений, участвующих в формировании аромата и вкуса ржаного хлеба.
Оптимальный технологический режим сушки ржаного ферментированного солода, обеспечивающий максимальное накопление красящих веществ и минимальные потери экстрактивных и ароматических веществ, следующие:
Изменение влажности солода, % Изменение температуры сушильного агента, °C Продолжительность сушки, ч Скорость сушильного агента под снтом» м/с
От 50 до 25 50-70 8—10 0,35—0,40
От 25 до 10 70—80 6—10 0,30—0,35
От 10 ДО 6 80—90 6—10 0,20—0,15
Важная роль в создании аромата и вкуса ржаного хлеба принадлежит карбонильным соединениям и летучим жирным кислотам, образующимся в ходе реакции меланондинообра-зования.
Прн сушке ферментированного солода (влажность 30— 35 %) из-за низкой активности ферментов содержание мальтозы и аминного азота увеличивается незначительно. В сухом солоде гумми-веществ содержится на 50—60 % больше, чем в исходном ржаном зерне.
Сушка ферментированного солода делится на два этапа: первый — температура сушильного агента не превышает 50 °C, а солод имеет влажность более 30 %. При этом происходит ферментативный гидролиз сложных углеводов н белков и протекает реакция меланоидинообразования. На втором этапе температура агента повышается до 80°C прн постоянном снижении влагосодержання солода до 10 %. Ферменты ннак-. тивируются, а ароматические н красящие вещества интенсивно образуются.
Реакция меланоидинообразования протекает в три последовательные стадии. На первой стадии в реакцию вступают сахара и аминокислоты с образованием сахаро-аминного комплекса. Затем после перегруппировки молекул появляются амннодезоксикетозы.
На второй стадии происходит дегидратация амннодезокси-кетоз с образованием различных соединений: фурфурола, ре-дуктонов, ацетонов, озонов и др. На третьей — альдольная конденсация полученных соединений, их альдегидоаминная полимеризация н образование гетероциклических азотистых соединений (меланоидинов). Наибольшее влияние на течение реакции меланоидинообразования оказывает концентрация реагирующих веществ и воды. Оптимальной температурой образования меланоидинов с наиболее приятными органолептическими свойствами является 90 °C. В результате реакции образуются красящие вещества, близкие по химическому со- -ставу, но различные по молекулярной массе, к меланоидннам.
Ржаной ферментированный солод сушат не более 24 ч при изменении температуры сушильного агента от 50 до 90 °C. Влажность его снижается от 50 до 6—8 %.
Ржаной неферментированный солод по сравнению с ячменным пивоваренным имеет более высокую активность основных групп гидролитических фермецтов, высокую экстрак
тивность и большее количество низкомолекулярных продуктов гидролиза углеводов и белков. Все это позволяет увеличить долю, несоложенного сырья при производстве концентрата квасного сусла, а также обеспечить повышение выхода конечного продукта и максимальное накопление красящих и ароматических веществ при его термообработке.
Наиболее благоприятная для сохранения активности ферментов в ржаном неферментированном солоде — температура сушки в пределах 60—70 °C.
Оптимальный технологический режим сушкн, обеспечивающий получение ржаного неферментнрованного солода с высокой активностью ферментов, следующий:
Изменение влажности солода, % Изменение температуры сушильного агента, °C Продолжительность сушкн, ч Скорость су шильного агента, м/с
От 45 до 20 50—60 6—8 0,4—0,5
От 20 до 6 60—70 14-16 0,3—0,4
При сушке неферментированного ржаного солода на первом этапе содержание редуцирующих сахаров н аминного азота увеличивается, активность ₽-амилазы повышается в 1,5 раза, активность а-амилазы возрастает незначительно. К концу сушки содержание аминного и растворимого азота меньше, чем вначале, активность амилолитических ферментов снижается. Продолжительность сушкн неферментированного солода не должна превышать 20 ч при последовательном повышении температуры сушильного агента от 50°C до 70 °C. Влажность целевого продукта не должна быть выше 8 %. Готовый ржаной солод по физико-химическим и органолептическим показателям должен соответствовать ОСТу.
В аппаратах большой единичной мощности обеспечивается возможность тонкого регулирования технологических параметров в зависимости от сорта поступающей на переработку ржи.
Основные показатели ржаного солода по ОСТ 18—218—75 следующие:
Влажность, %:
в зернах Не более 8,0 8,0
тонкоразмолотого 10,0 10,0
Экстрактивность солода в пересчете на СВ, %: при определении методом холодного экстрагирования (экстракт вы- Не менее
тяжки) — 48,0
ПРОГРЕССИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СОЛОДА
Классические приемы производства солода имеют ряд существенных недостатков. К ним относятся большие удельные затраты энергии иа перемещение зерна из одного отделения в другое, травмирование зерна в процессе транспортирования, большой удельный расход воды, электроэнергии и др.
Технология ячменного, ржаного и других солодов в аппарате большой единичной мощности предусматривает совмещение процессов замачивания и проращивания зерна, а также сушку солода в одном аппарате. Применение разработанной в КТИППе совместно с Бердичевским солодовенным заводом ускоренной технологии пивоваренного солода совмещенным способом позволяет сократить технологический цикл с 11 до 8 сут и исключить операции, связанные с транспортировкой зерна в процессе производства, тем самым предотвратить механические повреждения его вегетативных частей, а также снизить энергетические затраты, связанные с перегрузкой зерна из одного аппарата в другой.
Основным преимуществом ускоренной технологии получения солода является увеличение выхода продукта из единицы сырья, снижение себестоимости солода и повышение его качества.
Кроме того, применение больших нагрузок на сито аппарата (450 кг/м2) в расчете на сухой ячмень дает возможность получения солода с экономией эксплуатационных расходов и строительно-монтажных затрат.
На рисунке 13 представлена схема производства солода совмещенным способом в аппарате большой единичной мощности (АБЕМ).
После взвешивания Отсортированный ячмень подается в аппарат, предварительно наполненный до половины объема водой температурой 14—15 °C. Заполненный водой и зерном моечный аппарат оставляют на 20—30 мин, затем смесь интенсивно перемешивают сжатым воздухом и снимают сплав при непрерывном потоке воды. После предварительной мойки зерна в аппарат добавляют дезинфектант, а затем активатор роста.
Через 5—6 ч водно-зерновая смесь с помощью гидротранспорта направляется в аппарат большой единичной мощности (АБЕМ) для замачивания, проращивания и сушки солода. Продолжительность загрузки аппарата зерном не должна превышать 1—1,5 ч. Расход воды на мойку и гидротранспортирование зерна составляет 2—4 м3 на 1 т.
Выгруженное на сито аппарата промытое зерно оставляют на 5 ч, обеспечив удаление избыточной воды и поглощение ее с поверхности зерна. Дальнейшее закачивание ячменя осуществляется воздушно-оросительным способом, с периодической или непрерывной продувкой слоя кондиционированным воздухом и орошением распыленной водой.
13. Аппаратурно-технологическая схема производства солода в АБЕМ:
1 —теплогенератор; 2, 8—вентиляторы; 3 — моечный аппарат; 4—аппарат для замачивания, проращивания и сушки солода (АБЕМ); 5 — нория; 6 — бункер; 7 — росткоотбойная машина; 9 — камера кондиционирования; 10 — конвейер
Оптимальной температурой замачивания зерна, позволяющей ускорить процесс проникновения воды в зерно для пробуждения его жизнедеятельности и в дальнейшем сократить время проращивания ячменя, является 18—20 °C.
Воздушно-оросительный способ замачивания ячменя в аппарате большой единичной мощности при температуре 18— 20 °C и высоте слоя зерна 1,5 м дает возможность ускорить процесс солодоращения на 1,5—2 суток, сократить потери сухих. веществ и повысить качество целевого продукта. Оптимальный расход кондиционированного воздуха составляет 250—300 м3/ч-т, а воды — 1 м3 на 1 т ячменя.
Интенсивность орошения зерна водой во время ворошения шнековым ворошителем, на котором установлена оросительная система, зависит от способности ячменя к влагопоглоще-нию. Продолжительность замачивания зерна до влажности
45 % составляет в среднем 30—40 ч. Температура воды составляет 14°C, а кондиционированного воздуха—12°С при влажности 100 %.
По достижении влажности зерна 43—46 % орошение водой прекращается. В процессе проращивания зерновую массу необходимо ворошить 2—3 раза в сутки шнековым ворошителем, периодически или непрерывно продувая кондиционированным воздухом. Периодичность и длительность продувки зерна воздухом зависят от его физических параметров в слое. Разница температур нижнего и верхнего слоев не должна превышать 5 °C. Максимальная высота свежепророс-шего солода составляет 1,5—2 м.
Основные оптимальные параметры режима проращивания солода:
Сутки проращивания Температура слоя, °C Влажность солода, % Количество ворошений в сутки Температура кондиционированного воздуха. °C Относительная влаж-1 ность продуваемого : воздуха, %
Первые 13—14 44—46 2 12—14 95—99
Вторые 14—16 45—46 3 12—14 95—99
Третьи 16—18 45—46 2—3 13—15 95—99
Четвертые 18 45 2 13—15 95—99
Пятые 18 44 1 13—15 95—99
Шестые 18—17 44—48 1—2 13—15 95—99
После окончания проращивания солод подвергается сушке и термической обработке сушильным агентом, подготовленным в теплогенераторе.
Оптимальная температура в слое солода по высоте в зависимости от его влажности регулируется температурой и скоростью сушильного агента. Расход сушильного агента на сушку солода составляет 4—4,5 тыс. м3/ч-т, а в конце процесса-снижается до 2 тыс. м3/ч-т при давлении 400 Па.
Целью сушки солода является не только удаление избыточной влаги, но и обеспечение благоприятных условий для протекания физиологических, биохимических и химических процессов, в результате которых продукт приобретает определенные технологические свойства, характеризующие специфический вкус, цвет и аромат приготовленного из него пнва.
Процесс сушки солода в АБЕМ делится на пять периодов. В первый период в зерне происходят физиологические и ферментативные процессы, солод продолжает расти и дышать с неполным окислением углеводов. В результате накапливаются вещества, участвующие в дальнейшем процессе меланоиди-нообразования. При этом температура агента повышается от 20 до 55 °C, а влажность снижается от 45 % до 15—20 %.
Во втором периоде, когда температура сушильного агента
поднимается От 55 до 65 °C, а влажность снижается до 10— 12 %, физиологические ферментативные процессы в зерне подавляются.
В третьем — температура сушильного агента повышается от 65 до 80°C, дальнейшее действие ферментов прекращается, интенсивнее протекают химические процессы, при которых продукты распада белков и углеводов образуют новые соединения, придающие солоду специфический аромат, вкус и цвет.
В четвертом периоде сушки повышение температуры до 85°C при низкой влажности солода (8—4 %) не оказывает губительного действия на ферменты и его можно интенсифицировать за счет увеличения количества подаваемого сушильного агента с последующим использованием тепла для подогрева свежепроросшего солода в другом аппарате.
В последнем пятом периоде биохимические реакции приостанавливаются, ферменты сохраняются в активной форме. Отсушку светлого солода необходимо проводить при температуре 80—85 °C не менее 2,5 ч и не более 4 ч. Длительная термическая обработка высушенного солода в нижнем слое при высокой температуре (80—85 °C) приводит к увеличению времени осахаривания и фильтрования сусла, приготовленного из него, снижению экстрактивности и повышению цветности.
При использовании аппарата большой единичной мощности оптимальным вариантом ворошения слоя для получения солода высокого качества с минимальными энергетическими затратами является двухразовый пропуск ворошителя за 8 и 4 ч до окончания сушки. При этом создаются благоприятные условия для равномерного прохождения сушильного агента по всему объему слоя.
Избыточное давление сушильного агента под ситом аппарата при метровом слое свежепроросшего солода должно составлять 500—700 Па, а полуметровом — 800—1000 Па.
Одним из основных факторов, определяющих производительность и экономическую эффективность работы аппарата, является расход сушильного агента, который зависит от скорости его прохождения.
Длительность сушки солода в высоком стационарном слое не должна превышать 25 ч. При этом скорость сушильного агента в свободном сечении аппарата составляет 0,3—0,4 м/с. Температура его повышается в течение 8—10 ч от 45 до 80°C. Подсушенный нижний и последующие вышерасположенные слои солода предотвращают перегрев более влажных слоев и создают нормальные технологические условия для их обезвоживания. Происходит саморегулирование температуры и влажности.
От длительности цикла процесса производства солода зависит такой важный показатель работы оборудования, как удельная производительность. Сокращая за счет интенсификации технологических процессов циклы замачивания, проращивания и сушки солода, увеличивая высоту его слоя, можно
1
/4
Солод на Т iq элеватор ** /
I
=3
На сушку
6^
б сборник А________
отходов /5-—А
лТмод
ОДЙВДПЙ-
: Кондиционированный^
отдух
14. Технологическая схема производства солода в аппаратах большой единичной мощности:
1, 9 — нории; 2 — конвейер; 3, 14 — автоматические весы; 4 — бункеры для зерна; 5—моечные аппараты; 6 — аппараты большой единичной мощности; 7 — ворошитель с механической нагрузкой; 8 — ленточный конвейер; 10—винтовой конвейер;
11—бункер; 12—росткоотбойные машины; 13 — бункер очищенного солода
значительно повысить производительность солодовенного оборудования.
На пиво-безалкоголцром комбинате «Саранский» Мордовского производственного объединения пиво-безалкогольной промышленности по разработкам КТИППа и Киевского института народного хозяйства введен в эксплуатацию солодовенный цех производительностью 20 000 т солода в год. Технологическая схема предусматривает совмещение процессов замачивания, проращивания и сушки солода в одном агрегате.
Подача ячменя из элеватора в солодовенный цех производится нориями 1 (рис. 14), ленточными и винтовыми конвейерами 2 через автоматические весы 3 в бункеры 4 вместимостью 6 м3 каждый. Мойка и дезинфекция ячменя осуществляется в четырех моечных аппаратах 5 емкостью 84 м3 каждый с дистанционным автоматическим управлением.
Замачивание и проращивание ячменя, а также сушка све-жепроросшего солода производятся в шести пневматических агрегатах большой единичной мощности 6. оснащенных ворошителями отечественного производства ШЧ-ВВШ-13 с механической выгрузкой сухого солода производительностью 34 т/ч. Вместимость агрегата составляет 116,5 т, длина 42 с, ширина 6,5 м. Солодовенные агрегаты укомплектованы разгрузочными
Стенками 7, ленточными конвейерами 8, норней 9, винтовыми конвейерами 10 и бункерами 11 для сухого солода; Из бункеров солод поступает на росткоотбойные машины 12 и бункера 13, из которых через автоматические весы 14 подается механическим конвейером в силосные башни элеватора на хранение.
Основными технологическими процессами управляют с помощью автоматической системы. Для сушки солода применяют вентиляторы ВДН-22 с воздухонагревательным отделением. Цикл сушки составляет 24 ч.
ПРОИЗВОДСТВО КАРАМЕЛЬНОГО СОЛОДА
Сортовые различия выпускаемых концентратов и безалкогольных напитков и их вкусовые особенности обуславливаются типом используемого солода. Темные сорта концентратов, вкусовые особенности которых создаются, главным образом, карамельным солодом, отличаются от светлых более интенсивной окраской и характерным сладковатым вкусом, ароматом.
Оптимальный технологический режим приготовления карамельного солода должен обеспечивать глубокое расщепление органических соединений высокобелковистого ячменя, накопление максимально возможного количества сахаров, аминокислот и пептидов как исходных веществ меланоидиновой реакции.
Режим сушки и термической обработки солода должен способствовать образованию максимального количества меланоидинов, определяющих вкус, цвет и аромат напитка, а также структурно-механические свойства солода.
Для производства карамельного солода используют высо-кобелковистый ячмень. Из него в процессе переработки можно получить светлый солод, применение которого обусловливает получение напитка с низкой стабильностью и трудно осветляемого. Ячмень с повышенным содержанием белка — нежелательное сырье для производства светлого пивоваренного солода.
Основным условием для получения готового продукта высокого качества является максимальное накопление продуктов реакции меланоидинообразования, главным образом, аминокислот и пептидов. Исходя из этого, высокобелковистый ячмень, способствующий получению сусла с более интенсивной окраской, служит ценным сырьем для производства красящих со-лодов. Применение его для производства карамельного солода позволяет не только расширить сырьевую базу, но и получить продукт высокого качества.
Карамельный солод получают из свежепроросшего солода, в котором к четвертому дню проращивания в основном заканчиваются образование и активация ферментов, участвующих в гидролизе углеводов и белков. Использование свежепроросшего солода по сравнению с сухим позволяет снизить удель-
иые энергозатраты, сократить потери сухих веществ на дыхание и рост корешков, повысить качество целевого продукта, а также увеличить коэффициент использования производственных площадей и солодовенного оборудования.
Технология карамельного солода состоит из пяти этапов: замачивание ячменя, проращивание, ферментативный гидролиз свежепроросщего солода, термическая обработка (сушка и обжарка) солода и его охлаждение.
Ячмень, поступающий иа производство карамельного солода, оценивают по внешним признакам и химическому составу. В основном используют ячмень с содержанием белка 12— 16 %. Экстрактивность сырья имеет экономическое н производственное значение и обусловливает выход карамельного солода. Отсортированный, промытый и продезинфицированный ячмень замачивают до влажности 45—47 % в замочных аппаратах или воздушно-оросительным способом непосредственно в солодовенном пневматическом аппарате при удельной нагрузке 350— 500 кг/м3. На шнековом ворошителе устанавливают распылительные форсунки, через которые зерно периодически орошается водой температурой 12—14 °C. Продолжительность замачивания зависит от свойств зерна (водочувствительности и способности к замачиванию) и составляет 30—40 ч при расходе 1 м3 воды на 1 т ячменя. Ворошение и орошение слоя сопровождают продувкой кондиционированным воздухом влажностью 100 % и температурой 10—14 °C.
Воздушно-оросительное замачивание ячменя непосредственно в солодовенном аппарате позволяет обеспечить равномерное увлажнение зерна при хорошем снабжении кислородом и влагой. В процессе замачивания повышается не только влажность зерна, но одновременно ускоряются биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью его зародыша. При этом значительно усиливается дыхание зерна, активизируются ферменты.
Ячмень, содержащий более 12 % белка, рекомендуется перед замачиванием обрабатывать горячей водой температурой 40 °C в течение 2 ч, что ускоряет процессы накопления амилолитических и протеолитических ферментов, а также позволяет снизить потери на образование корешков.
Солодоращение проводят в пневматических солодовнях различных типов (передвижная грядка, барабанная, аппараты большой единичной мощности и др.). В процессе проращивания в зерне должно накопиться большое количество сахаров и аминокислот. Глубокий протеолитический распад белков возможен только после накопления в зерне протеолитических ферментов и создания условий, благоприятных для их действия. Поэтому замоченный ячмень в начальный период проращивают при влажности 46—47 %, хорошей аэрации и температуре 16— 19 °C. Активирование и образование ферментов связано с физиологическими процессами прорастания ячменя. Накопление достаточного количества а- и Р-амилазы происходит на третьи
и четвертые сутки солодоращения. Активация амилаз —один из наиболее важных биохимических процессов при солодора-щении, т. к. они играют основную роль в осахаривании крахмала.
При проращивании под действием цитазы клеточные стенки между зернами крахмала постепенно растворяются и зерно становится подготовленным для активного воздействия других ферментов. Активность протеолитических ферментов возрастает к четвертым суткам солодоращения.
После пяти суток в солоде не только замедляется образование ферментов, но и отмечается ослабление их активности и при дальнейшем проращивании протекают в основном гидролитические процессы, обусловливающие растворение эндосперма.
Подготовка свежепроросшего солода к термической обработке предусматривает максимальное накопление сахаров и низкомолекулярных продуктов распада белков (аминокислот и пептидов) как исходных веществ для образования мелаиоиди-нов, определяющих основные качественные показатели карамельного солода. Одновременно в процессе подготовки солода ставится задача добиться полного разжижения эндосперма, состояние которого определяет скорость меланоидинообразо-вания и структуру карамельного солода. Разжижение эндосперма происходит, главным образом, вследствие клейстеризации крахмала и наиболее успешно протекает при влажности 50 % и температуре 80 °C.
Решающее значение в интенсификации подготовки карамельного солода имеют влажность и температура материала. Нагрев солода осуществляется конвективным способом насыщенным влагой агентом или паром. Увлажняют его до 55 % с помощью оросительной системы, куда подводят теплую воду при заданной температуре. Подготовленный к термической обработке солод должен иметь влажность 50—55 % и полностью разжиженный эндосперм. Из камеры растворения он поступает в камеру для сушки, термической обработки и охлаждения готового продукта. Целью термической обработки является образование ароматических и красящих веществ (меланоидинов), определяющих специфический вкус, аромат и цвет напитка. Скорость протекающих при термической обработке Химических процессов зависит от многих факторов. На образование меланоидинов существенно влияют температура, продолжительность процесса и влажность солода.
Сушку, термическую обработку и охлаждение карамельного' солода целесообразно проводить в кипящем слое. В первый период сушки при обезвоживании солода от 50 до 10 % температура сушильного агента должна составлять 130— 140 °C. В этих условиях высушенные корешки в кипящем слое отламываются и уносятся из камеры в циклон. Термическая обработка осуществляется при импульсной подаче сушильного агента.
ПУТИ ЭКОНОМИИ ТЕПЛОТЫ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ СУШКЕ СОЛОДА
Первостепенное значение при интенсификации солодовенного производства имеют повышение качества солода и снижение удельного расхода энергии. Крупными потребителями теплоты на пивоваренных и солодовенных заводах являются со-лодосушилки. Расход тепла на сушку солода составляет 85— 90 % его общего расхода на производство солода.
Количество влаги, удаляемой из солода в процессе сушки, значительное и составляет около 80 кг на 100 кг сухого солода, а расход теплоты на сушку 1 т его при выполнении ряда мероприятий по экономии энергоресурсов — около 4 млн. кДж.
Экономии теплоты достигают за счет оптимизации и автоматизации процесса сушки солода, выбора способа рационального обогрева, утилизации вторичной теплоты отработанного воздуха и дымовых газов, рационального проведения процесса сушки, а также за счет использования нетрадиционных источников энергии (солнца и ветра) и снижения потерь теплоты через ограждения. Подогрев воздуха для сушки солода, т. е. подготовку сушильного агента, осуществляют с помощью калориферов, обогреваемых продуктами сгорания топлива или паром, а также с помощью теплогенераторов. Целью сушки является не только обезвоживание материала, но и достижение глубоких физиологических, физических и химических изменений, сообщающих целевому продукту необходимые технологические качества. Они зависят от температуры и скорости сушильного агента, высоты слоя солода и других условий обезвоживания, т. е. от режимов^ сушки, которые должны регламентировать по времени соответствующее изменение в одной плоскости слоя температуры и влажности солода. Все эти факторы определяют качество продуктов и технико-экономические показатели работы сушилок.
При разработке режимов для производства нового типа солода необходимо учитывать как технологическую, так и технико-экономическую особенность сушки. При достижении высоких технико-экономических показателей работы сушилок периодического действия большую роль играет изменение скорости сушильного агента во времени, а для сушилок непрерывного действия — максимально возможная температура агента и оптимально постоянная его скорость.
При сушке солода самые большие потери теплоты наблюдаются в теплогенераторах, предназначенных для подготовки сушильного агента. Они составляют около 30 %, а иногда превышают 50 % общего расхода теплоты. В основном теплота в солодосушилках теряется при сжигании топлива с уходящими дымовыми газами в окружающее пространство через поверхности сушилки, теплогенератора, калориферов и воздуховодов, на нагревание избытка воздуха, при охлаждении сушилки в период загрузки и выгрузки солода. Следовательно,хо-
15. Схема вторичного использования тепла при сушке солода:
1 — солодосушилка типа ЛСХА; 2 — калориферы; 3 — вентиляторы; 4 — сборник конденсата; 5 — стеклянный теплообменник
рошая теплоизоляция всех поверхностей сушильного -агрегата и сокращение общей продолжительности сушки приводят к значительному сокращению этих потерь. Кроме того, необходимо проводить и другие мероприятия, направленные на снижение удельных расходов теплоты при сушке солода: снижение потерь теплоты от химического и механического недожега, повторное использование теплоты уходящих газов и отходящего сушильного агента, использование рациональных режимов.
Если солод сравнительно быстро попадает на производство, то сушить его можно до влажности 6—8 % (вместо 3—4 %)• При этом следует подобрать соответствующий технологический
режим сушки, обратив' особое внимание на химическую фазу. Экономия теплоты при данном способе составит около 12 %,
С целью снижения расхода теплоты при сушке солода в КТИППе разработана и испытана в промышленных условиях схема вторичного использования тепла сушильного агента для солодосушилок различного типа. На рисунке 15 показана схема вертикальной солодосушилки типа ЛСХА, отличительной конструктивной особенностью которой является наличие стеклянного теплообменника, обладающего высокой коррозионной стойкостью и низкой стоимостью.
Свежий воздух, нагнетаемый вентиляторами 3 через калориферы 2 в зоны отсушки и ферментации солода, предварительно нагревается в стеклянном теплообменнике 5, а затем поступает в калориферы 2 и 7 этих же зон, где доводится до заданной температуры. Отработанный сушильный агент отсасывающим вентилятором 3 из зоны' ферментации подается в стеклянный теплообменник 5, где подогревает, главным образом за счет конденсации пара, поступающий на сушку свежий воздух и только после этого выбрасывается в атмосферу. При рекуперации выделяется конденсат, который собирается в сборнике 4 и может быть использован для нужд завода. Стеклянные теплообменники позволяют сократить расход топлива на 30— 35 %, а срок окупаемости их не превышает двух лет.
Важное значение в экономии тепла имеет оптимизация режимов сушки солода. В качестве критерия ее следует применять минимальные удельные энергозатраты при высоком качестве целевого продукта. Лучшим режимом является такой, который предусматривает увеличение расхода сушильного агента в начале и середине сушки и повышение его температуры, В период химической фазы, когда идет выдержка высушенного солода при высокой температуре, применяют рециркуляцию сушильного агента, что позволяет экономить значительное количество теплоты.
Использование отработавшего сушильного агента в соЛо-досушилках периодического действия (в аппаратах большой единичной мощности или спаренных горизонтальных сушилках периодического действия) более эффективно, если он направляется в III и IV периодах сушки в камеру со свежепроросшим солодом, где процесс сушки только начинается. Экономия теплоты при этом достигает 20—30 %,
Возвращение сушильного агента на рециркуляцию в сушилках периодического действия целесообразно только в период отсушки солода. При этом к более интенсивному снижению влажности приводит режим импульсной подачи сушильного агента, который дает- возможность экономить до 40 % энергозатрат на этапе отсушки по сравнению с обычным режимом.
Один из путей экономии топлива и электроэнергии в солодовенном производстве — использование нетрадиционных ис-106
точников энергии — солнца и ветра. Применение солнечной энергии для сушки солода является самым перспективным в Молдавской ССР, на юге РСФСР и Украинской ССР, в республиках Закавказья и Средней Азии.
Наибольшее распространение в системах теплоснабжения и сушки получили плоские солнечные коллекторы, устанавливаемые неподвижно. В качестве носителей полученной теплоты применяют воздух и воду. При расчете мощности солнечных коллекторов следует учитывать величину потока солнечной энергии.
Использование солнечной энергии солодосушилками периодического действия требует разработки такого графика, который предусматривал бы максимум расходования тепла на то время сушки, когда солнечное излучение максимально.
Самым экономным способом сушки солода является применение контактных теплогенераторов, в которых атмосферный воздух смешивается с продуктами сгорания природного газа и в виде сушильного агента направляется на сушку, Одиако в таком агенте наблюдается повышенное содержание оксидов азота, обусловливающих образование в солоде канцерогенных веществ. Сушка смесью продуктов сгорания газов с воздухом осуществляется только на тех заводах, где установлены бес-.канцерогенные генераторы с низким содержанием оксидов азота" в газах.
С целью определения режимов горения, обеспечивающих минимальный выход оксидов азота, полноту сгорания, устойчивость процессов, а также конструкторских и технологических параметров, в КТИППе разработана установка, позволяющая вводить в смесь газов балластный воздух и тем самым снижать температуру горения, а следовательно, уменьшать образование теомических оксидов азота.
Разработанный для солодосушилок теплогенератор представляет собой камеру смешения газа и воздуха, камеру горения, на входе в которую установлена керамическая решетка с отверстиями 01,5 мм и живым сечением 25 %. Горение смеси происходит на решетке.
В КТИППе также разработана высокоэффективная тепловентиляционная система для подготовки сушильного агента (рис. 16), включающая солодосушилку, теплообменник — утилизатор теплоты отработавшего агента, теплогенератор, вентилятор и заслонку.
Схема ее работы предусматривает рециркуляцию сушильного агента (для сушилок периодического действия), чем достигается более высокая степень насыщения его влагой и смешивание продуктов сгорания с отработавшим сушильным агентом, в результате чего повышается его тепловой потенциал перед теплообменником. При работе в системе контактного теплогенератора получают дополнительный эффект снижения концентрации НДМА в солоде, т. к. уменьшение расхода газа с применением теплообменника-утилизатора значительно сни-
17. Схема применения теплового насоса для использования тепла отработанного воздуха солодосушилок:
1 — калорифер; 2 — слой солода; 3 — вытяжной вентилятор; 4—испаритель;
5 — регулирующий вентиль; 6 — компрессор; 7 — воздухоподогреватель
16. Тепловентиляционная система для подготовки сушильного егента:
1 — сушилка; 2 — стеклянный теплообменник; 3 — теплогенератор; 4 — вентилятор; 5 — заслонки
жает концентрацию двуокиси азота в сушильном агенте по сравнению с традиционной схемой его включения.
Для использования низкопотенциальной теплоты отработавшего воздуха солодосушилок и других сушильных установок, а также теплоты морской воды применяют тепловые насосы (рис. 17). Установка состоит из испарителя, смонтированного в канале отводимого после сушки теплого воздуха, компрессора и конденсатора (предварительного подогревателя). Применение такой холодильной установки позволяет отвести от отработавшего воздуха часть теплоты и передать ее поступающему в сушилку свежему воздуху. Экономия теплоты на одноярусных сушилках и в аппарате большой единичной мощности при сушке солода достигает 45 %.
ПРОИЗВОДСТВО СОЛОДОВЫХ ЭКСТРАКТОВ
Полисолодовые экстракты — продукты лечебно-профилактического питания. Особое значение приобретает создание новых видов таких продуктов для детей и беременных женщин. Недостаточное потребление ими полноценного белка, аминокислот и витаминов приводит к ухудшению здоровья и повышенной заболеваемости, нарушению нормального состояния плода, а также умственного и физического развития детей.
Необходимость создания новых продуктов питания, богатых биологически активными веществами, обусловлена и тем, что у многих женщин и детей с заболеваниями внутренних органов отмечаются аллергические реакции на лекарственные вещества. ' Я
Основу Новых продуктов лечебно-профилактического назначения составляют полисолодовые экстракты, полученные из проросших зерен пшеницы, овса и кукурузы. Полисолодовый экстракт по набору белков, аминокислот, витаминов, ферментов, гормонов, микроэлементов и минеральных солей значительно богаче, а по биологической активности намного превосходит известные в нашей стране и за рубежом солодовые экстракты.
Новая технология позволяет не только сохранить в сбалансированном соотношении оптимальный набор питательных веществ, но синтезировать и увеличивать в них содержание витаминов группы В, С, Е и ферментов. При этом значительно повышается биологическая активность продуктов.
Полисолодовые экстракты обогащают соответствующими лечебными травами, а также солодом бобовых культур, концентратом молочной сыворотки, растительными маслами и другими натуральными, добавками. Разработана также технология специальных продуктов для лечения и профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы и органов дыхания («Антигипоксин»), печени и желчных путей («Холесол»), почек («Нефросол»), поджелудочной железы и органов пищеварения («Эксыпол»), анемии («Гемосол»), гипертонической болезни («Апрессол»). Применение этих продуктов позволило значительно сократить или полностью исключить назначение детям и беременным женщинам фармакологических средств, вызывающих аллергические реакции и неблагоприятно влияющих на внутриутробное развитие плода.
На основе полисолодовых экстрактов созданы диетические безалкогольные напитки «Колосок», «Витасол» и др. Полисо-
лодовые экстракты как биологически активные добавки используются для производства различных продуктов питания — творожных смесей, кондитерских и хлебобулочных изделий.
Отсутствие эмбриотоксического действия, безвредность и положительное влияние предложенных продуктов лечебно-профилактического питания на обменные процессы организма позволили рекомендовать их для клинических исследований. Полученные результаты свидетельствовали о важном значении новых продуктов лечебного питания в комплексной терапии беременных женщин с экстрагепитальной и акушерской патологией и детей с заболеваниями органов пищеварения и дыхания.
На основании клинических, биохимических и инструментальных исследований с применением математического анализа установлено, что полисолодовые экстракты и созданные на их основе продукты лечебно-профилактического питания повышают эффективность лечения детей в 1,5 раза и полностью предупреждают развитие хронических рецидивирующих форм. Отмечены положительные сдвиги в показателях обменных процессов функционального состояния различных органов и систем организма матери, плода, новорожденного и детей различных возрастных групп.
Новые продукты благоприятно влияют на течение беременности и родов, являются эффективным средством для предупреждения и лечения гипоксии и гипотрофии плода. Результаты апробации новых продуктов питания послужили основанием для их выпуска и широкого внедрения с целью лечения, профилактики, реабилитации и укрепления здоровья женщин и детей. Применяемый в дошкольных учреждениях «Антигипоксин» способствовал снижению заболеваемости детей в два раза.
Полисолодовые экстракты, как продукты питания высокой биологической ценности, широко используются с лечебной и профилактической целью при различных перегрузках, экстремальных ситуациях и патологических состояниях организма. Только в 1988 г. было реализовано более 20 т «Полисола», «Холесола» и «Аитигипоксина».
Около 1000 лиц, имеющих контакт с вредными веществами микробиологического и химического синтеза, применяли в качестве лечебно-профилактических средств «Полисол», «Холе-сол» и «Антигипоксии». В результате повышались неспецифические защитные свойства организма. Показана целесообразность применения «Антигипоксина» при воздействии на организм животных ионизирующей радиации. По заключению Госкомспорта УССР у 200 спортсменов, получавших «Антигипоксин», наблюдалось повышение физической работоспособности и улучшение спортивных достижений.
Таким образом, в результате фундаментальных экспериментальных и клинических исследований объединенным научным коллективом КТИПП, НИИ педиатрии, акушерства и гинекологии и ПО «Росинка» созданы принципиально новые продук-110
ты диетического и лечебного питания высокой биологической ценности, не имеющие аналогов в нашей стране и за рубежом. Только по клиникам г. Киева за счет сокращения длительности пребывания больных в стационаре и уменьшения количества используемых медикаментозных средств экономический эффект составил более 240 тыс. рублей.
СОСТАВ ПОЛНСОЛОДОВЫХ ЭКСТРАКТОВ
И ЛЕЧЕБНЫХ ПРОДУКТОВ НА ИХ ОСНОВЕ
«Полисол» — продукт диетического питания (солодовый экстракт), полученный из проросших зерен пшеницы, овса, кукурузы и водной вытяжки из ростков этих культур. Он представляет собой густую вязкую жидкость коричневого цвета, без посторонних включений, с ярко выраженным приятным солодовым ароматом. Сухие вещества в «Полисоле» составляют 74±2 %, в том числе белки — 5—6 %, углеводы — 55—67, минеральные вещества— 0,4—0,5 %.
В процессе солодоращения в зерне накапливаются витамины, ферменты (амилазы, протеазы, пептидазы, мальтаза и др.), растительные гормоны (ауксины, андрогены и экстрагены), которые переходят в «Полисол». Таким образом, биологическая ценность полисолодового экстракта «Полисол» обеспечивается высоким содержанием полноценных белков, свободных. аминокислот, легкоусвояемых углеводов, витаминов, фитогормонов, макро- и микроэлементов и ферментов.
Благодаря этому «Полисол» оказывает общеукрепляющее действие при физическом и умственном переутомлении, повышает содержание гемоглобина в' крови, сопротивляемость организма, нормализует обмен веществ и функции пищеварительных желез. Рекомендуется при экстремальных воздействиях и после различных перенесенных заболеваний.
Белково-солодовый экстракт «Гемосол» получен из зерен пшеницы, овса и гороха, богатого.белками, которые по своему аминокислотному составу близки к белкам животного происхождения. Ферментный и витаминный состав белково-солодового экстракта близок к составу «Полисола», но количество белка увеличено более чем на 30 %, минеральных веществ — в 1,5 раза. В 100 г экстракта содержится 74 г сухих веществ, в том числе: углеводов 50, белковых веществ 6—7, минеральных веществ 0,6—0,65 и др. Количество незаменимых аминокислот в десять раз выше, чем в «Полисоле».
Белково-солодовый экстракт рекомендуется при различных заболеваниях, сопровождающихся белково-витаминной недостаточностью.
Полисолодовые экстракты.могут применяться как самостоятельные продукты диетического питания, а также в качестве добавок для безалкогольной, кондитерской, мясо-молочной и других подотраслей пищевой промышленности.
111
Кроме того, в результате обогащения полнсолодового н белково-солодового экстрактов различными веществами растительного происхождения целенаправленного действия в КТИППе разработаны продукты диетического и лечебного питания для детей и беременных женщин с различными заболеваниями, в том числе сердечно-сосудистой системы и органов дыхания, а также для работников атомных электростанций, химических и других предприятий.
«Антигипоксин» —продукт лечебного питания для детей и беременных женщин с заболеваниями органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. Дополнительное введение в продукт аминокислот, витаминов, глюкозы, солей железа и других веществ позволяет повысить эффективность адаптации организма к кислородной недостаточности, имеющей место при данной патологии.
В качестве основы продукта для беременных женщин и новорожденных детей с заболеваниями, сопровождающимися гипоксией, избран «Полисол». К нему подобраны добавки, способствующие ускорению процесса адаптации организма к гипоксии, улучшению функционального состояния сердечной мышцы и нормализации сосудистого тонуса. К таким добавкам относятся сироп шиповника, экстракт элеутерококка, настой чая и витамины.
Витамин С и комплекс витаминов группы В, содержащихся в продукте, способствуют нормализации функционального состояния мышцы сердца и печени, а также стимуляции нарушенного энергетического обмена. На обменные процессы в мышце сердца благоприятное влияние оказывают также легкоусвояемые углеводы и незаменимые аминокислоты полисолодо-вого экстракта. /
«Холесол» — продукт лечебного питания для беременных женщин и детей с хроническими заболеваниями печени и желчных путей. Он обладает выраженным желчегонным действием, восполняет высокие энергетические потребности организма во время беременности, регулирует функцию пищеварительных желез, повышает сопротивляемость организма. Кроме того, «Холесол» обладает высокой биологической ценностью, содержит оптимальный набор аминокислот, легкоусвяемые углеводы, белки, витамины, микроэлементы, ферменты и фитогормоны. В продукт включен экстракт цветков бессмертника, действующими началами которого являются флавоны, горечи, эфириые масла, дубильные вещества, стерины и др.
Химический состав и органолептические свойства полисолодовых экстрактов. Азотистый состав полисолодовых экстрактов следующий (см. с. 113 вверху).
В «Полисоле» имеется 15 свободных аминокислот. Важную роль в нормальном развитии и жизнедеятельности организма человека играют микро- и макроэлементы. Минеральный состав полнсолодового экстракта «Полисол» (на 100 г продукта) следующий, мг: Са—15,8; Mg —58,0; Р —
Продукт Общий растворимый азот, мг/100 г продукта Фракции по Лундину
А в с
। мг/100 г 1 продукта процент от общего белка мг/100 г продукта Ороцеит от | общего белка ''МТ/100 г продукта процент от общего белка
«Полисол» 834 331 39,6 157 18,9 346 41,5
«Антигипоксин» 889 408 45,9 148 16,6 334 37,5
«Холесол» 877 406 46,4 195 22,2 275 31,4
64,0; К —215,1; Na —65,4; Zn—1,52; Fe—1,20; Ca —0,55; золы— 1,14 %. Минеральный состав других полисолодовых экстрактов аналогичный.
Углеводный состав «Полисола» такой (на 100 г продукта), г: декстрины — 4,95; мальтотриоза — 3,00; мальтоза — 28,0; сахароза— 1,0; глюкоза — 20,0; фруктоза — 3,0; ксилоза — следы.
Ценность лечебных и диетических продуктов определяется как их питательностью, так и наличием биологически активных веществ, среди которых важное место отводится витаминам. «Полисол» и получаемые из него продукты отличаются высоким содержанием витаминов. В таблице представлено содержание витаминов в «Полисоле» и продуктах, полученных на его основе, мкг/г:
продукт Витамин Bt Рибофлавин (В,) Пантотеновая кислота Пиридоксин Биотин Никотиновая кислота (РР) Аскорбиновая кислота (С)
«Полисол» 3,0— 4,0 3,1— 8,0 32,0 6,2 0,3— 0,65 120—375 2000
«Аитигипо-ксин» 30-50 25,0 75,0 11,2 0,5— 1,13 400—820 3500
«Холесол» 10,0 12,0 40,0 9,0 0,4— 1,6 170—800 2500
«Гемосол» 100— 270 11,2 92,0 11,3 1,2- 2,5 2500 —
«Нефросол» 50,0 13,14 32,0 7,0 0,6 2280 —
На качество солодовых экстрактов значительное влияние оказывают коллоидные иекрахмальные полисахариды — гумми-вещества. В зернах овса их содержится: 4—6 %, пшеницы — 0,6—2, кукурузы — 0,2 и ячменя— 1,3—2,8 %. Гумми-вещества, растворяясь в воде, образуют чрезычайно вязкие и клейкие растворы. При проращивании зерна они частично гидролизуются и одновременно пополняются за счет гидролиза гемицел
люлоз, при этом влияют на гидролиз белковых веществ крахмала, а также на вязкость и полноту вкуса готового экстракта.
Характеристика гумми-веществ, содержащихся в «Полисоле», представлена ниже:
Содержание сахаров в гидролизатах, % к гумми-веществам
3,62 2,85 1,089 1,98 81,7 7,8 10,5
Микробиологическая обсеменеиность полисолодовых экстрактов. Согласно ТУ 18 УССР 623—83 микробиологическая об-семененность полисолодовых экстрактов не должна превышать 10000 микроорганизмов в 1 г готового продукта, поступающего на промышленную переработку, и не более 1000 — при непосредственном использовании в качестве лечебных и диетических продуктов.
С целью снижения микробиологической обсемененности готового продукта при его производстве перед упариванием пастеризуют сусло.
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
НА ЭКСТРАКТЫ ПОЛИСОЛОДОВЫЕ
Экстракты полисолодовые используются как пищевые продукты лечебно-профилактического и диетического питания, а также как полуфабрикаты для безалкогольного производства и добавки для хлебобулочных, молочных изделий.
Основным сырьем для приготовления полисолодовых экстрактов являются кукурузный, овсяный и пшеничный солод. В зависимости от компонентов и добавок вырабатываются следующие полисолодовые экстракты: «Полисол»; «Холесол» (с добавкой экстракта соцветий бессмертника песчаного); Антигипоксин (с добавкой витаминов Bi, РР, Bs, Be, Bis, Вс, экстракта элеутерококка, чая зеленого или - черного и сиропа шиповника); «Нефросол» (с витамином РР, водным экстрактом спорыша и растительным маслом); белково-солодовый экстракт «Гемосрл» (с витаминами, микро- и макроэлементами).
Полисолодовые экстракты изготавливают по технологической инструкции с соблюдением санитарных правил, предусмотренных Минздравом СССР и, кроме того, они должны соответствовать требованиям технических условий.
Для изготовления полисолодовых экстрактов применяют следующие виды сырья и материалов: солод кукурузный (РСТ УССР 1589—80); солод пшеничный (ТУ 18 УССР 662—83); солод овсяный (ТУ 18 УССР 662—83); плоды или сироп шиповника (ГОСТ 1994—76); витамины Bi, Be, Be, Bis, Вс, РР (Госфармакопея СССР); микроэлементы Си, Zn, глюканат Са (Госфармакопея СССР); лактат железа, калий хлористый (Госфармакопея СССР); элеутерококк, сироп шиповника (Госфармакопея СССР); чай зеленый или черный байховый (ГОСТ 1939—73); масло растительное кукурузное, подсолнечное (ГОСТ 8808—73 и ГОСТ 1129—73); цветы бессмертника песчаного (Госфармакопея СССР); трава и цветы спорыша (Госфармакопея СССР); вода питьевая (ГОСТ 2874—84).
Полисолодовые экстракты по органолептическим показателям должны соответствовать таким требованиям:
Внешний вид
Вкус и запах
Цвет
Густая, средней Без посторонних вязкости жид- включений кость
Свойственный Посторонние при-солодовый, слад- вкус и запах ие кий допускаются
От коричневого —
до темно-коричневого Не допускается —
Наличие признаков плесени
Физико-химические показатели экстрактов следующие:
Показатель Норма
Массовая доля сухих веществ, % Массовая доля мальтозы, % (не менее) Кислотность, мл 1 н. раствора щелочи иа 100 г экстракта, не более Присутствие механических посторонних 74,0±2,0 50 20 Не допускается
примесей Общее количество микроорганизмов в 1 г
1000
экстракта, ие более
Наличие бактерий группы кишечной палочки в 1 г экстракта Не допускается
Наличие дрожжей и плесени в 1 г экстракта То же
Наличие патогенных микроорганизмов »
Различают полисолодовые экстракты для реализации лечебным учреждениям и торговой сети в стеклянные банки вместимостью 250, 500 и 100 мл и укупоривают металлическими крышками. Для промышленной переработки экстракты раздирают в стеклянные бутыли вместимостью 10000 мл по ГОСТ
5717—70 или фляги металлические для молока и молочных продуктов по ГОСТ 5037—78. На этикетках, наклеенных на посуду с экстрактами, должны быть указаны наименование продукции, состав, показания к применению, способ применения, дозирование, масса, дата выработки, иомер партии, гарантийный срок хранения, обозначения действующего стандарта.
Хранят полисолодовые экстракты в сухих, чистых складских помещениях при температуре не выше +25 °C и влажности не более 78 %.
Массовая доля мышьяка, нитратов, пестицидов и солей тяжелых металлов в полнсолодовых экстрактах допускается в количествах, предусмотренных ГОСТ 2874—73, и определяется по требованию получателя в соответствии с современными гигиеническими нормативами и перечнем максимально допустимых уровней содержания пестицидов и других вредных веществ.
Полисолодовые экстракты принимают партиями (т. е. любое количество продукта одного наименования, изготовленного одним цехом за одну смену). Экстракт должен быть расфасованным в однородную тару и оформленным одним документом по качественным показателям согласно техническим условиям.
Методы анализа. Отбор проб производят по ОСТ—18 122— 79. Органолептические показатели и посторонние примеси определяют путем осмотра и отбора средних проб продукта; цвет — в проходящем дневном свете в стакане из бесцветного стекла диаметром 60—80 мм; массовую долю сухих веществ и кислотность — по ОСТ 18 122—79; содержание мальтозы — по РСТ УССР 1852—79.
Бактеоиологические показатели определяют по ГОСТ 266 68—R5; ГОСТ 26669—85. ГОСТ 26670—85; ГОСТ 10444. 1—84, СТ СЭВ 4247—87, СТ СЭВ-4251.
Анализ на патогенные микроорганизмы проводят в порядке государственного санитарного надзора санитарно-эпидемиологическими станциями по методам, утвержденным Минздравом СССР.
Перевозят полисолодовые экстракты всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки продовольственных товаров. При перевозке, погрузке и выгрузке экстракты следует предохранять от воздействия атмосферных осадков.
Полисолодовые экстракты, расфасованные в стеклянную посуду, должны транспортироваться и храниться при температуре не ниже +2 °C и не выше +25 °C, а расфасованные в металлическую посуду — не ниже —25 °C и не выше +25 °C. Гарантийный срок хранения полнсолодовых экстрактов составляет 12 мес со дня изготовления,
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛНСОЛОДОВЫХ ЭКСТРАКТОВ
Для приготовления экстрактов «Полисол», «Холесол» и «А'нтигипоксин» используют солод кз пшеницы, овса и кукурузы со следующими показателями:
Основные показатели солода Пшеничный Овсяный Кукурузный
Влажность, % Продолжительность осахари- 9—10 9—10 9—10
вания, мни Экстрактивность, % 10 30 ——
на ВСВ 74—76 52—56 57—60
на АСБ 81—82 57—59 63—65
Состав дробленого солода следующий:
Сито Структура солода Пшеничный, % Овсяный, % Кукурузный, %
Кв 1 Шелуха 47 60 50
№ 2 Крупка 37 27 33
Кв 3 Мука 16 43 17
На 1000 кг полнсолодовых экстрактов «Холесол» и «Анти-гипоксин» рекомендуются следующие добавки:
Добавки Эксз ракт
^Холесол* „Антигипоксин"
Чай зеленый или черный байховый, кг
Шиповник: — 30
сироп, л 30
плоды, кг Витамины, г: —- 60—80
В, — 20
в5 120
в6 — 32
В15 — 400
Вс 32
рр —- 100
Цветы бессмертника песчаного, кг 40—50 —
Экстракт элеутерококка, л — 16
Для приготовления «Полисола» периодическим способом используют кукурузный, овсяный и пшеничный дробленые солода и питьевую воду. В заторный аппарат набирают 50 % всей
необходимой для затирания воды и при непрерывной работе мешалки засыпают дробленый солод в соотношении 1:1:1. Гидромодуль затора составляет 1 : 4—1 : 6.
С целью ферментативных преобразований веществ заторную массу с помощью пара, пропускаемого через паровую рубашку или змеевик, подогревают до оптимальной температуры и выдерживают в течение определенного времени:
Оптимальная температура массы, °C Время выдержки, мин Примечания
45±1 30—45 При работающей ме-
шалке подогрев 1 °С/мии
52±1 15—30
63±1 45—60
72±1 До полного осаха-
ривания ' 77±1 —
Для фильтрования заторов используют фильтрационные аппараты или прессы, применяемые в пивоваренной промышленности. Осветленное сусло самотеком направляется в сборник, а затем пропускается через сепаратор с целью повышения качества.
После фильтрования дробину промывают горячей водой (75—77°C). Осветленное сусло и промывная вода стекают в сборники, где поддерживается постоянная температура в пределах 75—80 °C. Последняя промывная вода собирается в отдельном аппарате и используется для приготовления последующих заторов. Общая продолжительность фильтрования с учетом загрузки и выгрузки фильтрационного аппарата составляет 6—7 ч.
Экстракты лечебных трав и ягод — добавки в полисолодовые экстракты — приготавливают на специальной экстракционной установке. Допускается проводить экстрагирование непосредственно в заторном аппарате.
Упаривание сусла до 74±2 % сухих веществ производится в специальных выпарных вакуум-аппаратах при температуре 60—75 °C. Готовый продукт через ловушку направляется в сборники, где при температуре 75—80°C в течение 20—30 мин пастеризуется.
Готовый экстракт в горячем состоянии направляется на разлив и с помощью разливочных машин расфасовывается в стеклянные бутылки вместимостью 500 мл (ГОСТ 10117—80), стеклянные банки вместимостью 250 (ТУ—21—23—102—77) и 500 мл (ГОСТ 5717—81), стеклянные бутылки вместимостью 10000 мл (ГОСТ 5717—81), металлические фляги для молока (ГОСТ 5037—78К) или автоцистерны (ГОСТ 0218—80).
Укупоренные на специальных машинах с помощью кроиеи-пробки (ОСТ 1885—76.) бутылки с экстрактом или стеклянные банки с помощью металлических крышек (ОСТ 18 178— 77) укладывают в ящики и направляют в склад готовой продукции.
Полисолодовый экстракт «Холесол» готовят на основе «Полисола» с добавкой водного экстракта соцветий бессмертника песчаного. Экстракт бессмертника песчаного получают с помощью специальной экстракционной установки, куда задают определенное количество соцветий и 10-кратное по массе количество горячей воды. Полученную смесь при постоянном перемешивании доводят до кипения и выдерживают в течение 10 мин. Затем при выключенной мешалке бессмертник настаивается. Температура смеси должна быть в пределах 70— 80 °C. После настаивания водный экстракт бессмертника фильтруют и подают в аппарат для упаривания.
Допускается • приготовление экстракта бессмертника песчаного непосредственно в фильтрационном аппарате. При этом осахаренный затор перемешивается с соцветиями бессмертника и направляется в фильтрационный аппарат, где в процессе фильтрования при температуре 76—78 °C происходит экстрагирование ценных веществ из лечебной травы. Сусло, содержащее экстрагированные из бессмертника вещества, с помощью центробежного насоса направляется на сепарирование и упаривание.
Технология полисолодового экстракта «Антигипоксин» заключается в приготовлении сусла экстракта «Полисол» с последующими добавками экстракта элеутерококка, настоев чая и плодов шиповника, набора витаминов.
Экстракт из плодов шиповника получают на специальной экстракционной установке или в фильтрационном аппарате. Необходимое по рецептуре количество плодов шиповника загружают в реактор экстракционной установки и заливают 10-кратным количеством горячей воды. Смесь при включенной мешалке подогревается с помощью паровой рубашки, змеевика или выносного теплообменника до кипения и кипит в течение 40—50 мин. Затем настой шиповника вместе с осахаренным затором фильтруют и. готовое сусло направляют через промежуточный сборник в выпарное отделение на упаривание.
Водный экстракт чая также получают на специальной экстракционной установке или непосредственно в фильтрационном аппарате..Чай в количестве 30 кг на 1000 кг «Антигипоксина» загружают в реактор экстракционной установки или в фильтрационный аппарат и заливают горячей (70—80°C) водой из расчета 10—12 л на 1 кг чая, При непрерывном перемешивании температуру смеси доводят до 95—98 °C и настаивают 40— 50 мин. Экстракт чая отфильтровывают и передают в промежуточный сборник, из которого он поступает на выпарную установку, Для уменьшения потерь чай повторно экстрагируют горячей водой при соотношении 1 : 8 в течение 30 мин.
В процессе приготовления настоев плодов шиповника и чая непосредственно в фильтрационном аппарате после первого экстрагирования (кипячения и настаивания) в аппарат перекачивается осахаренный солодовый затор и фильтруются все компоненты. При этом производится дальнейшее экстрагирование ценных веществ из шиповника и чая. Отфильтрованная смесь сусла, экстрактов шиповника и чая направляется на упаривание.
Экстракт элеутерококка и витамины, предусмотренные рецептурой «Антигипоксина», растворяют в полисолодовом сусле и задают в вакуум-аппарат за 10—15 мин до окончания упаривания.
С целью повышения пищевой и биологической ценности по-лисолодового экстракта, увеличения его выхода и интенсификации технологического процесса при затирании полисолодов 'используют сухой/гороховый солод с добавлением 40 %-ной молочной кислоты в количестве 0,08 % к массе солода.
Характеристика готовых продуктов следующая:
Продукт Содержание экстрактивных веществ Кислотность, мл 1н. раствора йода иа 100 г
«Полисол» 72 16,0
«Холесол» 72 13,0
«Антнгнпокснн» 72 14,0
Расход зернопродуктов на 100 кг полисолодовых экстрактов составляет 1500 кг.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ
ПОЛИСОЛОДОВЫХ ЭКСТРАКТОВ
Технология полисолодовых экстрактов состоит из следующих основных стадий: очистка и дробление солода; затирание — перевод в растворимое состояние нерастворимых веществ солодов под действием ферментов; фильтрование затора; пастеризация, вакуум-упаривание сусла, пастеризация, разлив по-лисолодового экстракта.
Аппаратурно-технологическая схема приготовления полисолодовых экстрактов представлена на рисунке 18. Очищенный и взвешенный на автоматических весах 1 солод поступает в бункера (2 — пшеничный солод, 3 — овсяный солод и 4 — кукурузный солод), откуда через магнитные сепараторы 5 и автоматические весы 6 — на дробилки 7.
Примерный состав помола зернопродуктов такой:
18. Аппаратурно-технологическая схема производства полисолодовых экстрактов:
1. 6 — автоматические весы; 2, 3, 4 — бункеры для солода; 5 — магнитные сепараторы; 7 — дробилки; 8, 9, 10 — бункеры для измельченного солода; И — заторный аппарат; 12, 15, 17, 19, 20, 22 — насосы; 14 — фильтрационный аппарат; 16 — сусловарочный аппарат; 18 — сборник промывных вод; 21 — гндроциклонный аппарат; 23 . 24 — сборники; 25 — ловушка; 26 — ротаметр; 27 — вакуум-аппарат; 29 — барометрическая труба; 30 — сборник барометрической воды; 31 — вакуум-насос; 32 — шестеренчатый насос; 33 — сборник
Фракции помола солодов Вид солода
пшеничный овсяный кукурузный
Крупка: крупная (сход с сита 2,2 мм), % 3,7 20—30 2—7
средняя (сход с сита 1,0 мм), % 25—30 10—20 25—30
мелкая (сход с сита 0,56 мм), % 30-35 15—20 20—25
Мука (проход через сито 0,56 мм), % 30—40 20—25 40—50
Измельченный на дробилках солод собирается по сортам в бункерах (8, 9 и 10}, а затем направляется в заторный аппарат (11), в который предварительно набирается нз фильтрационного аппарата (через сборник) промывная вода температурой 40 °C. Оптимальное значение гидромодуля составляет 1 : 4—1 : 5. После перемешивания температура заторной массы повышается до 45 °C и выдерживается в течение 35—40 мин с целью гидролиза некрахмальных полисахаридов1 и белков. Затем повышается до 53—55 °C и поддерживается 30—40 мин. В таких условиях продолжается гидролиз полисахаридов и заканчивается гидролиз белков с накоплением аминокислот.
Основным биохимическим процессом при затирании солода является ферментативный гидролиз крахмала, в результате которого в сусле увеличивается содержание редуцирующих сахаров: мальтозы, глюкозы и фруктозы.
Температурный диапазон максимального накопления в сусле редуцирующих сахаров следующий: у пшеничного солода при температуре затирания 60—70 °C, кукурузного — 65 °C и овсяного — 60 °C.
Большую- пищевую ценность полисолодовым экстрактам придает наличие в них аминокислот. Заторы из пшеничного со- • лода содержат максимальное количество аминного азота при температуре затирания 40—45 °C, кукурузного — 45 °C, овсяного — при 50 °C. При указанных температурах продолжительность выдержки должна составлять 45—60 мин.
Для образования редуцирующих сахаров затор подогревают до 65 °C и выдерживают в течение 60 мин. Полноту осахаривания проверяют при температуре 70—72 °C и выдержке 15—20 мин. Скорость подогрева затора от одной температурной паузы к другой составляет 1 °С/мин.
Осахаренный затор с помощью насоса 12 передается в фильтрационный апарат 14 для разделения затора на сусло и дробину. Экстрактивность сусла составляет 14—16 % по сахариметру.' Первая промывная вода после отделения сусла экстрактивностью 6—10 % вместе с суслом подается на упаривание
через сусловарочный аппарат в выпарной; вторая с содержанием 2—3 % сухих веществ — в сборник 18 для приготовления нового затора в аппарате 11.
С целью снижения микробиологической обсемеиенности в сусловарочном аппарате 16 сусло пастеризуется при температуре 80 °C в течение 30—60 мин, затем поступает в гидроцик-лонный аппарат 21 для отделения взвесей. Затем осветленное сусло с помощью насоса 22 подается в сборник 23, откуда после отстаивания через ловушку 25 и ротаметр 26 самотеком поступает на упаривание в вакуум-аппарат 27.
Для снижения потерь и увеличения выхода целевого продукта из единицы сырья осадок из аппаратов 21 и 23 направляется в сборник 24, а оттуда в заторный аппарат 11 для приготовления нового затора.
Упаривание сусла в выпарной установке, состоящей из одного или двух вакуум-аппаратов (однокорпусная или двухкорпусная установка), производится при температуре 75°C, т. е. при температуре осахаривания и пастеризации. Для создания вакуума в аппарате 27 предназначены барометрическая труба 29, сборник барометрической воды 30 и вакуум-насос 31.
Готовый продукт, содержащий 74 % сухих веществ, подается с помощью насоса 32 в сборник 33, установленный на весах, затем поступает на автоматическую линию расфасовки продукта в стеклянную тару.
Оптимальные условия для гидролиза крахмала и других составных частей зерна создаются При затирании совместно трех солодов: пшеничного, кукурузного и овсяного. При этом ферментные системы отдельных солодов дополняют друг друга, а фактическая экстрактивность превышает расчетную на 4,24 %. Содержание редуцирующих, сахаров, растворимого и аминного азота также выше в сусле, приготовленном из смеси трех солодов, чем в сусле, полученном из одного.
ЭКСТРАКТ ПОЛИСОЛОДОВЫЙ «ПОЛИСОЛ 3»
Экстракт «Полисол 3» получают путем сгущения в вакууме отфильтрованного сусла, приготовленного затиранием с водой смеси дробленых сухих ячменного, пшеничного и овсяного солодов в различных соотношениях с последующим осахариванием.
Экстракт обладает высокой биологической активностью, оказывает тонизирующее и общеукрепляющее действие при больших умственных и физических нагрузках человека, повышает сопротивляемость организма к вредным факторам окружающей среды. Предназначен для реализации в торговой сети, а также использования в качестве добавок при производстве кондитерских, хлебобулочных, безалкогольных и молочных продуктов.
Полисолодовый экстракт должен соответствовать требованиям ТИ 10. 18 УССР 2826—88, по органолептическим показателям отвечать следующим данным:
Внешний Густая, средней вязкости жидкость
г. ид без посторонних включений
Вкус и за- Солодовый, сладкий, без признаках ков прогорклости
Цвет От коричневого до темно-коричне-
вого
Физико-химические показатели полисолодового экстракта такие:
Показатель Как продукт диетического питания Как добавки к другим ' пищевым продуктам
Массовая доля сухих веществ, % Массовая доля саха- 74±2 74 ±2
ров в пересчете иа мальтозу, % 50 50
Кислотность, см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм3 иа 100 г продукта 20 20
Содержание мышьяка, тяжелых металлов и пестицидов в экстракте контролируют в соответствии с «Рекомендациями о порядке и периодичности ведомственного лабораторного контроля за содержанием токсических элементов в продовольственном сырье и пищевых продуктах», утвержденными Минздравом СССР от 7.04.88 г. № 4808—88, и САНПиН 42—123—4540—87 «Максимально допустимые уровни содержания пестицидов в пищевых продуктах и методы их определения».
Для изготовления экстракта «Полисол 3» применяют следующие виды сырья и материалов: солод ячменный по ОСТ 1065-87; пшеничный по ТУ 10. 18 УССР 143—88; овсяный по ТУ 10. 18 УССР 143—88; вода питьевая по ГОСТ 2874—82*.
Технология экстракта «Полисол 3» заключается в дроблении на вальцовой или молотковой дробилках солодов, их затирании, фильтровании заторов и упаривании готового сусла. Состав помола подбирают в зависимости от установленного на предприятии оборудования и аппаратуры для разделения заторов.
При непрерывно работающей мешалке в заторный аппарат с предварительно набранной водой (1/2 всей дозы воды) засыпают дробленый солод в соотношении 1:1:1. Гидромодуль затора в пределах 1 :4—1 :6. Полученный затор подогревают
до 45 °C и выдерживаю? в течение 20—30 мии, затем до 63 °C и оставляют на 45—60 мин. Для полного осахаривания затора массу последовательно (со скоростью 1 °C в минуту) подогревают до 72 °C, а затем до 77 °C.
Готовый осахаренный затор из заторного аппарата перекачивают с помощью насоса на фильтрационный аппарат или фильтр-пресс для фильтрования. Мутное сусло поступает на повторное фильтрование, а осветленное собирается в сборнике готового сусла. Промывная вода находится в специальном сборнике, в котором температура поддерживается в пределах 75—80 °C, а затем ее используют для приготовления следующих заторов.
Упаривают сусло в выпарных аппаратах при температуре 60—75 °C до концентрации 74±2 % сухих веществ. В сборнике готовой продукции перед розливом экстракт подогревают до 80 °C и выдерживают в течение 25 мин, затем в горячем виде передают на розлив.
Методы и средства технологического контроля идентичны метрологическому обеспечению и методам испытания производства других экстрактов.
Правила приемки полисолодового экстракта «Полисол 3» и санитарно-гигиенические требования должны соответствовать требованиям ТИ 10. 18 УССР 2826—88.
ЯЧМЕННО-СОЛОДОВЫЙ ЭКСТРАКТ
С целью расширения ресурсов белков, витаминов, аминокислот и других веществ в рациональном питании человека важно максимально использовать различные продукты растительного происхождения, богатые биологически активными веществами, белками, углеводами. Сырьем для таких продуктов является ячмень.
Высокую биологическую ценность продуктов из ячменя подтверждают результаты проведенных исследований в КТИППе, Ленинградском филиале ВНИИ хлебопродуктов и НПО напитков и минеральных вод. Кроме того, эти институты совершенствовали технологию концентрата из ячменя с целью повышения его качества.
Ячменно-солодовый экстракт представляет собой продукт, полученный путем затирания с водой светлого ячменного пивоваренного солода с последующим осахариванием, осветлением и сгущением полученного сусла в вакуум-аппарате.
Вырабатывается ячменно-солодовый экстракт по технологической инструкции с соблюдением санитарных норм и правил, предусмотренных Минздравом СССР.
Сырьем для производства ячменно-солодового экстракта являются солод пивоваренный ячменный светлый первого класса (ОСТ 18—305—77), вода питьевая (ГОСТ 2874—82).
По органолептическим показателям экстракт должен соответствовать следующим требованиям (см. с. 126).
Внешний вид Вязкая густая жидкость, прозрачная в тонком слое, без пригорелых частиц и посторонних включений
Цвет Вкус Коричневый Сладкий, солодовый, без посто-
Аромат ронних привкусов Свойственный ячменному соло-
Растворимость в воде (прн разведении 1.: 30) ду Полная
Физико-химические и бактериологические показатели экстракта должны быть такими:
Массовая доля сухих веществ, г иа 75
100 г экстракта
Массовая доля мальтозы иа сухое 60
вещество, %, не менее
Кислотность, мл 1 и. раствора щело- 12
чи иа 100 г экстракта, не более
Наличие солей тяжелых металлов Не допус-
кается
Общее количество бактерий в 1 г эк- 1000
стракта, ие более
Наличие:
бактерий группы кишечной палоч- Не допус-
ки в 1 г экстракта кается
дрожжей и плесеин в 1 г экстрак- То же
та
патогенных микроорганизмов »
Технология ячменно-солодовых экстрактов по основным процесса аналогична технологии полисолодовых. Правила приемки, методы испытания, розлив, упаковка, маркировка, хранение и транспортировка ячменно-солодового экстракта должны соответствовать РСТ УССР 1852—79 «Экстракт ячменно-солодовый».
Особенность данной технологии состоит в том, что в ассортимент зернопродуктов вводится несоложеный ячмень, как дополнительный источник витаминов и для замены дефицитного солода в количестве 30 % к общей массе. Кроме того, для более полного извлечения экстрактивных веществ рекомендуется применять ферментные препараты, а также жидкие пивные дрожжи, вводимые как витаминная добавка.
Преимущество данной технологии по сравнению с традиционной состоит в том, что в результате ее применения снижаются расходы на сырье, а следовательно, снижается себестоимость готового продукта. Сокращаются потери ценных экстрактивных веществ на 5 %, продолжительность фильтрования солодового сусла на 6 %, а затраты сырья—на 70 р. для получения 1 т экстракта.
Входящие в состав солодового экстракта витамины оказывают положительное действие на организм человека. Таким образом, ячменный солодовый экстракт целесообразно использовать как добавку к различным хлебобулочным, кондитерским, мясо-молочным продуктам, а также для производства безалкогольных напитков. Кроме того, солодовый экстракт интенсифицирует брожение теста, улучшает подъемную силу полуфабриката и способствует получению высококачественного хлеба.
Витаминный состав ячменно-солодового экстракта следующий:
Показатель Витамин, мг
81 Вг В, РР
Среднее содержание вита-
мина, в 100 г экстракта 0,3 0,3 0,6 6,2
Суточная потребность че-
ловека, мг 1,3—2,5 1,8—3,4 1,5—2,9 14—27
ТЕХНОЛОГИЯ ЗЕРНОВЫХ СИРОПОВ
Зерновые сиропы — диетические продукты и добавки для производства многочисленных лечебных препаратов и безалкогольных напитков. Биологическая ценность сиропов обусловлена высоким содержанием легкоусвояемых углеводов, белков, незаменимых аминокислот, минеральных веществ и витаминов. Для производства сиропов используют такие зерновые культуры, как ячмень, кукуруза, сорго, рожь, просо, овес. С целью накопления красящих и ароматических веществ в процессе концентрирования сиропов -проводят термическую обработку их при температуре 90—120 °C, в процессе которой происходит химическая реакция меланоидинообразования. Ее продукты придают сиропам специфический приятный вкус, аромат и цвет. Одновременно накапливаются фурфуролы, оказывающие отрицательное влияние на организм человека. Эти реакции способствуют уменьшению содержания редуцирующих сахаров, аминокислот и снижению биологической ценности сиропов. Для устранения указанных недостатков можно использовать карамельный солод как источник вкусовых и красящих веществ, позволяющих исключить термообработку.
Схема технологии сусла такая: ячменную или кукурузную муку и 10 % дробленого карамельного солода смешивают с водой, нагретой до 45—50 °C, в соотношении 1 :4. В дальнейшем при pH 5,5—5,7 в затор добавляют ферментный препарат амилосубтилии ГЮх, нагревают до 100°C и выдерживают в течение 10—15 мин. После снижения температуры до 52—55 °C
в затор вносят ферментные препараты МЭК и пектофоэтидин П10х. При этих условиях затор выдерживают в течение 20— 25 мин. Затем температуру затора снова поднимают до 61— 63 °C и оставляют на 30—40 мин. Подъем t до 70—72° и выдержка 35 мин до полного осахаривания.
Фильтруют затор при температуре 75—77 °C. Полученное сусло упаривают на вакуум-установке до 72 % сухих веществ при температуре 60 °C.
Сироп, приготовленный по технологии, разработанной Во-' ронежским технологическим институтом, отличается высокими биологическими свойствами, интенсивным ароматом, хорошим вкусом, требуемым цветом и высокими дегустационными показателями.
В ячменном и кукурузном сиропах с карамельным солодом содержится больше соответственно сахаров на 5,16 и 6,62 % общего азота на 8,33 и 9,12 %, аминного азота — на 14,41 и 15,22 % по сравнению с термообработанными сиропами без карамельного солода. Сиропы, приготовленные с карамельным солодом, богаче аминокислотами. Их общая сумма больше на 17,87 и 17,91 %, а незаменимых — на 13,18 и 23,67 %. Полный аминокислотный состав сиропов следующий:
Аминокислоты, 10“^г/100 г Ячменный сироп Кукурузный сироп
с термообработкой с карамельным солодом с термообработкой с карамельным солодом
Лизин 10,69 12,44 6,99 10,50
Гнстндни 38,66 41,04 26,48 28,85
Аргниин 38,90 40,97 32,14 33,76
Аспарагиновая кислота 19,94 28,75 14,75 24,50
Треонии 29,71 28,49 21,86 24,01
Глютаминовая кислота 34,50 37,84 30,83 33,46
Пролии 95,24 90,76 72,06 80,26
Глицин 24,61 25,37 32,03 38,85
Алании 53,01 62,50 49,09 58,80
Серни 32,09 33,86 27,43 27,98
Цн стени 12,19 18,31 17,33 18,86
Валнн 47,69 54,57 44,46 53,19
Фенилаланин 40,26 44,44 28,48 37,66
Метионин 41,05 51,44 38,04 46,80
Лейцин 31,13 39,54 26,16 Зр,55
Изолейции 17,19 22,93 10,45 10,95
Тирозин 63,41 69,84 58,80 60,37
Сумма 630,27 705,09 547,41 635,35
в т. ч. незаменимых 302,03 341,88 236,18 292,06
ПРОИЗВОДСТВО КОНЦЕНТРАТА КВАСНОГО СУСЛА
Безалкогольным напитком, заслуженно пользующимся большим спросом в нашей стране, является хлебный квас. Улучшение питательных и вкусовых качеств может быть достигнуто при производстве его из концентрата квасного сусла (ОСТ 18—123—79).
Технология концентрата квасного сусла разработана сотрудниками кафедры биотехнологии продуктов брожения, экстрактов и напитков КТИПП и внедрена в производство на ряде предприятий нашей страны.
Органолептические показатели концентрата квасного сусла следующие:
Внешний Вязкая густая жидкость внд Цвет Темно-корнчневый
Вкус Кнсловато-сладкнй с незначительно
выраженной горечью
Аромат Ржаного хлеба
Раствори- Полная. Допускается опалесценция н мость в воде осадок не более 1 % к объему
Физико-химические показатели его должны соответствовать таким требованиям:
Массовая доля сухнх веществ, % 70,0±2,0
Кислотность, мл 1 н. NaOH на 100 г 16,0±40,0 концентрата Присутствие консервирующих ве- Не допус-ществ н механических примесей кается
Для производства концентрата квасного сусла используют следующее сырье: рожь (как несоложеное сырье) — ГОСТ 16990—71; солод ржаной сухой ферментированный (2-суточной ферментации) н неферментироваиный — ОСТ 18—218—75; со-лоД пивоваренный ячменный — ОСТ 18—305—77; кукурузная крупка—ГОСТ 13634—68; ячмень — ГОСТ 5060—67; вода пнтьеван — ГОСТ 2874—73; ферментные препараты, содержащие амилолитические, протеолитические и цитолитические активности; амилоризин Пх— ОСТ 59—6—77; амилосубтилин ГЮх—ТУ 59—29—70; цитороземин Пх—ОСТ 59—19—77; мультиэнзимиая композиция (МЭК)—ТУ 59—124—78 и др.
Производство концентрата квасного сусла (ККС) состоит из следующих основных технологических процессов: очистка, взвешивание и дробление зернопродуктов, приготовление затора, фильтрование его, осветление, упаривание сусла, термообработка концентрата, розлив концентрата квасного сусла. На рисунке 19 представлена аппаратно-технологическая схема приготовления его. Ячменный и ржаной ферментированный и неферментированный солод, а также несоложеные зерно-продукты из зернохранилища поступают после очистки в дробильное отделение. Все виды сырья с целью учета обязательно взвешивают в цеху на автоматических весах 1 и собирают в бункерах суточного запаса: в бункере 2 — несоложеные зернопродукты, 3 — ржаной неферментированный или ячменный солод, 4 — ферментированный солод. Зернопродукты перед поступлением на дробление пропускают через магнитные сепараторы 5, взвешивают на автоматических весах 6, после чего дробят на мельничных станках 7.
Измельченный ферментированный солод поступает в буи-кер 10, неферментированный или ячменный — в бункер 9, а дробленые несоложеные зернопродукты — в бункер 8.
С целью снижения себестоимости готового концентрата рекомендуется замена 40—50 % ржаного солода несоложеными зернопродуктами, в качестве которых могут использоваться рожь или кукуруза раздельно либо в смеси. Допустимо также применение до 25 % к массе сырья несоложеного ячменя или тритикале.
Приготовление затора состоит из двух последовательно проводимых технологических стадий: подработки несоложеных зернопродуктов и приготовления затора.
Несоложеные зернопродукты по химическому составу и физическим свойствам значительно отличаются от солода. Они не подготовлены к воздействию ферментов солода и ферментных препаратов. Поэтому несоложеную муку необходимо подвергать тепловой обработке.
Все количество рассчитанных на затор несоложеных зернопродуктов смешивают в заторном аппарате 11 с 5 % (к массе муки) неферментироваиного ржаного или ячменного солода при гидромодуле 1 :4 и температуре воды 40—45 °C. Для восполнения недостатка ферментных систем несоложеного сырья добавляют ферментные препараты — цитороземин Пх и амило-ризин Пх по 0,5 % каждого нз них к массе несоложеной муки при стандартных активностях этих препаратов. Можно применять и другие ферментные препараты, обладающие цитолитической, амилолитической и протеолитической активностями.
Солод и ферментные препараты задают в воду до начала засыпки несоложеной муки. Для затирания целесообразно использовать промывную воду, которую насосом подают из сборника промывных вод 18. Затор выдерживают при температуре 40—45 °C в течение 30 мин. После этого подогревают со CKO
ростью 1 °С/мин до 62—65 °C и при этой температуре также выдерживают 30 мин. Затем подогревают и кипятят 20—30 мин.
В зависимости от загружености оборудования приготовление затора может производиться по двум вариантам.
Вариант 1. В заторный аппарат 13 набирается холодная вода и задается оставшееся количество неферментированного ржаного или ячменного солода, ферментные препараты цито-роземин Пх и ами-лоризин Пх из расчета по 0,5 % каждого из них к массе всего затираемого сырья при стандартной активности (или другие ферментные препараты) и все количество необходимого иа затор ферментированного ржаного солода. Гидромодуль этой части затора 1 :6. К полученной смеси при работающей мешалке перекачивают из аппарата И прокипяченную часть несоложеного затора. Температура объединенного затора в аппарате 13 должна составлять 45 °C, а гидромодуль 1 :5. Общий затор в аппарате 13 выдерживают при следующих температурных паузах: 43—45 °C — 60 мии (гидролиз некрахмальных полисахаридов и белковых веществ); 62— 63°С — 60 мин (накопление редуцирующих сахаров); 71 — 72 °C — 20—40 мин до полного осахаривания по йодной пробе.
Осахаренный затор подогревают до 76—78 °C и центробежным иасосом 12 перекачивают на разделение в фильтрационный аппарат 14.
Вариант 2. К прокипяченной несоложеной части затора, которая находится в заторном аппарате 11, добавляют холодную воду (из такого расчета, чтобы гидромодуль общего затора был 1 : 5 и при достижении температуры смеси 47—48 °C вносят ци-тороземин Пх и амилоризин Пх из расчета по 0,5 % каждого из иих к массе затираемого сырья при их стандартной активности (или другие ферментные препараты). Затем производят затирание остального количества иеферментированного ржаного (или ячменного) и всего ферментированного ржаного солода. Полученный объединенный затор при температуре 45 °C передается в заторный аппарат 13, в котором производится выдержка при тех же температурных паузах, которые указаны в варианте 1. Время передачи затора при температуре 45 °C из аппарата 11 в аппарат 13 засчитывается как пауза при этой температуре.
Осахаренный и подогретый до температуры 76—78 °C затор центробежным насосом 12 подается на разделение в фильтрационный апарат 14.
Для разделения затора в настоящее время применяют методы фильтрования в фильтрационных аппаратах или иа фильтр-прессах, а также центробежные методы при сочетании центрифуги с сепаратором. Центробежный метод разделения ржаных заторов непродолжителен по времени и иетрудоемок, но очень энергоемок и сопровождается большими потерями экстрактивных веществ. Кроме того, он не обеспечивает хорошего осветления сусла.
Наиболее распространён И пивоваренной промышленности способ фильтрования заторов в фильтрационных аппаратах. Его применяют для фильтрования ржаных заторов.
Порядок работы фильтрационного аппарата следующий:
Продолжи-
Процесс тельность, мин
Заливка сит горячей водой 15
Перекачка затора в фильтр-аппарат 20
Отстаивание затора 60
Пропуск кранов и возврат мутного сусла Ю
Фильтрование первого сусла 70—90
Набор первой промывной воды 30
Отстаивание затора 30
Фильтрование первой промывной воды 60
Набор второй промывной воды 30
Отстаивание затора 30
Фильтрование второй промывной воды 60
Удаление дробины 30
Промывка аппарата 15
Общая занятость аппарата 480
Мутное сусло возвращается в фильтрационный аппарат насосом 14. Первое сусло и первая промывная вода собираются в суслОварочном аппарате 16-, вторая, а если требуется, то и третья промывная вода собираются в сборнике промывной воды 18, из которого иасосом 19 подают на приготовление очередного затора в заторные аппараты 13 или 11. Дробина из фильтрационного аппарата самотеком или с помощью иасоса поступает в раздаточный бункер для реализации совхозам и колхозам.
Профильтрованное ржаное сусло с целью коагуляции белковых веществ, стабилизации химического состава и стерилизации подвергается кипячению в сусловарочном аппарате 16 в течение 1,0—1,5 ч.
Порядок работы сусловарочного аппарата такой:
।
Процесс Продолжитель-
ность, мин
Заполнение аппарата суслом 90
Набор первой промывной воды 120
Кипячение сусла и промывных вод 90
Перекачивание сусла в отстойный аппарат ' 30
Мойка аппарата 10
Итого: ' 340 мии
(5 ч 40 мин)
После кипячения сусло перекачивают в гидроциклонный аппарат 21, где отделяются скоагулировавшиеся при кипячении белковые вещества. Осветленное сусло насосом 22 направляется в сборник 23, из которого поступает на упаривание.
В гидроциклонном аппарате 21 после спуска сусла остается отстой, в котором содержится 80—85 % полноценного сусла. Поэтому его целесообразно добавлять к затору при кипячении несоложеной части. Для этого его из гидроциклонного аппарата направляют в сборник отстоя 24, откуда под давлением сжатого воздуха он передается в аппарат 11. Сборник осветленного сусла 23 должен вмещать сусло одной варки. Бесперебойную работу установки обеспечивают два таких сборника. Для контроля расхода поступающего на упаривание сусла устанавливают расходомер 25, после чего сусло проходит через ловушку 26 для задерживания взвесей и направляется на ва-куум-выпарную установку 27.
Упаривание сусла может производиться в трубчатых ваку-ум-выпарных аппаратах, которые целесообразно соединять в многокорпусную установку (3—4-корпусную). В последние годы для упаривания вязких жидкостей разработаны роторные пленчатые испарители. Поэтому в данной схеме для упаривания квасного сусла предусматривается роторный пленчатый испаритель.
Физико-химические показатели квасного сусла в процессе его упаривания следующие:
Содержание сухих веществ в сусле, % Массовая теплоемкость С°, кДж м-к Коэффициент теплоемкости, Вт/мк Плотность, кг/м* Вязкость, Па-с
при . 60°С при 80°С при 60°С при' 80°С при 60°С при 8CFC при 60°С при 80°С
10 3,95 3,96 0,662 0,694 1025 1025 0,89
20 3,70 3,72 0,625 0,657 1070 1060 ч
30 3,45 3,48 0,587 0,619 1120 1105 2,94 2,00
40 3,18 3,24 0,550 0,582 1165 1155
50 2,90 3,00 0,518 0,545 1215 1195 21 22
60 2,70 2,74 0,476 0,508 1290 1275 87 ч >-*
70 2,42 2,52 0,439 0,471 1345 1335 609 ———
Упаренное сусло не имеет хлебного аромата и специфического вкуса, а также отличается высокой вязкостью, недостаточной цветностью и кислотностью. Для улучшения физико-химических и органолептических показателей, а также в целях его стерилизации упаренное сусло нуждается в специальной термической обработке. С помощью насоса 22 сусло передается в реактор 34, снабженный паровой рубашкой и перемешивающим устройством. Там выдерживается при температуре НО— 120 °C (при повышенном давлении 0,04—0,05 МПа) и непре
рывном перемешивании в течение 60—30 мин. Для обеспечения быстрого подогрева упаренного сусла до температуры термообработки перед реактором 34 устанавливают теплообменник 33. В результате тепловой обработки в сусловом концентрате снижается вязкость, увеличивается содержание меланои-динов и других красящих и ароматических веществ, при этом повышается цветность, кислотность, появляется ярко выраженный вкус и аромат ржаного хлеба. Для бесперебойной работы выпарной установки необходимо предусмотреть не менее двух реакторов.
По окончании термической обработки для прекращения реакции меланоидинообразования температуру концентрата н& обходимо за 20—30 мин снизить до 60—70°С. Для этого после реактора 34 предусмотрен теплообменник 36, через который насосом 35 пропускается готовый концентрат. С целью экономии тепла концентрат, поступающий на термообработку в реактор 34, целесообразно подогревать за счет тепла концентрата, выходящего из реактора. Для этого выходящий из реактора 34 концентрат (с температурой ПО—115°C) насосом 35 подается в теплообменник 33, где отдает свое тепло концентрату, поступающему из испарителя (температура 60—65°C). За счет этого тепла поступающий концентрат подогревается, а после термообработки в этом же теплообменнике охлаждается. В теплообменнике 36 концентрат окончательно охлаждается холодной водой до температуры 35—40 °C. Затем он передается в сборник 37, в котором его взвешивают, после чего направляют в сборник для хранения концентрата 38, снабженный подогревающим устройством для подогрева продукта в холодное время года.
Для розлива концентрата квасного сусла используют бочки, которые предварительно моют горячей водой (60—70°C), затем пропаривают острым паром с помощью шприца 40. С целью учета концентрата в бочках их взвешивают на весах 41. На реализацию бочки передаются электропогрузчиком 42. Кроме того, концентрат разливают и в автоцистерны 43.
Снизить себестоимость концентрата квасного сусла и увеличить выход целевого продукта из 1 т сырья можно только зная технологический процесс и управляя им. А для этого предварительно следует рассчитать изменения веществ в процессе производства концентрата. Расчетом продуктов определяют необходимое количество сырья, промежуточных продуктов и отходов, получаемых при производстве концентрата квасного сусла. Расчет ведут на 100 кг зернопродуктов, расходуемых для производства концентрата квасного сусла с последующим пересчетом полученных данных на 100 кг и 1 т концентрата, а также на суточную и годовую производительность завода.
Для расчета (на основании исследований) примем, что квасное сусло будет готовиться из несоложеной ржи — 30 %, солода ржаного ферментированного — 50 и неферментированного—20%.
Характеристика сырья для производства концентрата квасного сусла приведена ниже:
Сырье Влажность, %, не более Экстрактивность, % Нату-ра, кг/м*
на ВСВ на СВ
Солод ржаной ферментированный 8,0 Солод ржаной неферментиро- ' ванный 8,0 Рожь несоложеная 15,0 76,0 82,0 540 76,0 82,0 580 69,0 80,0 700
Потери сухих веществ по стадиям производства такие:
Технологическая стадия Потери СВ, %
Приготовление сусла Упаривание сусла и термообработка концентрата Хранение и розлив концентрата 9,0 5,0 1.0
Всего: 15,0
В зависимости от состава перерабатываемых зернопродук-тов в концентрате квасного сусла содержится около 4 % растворимых белковых веществ, которые на 20—50 % представлены высокомолекулярной, на 11—16 — среднемолекуляриой и на 40—60 % низкомолекулярной фракциями. В его состав входят 15 свободных аминокислот, общее содержание которых составляет 880—1560 мг на 100 г концентрата. Наибольшее количество белка содержится в концентрате квасного сусла, выработанном из сухих ржаных зернопродуктов.
В процессе термообработки содержащиеся в упаренном сусле редуцирующие сахара и аминокислоты образуют меланои-дины, придающие концентрату интенсивную окраску и аромат ржаного хлеба. При этом повышается цветность, кислотность и вязкость. Оптимальными условиями термообработки являются: при температуре 100 °C выдержка 60—75 мин, при 115 °C — 45—60 мин; при 120 'С — 15—30 мин.
ПРОИЗВОДСТВО ЭКСТРАКТОВ ИЗ ЛЕЧЕБНЫХ ТРАВ И РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
АРОМАТИЧЕСКИЕ И ЛЕЧЕБНЫЕ ВЕЩЕСТВА t
В настоящее время фитотерапия — лечение и профилактика с помощью растений — приобретает все большее значение.
Лечебные свойства лекарственных растений обусловлены наличием разнообразных по составу и строению химических веществ. Различают следующие группы лекарственных растений: успокаивающие, спазмолитики, снотворные, тонизирующие, болеутоляющие и ранозаживляющие, что зависит от характера действия их. По химическому составу лекарственные вещества растительного происхождения делятся на алкалоиды, гликозиды, витамины, жирные и эфнрные масла. На соответствующие группы классифицируются и лекарственные растения, как носители этих веществ: алкалоидные, гликозидоносители, масличные, эфиромасличные.
Самыми эффективными являются эфиромасличные растения, которые содержат в своих тканях (корнях, стеблях, листьях, цветках, плодах) легколетучие душистые соединения.
Эфирные масла имеют в своем составе определенную группу органических соединений — терпенов, в общую формулу CioHie которых включаются соединения с определенными функциональными группами: углеводороды, кетоны, сложные эфиры, спирты, окислы. Всего насчитывается около 200 терпенов, каждый из них имеет свой запах. Следует отметить, что группы запахов (цитрусовый, хвойный, розовый и др.) могут включать в себя терпены с разными функциональными свойствами и разными конфигурациями углеродного скелета.
Масла эфиромасличных растений используют как лекарственные растения, в качестве пряностей и в качестве добавок в парфюмерно-косметические изделия.
Пряности из растительного сырья создают привлекательность пищи, ее аромат, содержат в себе целый ряд соединений и эфирных масел с определенными фармакологическими свойствами: желчегонными, сосудорасширяющими, бактерицидными и др. Через обоняние и вкусовые рецепторы они обусловливают эмоциональное настроение и удовлетворение от принима-ембй пищи и напитков.
Следует также отметить, что основной базой парфюмернокосметических изделий являются эфирные масла, запах которых оказывает очень сильное физиологическое воздействие на человеческий организм, положительно влияет на работоспособность, улучшает ритм дыхания и пульса, стабилизирует температуру тела и кровяное давление.
Современная ароматерапия (новая Отрасль фитотерапии) основана иа народной медицине, на лекарственных эфиромасличных растениях, характеризующихся присутствием эфирных масел.
Особенно богаты ими чебрец, лаванда, монарцы, полынь, котовник.
Исследовано антимикробное действие эфирных масел. Полный бактерицидный эффект их выражен против кишечной палочки, палочки сине-зеленого гноя, стрептококков. Результаты бактериологических исследований показали высокую антибактериальную активность эфирных масел при широком диапазоне действия. Эфиромасличные растения (ладанник, лаванда, розмарин и др.) выделяют такие летучие вещества, как терпеновые соединения, которые контактным методом снижают содержание микроорганизмов в воздухе на 50 % по сравнению с контролем. Общая микробная обсемененность воздуха значительно снижалась после обработки парами эфиромасличных соединений мяты, лаванды, котовника, розы, аниса и шалфея. Под влиянием эфирных масел появляется чувство бодрости, облегчается дыхание, уменьшаются напряжение зрения и усталость, улучшается сон.
Приятный аромат напитков, концентратов и экстрактов определяет их качество и является одним из ценнейших свойств продуктов. Аромат плодов обусловлен комплексом ароматических веществ. Если в результате технологической обработки не удалось сохранить ароматические вещества в целевых продуктах, тогда для придания аромата в напитки, концентраты и экстракты добавляют ароматические настои и эссенции.
Ароматические настои представляют собой различные растворы душистых веществ, получаемых в процессе упаривания сока и сусла или экстрагирования ароматического растительного сырья. Для приготовления таких растворов используют ароматные цветы, корицу, кожицу цитрусовых плодов, косточки миндаля и др.
Ароматические вещества имеют особую группу атомов — носителей запаха. Основой ее являются атомы кислорода, серы, азота, селена, фосфора и мышьяка. Сочетание нескольких запахов может усиливать друг друга,, ослаблять или давать в итоге новый запах.
Различные вещества могут пахнуть одинаково или почти одинаково. Причиной запаха является способность молекул вибрировать и излучать электромагнитные волны. Интенсивность аромата плодов зависит от химического состава и количества эфирных масел и других веществ, содержащихся в основном в центре плодов. Количество эфирного масла в цедре (кожице) цитрусовых составляет 0,5—3 %.
Установлено, что в процессе хранения плодов содержание эфирных масел значительно снижается. Поэтому их рекомендуется перерабатывать в свежем виде без доступа кислорода;.
ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ВЕЩЕСТВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Экстрагирование растворимых веществ из различных твердых тел является наиболее распространенным процессом при производстве концентратов, экстрактов и безалкогольных напитков. Сырье, подвергающееся экстрагированию, отличается большим разнообразием форм, размеров, механических, теплофизических и физико-химических свойств.
Экстрагированием называется извлечение одного или нескольких компонентов из твердого тела с помощью водно-спиртового или другого растворителя, обладающего избирательной способностью растворять только те целевые компоненты, которые необходимо выделить. Движущей силой данного процесса является разница концентраций экстрагируемого вещества в жидкости, заполняющей поры твердого тёла, и в основной массе экстрагента, находящегося в контакте с поверхностью твердых частиц. Механизм экстрагирования включает в себя проникновение экстрагента в поры твердого материала, растворение целевых компонентов, перенос экстрагируемых веществ из глубины твердой частицы к поверхности раздела фаз с помощью молекулярной диффузии или массопроводности и перенос веществ от поверхности раздела фаз вглубь экстрагента с помощью конвективной диффузии. Скорость экстрагирования определяется движущей силой процесса й диффузионным сопротивлением.
Использование концентрированных основ для изготовления различных видов безалкогольных напитков имеет ряд преимуществ перед другими способами. В технологию напитков из ароматической и экстрактивной частей концентрата входят их купажирование в соответствии с рецептурой, смешивание с водой, насыщение двуокисью углерода и розлив в бутылки или Другие емкости. Такое производство безалкогольных напитков приводит к улучшению технологической дисциплины, способствует стабилизации и улучшению качества выпускаемой продукции.
Основными требованиями, предъявляемыми к качеству концентрированных Основ, являются: использование высококачественного сырья, обеспечение срока хранения и биологической стойкости в течение одного года, полная растворимость в купажных сиропах, обогащение напитков биологически активными веществами, реализация для промышленной переработки и продажа в розничной сети, получение широкого ассортимента безалкогольных напитков с оригинальными органолептическими характеристиками.
Технологический процесс на основных стадиях производства должен отличаться минимальными затратами ручного труда и соответствовать условиям, предъявляемым современному пищевому предприятию для выпуска концентратов, экстрактов и безалкогольных напитков.
Наиболее перспективным для производства концентрированных основ безалкогольных напитков является растительное сырье, сложный химический состав которого и его терапевтическое влияние на организм человека определяют возможность создания напитков с целевым назначением (антистрессовые, профилактические, тонизирующие и др.). Кроме того, присутствие в растительном сырье, а следовательно, и в полученных из него экстрактах природных консервантов позволяет повысить биологическую стойкость безалкогольных напитков до 30 сут и более. К природным консервантам относятся карбоновые и оксикарбоновые кислоты, флавоноиды, витамины, эфирные масла, антоцианы и др.
Оригинальные особенности растительных экстрактов, составляющих основу безалкогольных напитков, позволяют создавать в них полные вкусовые тона, гармонично сочетающиеся с нежной ароматной гаммой и придающие напитку своеобразный колорит. А наличие в экстрактах красящих веществ обусловливает определенный цвет без использования традиционных пищевых и искусственных красителей.
В настоящее время на большинстве заводов при получении растительных экстрактов широко используют технологию длительного настаивания сырья с экстрагентом, в качестве которого в большинстве случаев применяют спиртовые растворы с массовой долей спирта 40—80 %. Изготавливают водные настои растительного сырья также путем залива кипящей водой и выдерживания при температуре 70—80 °C в течение 4—6 ч. Этот способ переработки растительного сырья не позволяет максимально использовать экстрактивные вещества и получить экстракты, обогащенные веществами углеводной и белковой природы,' микро- и макроэлементами, ароматизирующими и дубильными веществами, витаминами, органическими кислотами, гликозидами и другими соединениями. Поэтому при выборе способа экстракции и экстрагента необходимо учитывать их избирательную способность.
Водная обработка растительного сырья при определенный условиях позволяет переходить в раствор таким основным вкусовым и ароматизирующим соединениям, как пектины, моно-, ди- и трисахариды, красители, таниды, циклические спирты, органические кислоты и некоторые минеральные соединения. При использовании органических растворителей (вместо воды) в раствор попадают воски, смолы, масла, фенолы, терпены, оли-фатические и ароматические углеводы, стерины и другие соединения.
Следует отметить, что при экстракции важную роль играет жесткость воды, которая может оказывать отрицательное влияние на извлечение из сырья ряда веществ. Существенное значение имеют также вязкость, коэффициент диффузии, поверхностное натяжение и константа диссоциации экстрагентов.
При интенсификации процесса экстракции можно воздействовать на растительное сырье несколькими способами: физи
ческим (в электромагнитном и ультразвуковом полях), механическим, термодинамическим, гидравлическим, в турбулентном потоке экстрагента и др. При этом особое значение имеет предварительная обработка сырья ферментными композициями. С этой целью используют амилолитические, протеолитические, пектолитические и цитолитические ферментные препараты. Вещества, формирующие вкус и аромат, а также обусловливающие свойства растительных элементов, находятся в клеточном соке растений и бывают связаны с различными структурными элементами клеток и их оболочек. Следовательно, при получении экстрактов из сухого растительного сырья необходимо разрушить клеточные стенки с помощью цитолитических ферментов. За счет этого увеличивается выход экстрактивных, ароматизирующих и красящих веществ, а также други? антимикробных и биологически активных веществ. Комплексная ферментативная обработка сырья в зависимости от его химического состава и структурно-механических свойств способствует уменьшению расхода сырья на единицу готовой продукции до 15 %. Ферментативный гидролиз веществ растительного сырья сочетается с любым из существующих способов экстракции, позволяет интенсифицировать процесс и значительно улучшить качество готовой продукции.
Для полного удовлетворения спроса населения на различные виды безалкогольных напитков необходимо строить комплексные цеха по производству концентратов, включающие как минимум три технологические линии:
по производству экстрактов из пряно-ароматического сырья, которые являются ароматической, вкусовой и консервирующей частью напитков;
по производству концентратов из различных видов плодово-ягодного и зернового растительного сырья;
по производству сухих растительных и порошковых смесей для безалкогольных напитков.
ТЕХНОЛОГИЯ АРОМАТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
Экстракция ароматических веществ из растительного сырья включает следующие стадии: проникновение экстракта во внутренние области частиц сырья, набухание его, гидролиз высокомолекулярных соединений и перевод их в растворимое состояние; образование внутреннего диффузионного сока; перенос экстрактивных веществ из внутренней части на поверхность и перенос массы экстрактивных веществ с поверхности частиц растительного сырья в окружающий их экстрагент. Оптимальный диаметр частиц дробленого сырья — 3—5 мм.
Растительное сырье со склада поступает с помощью автокара 1 (рис. 20) в отделение цеха по его подготовке к перера-
От поз. 8
20. Технологическая схема получения ароматической части «А» концентрированной основы:
!•— автокар; 2 — весы; 3 —дробилка; 4— смеситель сухого растительного сырья; 5 *—экстрактор; 6 — аппарат для приготовления экстрагента; 7—насос-дозатор; 8 — теплообменник для подогрева экстрагента; 9 — емкость для экстракта; 10 *—фильтрпресс; 11 — насос-дозатор; 12*—аппарат для концентрирования экстракта
ботке. В соответствии с рецептурой различные виды сырья взвешивают на весах 2 и направляют на дробление. В качестве дробилок 3 могут быть использованы соломорезки типа «Волгарь», молотковые дробилки или дробилки ДКУ. После дробления сырье направляется в смеситель сухого растительного сырья 4 для перемешивания и получения смеси с заданными свойствами в соответствии с рецептурой. Полученную полидисперсную смесь контролируют по равномерности частиц в помоле, по степени помола и другим характеристикам.
После дробления и анализа сырье определенного состава и экстрагент при температуре 44 °C в виде водного раствора ферментных препаратов поступает в противоточный горизонтальный экстрактор непрерывного действия 5. В аппарате предусмотрено непрерывное регулируемое дозирование растительного сырья и экстрагента.
Непрерывно действующий противоточный экстрактор 5 состоит из корпуса с обогреваемой рубашкой и шнекового вала, обеспечивающего транспортировку и перемешивание растительного сырья, длительность пребывания которого в экстракторе составляет 5 ч. Наклонная часть экстрактора расположена под углом 17° и обеспечивает непрерывную разгрузку отработанного растительного сырья. При диаметре экстрактора 500 мм его производительность составляет 150 л/ч, а 1000 мм — 400 л/ч по готовому экстракту. Экстрактор обеспечивает полное выщелачивание экстрактивных веществ из частиц продукта массовой долей сухих веществ в пределах 4— 5,5 %.
Полученный экстракт является хорошей питательной средой для жизнедеятельности различных микроорганизмов. С целью уменьшения содержания микрофлоры экстракты пастеризуют, оклеивают нли спиртуют. Спиртованный экстракт обладает более богатой гаммой запахов, чем водный. Дополнительно для снижения степени бактериального помутнения экстрактов их необходимо пропускать через фильтр-прессы с использованием специального картона.
Процесс экстракции целесообразно проводить без термической обработки экстракта, т. к. при воздействии высоких температур происходят значительные потери ароматизирующих веществ. Следовательно, перспективным методом концентрирования экстрактов пряно-аром этического растительного сырья является ультрафильтрация на полупроницаемых мембранах, когда водный раствор этанола проходит через поры мембраны, а концентрированные высокомолекулярные соединения остаются в потоке движущейся смеси. Такое концентрирование увеличивает количество сухих веществ в продуктах в 5—6 раз, т. е. до 30 %.
ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСТРАКТОВ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ видов
РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
к
Аппаратурно-технические схемы производства экстрактов из различных видов растительного сырья предусматривают использование серийно выпускаемого оборудования (рис. 21, 22).
Экстракцию растительного сырья производят в диффузорах или реакторах (экстракторах), снабженных рубашками для обогрева перегретой водой или паром, перемешивающим устройством и ложным днищем. Для выгрузки шрота в реактор встраивают люк. Аппараты и основные узлы изготавливают из коррозионностойкой стали.
Для измельчения сухих плодов, кореньев и сухого растительного материала используют дробилки различной конструкции.
Сборники, купажеры и другие емкости, поверхности которых соприкасаются с полуфабрикатами и готовой продукцией, изготавливают из нержавеющей стали или из стали, покрытой стеклоэмалевым слоем. Все купажные аппараты оснащают мешалками и рубашками.
Продуктовые трубопроводы, связывающие между собой технологическое оборудование, выполняют из нержавеющей стали по ГОСТ 9941—72 или стекла по ГОСТ 8894—77. Все магистрали оборудуют смотровыми фонарями, запорной и регулирующей арматурой, изготовленной из антикоррозионного материала, купажеры и сборники снабжают водомерными стеклами.
В процессе приготовления экстрактов с использованием периодического способа ферментирования сырья и последующей экстракцией его 20 %-ным водно-спиртовым раствором готовый
-----Спирт Экстракт
-----Вода ---Экстрагент
-----Спиртово- водный раствор • . • Ферментный препарат
-о-»- ферментная вытяжка -Лимонная кислота
-----водный раствор с ферментной
вытяжкой
21. Аппаратурно-технологическая схема приготовления экстрактов из растительного сырья с ферментативным гидролизом:
t — диффузоры; 2 — емкость для водно-спиртового растворе; 3 — мерник для спирта; 4 — аппарат для приготовления ферментной вытяжки; 5 *—теплоизоляция; 6 — мешалка; 7 — сборник ферментной вытяжки; 8, 10, 15 —насосы; 9 — промежуточный сборник; 11 — сборник экстрактов; 12— сборник экстрагента; 13 — водомерное стекло; 14 — теплообменник
продукт содержит 1,5—2,5 масс %, водорастворимых сухих веществ. Для получения экстрактов с содержанием экстрактивных веществ не менее 5 масс %, которые используют для производства концентратов безалкогольных напитков, применяют диффузионные батареи или вертикальные противоточные экстракторы непрерывного действия. В диффузионных батареях определены оптимальные условия для ведения процесса ферментативного гидролиза и последующей водно-спиртовой или водной экстракции в полунепрерывных условиях и в потоке. Сырье, имеющее в своем составе одинаковые группы высокомолекулярных веществ и структурно-механические свойства, экстрагируется совместно. При концентрировании экстрактов важно сохранить термолабильные ароматические вещества растительного происхождения.
При приготовлении сухих смесей основой для сорбирования ароматических веществ является сахар. Для этих целей используют сокристаллизацию, агломерацию, распылительную сушку и т. д. В качестве субстрата, удерживающего ароматические вещества, может быть использована карамельная пато-
________Питьевая вода ------Кислота лимонная
еееьеооооо Спирт Иодный раствор лимонной кислоты
--------Спиртово-водный раствор --------------Ёовно-спиртовый экстракт
--------ферментный препарат х-х-х- Композииия
--------водно-ферментный препарат ............Сухое сырье
22. Аппаратурно-технологическая схема приготовления экстрактов иэ растительного сырья периодическим способом:
1 — дробияка; 2 —-емкость для дробяаного сырья; 3 — гидравлический пресс; 4 — экстрактор; 5 — аппарат для подготовки экстрагента; 6 — аппарат для ферментного раствора; 7*—аппарат для раствора кислоты; 8 — фильтр; 9 *—сепаратор; 10 —аппарат для экстрактов; И*—насос; 12 —мерники для экстрактов; 13*—аппарат для композиций; 14 — фильтр-пресс; 15 — купажный аппарат
ка, которая положительно влияет на формирование полноты вкуса. С применением карамельной патоки НПО НМВ разработана технология приготовления концентратов напитка «Виктория» — тонизирующего, обладающего полнотой и оригинальностью вкуса.
Для приготовления вакуумированной смеси в купажный аппарат в соответствии с рецептурой вносят отфильтрованные экстракты и в определенном соотношении добавляют расчетное количество адсорбента. При этом образуется раствор с, содержанием сухих веществ около 16 %. Полученный продукт из купажного аппарата подается на фильтр, откуда прозрачная смесь направляется в сборник-питатель и далее — в роторно-пленочиый аппарат для вакуумирования. Готовый продукт содержит 75—80 % сухих веществ. В вакуумированную смесь согласно рецептур при непрерывном перемешивании вносят лимонную кислоту, тонизирующие и вкусовые добавки при температуре 35—40 °C.
На 1000 л безалкогольного иапитка расходуется 10—11 кг экстрактивной части концентрата. Напиток готовят путем внесения в сахарный сироп концентрата, активного перемешивания
23. Принципиальная схема экстракционной установки для приготовления настоев:
1 — экстрактор; 2 — напорный чан-смеситель; 3 — сборник кастой; 4 — центробежный насос; 5 — дефлегматор; 6 — холодильник; 7 — распылительный барботер; 8 — паровой барботер; 9, 10 — люки; 11 — кран для отбора проб; 12 — смотровое стек* ло; 13 — контрольный фонарь
купажного сиропа, фильтрования и розлива в соотношении 1 : 4. Прн этом строго выполняют требования технических условий на указанную продукцию. Характерной особенностью безалкогольных напитков, приготовленных на основе экстрактов яз растительного сырья, является насыщение их двуокисью углерода.
Для улучшения процесса приготовления настоев из сушеного растительного сырья на Харьковском ликероводочном заводе разработана и внедрена экстракционная установка, в которой сочетаются процессы настаивания и последующего извлечения спирта из отработанного сырья. На рисунке 23 представлена принципиальная схема экстракционной установки для приготовления настоев, включающая напорный чан-смеситель, экстрактор, насос для перемешивания и перекачивания настоя, сборника настоев, барботера для подачи пара, дефлегматора, холодильника и сборника отгона. Принцип работы установки простой и хорошо виден на схеме. Использование такой установки позволяет сократить продолжительность настаивания до четырех суток.
Одновременно использовать основные интенсифицирующие факторы настаивания позволяет экстракционная установка пе-
24. Схема экстракционной установки:
t —> конденсатоотводчик; 2 — пробоотборник; 3 — люк выгрузки; 4 —паровой коллектор; 5 — водяной коллектор; 6 — редукционный вентиль; 7 — предохранительный клапан; 8 — экстрактор; 9 — люк загрузки; tO — смотровые окна; tt— мерник; 12 — ловушка; t3 — дефлегматор; t4 — холодильник; t5 —фонарь; t6 — вакуум-несос; 17 — колодец канализации; t8 — насос для перекачки настоев
риодического действия, работающая под вакуумом (рис. 24). Основным ее элементом является двухкорпусный тепловой экстрактор 8 из нержавеющей стали вместимостью 100 и 200 дал. Средняя производительность аппарата по настою составляет 12,5 дал/ч, длительность цикла (первый и второй залив) — 6—8 ч, температура, при которой происходит экстракция,— 40 °C.
Загружают сырье в верхней части аппарата, выгружают отработанное — через нижний люк. Для слива настоя внизу аппарата имеется штуцер. Подогрев экстрагента и сырья производится с помощью рубашки, в которую подается острый пар. В верхней части аппарата расположена ловушка 12 для улавливания жидкости. С целью уменьшения потерь спирта и экстрактивных веществ воздух к вакуум-насосу подается через дефлегматор 13 и холодильник 14.
Отсортированное и измельченное сырье загружают через верхний люк в экстрактор и в течение 10 мин предварительно вакуумируют для извлечения воздуха. Затем под вакуумом в аппарат задают экстрагент в виде водно-спиртовой смеси, которую подогревают до 40 °C. Настаивание при кипении под вакуумом продолжается в течение 4—5 ч. Готовый экстракт перед сливом охлаждают, для чего в рубашку подают холодную воду.
Второй залив сырья водно-спиртовым раствором и режим настаивания аналогичны.
Экстракты из лечебных трав и цитрусовых приготавливают путем экстрагирования растворимых веществ измельченного сырья водно-спиртовыми растворами и др.
Растворимые вещества измельченных плодов и трав по отношению к растворителю находятся в различных состояниях. Если клетка разрушена при измельчении плодов, то они легкодоступны для растворителя. Если же клетка целая и растворимые вещества отделены от растворителя клеточными стенками, то их диффузия через стенки проходит медленно и не полностью. Обычно в качестве растворителя применяют водноспиртовой раствор, который обезвоживает протоплазму, стенки теряют полупроницаемость и в результате плазмолиза через них происходит свободная диффузия растворимых веществ.
КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
НПО НМВ разработана технология приготовления экстрактов из дикорастущих и культивированных трав, плодов и ягод, которые являются основой композиций и концентратов для безалкогольных напитков.
Главная стадия получения концентратов на основе экстрактов из растительного сырья — сгущение. Важным условием в процессе сгущения композиций, состоящих из экстрактов, является наличие в их составе веществ, обладающих сорбирующими свойствами.
Рассмотрим несколько видов композиций для распространенных безалкогольных напитков «Виктория» и «Олимпия».
Композиция для напитка «Виктория» представляет собой смесь водно-спиртовых экстрактов из плодов боярышника, листьев крапивы, плодов шиповника и сорбента. Концентрация сухих веществ в исходном растворе составляет 6,6 масс %. Цвет темно-коричневый.
Композиция для иапнтка «Олимпия» представляет собой прозрачную темно-коричневого цвета смесь, состоящую нз экстрактов надземной части валерианы, травы душицы, мяты перечной, морской капусты и сорбента. Концентрация сухих веществ — 11 масс %.
Для концентрирования экстрактов используют пленочные роторные аппараты.
Роторные пленочные аппараты типа КРП-0,8С серийно выпускаются.
Рекомендуется следующий режим для промышленных условий:
Концентрация:
исходного раствора на I стадии упа-
ривания, масс % 6—11
исходных растворов на II стадии
упаривания,’ масс % 35
конечных растворов, масс % 72—74
Давление в аппарате, мм рт. ст. 100—110
Температура греющего пара, °C 130
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПАСТООБРАЗНОГО РАСТВОРИМОГО ЦИКОРИЯ
Пастообразный растворимый цикорий получают из сырья корнеплодов без предварительной сушки и обжаривания. Технологическая схема, разработанная в КТИППе^ включает: мойку и измельчение корнеплодов, получение экстракта из сырой стружки, фильтрование и концентрирование его, термообработку и охлаждение концентрата (р,ис. 25).
Оптимальные условия экстрагирования водорастворимых веществ сырого цикория такие: размеры стружки — толщина 2—4 мм, ширина 4—6 мм, длина в 100 г 9—10 м; температура экстрагирования — 75 °C, гидромодуль — 1:3, время экстрагирования — 100 мин. При упаривании и термообработке концентрированного экстракта при температуре НО—115 °C и продолжительности 60 мии образуются и накапливаются вкусовые, ароматические и красящие вещества в готовом продукте.
Продукт, полученный из сырья корнеплодов по новой технологии, отличается пониженной вязкостью и содержит на 8,8 % больше инулина, на 40 — спирторастворимых углеводов и на 38 % эфирного масла, чем от полученного по старой из предварительно высушенного и обжаренного сырья. Кроме того, по органолептическим и физико-химическим показателям он соответствует требованиям ТУ 18—59—85 «Напитки кофейные растворимые, пастообразные». Выход готового продукта увеличивается на 1,57 %, энергозатраты снижаются на 80 %. Полностью исключается образование канцерогенных веществ.
25. Аппаратурно-технологическая схема производства пастообразного растворимого цикория:
1 — мойка корнеплодов; 2 — инспекционный стол; 3 — резка; 4 — промежуточный сборник; 5 — весы; 6 — экстракционная батарея; 7, 8—насосы; 9 — барометрический конденсатор; 10 — вакуум-насос; 11, 12*—фильтры грубой и тонкой очистки; 13 — теплообменник; 14 — выперной аппарат; 15 — сборник барометрической воды; 16 — аппарат для термообработки
ПРОИЗВОДСТВО НАПИТКОВ И КВАСОВ
ИЗ КОНЦЕНТРАТОВ, ЭКСТРАКТОВ И КОМПОЗИЦИЙ
Особую группу безалкогольных напитков должны составлять витаминизированные напитки для детей с различными добавками биологически активных веществ, а также лечебных и газированных кислородом.
Наблюдается тенденция увеличения выпуска натуральных фруктовых, ягодных и овощных соков, используемых как самостоятельные напитки и как полуфабрикаты для приготовления безалкогольных напитков. Особый интерес представляют напитки, полученные из концентрированных экстрактов зерновых культур, лечебных трав и плодово-ягодного сырья.
Наибольшую долю в ассортименте безалкогольных напитков занимает квас и напитки иа основе композиций и концентрированных соков.
Прирост производства безалкогольных напитков, приготовленных в основном на натуральном сырье, улучшил их групповой ассортимент. Так, только в 1987 г. выпуск напитков иа зерновом сырье составил 26 %, на цитрусовом — 26, на плодово-ягодном и виноградном — 22, на других растительных экстрактах— 14 %.
Несмотря на общий значительный объем н ассортимент выпускаемых безалкогольных напитков, фактически средний торговый ассортимент и объем их недостаточен. Практически отсутствуют порошкообразные смеси для напитков.
Следует отметить, что из-за неудовлетворенности покупателей качеством и стойкостью отдельных видов безалкогольных напитков и ассортиментом сдерживается их реализация. Так, более 25 % потребителей безалкогольных напитков занимаются приготовлением их в домашних условиях.
Прогноз спроса на основные виды безалкогольных напитков показал, что наиболее перспективными являются напитки на концентрированных экстрактах и композициях с использованием натуральных соков и настоев лечебных трав. В то же время выпуск безалкогольных напитков на эссенциях и спиртованных соках в перспективе снизится с 15 до 6 %, т. к. они не полностью отвечают требованиям на пищевые продукты и напитки.
Характерной особенностью напитков, приготовленных из концентратов, экстрактов и композиций, является насыщенность их витаминами, органическими кислотами и двуокисью
углерода, который обусловливает своеобразную свежесть и биологическую стойкость. Вкус, аромат и питательная ценность напитков зависят от компонентов, которые входят в их состав.
Напитки из концентратов и экстрактов обладают способностью повышать трудоспособность, оказывать тонизирующее действие, повышать физическую и умственную работоспособность. ]
Для удовлетворения повышенного спроса населения иа напитки в летнее время, а также для обеспечения ими туристов идша промышленность по разработкам ученых начала вырабатывать концентраты в виде сухих порошков или таблеток, которые легко растворяются в воде. Увеличение выпуска сухих порошков является важной задачей нашей безалкогольной промышленности.
ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
ИЗ ЭКСТРАКТОВ И КОНЦЕНТРАТОВ
Процесс производства безалкогольных напитков из концентратов и экстрактов разделяется на следующие стадии: подготовка сырья; подработка концентратов, экстрактов и композиций; варка сахарного сиропа, фильтрование, инверсия и охлаждение; подготовка купажа, фильтрование и охлаждение его; обработка воды и ее охлаждение; приготовление напитка и насыщение двуокисью углерода; розлив напитка в бутылки; бракераж, оформление и передача в экспедицию.
Все технологические цеха и отделения должны быть расположены в соответствии с требованиями технологического потока и обеспечивать кратчайшие продуктовые коммуникации.
Для приготовления безалкогольного напитка из концентратов и экстрактов необходимо предварительно приготовить ку-пажиый сироп, который представляет собой промежуточный продукт, полученный при смешивании необходимых компонентов напитка, за исключением газированной воды. В состав купажиого сиропа входят концентраты, экстракты, сахарный или глюкозо-фруктозный сироп, ароматные настои, натуральные красители и другие виды сырья, предусмотренные рецептурой.
Купажированию предшествует подготовка компонентов, которые входят в купаж, предназначенный для получения безалкогольного напитка. Плодовые и зерновые экстракты и концентраты перед купажированием разбавляют водой в соотношении 1 :4 и после трехчасового отстаивания фильтруют.
Для сохранения натурального вкуса и аромата плодового и зернового сырья купажный сироп приготавливают холодным способом. Купажирование компонентов производят в алюминиевых или стальных эмалированных купажиых аппаратах, снабженных крышками, якорными мешалками, рубашками для
охлаждения сиропа, мерными стеклами, наборными и спускными кранами.
Необходимое количество купажных аппаратов определяют по формуле:
ВК п «= ' ,
Вру-T
где В — объем купажного раствора, приготовленного в течение суток, дал; К — оборачиваемость купажного аппарата, ч; Bi — объем одного купажа, дал; у — коэффициент заполнения купажного аппарата раствором 0,9; т — время работы купажного отделения в течение суток, ч.
Перед купажным аппаратом этажом выше устанавливают мерники для компонентов купажа. Объем их определяют с учетом рецептуры напитков и технологической инструкции.
Важным фактором в подготовке купажа является последовательность. Первым задают сахарный или глюкозо-фруктоз-ный сироп. Затем при энергичном перемешивании вводят плодово-ягодные или зерновые концентраты и экстракты. Далее добавляют другие компоненты, ароматические вещества и натуральные красители. Тщательно размешанный купажный сироп направляют на фильтрование с помощью фильтров периодического или циклического действия, в которых фильтрующей перегородкой является картон или специальная ткань. В отфильтрованном сиропе определяют кислотность, содержание экстрактивных веществ и органолептические показатели.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ИНВЕРТНОГО СИРОПА И КОМПОЗИЦИЙ
В процессе приготовления белого инвертного сиропа часть сахарозы под действием небольшого количества органических кислот инвертируется. В результате расщепления сахарозы на фруктозу и глюкозу повышается концентрация сухих веществ сиропа и увеличивается его растворимость. Инвертирование является также средством предотвращения кристаллизации сахарного сиропа при хранении.
При варке сахарного сиропа для безалкогольных напитков инверсия сахарозы составляет 55 %. В сироп после кипячения и охлаждения его до 70 °C на каждые 100 кг сахара добавляют 100 г лимонной кислоты, затем выдерживают в течение 2 ч при непрерывном перемешивании и дальнейшем охлаждении до 20 °C.
Фильтруют сахарный сироп в горячем виде на сетчатых фильтрах, представляющих собой стальной цилиндрический корпус, снабженный герметически закрывающейся крышкой (рис. 26). В корпусе фильтра имеются два цилиндрических сита, вставленных одно в другое, изготовленных из нержавеющей стали. Внешнее цилиндрическое сито имеет отверстия диаметром 2—3 мм, а внутреннее 5—6 мм. Горячий сироп на сетчатый фильтр подается непосредственно из сироповарочного
аппарата. Для фильтрования применяют также рамные фильтры различной конструкции. Фильтрующим материалом может быть хлопчатобумажная, капроновая или полипропиленовая ткань, разрешенная для применения в пищевой промышленности.
Для подачи сиропа на фильтры используют плунжерные или центробежные многоступенчатые насосы. Охлаждается отфильтрованный сироп до 25 °C с помощью воды и рассола в закрытых противоточных змеевиках или пластинчатых теплообменниках. Сборниками охлажденного сиропа служат алюминиевые или эмалированные аппараты различных типов.
Производство безалкогольных напитков из композиций, экстрактов и концентратов является самой прогрессивной технологией, способствующей повышению качества продукции, стабильности состава, полному и экономному использованию сырья, снижению транспортных расходов и повышению производительности труда.
Композиции для безалкогольных напитков («Лимон», Апельсин», «Саяны» и др.) представляют собой смеси ароматических веществ и красителей с ярко выраженным ароматом и вкусом.
Физико-химические показатели некоторых композиций представлены ниже:
Композиция Содержание Цветность, мл 1 н, раствора йода на 100 г сухого вещества концентрата
сухого вещества, масс % спирта, об. % эфирных масел, масс %
«Лимов» 6,6 60,8 0,35 65,0±5,0
«Апельсин» 8,5 60,0 0,40 60,0±5,0
«Саяиы» 9,4 58,6 0,30 55,0±5,0
Технология композиций заключается в механическом смешивании компонентов: «Лимон»—лимонный настой и колер; «Апельсин» — апельсиновый настой и колер; «Саяны» — лимонный настой, колер и экстракт левзеи сафлоровидной.
В купажный аппарат, представляющий собой герметическую емкость, изготовленную из коррозиоиностойкого материала и оборудованную перемешивающим устройством, из мерника. поступает готовый настой. Туда подается расчетное количество колера, и смесь в течение 10—15 мин перемешивается при температуре 18—20 °C. Подготовленная композиция с помощью насоса перекачивается в накопитель, откуда поступает на расфасовку.
На качество концентратов и готовых безалкогольных напитков большое влияние оказывают углеводы, которые вместе с органическими кислотами создают гармоничность их вкуса.
—й-5
В ддтынм-ноечную машину 11з водопр
111ЖЖ 4
/л Конденсат водяных парод
2--flap
6
В кипажнм отделение
7
26. Аппаратурно-технологическая схема приготовления инвертных сахарных сиропов:
t — электролизер; 2 — промежуточный сборник; 3 —* насосы; 4 — сироповарочный котел; 5 фильтр-ловушка; 6 — теплообменник; t — сборник для хранения сахарного сиропа
ТЕХНОЛОГИЯ ГЛЮКОЗО-ФРУКТОЗНЫХ СИРОПОВ
ИЗ КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
Глюкозо-фруктозные сиропы (ГФС) по своему составу и физиологической ценности превосходят сахарозу и, следовательно, должны заменить сахар, стать основным компонентом — подсластителем при производстве безалкогольных напитков, кондитерских и других изделий.
Сравнительный анализ свойств ГФС и сахара показывает, что ГФС обладают хорошим влагоудерживанием, что позволяет кремам долго сохранять свой вид, а низкая кристаллизация их препятствует засахариванию варенья, джема, повидла при хранении. Высокое осмотическое давление ГФС предотвращает возможность микробного инфицирования пищевых продуктов и напитков.
Употребление продуктов с ГФС в меньшей степени сопряжено с. развитием зубного кариеса. При одинаковой сладости продукты, в которых сахар заменен ГФС, имеют меньшую энергетическую ценность иа 30—50 % и быстрее усваиваются организмом. Благодаря таким преимуществам ГФС перед сахаром, во многих странах мира пищевые продукты вырабатываются в основном только с сиропами. Так, в США потребление сахара ца душу населения с 1970 по 1986 г. уменьшилось с 46 до 28 кг, а потребление ГФС за этот период увеличилось с 0,3 до 18,3 кг.
Основным сырьем для производства глюкозо-фруктозных сиропов является крахмал, который содержит молекулы двух типов, состоящих из остатков глюкозы: линейные (амилоза) и разветвленные (амилопектин).
Крахмальное молоко pH БД-6,5 Бактериальная а-амилаза
I Разжижение | Контрольная
1----т------1 фильтрация
55% СВ
Глюкозная фракция
фильтрация
г-—L---------- 51-61°С
| Охлаждение | р 7,5-6,2
Вода
Кислота _
60°С
pH 4,5 Глюкоамилаза
| | Нагревание"] Щелочь, Активалш
Изомеризация
---------------1 Разделение"]
Контрольная ГФС-901
(реактор с им фильтрация J Смешивание] Ян rtumnnnu- 1 ‘ I-----з-----1
[Осахаривание]
94-У6% глюкозы
| Деаэрация ] 60° С |
| НагреВаниё]
мобилизованной глюкозо-изомеразой)
Кислота
pH 4,0
Обесцвечивание углем
60-65°С
| Нагревание"]
| Деаэрация ~|
ГФС-42
60% СВ
Фильтрация под давлением
| Нагребание"]
дог!
| Фильтрация]
|аы/мр</&жё]
Ионообменная очистка
45°С
| Охлаждение]
| Охлаждение] 45°С
Ионообменная очистка
40-45% СВ
Обесцвечивание углем
[ Нагребание]
60 С -------
Фильтрация под давлением
Контрольной фильтрация
pH 4,0
I Выпаривание] \тсв
Г0С-5?|
Обесцвечивание углем
Фильтрация под давлением
[ Охлаждение |
Ионообменная очистка
[ Нагревание"]
60°С
Давление
рНдо 4,0
Контрольная фильтрация
pH-4,0
| Выпаривание]
77%СВ
ГФС-42
ГФС-55
2. Схема получения глюкозо-фруктозных сиропов из крахмала
Ферментативная обработка крахмала начинается с действия а-амилазы с целью его разжижения. Этот процесс осуществляется при температуре 80—НО °C, pH 6,5—6,7 в присутствии ионов кальция, которые активизируют и стабилизируют а-амилазу р. Bacillus.
На следующей стадии ферментативной обработки крахмала производится осахаривание с помощью глюкоамилазы, которая представляет собой типичную экзогидролазу. В результате ферментативных превращений крахмала при действии глюкозоизо-меразы полученная глюкоза обратимо изомеризуется во фруктозу с получением глюкозо-фруктозного сиропа.
Носитель
Воздух
IS
12
Вода ВО’С
MgSOi,, СоС12 агар
1- Вада на охлаждение
Вода В оборотную систему
2-Пар
2-Кондесат
Вода
Экстракт
27. Технологическая схема получения препарата иммобилизованной глюкозоизомеразы:
Рассол к Вакуум-насосу Вода 50 С
склад
1 — смеситель; 2, 3, 4 — сателлиты-стерилизаторы; 5 — посевной препарат; 6 — ферментер; 7 — головной фильтр; 8 *—индивидуальные фильтры воздуха; 9 — фильтры отработанного воздуха; 10 — стерилизатор пеногасителя; И — мерник пеногасителя; 12 — автоматические весы; 13 — бункер для носителя; 14 —сборник; 15 — центрифуга; 16 — вакуум-сушилка; 17 — барабанная мельница; 18 — автомат для фасовки
Ксилит Вода
К2НР0<
Вода
Глюкозоизомераза является внутриклеточным ферментом и должна использоваться в иммобилизованной форме. Лучшим способом иммобилизации является адсорбция фермента на различных носителях после разрушения клеток или включения его в гель с последующей сшивкой.
Технология глюкозо-фруктозных сиропов из крахмального молокД с содержанием сухих веществ 35 % приведена на схеме 2.
Суспензию подвергают желатинизации при температуре около 60 °C и pH 6,0—6,5. Затем добавляют термостабильную а-амилазу и процесс разжижения крахмала осуществляют при температуре 90—105 °C. После этого суспензию охлаждают до 60 °C и понижают pH до 4,5. В дальнейшем в реакционную среду добавляют глюкоамилазу и процесс осахаривания проводят при температуре 55 °C и pH 4,5, при этом получают сироп, в котором глюкозы 94—96 %, а сухих веществ 30 %.
В связи с тем, что глюкозоизомераза ингибируется ионами кальция, которые добавляли на стадии разжижения для активирования а-амилазы, глюкозный сироп перед изомеризацией тщательно очищают. При этом удаляются и другие примеси. Очистка включает фильтрование, очистку активированным углем, повторное фильтрование, ионообменную очистку на катионитах и анионитах.
Так как растворенный в глюкозном сиропе воздух ингибирует глюкозоизомеразу, в дальнейшем проводят процесс деаэрации. После этого в сироп добавляют активатор глюкозоизомеразы— ионы магния (сернокислый магний) и pH доводят до 7,5—8,2. После повторного фильтрования глюкозный сироп на
правляют на изомеризацию, которую проводят при температуре 60 °C, pH в полученном продукте, содержащем 42 % фруктозы, доводят до 4,0. Затем с помощью активированного угля сироп обесцвечивают, фильтруют, подвергают ионообменной очистке и снова pH доводят до 4,0. После повторного фильтрования глюкозо-фруктозный сироп упаривают до содержания сухих веществ 71 %, что обеспечивает его длительное хранение.
В КТИППе разработан ферментативный способ переработки крахмала до глюкозы с последующей изомеризацией во фруктозу. Основой такого способа является соиммобилизация клеток продуцента с глюкозоизомеразной активностью крахмал — глюкоза с растворимой глюкоамилазой (глюкоза — фруктоза), т. е. осуществление в одном аппарате осахаривания и изомеризации. Новым продуцентом глюкозоизомеразы являются клетки Streptomyces robeus (S—606), которые иммобилизуются совместно с глюкоамилазой.
Технологическая схема получения препарата иммобилизованной глюкозоизомеразы представлена на рисунке 27.
ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ
Внешний вид и цвет безалкогольных напитков являются важными показателями их качества. В безалкогольной промышленности используют как натуральные, так и синтетические пищевые красители. Основными требованиями к красителям, как добавкам к напиткам, являются безвредность, стабильность, высокая степень чистоты и красящей силы, широкий диапазон оттенков.
Сырьем для получения натуральных пищевых красителей являются бузина, красная капуста, черника, свекла, ежевика, малина, вишня, клюква, орехи, темные сорта винограда, черноплодная рябина, цитрусовые и другие плоды и ягоды, содержащие такие красящие вещества, как антоцианы, каротиноиды, хлорофиллы и полифенольные соединения.
К красителям можно отнести также концентрированные полисолодовые экстракты из злаковых культур. Перспективным является применение биотехнологии для производства натуральных красителей, к которым относятся красители микробиального происхождения. Например, раствор синего красителя можно получить культивированием микроорганизмов Monascus в растворе желтого красителя, полученного из плодов гардении жасминовой. Зеленые натуральные красители получают из лаванды, мяты и шалфея.
ТЕХНОЛОГИЯ ХЛЕБНОГО КВАСА
Хлебный квас является самым распространенным напитком. В хлебном квасе, приготовленном из концентрата квасного сусла или ржаного солода, содержится витамин Bi, тонизирующий
28. Технологическая схема производства хлебного кваса в ЦКА:
1 — настойный аппарт; 2 —насос; 3 — теплообменники; 4 — цилиндроконическне аппараты (ЦКА); 5—«купажный ЦКА; 6*—сборник для дрожжей; I—квасное сусло, II — рассоп, III — сжатый воздух, IV — комбинированная закваска; V —сахарный сироп, VI — квас на розлив
нервную систему. Этот ароматный и полезный напиток устра-няет чувство усталости, стимулирует работоспособность, об* мен веществ, пищеварение, регулирует деятельность централь- 1 ной нервной системы. |
Хлебный квас — прохладительный напиток, обильно иасы- 1 щениый двуокисью углерода — хорошо утоляющий жажду, с ’ приятным ароматом ржаного хлеба. Он содержит полезную 1 для организма человека микрофлору: дрожжи и молочнокис- ! лые культуры, богатые витаминами. i
Хлебный квас вырабатывают из специально изготовленного концентрата квасного сусла и сахара с применением чистых культур дрожжей и молочнокислых заквасок. Квас, полученный из зернового сырья в цилиндрокоиических аппаратах, должен соответствовать ОСТ 10—118—82 «Квасы и напитки из ‘ хлебного сырья». Расход сырья на производство кваса рассчитывают в соответствии со «Сборником рецептур иа иапитки безалкогольные, квас и напитки из хлебного сырья и сиропы товарные».
Технология хлебного кваса включает приготовление квасного сусла, заполнение ЦКА, молочнокислое и спиртовое брожение квасного сусла, охлаждение и купажирование кваса и розлив его в емкости (рис. 28).
Для приготовления квасного сусла используют разбавлеи-
ный водой или обогащенный концентрат его, сахарный сироп, комбинированную дрожжевую и молочнокислую закваску или подмоложенные дрожжи. Предварительно концентрат квасного сусла пастеризуют при температуре 75—80 °C. Допускается пастеризация при данном режиме разбавленного водой концентрата квасного сусла. Затем разбавленный концентрат квасного сусла (1,2 % сухих веществ) охлаждают до 20 °C и 70 % от общего объема перекачивают в ЦКА, а 30 % его используют при купажировании кваса.
Сахарный сироп с концентрацией сухих веществ 60—65 % приготавливают в соответствии с «Технологической инструкцией по производству безалкогольных напитков и кваса», а комбинированную дрожжевую и молочнокислую закваску — в соответствии с «технологической инструкцией по разведению чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий в производстве кваса» (ТИ 18—6—30—85).
Подмоложенные хлебопекарные дрожжи готовят из прессованных дрожжей (15 г на 100 дал сбраживаемого сусла), разведенного концентрата квасного сусла в соотношении 1 : 10 и сахарного сиропа. Массовая доля сухих веществ в сусле должна составлять 8 г на 100 г сусла. Подготовленное дрожжевое сусло выдерживают 3 ч при температуре 26—30 °C, затем перекачивают в ЦКА.
Разведенный концентрат квасного сусла при температуре 20 °C перекачивают в нижнюю часть цилиндроконического аппарата при открытом воздушном вентиле, расположенном в верхней части. С целью интенсификации брожения комбинированную дрожжевую и молочнокислую закваски или подмоложенные хлебопекарные дрожжи задают во вторую порцию разведенного концентрата квасного сусла при температуре 28°C. Затем в ЦКА добавляют 25 % общего расчетного коли-, чества сахарного сиропа с концентрацией сухих веществ 60— 65 %.
Физико-химические показатели сусла в ЦКА определяют после тщательного перемешивания смеси с помощью центробежного насоса. При этом учитывают массовую долю сухих веществ, кислотность и температуру. Воздушный вентиль закрывают. Давление в верхней части ЦКА при брожении сусла не должно превышать 0,065 МПа (0,65 атм).
Брожение сусла в ЦКА происходит при температуре 28 °C и периодическом перемешивании с помощью центробежного насоса (20—60 мин через 2 ч) до снижения массовой доли сухих веществ в квасе на 1 г в 100 г сброженного сусла и достижения кислотности не ниже 2 см* раствора гидрокиси натрия концентрацией 1,0 моль/дм*, расходуемых иа титрование 100 мл сусла.
После окончания брожения кваса с помощью рубашек и выносного пластинчатого теплообменника охлаждают его до температуры 5—7 °C, затем выпускают из нижней конической части аппарата дрожжевой осадок. После этого купажируют квас,
дозируя в аппарат 75 % оставшегося сахарного сиропа и 30 % концентрата квасного сусла. Смесь тщательно перемешивают с помощью насоса.
С целью увеличения срока хранения кваса в ЦКА при временном снижении потребительского спроса рекомендуется более глубокое охлаждение аппарата (до температуры 4—5°C).
После проверки качественных показателей хлебного кваса (согласно требованиям ОСТ 18—118—82), его охлаждают и перекачивают в сборники-мерники, установленные перед роз-ливочными машинами для расфасовки кваса в бутылки или непосредственно в подготовленные автотермоцистерны (ГОСТ 9218—80). В торговую сеть автотермоцистерны отправляют герметично укупоренными и с опломбированными торговой частью люками и кранами, при этом обязательно указывают дату розлива.
Цилиндроконические аппараты должны быть оснащены дистанционными термометрами, манометрами, сигнализаторами уровня жидкости в аппарате, шпунт-аппаратами для поддержания постоянного давления, предохранительным клапаном, запорной арматурой и охладительными рубашками вместе с выносным пластинчатым теплообменником.
НЕПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ БРОЖЕНИЯ КВАСНОГО СУСЛА
Непрерывный способ брожения имеет ряд преимуществ перед периодическим. К иим относятся более высокая производительность и оборачиваемость аппаратов, снижение затрат тру-
29 Установка для сбраживания квасного сусла непрерывным способом:
1 — купажный аппарат; 2 — смеситель; 3, 9 — аппараты для подготовки дрожжей
и заквасок; 4 5, 6, 7 — цилиндро-конические аппараты; 8 — сборник дрожжей
да на вспомогательные операции (мойку, дезинфекцию и т. д.).
Во ВЗИППе разработан непрерывный способ получения хлебного кваса в цилиндроконических бродильных аппаратах (ЦКБА). Это позволяет сократить технологический цикл сбраживания на 7 ч по сравнению с периодической технологией. Сокращение продолжительности брожения обусловлено проведением процессащри повышенной температуре и начальной концентрации дрожжей. Схема установки для сбраживания квасного сусла непрерывным способом в ЦКБА показана на рисунке 29, а основные параметры и содержание веществ в сбраживаемом сусле и готовом продукте при непрерывном и периодическом способах следующие:
Время от начала брожения, ч Температура, °C Кислот-ность, мл 1 н. раствора щелочи х на 100 мл Содержание
ВИДИМОГО экстракта, % дрожжевых клеток, млн./мл спирта, масс %
0 Непрерывный способ Сусло 28 0,4 2,8 90
3 28 0,8 2,5 110 0,1
6 28 1,0 2,0 130 0,2
9 7 1,5 1,8 3 0,4
12 7 Квас - 2,3 5,7 3 0,4
Периодический способ
Сусло
0 25 0,4 2,8 41 —
3 25 0,6 2,6 55 —
6 25 1,3 2,4 68 0,1
9 25 1,8 2,2 70 0,3
12 25 2,0 2,1 72 0,4
16 7 2,1 1,8 4 0,5
Квас
19 7 5,6 2,4 4 0,5
ВИТАМИНИЗИРОВАННЫЕ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫЕ НАПИТКИ
Пищевые продукты и напитки являются для человека источником энергии и одновременно поставщиком незаменимых пищевых веществ, в том Числе витаминов, которые в живбм организме являются участниками обмена веществ и биолбгичес-кими катализаторами, стимулирующими и регулирующими важнейшие химические реакции. В основном человек должен получать витамины с пищей.
По химической структуре витамины относятся к различным классам низкомолекулярных органических соединений. Для человека основным источником витаминов являются растения, которые синтезируют их из других химических веществ. Они нужны для нормального функционирования всех органов и систем, развития и роста организма в целом.
Однако недостаточное потребление овощей и фруктов, трудности в снабжении продуктами животноводства приводят к неполному обеспечению населения витаминами и отклонению от рекомендуемых норм питания.
У значительной части населения резко снижены энергозатраты, что требует соответствующего снижения энергетической ценности рациона не только путем изменения его структуры, но и общего уменьшения количества потребляемой пищи. Но при этом уменьшается поступление содержащихся в пище незаменимых пищевых веществ, главным образом витаминов. Дополнительное обогащение витаминами пищевых продуктов является эффективным способом улучшения витаминной обеспеченности населения.
В нашей стране предусматривается значительное увеличение ассортимента и объема производства пищевых продуктов, обогащенных витаминами: безалкогольных напитков, кондитерских и хлебобулочных изделий, пищевых концентратов, молочных и мясных продуктов и др. При этом предусматривается регламентация содержания витаминов в обогащаемых продуктах с включением основных показателей в нормативно-техническую документацию, маркировку пищевой ценности и показателей химического состава на упаковке. Проводится лабораторный контроль за содержанием добавленных витаминов.
Биологическая и пищевая ценность безалкогольных напитков, приготовленных из концентратов и экстрактов, обусловливается содержанием в них глюкозы, фруктозы, минеральных веществ, витаминов, белковых веществ, ферментов и других компонентов.
Биологически активные вещества стимулируют процессы усвоения пищи, увеличивают защитные свойства организма и положительно влияют на деятельность нервной системы. Создание безалкогольных напитков пониженной энергетической ценности, обогащенных-биологически активными веществами, в том числе витаминами, является перспективным и актуальным направлением развития отрасли.
БЕЗАЛКОГОЛЬНЫЙ НАПИТОК «ВИТАСОЛ»
. Q целью повышения биологической ценности, а также придания целебных и тонизирующих свойств безалкогольному налитку «Битасол» используют полисолодовый экстракт из пшеничного, кукурузного и овсяного солодов. Добавками, обогащающими напиток, являются концентрат квасного сусла, глюкоза, настой зеленого грецкого ореха и сок черной смородины.
Соотношение компонентов, входящих в напиток «Витасол», следующее, %:
Полисолодовый экстракт из пшеничного, кукурузного И ОВСЯНОГО СОЛО-
ДОВ 9—10
Глюкоза 1,5—2
Настой зеленого грецкого ореха 1—1,2
Сок черной смородины 4—5
Лимонная кислота 0,8—1
Концентрат квасного сусла 1,5—2
Аскорбиновая кислота 0,02
Двуокись углерода 1,5
Вода Остальное
Для подготовки купажного сиропа расчетное количество полнсолодового экстракта и концентрата квасного сусла задают в купажный аппарат. Полученную смесь подогревают до 40—45 °C. Одновременно готовят раствор рецептурных компонентов и добавляют в купажный аппарат. Образовавшуюся смесь тщательно перемешивают и добавляют воду до получения концентрации купажного снропа 30—40 %. Полученный сироп фильтруют, охлаждают до 5 °C, затем перекачивают в дозировочное устройство розливочного отделения. Охлажденный купажный сироп дозируют в подготовленные бутылки, которые последовательно заполняют водой, насыщенной двуокисью углерода.
Готовый напиток представляет собой жидкость светло-коричневого цвета с устойчивой пеной, гармоничным кисло-слад-кнм вкусом и солодовым ароматом. Массовая доля сухих веществ напитка составляет 8,5—9 %; кислотность — 3 мл 1 н. раствора щелочи на 100 мл напитка, массовая доля СОг не менее 0,4 масс %, стойкость напитка не менее 5 сут.
Полисолодовый экстракт нз пшеничного, кукурузного и овсяного солодов содержит все незаменимые аминокислоты, а также такие важные для организма ферменты, как амилазы, протеиназу, пептидазу, цитолитический комплекс, мальтазу, фитазу, каталазу, пероксидазу, дегидрогеназы, серины и флавоны. В его состав входят 18 микро- и макроэлементов, а также витамины — аскорбиновая кислота, тиамин хлорид, пиридоксин, биотин, никотиновая, пантотеновая и фолиевая кислоты, рибофлавин. ,
Полисолодовый экстракт улучшает белоксннтезирующую, липотропную функции печени, обладает гипохолестеринэмичес-ким, действием, что позволяет улучшить усвоение и преобразование витаминов в печени. Кроме того, полисолодовый экстракт улучшает усвоение и преобразование витаминов, содержащихся в концентрате квасного сусла, соке черной смородины и настое зеленого грецкого ореха.
БЕЗАЛКОГОЛЬНЫЙ НАПИТОК «КОЛОСОК;
Безалкогольный напиток «Колосок» изготавливают из по-лисолодового экстракта, насыщенного двуокисью углерода, водного раствора смеси инвертированного сахарного сиропа, лимонной кислоты, настоев тмина и лимона, калия аспарагината. Напиток имеет высокую питательную биологическую ценность, приятный вкус и аромат.
Сырье, применяемое для изготовления напитка «Колосок», должно отвечать требованиям действующих технических условий и стандартов:
Сахар-песок ГОСТ 21—78
Сахар-песок рафинированный ГОСТ 22—78
Кислота лимонная пищевая ГОСТ 908—79В
Полисолодовый экстракт «По- ТУ 18 —УССР
лисол» 623—83
Тмии ОСТ 18—37—71
Настой лимонный ОСТ 18-115-79
Спирт этиловый ректификованный ГОСТ 5962—67
Калия аспарагинат Вр. ФС 42—390— 74
Вода питьевая ГОСТ 2874—82
Двуокись углерода ГОСТ 8050—76
По физико-химическим показателям напиток «Колосок» должен соответствовать таким требованиям:
Показатели Норма v Методы испытаний (стандарт)
Массовая доля сухих веществ, % 9±0,2 ГОСТ 6687.2—74 Общая кислотность, мл 1 н. раст- вора щелочи иа 100 мл иапитка 2,0±0,3 ГОСТ 6687.4—75 Массовая доля двуокиси углеро- да, %, не менее 0,3 ГОСТ 6687.3—74 Стойкость напитка (с консерван- том), не меиее, сут ' 7 ГОСТ 6687—75 Органолептические показатели напитка «Колосок» должны соответствовать следующим требованиям: Внешний вид Непрозрачная жидкость с осад- ком
Вкус и аромат Приятный, свойственный напитку
Цвет От коричневого до светло-корич-
невого
Для приготовления 6 л настоя тмина необходимо 700 г плодов залить 50 %-ной водно-спиртовой жидкостью в соотношении 1:10. Время настаивания—10 дней. Выход настоя —
85 % от залитой водно-спиртовой жидкости, т. е. 6 л крепостью 48,2 об. %.
Сахарный сироп готовят в герметических реакторах с последующим проведением инверсии сахарозы. Необходимое количество воды нагревают до 50 °C, затем при активном перемешивании в реактор загружают расчетное по массе количество сахара. После полного растворения его смесь нагревают до кипения и в этих условиях выдерживают 30 мин. Отфильтрованный сироп с концентрацией сухих веществ 65—70 % пропускают через теплообменник и охлаждают до 70 °C. При этой температуре добавляют водный раствор лимонной кислоты из расчета 750 г на 100 кг сахара. Перемешанный и выдержанный в течение 2 ч раствор охлаждают до 20 °C, фильтруют на фильтр-прессе и перекачивают в закрытые мерные сборники.
Для приготовления напитка готовый инвертный сахарный сироп поступает в купажный аппарат, куда задают водный раствор лимонной кислоты, растворенный в теплой воде экстракт «Полисол», настой тмина, настой лимона, калия аспарагинат и бензоат натрия (консервант). Купажный сироп пропускают через капроновое сито. Перед розливом готового купажного сиропа проверяют плотность, кислотность и органолептические показатели.
Розлив напитка «Колосок» производится на автоматических линиях в бутылки емкостью 0,33 л и 0,50 л (тип X) по ГОСТ 10117—80, которые герметически укупоривают кронеи-пробкой в соответствии с ОСТ .18—85—82. На цилиндрической части бутылки наклеивают этикетку (ГОСТ 16353—70) с указанием наименования напитка, товарного знака предприятия, вместимости в литрах, даты розлива, цены без стоимости посуды и гарантийного хрока хранения с указанием температуры. хранения от 0°С до 12 °C. Оформленные бутылки с напитком «Колосок» укладывают в полимерные ящики по ГОСТ 17358—80.
ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО НАПИТКА «ГРОНО»
Безалкогольный напиток «Гроно» представляет собой насыщенный двуокисью углерода водный раствор смеси виноградного концентрата, сахарного сиропа и лимонной кислоты. Массовая доля сухих веществ в напитке составляет 11 ±0,2 %, общая кислотность 4,0±0,3 мл 1 н. раствора щелочи на 100 мл напитка, массс^вая доля двуокиси углерода не менее 0,4 % к общей массе.
Сахарный сироп для напитка «Гроно» приготавливают в эмалированных или из нержавеющей стали сироповарочных аппаратах с паровым обогревом и механическими мешалками.
Расчетное количество воды заливают в сироповарочный аппарат и доводят до кипения. Затем при активном перемешивании добавляют необходимое количество сахара. Раствор сахара после удаления пены при непрерывном перемешивании кипя
тят в течение 30 мин до концентрации 65—70 % масеы сухих веществ. •
С целью приготовления инвертированного сахарного сиропа водный раствор сахара (70 % сухих веществ) после кипячения фильтруют и охлаждают до 70 °C. Затем из расчета 750 г на 100 кг сахара добавляют лимонную кислоту. Смесь перемешивают и выдерживают в течение 2 ч при температуре 70 °C. Инвертированный сахарный сироп охлаждают до 20 °C и подают в закрытые сборники для хранения.
Купажный сироп готовят холодным способом в закрытых эмалированных или изготовленных из пищевой нержавеющей стали аппаратах. Перемешивают его с помощью механических мешалок или двуокисью углерода через барботажные устройства.
Технология напитка «Гроно» состоит из нескольких стадий: купажирование концентрата виноградного сока с инвертированным сахарным сиропом (до 50 %-ного водного раствора); фильтрование купажного сиропа; охлаждение его до 8—10 °C; дозирование готового сиропа в бутылки; разбавление в бутылке сиропа подготовленной (охлажденной до 4 °C и насыщенной двуокисью углерода) водой.
Рецептура на 100 дал безалкогольного напитка «Гроно»:
Массовая доля сухих
Компонент Количество, кг веществ % 1 кг
Виноградный концентрат 109,57 60 65,74
Сахар-песок 47,05 99,85 46,98
Кислота лимонная 2,81 90,97 2,56
Двуокись углерода 19 — —
Для приготовления безалкогольного напитка «Гроно» используют питьевую воду, соответствующую ГОСТ 2874—82, общей жесткостью после подработки не выше 1,426 мг-экв/л, постоянной жесткостью не выше 1,07 мг-экв/л, pH 6,8—7,3.
БЕЗАЛКОГОЛЬНЫЙ НАПИТОК «КИЕВСКИЙ ЖЕНЬШЕНЕВЫЙ»
Напиток разработан Киевским ПО «Росинка» совместно с КТИППом. Для напитка используют сахарный сироп, приготовленный на воде, обработанной электрохимическим способом до pH 2,5—2,7.
Основу напитка составляют настой пряно-ароматического сырья (имбиря, мускатного ореха, бадана), в состав которого входят ценные биологически активные вещества, обладающие приятным вкусом и ароматом.
Приятный вкус имбирю придает цингерол, а характерный запах — легколетучие компоненты (эфирные масла). Имбирь 166
содержит сахар, смоленую кислоту и крахмал. Настой его стимулирует образование желудочного сока, применяют также при головных болях, бронхиальной астме и др.
Основным компонентом бадьяна является эфирное масло (5—7 %), содержащее анетол, терпены. Бадьян оказывает про-тивоспазматическое действие и улучшает деятельность желудка.
Составной частью гвоздики является эфирное масло (20 %), содержащее до 96 % эвгенола, гумулен, карифиллен, дубильные вещества, салевую кислоту и жировые вещества.
В мускатном орехе содержатся жирные кислоты, пектин, красители, крахмал и эфирные масла, придающие ему лечебно-профилактические свойства.
Кроме описанных компонентов, в состав напитка входят настои женьшеня, грецкого ореха и солодкового корня, отличающиеся высоким содержанием активных веществ, и благоприятным действием на организм человека.
В орехах содержится около 70 % масла, минеральные вещества, витамины (В, Р, Е и др.), белки и углеводы. По количеству витаминов грецкий орех в 50 раз превосходит плоды цитрусовых. Лечебные свойства орехов используются при катаре кишечника, зубной боли, болезнях почек, сердца и т. д,
В корне женьшеня обнаружены сапонины, эфирные масла, смолы, витамины, фосфорные соединения, минеральные вещества. Настой корня обладает стимулирующим действием при физической и умственной усталости, снижает количество сахара в крови, обладает антидиуретическими свойствами.
Важным компонентом, входящим в рецептуру напитка, является хлорид кальция. В сочетании с другими ингредиентами, он предотвращает поступление в организм радионуклидов. Выведение из организма радионуклидов усиливается при содержании в настое витамина В2 (рибофлавина).
Кроме лечебно-профилактических свойств напиток имеет приятный гармоничный аромат и вкус. Соотношение входящих в него компонентбв следующее:
Сахар, кг 77,29
Настой, л:
солодкового корня 1
ореховый 4
женьшеня 0,5
мускатного ореха 2
гвоздики 0,5
имбиря 0,5
бадана 1
Кальция хлорид, кг 0,11
Лимонная кислота, кг 1,408
Настои, идущие на приготовление напитка, готовят следующим образом. Измельченное сырье заливают 50 %-ной вод-но^спиртовой жидкостью в соотношении 1 : 1'0. Настаивают в
течение 10 сут при ежедневном перемешивании, затем сливают, фильтруют до полного удаления осадка. Готовые настои хранят при температуре не выше 12 “С.
Физико-химические и органолептические показатели напитка: массовая доля сухих веществ — 78 %, общая кислотность — 2 мл 1 н. раствора щелочи на 100 мл напитка; массовая доля двуокиси углерода — 0,4 % (не менее); срок хранения — 50 сут; цвет — от бесцветного до светло-желтого; вкус и аромат — свойственные данной композиции.
Удачное сочетание входящих ингредиентов позволяет получить приятный гармоничный аромат и вкус, а также лечебно-профилактическую направленность, что подтверждено Республиканской дегустационной комиссией.
ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО НАПИТКА «КОКА-КОЛА»
Безалкогольный напиток «Кока-кола» представляет собой приятную на вкус коричневую без осадка жидкость с массовой долей сухих веществ 10,4±0,2 %. Массовая доля двуокиси углерода составляет 0,7 %, pH напитка 2,5—2,6.
Рецептура на 15360 л готового напитка «Кока-кола»:
Компоненты Количество в готовом напитке, кг Содержание сухих веществ % | кг
Концентрат для иапитка «Кока-
кола» часть 1 22,0 36,74
часть 2 22,0
Сахар 1625,60 99,9 162 397
Двуокись углерода, кг 107,52 —- —
Обработанная вода, л Итого сухих веществ 14 304 — 1660,72
Сахарный сироп для напитка «Кока-кола» готовят по технологии, идентичной для напитка «Фанта».
Для приготовления купажного сиропа в профильтрованный сахарный сироп, предназначенный для производства 15360 л напитка «Кока-кола», при непрерывном перемешивании добавляют исходные компоненты концентрата (части 1 и 2), предварительно пропустив их через сито из нержавеющей стали. Готовый купажный сироп перемешивают в течение 1 ч, а затем столько же выдерживают. Выход сиропа составляет 2400 л •при массовой доле сухих веществ 54,8 %.
Перед приготовлением напитка купажный сироп медленно перемешивают и направляют в аппарат для смешивания с под
готовленной и газированной водой в соотношении 1 : 5,4. Перед розливом готовый напиток охлаждают до 4 *С.
Массовая доля сухих веществ в готовом напитке должна составлять 10,4±0,2 %, двуокиси углерода — 0,70 %, pll 2,5— 2,6. Розлив напитка в бутылки на автоматических линиях или через аппараты «Постмикс», хранение и транспортировка производятся в соответствии с требованиями компании «Кока-кола».
Все показатели готового напитка и сырья, применяемого для его производства, должны соответствовать требованиям действующих стандартов.
Для приготовления напитка «Кока-кола» используют воду прозрачную, бесцветную, без посторонних привкусов и запахов, общая щелочность ее по СаСОз — не менее 85 мг/л (до 1,7 мг-• экв/л), хлора — не менее 6 мг/л после песочного фильтра (не допускается после угольного-фильтра), железа—ие допускается, алюминия — не более 0,1 мг/л, хлорида натрия — ие болёе 300 мг/л. Всего растворимых веществ в воде — не более 500 мг/л.
По микробиологическим показателям обработанная вода должна иметь следующие показатели: не допускается наличие колиподобных бактерий в 100 мл, дрожжевых — в 20 мл; общее количество микроорганизмов в 1 мл не должно превышать 25.
ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО НАПИТКА «ФИЕСТА»
Напиток «Фиеста» производится в нашей стране по рецептуре компании «Пепсико» и явл-яется освежающим, вкусным и ароматным, обладающим пищевой и энергетической ценностью (пищевая ценность 12,8 г углеводов, энергетическая ценность 200 кДж в 100 см3).
Рецептура на 3406,8 л готового напитка «Фиеста» без учета потерь сухих веществ при его производстве следующая:
Концентрат «Фиеста»: ароматизатор 26136—06, л 7,571
кислота лимонная безводная, кг 14,0
беизоат натрия, кг 0,585
Обработанная вода, л 3127,5
Двуокись углерода, кг 14,7
Сахар, кг 421,6
В 3406,8 л напитка содержится 437,33 кг сухих веществ.
Для производства напитка «Фиеста» воду подготавливают на специальной установке компании «Пепсико» в соответствии с инструкцией по ее эксплуатации. Обработанная вода должна
быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и постороннего привкуса:
Жесткость Свободная . кислотность
Мутность
Активный хлор
Не более 0,7 мг-экв/л
0,2—0,3 мл 1 М раствора гидроокиси натрия иа 100 мл воды
Не более 1,5 мг/л по стандартной шкале
Отсутствует
В ходе комплексной обработки вода подлежит умягчению, хлорированию и фильтрованию. Не менее двух раз в смену обработанную воду подвергают анализу на содержание хлора и общую жесткость, а также по другим показателям в соответствии с инструкцией компании «Пепсико». Микробиологическая чистота проверяется один раз в неделю.
Сахар, используемый для производства напитка «Фиеста», должен удовлетворять следующим микробиологическим требованиям: клеток спор плесеней, а также бактерий в 1 г сахара должно быть не более 5, жизнеспособных дрожжевых клеток — не более 15. Он не должен иметь постороннего запаха и вкуса. Хранят сахар в сухом и хорошо проветриваемом помещений.
С целью приготовления сахарного сиропа для производства 3406,8 л напитка «Фиеста» в специальный аппарат, изготовленный из нержавеющей стали, набирают 242,2 л обработанной воды и при включенной мешалке добавляют 421,6 кг сахара. После полного растворения его полученный сироп фильтруют и перекачивают в купажный аппарат из нержавеющей стали. Выход сахарного сиропа с массовой долей сухих веществ 63,5 % составляет 506,8 л.
Купажный сироп готовят из концентрата напитка «Фиеста», состоящего из ароматизатора, лимонной кислоты безводной, консерванта (бензоата натрия) и сахарного сиропа. В купажный аппарат с сахарным сиропом при работающей мешалке добавляют 0,585 кг бензоата натрия, предварительно растворенного в 4 л воды, а затем, во избежание появления осадка, 14 кг лимонной кислоты, растворенной в 38 л обработанной воды, после чего медленно вливают 7,571 л перемешанного ароматизатора. Контейнер из-под ароматизатора ополаскивают 2 л обработанной воды, затем выливают ее в купажный аппарат. Выход купажного сиропа составляет 567,8 л с содержанием сухих веществ 59,9 %.
Готовый купажный сироп при непрерывном и медленном перемешивании направляется на установку для приготовления напитка, где смешивается с обработанной водой в соотношении 1 :5. Смешанный напиток перед розливом охлаждают до +4 °C и насыщают двуокисью углерода. Массовая доля сухих веществ в нем — 12,2 %, что обеспечивает в бутылочной продукции полную инверсию сахарозы, а в готовом полностью инвертированном напитке она составляет 12,8 %.
Безалкогольный напиток «Фиеста» разливают в бутылки и
укупоривают кроненпробкой в соответствии с действующими техническими условиями. Бракераж, наклейку этикеток и передачу готовой продукции на склад, а также хранение и транспортирование ее производят в соответствии с «Технологической инструкцией по производству безалкогольных напитков и кваса» и действующими техническими условиями.
Технологическое и вспомогательное оборудование должно соответствовать требованиям компании «Пепсико».
Основные физико-химические и органолептически показатели безалкогольного напитка «Фиеста» следующие:
Массовая доля сухих веществ, % (после инверсии сахарозы) Кислотность, см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм3 иа 100 см3 напитка Массовая доля двуокиси углерода, %
Внешний вид
Цвет
Вкус Аромат
12,8±0,2
6,4±2
0,43±0,03 Непрозрачная матовая жидкость Светло-желтый Лимона Цитрусовых плодов
ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО НАПИТКА «ФАНТА»
Технология безалкогольного напитка «Фанта» разработана компанией «Кока-кола». Напиток «Фанта» представляет собой непрозрачный оранжевый, насыщенный двуокисью углерода, водный раствор смеси сахарного сиропа и концентрата «Фанта», состоящего из трех частей (1, 1 В и 2) и поставляющегося компанией «Кока-кола».
Рецептура иа 2000 л напитка «Фанта»:
Части концентрата, кг:
1 5,61
1В 0,19
2 3,80
Сахар, кг:
песок 221,628
жидкий 345,95
Обработанная вода, л:
при использовании сахара-песка 1887,8 .
при использовании сахара жид-
кого 1763,26
Двуокись углерода 14,18
Сухие вещества в 2000 л готового напитка составляют 229,531 кг.
Основные требования к качеству компонентов, применяемых для производства напитка «Фанта»:
Вода питьевая ГОСТ 2874—82
Двуокись углерода ГОСТ 8050—85
Сахар: рафинад ГОСТ 22—78
жидкий ОСТ 18—170—85
Концентрат «Фанта» (части 1, Сертификат ком-
IB и 2) павии «Кока-ко-
ла»
Технология напитка «Фанта» включает следующие операции: подготовка воды, приготовление сахарного, купажного сиропов, готового напитка, герметизация бутылок.
Воду, используемую для приготовления напитка «Фанта», подвергают обязательной обработке, т. е. обеззараживанию, осветлению, умягчению, хлорированию, дехлорированию и фильтрованию. Вода два раза в смену подлежит полному анализу в соответствии с инструкцией компании «Кока-Кола».
Сахарный сироп на 2000 л напитка готовят в специальном аппарате из нержавеющей стали по следующему режиму. Обработанную воду в количестве 125,4 л подогревают в аппарате до 90—98 °C и при работающей мешалке добавляют 221,628 кг сахара. После полного растворения сахара полученный сироп фильтруют и охлаждают до 10—20 °C, затем перекачивают в купажный аппарат из нержавеющей стали (предварительно обработав активированным углем из расчета 2 кг на 290,48 л сиропа). Конечная концентрация сахарного сиропа должна составлять 59,41 ±, а объем 290,48 л. Купажный сироп готовят из компонентов концентрата «Фанта» (части 1, 1В и 2) и сахарного сиропа.
В отфильтрованный сахарный сироп при активном его Перемешивании вводят предварительно растворенную в 4 л обработанной воды часть 1В, профильтровав ее через сито из нержавеющей стали, аналогично подготовленный раствор части 1, а затем часть 2, пропущенную через сито. После добавки всех ингредиентов купажный сироп перемешивают в течение 1 ч. Выход его должен составлять 312,869 л с массовой долей сухих веществ 57,59 % по сахаромеру.
Для удаления воздуха готовый купажный сироп перед приготовлением напитка и розливом выдерживают в течение часа, затем медленно перемешивают и направляют в синхронно-смесительную установку для смешивания с газированной водой в соотношении 1 : 5,5.
Температура купажного сиропа и воды, поступающих в синхроино-смесительную установку, должна быть в пределах 8—20 °C и 4—10 °C соответственно, а готового напитка «Фанта», поступающего на розливочную машину,— не выше 15 °C и не ниже 4 °C. Во время розлива напитка в бутылки купажный сироп необходимо медленно перемешивать, чтобы обес-172
печить равномерное распределение ингредиентов по всему объему аппарата.
Массовая доля сухих веществ в готовом напитке «Фанта» должна составлять 11,0±0,1 на 100 г напитка, двуокиси углерода — не менее 0,5 %, pH 2,6 ±0,2.
Напиток «Фанта» розливают в бутылки вместимостью 0,33 и 0,50 дм3 (ГОСТ 10117—80) или металлические бочки на 30— 50 дм3. По органолептическим показателям напиток должен соответствовать требованиям ОСТ 18—377—81. Бутылки с на-питквм «Фанта» хранят в вентилируемом затемненном помещении при температуре 2—25 °C.
ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО НАПИТКА «ПЕПСИ-КОЛА»
Напиток «Пепси-Кола» представляет собой приятную на вкус, насыщенную двуокисью углерода смесь водных растворов сахарного сиропа и композиций «АВ-ДБ» и «В-2-Д», поставляемых компанией «Пепсико». Сырье, применяемое для производства безалкогольного напитка «Пепси-Кола», должно отвечать требованиям действующих стандартов и сертификатов компании «Пепсико»:
Композиция: «АВ-ДБ» и Сертификат фир-
«В-2-Д» мы «Пепсико»
Сахар-рафииад ГОСТ 22—78
Вода питьевая ГОСТ 28—74—82
Двуокись углерода в жидком ГОСТ 8050—76
виде
Микробиологические показатели сахара-рафииада должны отвечать требованиям компании «Пепсико», т. е. в 1 г сахара допускается не более: спор плесеней — 5 клеток, бактерий — 5, жизнеспособных дрожжей— 15 клеток.
Оборудование для приготовления напитка «Пепси-кола» включает комплексную установку для подготовки воды, аппараты из нержавеющей стали для приготовления сахарного и купажного сиропов, пластинчатый фильтр, систему трубопроводов с арматурой, а также другое оборудование, отвечающее современным требованиям.
Технология безалкогольного напитка «Пепси-кола» состоит из следующих операций: подготовка воды, приготовление сахарного и купажного сиропов, технология напитка, розлив его в бутылки и их оформление.
Питьевую воду, используемую для производства напитка «Пепси-кола», подвергают специальной обработке: умягчению, хлорированию, дехлорированию и фильтрованию. После обработки известково-содовым методом вода должна отвечать следующим физико-химическим и органолептическим показателям (см. с. 174).
Жесткость
Свободная щелочность
Запах и вкус
Цвет
Активный хлор
1,8 мг-экв/л
Не более 5 мл 0,02 н. H2SO4 на 100 мл воды Отсутствие посторонних запахов и привкусов
Бесцветная Отсутствует
Сахарный сироп Для напитка «Пепси-кола» готовят из обработанной воды, сахара-рафинада и композиции «В-2-Д». В аппарат с работающей мешалкой заливают 860 л воды, 4,391 л композиции «В-2-Д» и 1134 кг сахара-рафинада. Контейнер из-под композиции ополаскивают 10 л обработанной воды н добавляют к массе сахарного сиропа.
Полученные 1584,4 л сахарного сиропа с массовой долей сухих веществ 56,6±0,1 % пропускают через пластинчатый фильтр и перекачивают в аппарат для приготовления купажного сиропа. После промывки коммуникаций, аппаратуры и насосов выход сахарного сиропа с массовой долей сухих веществ 54 % составит 1680 л.
Купажный сироп приготавливают в аппарате из нержавеющей стали путем растворения в сахарном сиропе при активном перемешивании 18,927 л композиции (АВ-ДБ». После часового перемешивания купажный сироп с целью ассимиляции ароматических веществ композиции «АВ-ДБ» оставляют на 24—48 ч при температуре окружающей среды. Выход его при массовой доле сухих веществ 54 % составляет 1703,4 л.
Перед приготовлением напитка «Пепси-кола» купажный сироп медленно перемешивают в течение 10 мнн и подают на смесительную установку, где его смешивают с подготовленной водой в соотношении 1 :5, охлаждают до 5±1°С и насыщают двуокисью углерода. Массовая доля сухих веществ в напитке перед розливом в бутылки поддерживается в пределах 10,8— 10,9 %. Такая концентрация обеспечивает в бутылочной продукции после инверсии сахарозы массовую долю сухих веществ 11,1 ±0,1 %, что соответствует стандартным требованиям компании «Пепсико».
Готовый напиток розлнвают на розливочной машине в бутылки вместимостью 0,33 л (ГОСТ 17358—80). Для укупорки используют кроненпробки с прокладками из полимерных паст, соответствующих ОСТ 18—35—76. Выход напитка составляет 10 000 л. Готовую продукцию с помощью автоматов укладывают в полиэтиленовые ящики и направляют в экспедицию.
По органолептическим и физико-химическим показателям напиток «Пепси-кола» должен соответствовать требованиям ОСТ 18—307—81. Для сохранения качественных показателей готовую продукцию следует хранить в вентилируемом Помещении при температуре не ниже +2 °C и не выше -f-25eC.
В таблице приведена рецептура на 1000 дал напитка «Пепси-кола»:
Компонент
Количество
Композиция, л:
«АВ-ДБ»
«В-2-Д»
Сахар, кг
Двуокись углерода, кг
Обработанная вода, л
18,927 4,391
1134 300 9487
Физико-химические и органолептические показатели напитка «Пепси-кола» следующие:
Массовая доля сухих веществ, % pH напитка Массовая доля двуокиси углерода, % Цвет Вкус и аромат Н,1 2,4—2,6 0,65 Коричневый Свойственный композициям
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА И СТОЙКОСТЬ НАПИТКОВ
СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
В БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКАХ И КОНЦЕНТРАТАХ
В настоящее время контроль качества безалкогольных напитков осуществляется неполно. Контролируются главным образом массовые доли сахара, сухих веществ, двуокиси углерода и кислотность. К сожалению, во многих напитках практически отсутствуют витамины и многие другие биологически активные вещества. Следовательно, исследование ароматизирующих, питательных и биологически активных веществ в безалкогольных напитках и контроль качества получаемых концентрированных основ для их приготовления является актуальной и обязательной задачей.
Анализ химического состава концентратов и экстрактов для приготовления безалкогольных напитков необходим также с целью составления сбалансированных, научно обоснованных рецептур этих напитков.
Контроль качества безалкогольных напитков и концентрированных основ для них должен осуществляться организациями-разработчиками и предприятиями, выпускающими их. .
Располагая общими качествами — питательностью и способностью утолять жажду — все безалкогольные напитки различны по вкусу, цвету, запаху и составу. Обязательным компонентом их является сахар, который легко и быстро усваивается организмом человека и является эффективным средством для восстановления сил. Содержание его в напитках составляет от 5,4 до 11 %.
Самым распространенным напитком, приготовленным на основе зернового сырья, является квас. Известно около 150 рецептур русского кваса, богатого витаминами, аминокислотами, минеральными веществами, различными кислотами и двуокисью углерода.
Лекарственные, пряно-ароматические и съедобные растения необходимо рассматривать не как источники энергии, а как носители биологически активных соединений, которые оказывают на организм человека благоприятное воздействие. Сырье, применяемое в безалкогольной промышленности и богатое биологически активными веществами, должно быть доступным для заготовок, не обладать токсичностью, иметь приятные вкусовые свойства и аромат, а также профилактическую ценность.
Содержание биологически активных и пищевых веществ в сухом растительном сырье, используемом в процессе приготовления концентрированных основ для безалкогольных напитков, представлено ниже:
Семена:
кориандра 9,316,5 6,0 1,5 4,315,9 1,31,6 0,60,931,6
феихеля 10,826,2 8,4 3,1 5,1 11,6 0,53,3 2,9 1,126,2
Листья, стебли,
цветки:
зверобоя 7,631,514,4 6,8 7,2 6,5 1,63,2 0,13,127,7
мяты 10,336,8 9,1 8,3 0,818,5 3,84,1 0,83,3 9,2
душицы 8,232,728,9 8,0 19,8 9,7 3,34,0 0,62,8 23,7
чебреца 7,818,7 8,9 8,2 0,3 — 1,63,1 0 3,1 23,5
донника 7,335,2 10,9 7,5 3,2 — 1,63,6 0,63,017,5
Плоды шиповника 8,741,1 12,4 9,4 2,8 9,1 2,04,2 3,40,632,3
Листья и стебли:
мелиссы 8,7 22,5 9,0 6,2 2,712,8 0,92,5 1,51,022,3
зизифоры 8,718,1 8,9 2,9 5,8 7,6 0,86,0 1,24,829,9
Содержание витамина Р определяет в значительной мере особенности вкуса и цвет растительного сырья, а, следовательно, концентрированных основ и безалкогольных напитков из него.
Наибольшее количество витамина Р содержится в душице, зверобое и мяте.
В концентрированные основы для безалкогольных напитков из сырья больше всего переходит фенольных соединений, обладающих Р-витаминной активностью (рутин и др.),— от 0,3 до 0,4 %, дубильных — до 1,5 % и минеральных веществ — от 100 до 230 мг%.
В важнейших обменных процессах организма человека участвуют минеральные вещества (водно-солевом, кислотно-щелочном, ферментативных и др.). Следовательно, при разработке рецептур на концентраты необходимо в их состав вводить сырье, богатое минеральными веществами.
Сухое растительное сырье содержит большое количество белков — 9—19 %, сахаров — 1,5—18, органических кислот — 0,5—3,5, клетчатки — 9,30, пектиновых веществ — 0,6—6 %.
Содержание питательных веществ и балластных углеводов в сухом растительном сырье, используемом для приготовления концентрированных основ для безалкогольных напитков, следующее, % (см. с. 178).
Сухое растительное сырье Содержание витаминов, мг на 100 г
С каротин фенольные соединения с Р-витамии-ной активностью
общее содержание (по хлорогене вой кислоте) флавоноловые гликозиды (по рутину) катехины (по катехину) антоцианы, %
Семена:
кориандра фенхеля 1,5 5,6 0,08 336,6 1041,6 101,3 274,1 320,4 622,2 13,4 12,2
Листья и стебли:
зверобоя 21,1 — 9583,2 1652,5 3200,2 —
мяты 8,5 8,8 7392,0 972,0 1241,7 218,2
душицы 2,9 0,5 10333,0 379,9 438,2 195,1
чебреца 23,5 1,3 2913,7 1315,3 885,1 79,1
донника 20,5 0,7 1226,7 919,8 250,6 72,0
Плоды шиповника 70,6 6,7 4819,7 545,6 2657,8 20,5
Плоды и листья ме-
лиссы 13,2 4,3 3354,1 256,8 468,5 —
Листья и стебли зи-
зифоры 3,3 1,0 2238,7 1318,4 310,2 79,8
При разработке рецептур безалкогольных напитков из концентрированных основ необходим контроль их качества по общему содержанию витамина Р, флавоноловых гликозидов — по рутину, дубильных веществ — по танину, летучих компонентов — по числу аромата, эфирных масел, минеральных веществ — К, Са, Na, Р и витамина С.
Важное значение имеет создание новых безалкогольных напитков повышенной биологической ценности на основе порошкообразных компонентов. Выпускаемые сухие смеси для шипучих напитков содержат сахар, фруктово-ягодные эссенции, пищевые кислоты, пищевые красители и другие добавки. Компактность упаковки н небольшая масса упрощают транспортировку их на большие расстояния. Однако сухие напитки обладают низким содержанием биологически активных веществ, посредственным вкусом и ароматом. Следовательно, актуальной задачей безалкогольной промышленности является как расширение ассортимента натуральных отечественных порошкообразных напитков, так и обогащение их биологически активными и ароматизирующими веществами, т. к. недостаточное потребление витаминов приводит к снижению работоспособности, ухудшению общего самочувствия, снижению сопротивляемости к инфекционным и простудным заболеваниям.
Институтом питания АМН СССР разработаны нормы со-
Эфирные масла, % Дубильные вещества, мг% Зола, % Минеральные вещества, мг на 100 г
К Na Са Mg р Fe
1,5 640 5,2 806 33 527 770 452 12,2
3,1 850 6,2 1342 75 783 518 480 22,8
1570 4,8 1118 21 677 355 220 26,2
2,0 2770 7,9 999 65 1766 382 324 28,2
— 3240 6,0 1114 30 1030 39 183 35,8
0,1 1190 6,0 1351 18 970 684 410 59,7
940 6,5 1176 . 63 984 478 490 43,8
— 1660 3,3 701 10 533 275 155 5,7
— 1790 8,5 847 17 941 346 380 55,7
0,3 1060 6,2 1024 21 1379 331 294 63,1
держания витаминов, рекомендуемые для витаминизированных безалкогольных напитков.
Лучшим способом создания новых витаминизированных порошкообразных напитков является использование в качестве витаминных добавок мелкодисперсных порошков из фруктов, ягод и овощей, полученных при помощи криогенной технологии.
Содержание биологически активных веществ в натуральных витаминизированных порошкообразных напитках на основе быстрорастворимых плодово-ягодных и овощных криопорошков (на 100 г порошкообразного напитка или в 1 л восстановленного) следующее, мг:
Содержание минеральных, питательных веществ и балластных углеводов в витаминизированных порошкообразных напитках (мг на 100 г порошкообразного напитка или в 1 л восстановленного) следующее (см. с. 180).
Минеральный и витаминный состав восстановленных напитков следующий (см. с. 181).
Разработанные в нашей стране порошкообразные смеси для безалкогольных напитков представляют собой натуральные витаминизированные продукты с высоким содержанием биологически активных и питательных веществ. Эти напитки способны быстро компенсировать потери энергии, повышают ра-
Витамины Фенольные соединения, обладающие Р-витаминиой активностью
Порошкообразный напиток Криопорошок каротин, мкг о в в фенольные соединения (по хлорогено-вой кислоте) сумма флавонолов свободные катехины
Фруктовые коктейли
Крион: лимонный апельси- 0,10 0,08 113 196 50 56 60 67
Лимонный 0,12128,5 0,04
Апельсиновый 0,08 182,7 0,99
новый
яблочный Яблочный 0,02168,4 0,01 0,03 375 60 73
грушевый Грушевый 0,02164,4 0,07 0,10 Плодово-ягодные коктейли —- — —
Звездный Лимонный, 0,04 94,4 0,03 яблочный, клубничный черносмородиновый 0,08 416 123 166
Эльбрус Апельсиновый, 0,06 95,0 0,04 яблочный, клубничный, черносмородиновый Овощные коктейли 0,07 428 121 163
Аппетитный Перца слад- 0,6 150,0 — кого, яблочный, зелени петрушки, зелени укропа — 283,6 88,4120,8
ботоспособность и сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, содержат вещества, расширяющие и укрепляющие сосуды мозга и сердца.
Порошкообразный напиток Минеральные вещества, мг% Фруктоза+глюкоза Органические кислоты (по яблочной кислоте) Белок, % Пектиновые вещест-ва, % Клетчатка, %
id Л Z Л О Ьо сц
Фруктовые коктейли
Крион: лимонный апельсиновый яблочный грушевый 195 291 154 140 9,3 96,0 15,5 13,0 11,9 13,8135,0 18,0 21,0 16,1 59,6 32,0 10,0 10,0 18,2 208,0 32,0 16,0 11,0 12,0 Плодово-ягодные коктейли 4,1 6,8 1,6 0,6 1,3 1,6 0,5 0,4 2,4 2,5 0,9 1,3 1,2 0,8 1,3
Звездный 273 14,3 88,6 15,7 13,7 10,5 2,9 1,3 —— 1,3
Эльбрус 250 13,2 75,3 12,7 13,8 10,4 2,0 1,1 — 0,7
Овощные коктейли
Аппетитный 375 20,0 50,0 50,0 66,0 1,6 0,36 2,78 1,13 1,69
Восстановленные напитки Витамины, мг% Ка-ро-т,ин Минеральные вещества, мг
С р к Са Na р
Фруктовые коктейли
Крион: лимонный апельсиновый нблочный грушевый 25,7 36,5 30,0 33,0 Плодово 22,6 4,0 39,0 39,2 16,0 58,0 75,0 4,0 31,0 — 4,0 28,0 -ягодные коктейль 19,2 27,0 6,4 6,4 i 1,9 2,8 11,9 41,6 3,1 3,6 2,0 3,2 2,6 4,2 2,0 2,2
Звездный 18,9 83,2 8,0 55,0 17,7 2,9 3,1 2,7
Эльбрус 19,0 85,6 12,0 50,0 15,1 2,6 2,5 2,8
Овощные коктейли
Аппетитный 30,0 50,0 12,0 75,0 10,0 4,0 10,0 13,0
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В КОНЦЕНТРАТАХ И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКАХ
Методы определения витаминов. Почти все витамины легко подвергаются окислению, изомеризации и разрушаются под воздействием высокой температуры, света, кислорода воздуха, влаги и других факторов.
Из существующих методов определения витамина С (аскорбиновой кислоты) наиболее широко применяют метод визуального и потенциометрического титрования раствором 2,6-ди-хлорфенолиндофенола (2,6-ДХФИФ) по ГОСТ 24556—81, основанный иа редуцирующих свойствах аскорбиновой кислоты и ее способности восстанавливать 2,6-ДХФИФ. Темно-синяя окраска этого индикатора при добавлении аскорбиновой кислоты переходит в бесцветную.
В процессе определения витамина С важное значение имеет приготовление экстракта исследуемого продукта. Наилуч-шйм экстрагентом является 6 %-ный раствор метафосфориой кислоты, который инактивирует аскорбинотоксидазу и осаждает белки.
Определение каротина. Каротин в растительном сырье, концентратах и безалкогольных напитках контролируют физикохимическим методом по ГОСТ 8756.22—80. Метод основан на фотометрическом определении массовой доли каротина в растворе, полученном в процессе экстрагирования из продуктов органическим растворителем. Предварительно раствор очищают от сопутствующих красящих веществ с помощью колоночной хроматографии. Каротин легко растворяется в органических растворителях (эфир, бензин и др.) и придает им желтую окраску. Для количественного определения каротина используют адсорбционную хроматографию на колонках с окисью алюминия и магния. Такое определение пигментов на колонке зависит от активности адсорбента, количества пигментов, а также присутствия других компонентов в разделяемой смеси. Сухая смесь окиси алюминия задерживает каротин, а влажная пропускает в раствор другие красящие вещества.
Определение витамина Bi (тиамина). Тиамин в основном находится в связанном состоянии в виде дифосфорного эфира —кокарбоксилазы, которая является активной группой ряда ферментов. С помощью кислотного гидролиза и под воздействием ферментов тиамин освобождается из связанного состояния. Этим способом определяют количество тиамина.
Для расчета содержания витамина Bi в безалкогольных напитках используют флюрометрический метод, который применяют для определения тиамина в пищевых продуктах. Он основан на способности тиамина образовывать в щелочной среде с феррицианидом калия тиохром, который дает интенсивную 182
флюоресценцию в бутиловом спирте. Интенсивность процесса контролируют иа флюорометре ЭФ-ЗМ.
Определение витамина Вг (рибофлавина). В продуктах питания и напитках рибофлавин присутствует в связанном состоянии, т. е. в форме фосфорных эфиров, связанных с белком. Чтобы определить количество рибофлавина в продуктах, необходимо освободить его из связанного состояния путем кислотного гидролиза и обработки ферментными препаратами. Витамин Вг в безалкогольных напитках рассчитывают с помощью химического метода для определения количества легкогидролизуемых и прочно связанных форм рибофлавина в тканях.
Метод основан иа способности рибофлавина к флюоресценции до н после восстановления его гипосульфитом натрия.
Определение общего содержания фенольных соединений. Для этого используют колориметрический метод Фолина — Дениса, который основан на образовании голубых комплексов при восстановлении вольфрамовой кислоты под действием полифенолов с реагентом в щелочной среде. Фенольные соединения определяют по хлорогеновой кислоте.
Определение дубильных веществ. Дубильные вещества определяют титрометричёскйм методом (ГОСТ 24027.0—80), основанным на окислении дубильных веществ в присутствии индикатора индигокармина. Дубильные вещества рассчитывают по танину.
Определение минеральных веществ. Большая часть минеральных веществ плодов, ягод, овощей представлена солями основного характера, что имеет большое значение для поддержания щелочности крови.
Обычно для определения минеральных веществ в пищевых продуктах их предварительно озоляют сухим способом в муфельной печи при температуре 600 °C.
Калий и натрий определяют методом пламенной фотометрии на приборе ЕКФ-2. Вытяжку вводят в виде аэрозоля. Для расчета содержания калия и натрия строят калибровочную кривую по серии стандартных растворов. Содержание калия в серии стандартов от 50 до 750 мкг/мл, натрия — от 1 до 30 мкг/мл.
Кальций контролируют методом комплексометрического титрования, который основан на титровании трилоном Б в щелочной среде (pH 13) в присутствии индикатора ионов кальция в соответствии с ГОСТ 17258—71.
Количество магния рассчитывают по результатам определения жесткости и кальция^
Фосфор определяют колориметрическим методом, основанным на том, что в присутствии сильных-восстановителей (гидрохинон) образуется соединение фосфорной кислоты с молибденовокислым аммонием, интенсивность голубой окраски которого пропорциональна содержанию фосфора в растворе. Затем для расчета фосфора строят калибровочную кривую по КН2РО4,
1 мл стандартного раствора которого содержит 0,1 мг фосфора.
Железо определяют по методу, основанному на реакции ортофенатролнна с нонами.двухвалентного железа прн pH 4— 4,5 с образованием комплексного соединения, окрашенного в оранжево-красный цвет.
Определение ароматизирующих веществ. Для контроля ароматизирующих веществ в концентратах и безалкогольных напитках рекомендуется определить число аромата (ГОСТ 8756.7—70). Метод основан на способности хромовой смеси окислять ароматизирующие вещества, главным образом эфирные масла. Содержание их условно выражается в миллилитрах сульфата натрия на 100 мл продукта.
Для определения содержания ароматизирующих веществ в экстрактах, полученных из пряно-ароматического сырья, а также в исходном сырье, необходимо воспользоваться объемным методом Гинзбурга, сущность которого состоит в перегонке или экстракции нз растительного сырья (нлн экстрактов) эфирного масла н последующем измерении его объема, выраженного в процентах.
Определение питательных веществ. Количество общего сахара контролируют перманганатным методом (ГОСТ 15113.0— 77—15113.9—77), прн помощи которого определяют содержание общего сахара после инверсии (инвертный сахар) н до инверсии (смесь фруктозы н глюкозы), а также количество сахарозы.
Белок (сырой протеин) контролируют по общему азоту, содержание которого определяют по методу Къельдаля и умножают на коэффициент 6,25 (ГОСТ 26889—86).
Органические кислоты контролируют по показателям, характеризующим общую кислотность, аминокислоты и простейшие пептиды (аминный азот) — при помощи медного метода Стивенса, основанного на способности аминокислот н пептидов образовывать растворимые медные соединения с суспензией фосфорнокислой медн в обратном буфере.
Определение пектиновых веществ и клетчатки (балластных углеводов). Пектиновые вещества в исходном сырье и концентратах для безалкогольных напитков контролируют массовым кальций-пектиновым методом (ГОСТ 8756.11—70), основанным на определении содержания пектиновой кислоты по массе образовавшегося пектата кальция в результате взаимодействия (в определенных условиях) хлористого кальция с пектиновой кислотой.
Клетчатку в концентратах определяют ускоренным методом, заключающемся в кипячении вещества со слабой серной кислотой. Прн этом происходят гидролиз и растворение крахмала, часть гемицеллюлоз переходит в моносахариды. Полностью растворяются амнды, амины, алкалоиды и частично минеральные солн, а прн обработке щелочью — полностью белки, часть лигнина, значительная часть оставшихся гемицел-
Ж
люлоз н омыляются жиры. Предварительно отмытый н высушенный остаток представляет собой клетчатку, освобожденную от белковых веществ, жнров н растворимых углеводов (ГОСТ 13496.2—84).
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ
БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ
Важным показателем качества безалкогольных напитков является их стойкость, которая определяется биологической -и коллоидной стабильностью.
Биологическая стойкость характеризуется продолжительностью выдержки напитка от момента розлива в бутылку нлн другую тару до момента определения его как не соответствующего требованиям технической документации нз-за изменений органолептических и физико-химических свойств, вызванных жизнедеятельностью микроорганизмов.
Коллоидная стойкость напитка характеризуется продолжительностью выдержки его от момента розлива до момента выпадения осадка, не вызванного жизнедеятельностью микроорганизмов.
Образование осадка в бутылке объясняется взаимодействием кислот напнтка и солей жесткости воды, белковых и дубильных веществ, пектинов н т. п. Следовательно, прн разработке новых напитков с использованием натурального сырья (концентрированных плодово-ягодных соков, экстрактов из зернового сырья н др.) для повышения нх коллоидной стойкости особое внимание следует уделять совместимости компонентов, входящих в состав напнтка.
Высокое качество напитков прн Выпуске обеспечивается необходимостью поддержания микробиологической чистоты производства. Наряду с использованием всех способов повышения биологической н коллоидной стойкости напитков высокого качества их достигают еще н за счет применения различных способов санитарной обработки оборудования, трубопроводов н тары.
Определенное влияние на коллоидную стойкость безалкогольных напитков оказывает используемая в производстве вода. Водопроводная вода требует обработки с целью снижения солей жесткости н удаления активного хлора, применяемого для ее обеззараживания.
Вода нз других источников (артезианских скважнн, колодцев, озер,- водоемов н рек) может быть использована в производстве безалкогольных напитков только после специальной подготовки н проверки ее качества органами санитарного контроля.
К коллоидным помутнениям безалкогольных напитков приводит жесткая вода. А наличие в ней свободного хлора, повы-шеннего количества озона или кислорода отрицательно влияет
7 154 185
на аромат, вкус и цвет напитков, содержащих мякоть плодов. Качество напитков снижается и при содержании в воде железа, серебра и тяжелых металлов.
Для производства безалкогольных напитков вода подлежит очистке, дезинфекции и умягчению.
Механические примеси отделяют с помощью песочных фильтров, наполненных мелким гравием и кварцевым песком. Для удаления из воды соединений железа, марганца и серы перед фильтрованием ее обогащают кислородом.
Удаляют из воды взвеси, окрашивающие вещества и придающие неприятные запахи (свободный хлор, хлорфенол и др.) с помощью угольно-песочных фильтров, которые представляют собой цилиндрические емкости с несколькими слоями кварцевого песка и фильтровального угля.-Для удаления запахов используют еловый или липовый древесный уголь в расчете от 2 до 2,5 кг на. каждые 100 л.
Для обесцвечивания воды применяют костный уголь— 150 г на 100 л. Чтобы одновременно удалить цвет и запах, рекомендуется использовать активированный уголь.
После определенного количества пропускаемой через фильтры воды адсорбционная активность угля снижается, поэтому его заменяют или активируют.
Для предотвращения оседания на угольных фильтрах органических веществ необходимо осуществлять постоянный микробиологический контроль воды и периодически стерилизовать фильтр водяным паром или горячей водой.
Тонкая очистка воды на заводах безалкогольных напитков может осуществляться с помощью керамических свечных или пластинчатых фильтров, заряженных специальным фильтровальным картоном'.
При фильтровании воды, когда ставится задача выделить клетки дрожжей и бактерий, размер пор фильтра ие должен превышать 1,5—1,6 мкм. Для обеззараживания можно использовать хлорирование, озонирование, ультрафиолетовое облучение и серебрение. При этом обработанную воду следует выдерживать в специальных аккумулирующих аппаратах. При обеззараживании хлорированием необходимо учитывать то, что вода должна иметь минимум Г (немецкий) карбонатной жесткости на каждые 25 мг хлора в 1 л напитка (один немецкий градус соответствует 0,3566 мг-лкв/л). Установлено, что чем выше температура и ниже pH, тем быстрее проходит дезинфекция воды. «,
Для придания ^напитку более мягкого вкуса, повышения его коллоидной стойкости и снижения расхода кислот воду, поступающую на производство, необходимо умягчать. Например, 1 л воды с 1° (немецким) карбонатной жесткости нейтрализует 27 мг винной или 25 мг лимонной, или 32 мг молочной кислоты. Умягчение воды на заводах безалкогольных напитков можно проводить двумя способами: реагентным (известково-содовым) или ионообменным.
На некоторых заводах используют полупроницаемые полимерные мембраны. При этом вода с низким содержанием солей жесткости отделяется от рассола.
Реагентный способ предусматривает добавку гашеной извести к обрабатываемой в реагентном танке воде. При этом соли карбонатной жесткости в виде карбоната кальция осаждаются.
Обработанная различными способами вода, поступающая для приготовления высококачественных безалкогольных напитков, должна иметь следующие показатели:
Общая жесткость, мг-экв/л, ие бо- 0,7 лее
Общая щелочность, мг-экв/л, не 1,7 более
Активный хлор, мг/л 0
Железо (Fe2+, Fe3+), мг/л 0
Марганец (Мп2-!-), мг/л, не более 0,1
Алюминий (А13+), мг/л, ие более 0,1
Общее количество бактерий в 1 25 мл, не более
Бактерий кишечной группы в Не допуска-100 мл ются
СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
СТОЙКОСТИ НАПИТКОВ
Развитие микроорганизмов в безалкогольных напитках снижает их биологическую стойкость, которая характеризуется появлением-осадка, мутностью, повышением давления в бутылке вследствие выделения газообразных продуктов, а также образованием ацетальдегида и сложных эфиров, придающих посторонний вкус и аромат.
По химическому составу безалкогольные иапитки имеют следующие показатели, масс %:
Вода
Сахара
Органический азот Минеральные соли Витамины Двуокись углерода pH напитков
80—90
0,5—15
5-Ю-4—1-Ю-1 5-10-2—1-10-1
1 -10~4 •
0,5—3,6
2,5—3,6
Низкое значение pH, наличие двуокиси углерода и невысокое содержание азотистых веществ препятствуют развитию многих видов микроорганизмов. Однако дрожжи, молочнокислые и уксуснокислые бактерии, а также мицелиальные грибы способны развиваться и в этих условиях. Способствует развитию определенных групп микроорганизмов в напитках высокая температура. Большинство штаммов дрожжей имеют оптимум роста при температуре 25—30 °C.
Антимикробное действие оказывают эфирные масла цитрусовых плодов и экстрактов некоторых пряно-ароматических растений, а также двуокись углерода. По сравнению с лимонным маслом апельсиновое обладает наибольшим антимикробным действием. Так, 500 мг/л апельсинового масла полностью подавляют рост клеток дрожжей в концентрации 1 млн./мл. Кроме того, различные гликозиды в виде полиоксифенолов и сапонинов в напитках, приготовленных на растительных экстрактах, также подавляют развитие микроорганизмов.
К сожалению, более 90 % вехе случаев биологической порчи безалкогольных напитков вызывают дрожжи, для которых указанные выше факторы в большей или меньшей степени создают благоприятные условия.
Напитки, содержащие сахара и кислород, представляют собой самую благоприятную питательную среду для развития дрожжей. Поэтому при производстве напитков следует исключать попадание в них кислорода, особенно на стадии перемешивания купажных сиропов и розлива напитков.
При производстве высокостойких напитков на цитрусовых и виноградных соках для снижения содержания в них кислорода добавляют в качестве антиоксиданта аскорбиновую кислоту.
Основным условием развития многих бактерий является наличие кислорода. Поэтому насыщение напитков двуокисью углерода препятствует их росту.
Микробиальная порча напитков вызывается главным образом микроорганизмами, которые в качестве основного источника питания используют различные углеводы, в связи с этим разрабатываются низкоэнергетические напитки„с незначительным количеством углеводов в виде добавок сока или фруктозы, глюкозы и т. д.
Для повышения биологической стойкости напитков применяют консерванты и различные виды тепловой обработки (пастеризация). При этих условиях происходит полное или частичное ингибирование микроорганизмов и тем самым гарантируется сохранение качества в течение длительного времени.
Применение консервантов, которые являются пищевыми добавками, не должно отрицательно сказываться на органолептических свойствах и питательной ценности. Кроме того, они ие должны ингибировать те ферменты и необходимые микроорганизмы, которые находятся в организме человека.
В качестве консервантов для безалкогольных напитков используют бензойную, сорбиновую кислоты и юглон. Минздравом СССР установлена предельно допустимая норма их в напитках. I
Бензойная кислота и ее производные (натриевая соль, эфиры бензойной кислоты и др.) активны при низких значениях pH в отношении дрожжей, мицелиальных грибов и в меньшей степени против бактерий, а при высоких значениях pH она 188
образует солй, которые Не оказывают бактерицидного действия.
Сорбиновая кислота менее активна, чем бензойная. Антимикробное действие ее проявляется прежде всего в отношении дрожжей и мицелиальных грибов. С уменьшением pH среды ее эффективность повышается. Сочетание сорбиновой кислоты с аскорбиновой повышает бактерицидное действие.
Высокой антимикробной активностью в отношении дрожжей и в меньшей степени бактерий обладает юглон. Консервирующее действие его выше бензойной и сорбиновой кислот и не зависит от значения pH. В производстве необходимо использовать только свежеприготовленный спиртовой раствор юглона, т. к. при хранении снижается его антимикробная активность. В природе юглон содержится в молодых побегах и незрелой скорлупе грецких орехов. Наличие его в безалкогольных напитках не оказывает отрицательного влияния на биологически активные компоненты. Однаке из-за недостатка растительного сырья и малого выхода продукта юглон не получил широкого использования в безалкогольной промышленности.
Пастеризация безалкогольных напитков при температуре не выше 90 °C подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, обеспечивая тем самым биологическую стойкость готового напитка.
Технология пастеризации заключается в медленном повышении температуры напитков до определенного уровня, выдержке при постоянной оптимальной температуре необходимое время и затем медленном охлаждении. В результате денатурации клеточных белков при высокой температуре микроорганизмы, находящиеся в напитке, гибнут.
Следует отметить, что напиткн с высоким содержанием двуокиси углерода, низким значением pH и небольшим количеством азотистых веществ («Байкал», «Лимон», «Апельсин», «Мандариновый», «Саяны», «Колокольчик» и др.) в пастеризации не нуждаются. Длительная стойкость их обеспечивается введением консервантов и улучшением санитарного состояния производственного оборудования и коммуникаций.
Благоприятной средой для развития микроорганизмов являются плодово-ягодные соки. Напитки с высоким содержанием сока подлежат пастеризации, т. к. являются благоприятной средой для микроорганизмов и легко обсеменяются в процессе производства.
Прн пастеризации напитков следует учитывать не только прекращение жизнедеятельности микроорганизмов, но и повышение скорости некоторых химических реакций, которые могут вызвать изменение вкуса и аромата. Чем выше температура пастеризации и больше ее продолжительность, тем ниже качественные показатели готового продукта. Следовательно, для каждого вида напитка необходимо устанавливать оптимальную тепловую обработку, которая позволит увеличить
сроки стойкости и сохранить вкус, аромат н цвет. Кроме того, интенсивность тепловой обработки зависит от вида и количества микроорганизмов, обсеменяющих напиток. Этот фактор зависит от уровня обсемененности сырья, поступающего на производство напитка, а также от санитарного состояния производственных линий.
Особое влияние на устойчивость микроорганизмов оказывает pH среды, а также присутствие углеводов, белков и аминокислот, которые повышают термостойкость бактерий, дрожжей и мицелиальных грибов. Наличие в среде эфирных масел, экстрактов растений, пищевых эссенций значительно снижает термостойкость микроорганизмов.
Большое количество мякоти в безалкогольном напитке замедляет гибель микрофлоры. В напитках, содержащих мякоть, микроорганизмы размножаются лучше и быстрее, чем в прозрачных, хорошо отфильтрованных.
Применяют следующие виды пастеризации: горячий розлив напитка, оросительную пастеризацию периодического и непрерывного действия, мгновенную.
Горячий розлив используют для пастеризации слабогазированных (до 1 г/л СОг) или негазированных безалкогольных напитков. Нагретый в пластинчатом теплообменнике до 85— 87 °C напнток разливают в горячем виде в теплые бутылки, которые сразу же после наполнения укупоривают и охлаждают. Следует помнить, что медленное охлаждение значительно ухудшает качество продукта.
Оросительный пастеризатор периодического действия состоит из камеры, в которую поступают контейнеры с наполненными бутылками. Содержимое нагревают разбрызгиваемой горячей водой до определенной температуры, выдерживают (пастеризуют) при этой температуре и охлаждают медленной подачей на форсунки холодной воды.
Более производительные оросительные (туннельные) пастеризаторы непрерывного действия. Наполненные и укупоренные бутылки проходят через туннель, где в отдельных зонах орошаются водой с повышающейся, а затем постоянной и снижающейся температурой.
Мгновенная пастеризация предусматривает нагрев в течение нескольких секунд сахарного или купажного сиропа в закрытом теплообменнике с последующим охлаждением. При этом хорошо сохраняются ароматические вещества. Однако в процессе розлива и насыщения двуокисью углерода может произойти обсеменение напитка. Поэтому необходимо соблюдать высокий уровень санитарии, включая подачу стерильного воздуха в помещение, где установлены автоматические линии розлива напитков.
Мойка и дезинфекция оборудования и коммуникаций. Проведение на предприятии таких важных технологических операций, как мойка и дезинфекция помещений, оборудования, трубопроводов и тары, определяет качество безалкогольных 190
напитков и срок их хранения. При мойке удаляются остатки продуктов, микроорганизмы н другие посторонние вещества. Профилактика, включающая механическую мойку и дезинфекцию, всегда эффективнее и дешевле, чем мероприятия по ликвидации возникшего на предприятии очага инфекции.
Качество мойки зависит от вида загрязнений и силы сцепления их с поверхностью, консистенции загрязнений, а также от вида материала, из которого изготовлено оборудование. Прн этом важным фактором является соблюдение концентрации и температуры реагентов, турбулизации и продолжительности воздействия моющих растворов на загрязненную поверхность оборудования и трубопроводов. Целесообразно сочетать механическую очистку с применением моющих средств.
Следует отметить, что дезинфекция горячей водой (85— 100 °C) по эффективности не уступает применению хлорсо-держап<их и других дезинфицирующих растворов.
Аппараты моют с помощью стационарно установленных моющих головок и форсунок, которые системой трубопроводов и насосов соединены с накопительными емкостями для воды, щелочи, кислоты и дезинфицирующих средств.
Одна из программ мойки технологического оборудования состоит из следующих этапов, мин: ополаскивание водой — 5; щелочная мойка — 4; ополаскивание водой — 5; кислотой — 5; водой — 5. Весь процесс занимает 24 мин.
Обязательными требованиями при мойке являются:
полное исключение попадания в продукт моющих н дезинфицирующих средств (для этого применяют двойную запорную арматуру и др.);
факел моющей головки должен охватывать при мойке и ополаскивании всю внутреннюю поверхность аппарата, учитывая пространство над моющей головкой;
моющая головка должна регулярно промываться;
напор жидкости в ней должен соответствовать требованиям по эксплуатации;
отработанные растворы необходимо своевременно удалять из аппарата;
моющие н дезинфицирующие средства не должны образовывать пену;
все контрольно-измерительные приборы и датчики следует периодически (приборы один раз в месяц) чистить;
емкости для моющих дезинфицирующих растворов и воды необходимо также регулярно промывать и дезинфицировать.
Трубопроводы моют пульсирующим способом при скорости жидкости 1 —1,5 м/с и давлении 0,6—0,7 МПа.
Дезинфекция предусматривает обработку помещений и оборудования с целью уничтожения вегетативных и споровых форм микроорганизмов. С целью улучшения качества ее используют следующие приемы: сокращение продолжительности «отмирания» микроорганизмов при использовании более активных дезинфектантов или повышении их концентрации;
увеличение продолжительности обработки; предварительное снижение концентрации микроорганизмов.
Все дезинфицирующие средства должны отвечать следующим требованиям: разлагать жиры и масла; обладать выраженным моющим действием; подавлять жизнеспособность микроорганизмов; располагать небольшой продолжительностью воздействия на микроорганизмы (до 15 мин) и хорошей проникающей способностью; быть нетоксичными; располагать способностью к многоразовому использованию; легко смываться водой; не влиять отрицательно на физико-химические и органолептические показатели напитков и не оказывать коррозирующего действия; подвергаться биологическому распаду; не иметь запаха.
Дезинфицирующие препараты относят к трем группам: кислые (органические кислоты и их комбинации с перекисью водорода при концентрации 0,07 %), щелочные (в кои#бинации щелочей и хлора при концентрации 200 мг/л) и нейтральные (перекись водорода при концентрации 0,3—3 % зависимости от продолжительности воздействия). Формальдегид можно использовать только в жидкой форме, т. к. в газообразном состоянии он является канцерогенным.
К физическим методам дезинфекции, которые в настоящее время используются в безалкогольной промышленности, относятся: ультрафиолетовое облучение (при обработке воды и воздуха в помещениях) и воздействие высоких температур (при обработке аппаратуры и коммуникаций).
В соответствии с действующими санитарными правилами мойку и дезинфекцию производственной линии в безалкогольной промышленности проводят один раз в неделю.
ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОЛОДА, КОНЦЕНТРАТОВ И НАПИТКОВ
Оборудование для измельчения плодов. Для измельчения плодов и овощей в технологической линии производства пищевых концентратов используют дробилки А1-КДО, А1-КДП и др. Дробилка А1-КДО (рис. 30) состоит из транспортера 9, рушителя 7, измельчителя 2. Конвейерная лента 8 транспортера снабжена скребками для подачи сырья на вращающийся ротор рушителя 7 с целью предварительного измельчения. Исходный продукт измельчается до требуемой крупности в измельчителе 2, рабочими органами которого являются ротор и две деки 1. Расстояние между деками и ротором регулируется с помощью кронштейнов и шарниров. Измельченный продукт удаляется через выпускной патрубок 4 и направляется на дальнейшую технологическую операцию.
Техническая характеристика дробилок
А1-КДО А1-КДП
Производительность, т/ч 2,5 0,5
Число оборотов ротора в 1500 2920
МИИ -1
Мощность электродвигате- 22,5 7,5
ля, кВт
Габаритные размеры, мм 2200Х1300Х 655X940X1340
Х1260
Масса, кг 1200 450
В целях тонкого измельчения фруктов и ягод используют плунжерные и дисковые гомогенизаторы. Плунжерные предназначены для получения тонко измельченного однородного продукта и применяются в линиях производства соков с мякотью, концентратов и продуктов для детского питания.
Гомогенизаторы типа Д5-ОГА-10 и А1-ОГМ (рис. 31) состоят из станины 2, электродвигателя 1, кривошипно-шатунного механизма 3, плунжерного блока 4 с манометрической 5 и гомогенизирующей 6 головками и предохранительным клапаном. Гомогенйзатор пропускает продукт при давлении перед клапаном 20—25 МПа (после клапана — близко к атмосферному) через узкую щель между седлом и клапаном гомогенизирующей головки. При значительной скорости и резком перепаде давления продукт измельчается. Оптимальный режим гомогенизаций, обеспечивающий необходимую степень измельчения, достигается регулированием давления пружины на клапан.
30. Дробилка А 1-КДО:
1 — деки; 2 — измельчитель; 3 — ротор; 4 — выпускной патрубок; 5 — планка; 6 — вал; 7 — рушитель; 8 — конвейерная лента; 9 — транспортер
Для тонкого измельчения фруктовых, ягодных соков с мякотью предназначены также дисковые гомогенизаторы «Кевац» (рис. 32), включающие станину 1, электродвигатель 2, гомогенизирующую головку 6 с муфтой 5 и насос 3 для смазки трущихся деталей, приводимый в движение электродвигателем 4.
Принцип работы гомогенизатора «Кевац» состоит в следующем. Продукт, нагнетаемый в гомогенизирующую головку, попадает под действие вращающихся и неподвижных лопастей, благодаря чему обеспечивается хорошее перемешивание и предварительное его измельчение. Затем продукт поступает в рабочую часть, т. е. в зазор между диском с рифленной поверхностью н втулкой, и измельчается до необходимой структуры.
Техническая характеристика гомогенизаторов
Производительность, л/ч Кб-ОГА-Ю А1-ОГМ «Кевац» 2000
1000 5000
Рабочее давление, МПа Мощность электродвига- 25 20 0,20
теля, кВт Частота вращевия, об./ 90 40 17
мин-1 740 980 2955
Габаритные размеры,
мм:
длина 1700 1480 1500
ширина 1500 1150 480
высота 1960 1640 679
Масса, кг 3800 1710 450
3
4
5
6
31. Гомогенизаторы К 5-ОГА-10, А 1-ОГМ:
t — электродвигатель; 2—станина; 3 — кривошипно-шатунный механизм; 4 — плунжерный блок; 5 — манометрическая головка; 6 — гомогенизирующая головка
Установка для получения экстрактом из растительного сырья. Разработан и испытан экспериментальный образец установки непрерывного противоточного действия для экстрагирования биологически активных веществ из пряно-ароматного растительного сырья для производства биологически ценных безалкогольных напитков. _/
Установлено, что как при многократном периодическом настаивании, так и при непрерывном противоточном экстрагировании решающим фактором, влияющим на интенсивность его, является градиент концентраций между сырьем и экстрагентом. Следовательно, установка для экстрагирования биологически активных веществ из пряно-ароматного растительного сырья должна обеспечивать условия для наличия градиента концентраций в течение всего процесса.
32. Гомогенизатор «Кевац»:
1 — чугунная станина; 2 —• электродвигатель; 3 — насос; 4 — электродвигатель мас-лонасоса; 5 — муфта; 6 — гомогенизирующая головка
При выборе оптимального варианта конструкции установки иа осиоваиии результатов проведенных исследований и анализа изобретений принят вертикальный тип шнекового экстрактора. Целесообразность принятия такого технического решения обусловлена особенностями сухого пряно-ароматного растительного сырья. При переработке его необходимо препятствовать всплыванию несмочеииого сырья, внутрь которого в начале экстрагирования ие успел проникнуть экстрагент; устранить застойные зоны при движении сырья в вертикальном направлении, а также обеспечить более обширную поверхность контакта твердой и жидкой фаз.
Экспериментальный образец установки представлен на рисунке 33. Принцип работы ее состоит в следующем. Сырье по-' дается в рабочую часть корпуса 9 шпеком 5 загрузочного устройства 14 и перемешивающим транспортирующим шнеком 15 продвигается вверх с помощью шнека 10. Оттуда отжатое сырье подается в устройство для выгрузки, а затем скребком 1 выгружается в патрубок 13. Экстрагент поступает через патрубок 7 в цилиндрическую камеру 6 и через отверстие 8 проникает в рабочую часть корпуса. Сырье, находясь в’ противотоке с экстрагентом, поднимается вверх и освобождается от биологически активных веществ, а экстрагент, опускаясь вниз, обогащается ими. Готовый экстракт отводится через отверстия
33. Экстрактор непрерывного действия:
I_скребок; 2_устройство для выгрузки сырья; 3 — дополнительный шнек; 4 —
цилиндр; 5 — вап шнека; 6 — камера; 7 — патрубок; 8 — отверстия; 9 — корпус; 10— транспортирующий шнек; И—отверстия для отводе продукта; 12 —патрубок; 13 — патрубок для выгрузки сырья; 14 — патрубок для загрузки сырья; 15 —шиек для загрузки сырья
11, расположенные в ъижией части корпуса, а затем через патрубок 12 в сборник.
Оборудование купажного отделения. Важное значение в приготовлеиин безалкогольных напитков принадлежит купаж-ному отделению. Требования к основному оборудованию ку-пажиого отделения следующие (см. с. 198).
Оборудование Назначение Требования Примечания
Купажные Для прнготовле- Из нержавеющей Допускается
аппараты ння купажного сиропа, напитков, товарного сиропа, московского и русского кваса стали или эмалированные с механической мешалкой перемешивание СО2 струей воздуха или насосом
Напорные Для ^ранения Из нержавеющей Размещаются
сборники сырья и полуфаб- рикатов стали или эмалированные с мерными стеклами над купажны-ми аппаратами. Количество и емкость зависят от ассортимента выпускаемых напитков и расхода сырья
Фильтрпресс Для фильтрования купажа Фильтрующим материалом является фильтр тонкой очистки —
Теплообмен- Для охлаждения Кожухотрубный, Возможно
ник купажа пластинчатый нлн типа «труба в трубе». Материал: корпус из обычной стали, для продукта — нержавеющая сталь применение эмалированных теплообменников
Напорные Для выдержки сборники купажа перед розливом Стальные (нержавеющая сталь) нлн эмалированные с рубашкой
Сборники Для подготовки композиций Из нержавеющей стали с декантатором и мешалкой
Емкость купажных аппаратов рассчитывают с учетом рас- хода купажа около 100 мл на одну бутылку вместимостью 0,5 л. Выдержка кулажей в напорных сборниках перед розливом или смешиванием с водой и насыщением СО? длится^ не более 4—8 ч при температуре 8—10 °C. Количество напорных сборников определяется ассортиментом продукции и временем их занятости.
Оборудование для концентрирования виноградного сока. Для концентрирования виноградного сока применяют непрерывно- или периодически действующие выпарные вакуум-аппараты, изготовленные из нержавеющей стали или других не
коррозирующих материалов. Деалкоголизацию спирто-ваниых соков-полуфабрикатов перед упариванием производят на ректификационном оборудовании, десульфитацию — на специальном оборудовании. Катионирова-ние — на ионообменных установках.
Для фильтрования соков, перекачки и других технологических операций применяют типовое оборудование: металлические резервуары, термос-резервуары, насосы поршневые и центробежные, теплообменники и фильтрпрессы. Внутренняя поверх- ,
ность оборудования и емкостей, кроме тех, которые изготовлены из нержавеющей стали и титана, должна иметь стойкое защитное по-
34. Сатуратор ВСБ:
1 — система поддержания разрежения; 2— деаэратор; 3 — накопительная колонка;
4 — электрошкаф; 5—-основание
крытие, разрешенное Минздравом СССР для применения в пи-
щевой промышленности.
Сатуратор современной конструкции. Для комплектования высокопроизводительных линий розлива минеральных вод и безалкогольных напитков, работающих по старой системе дозирования сиропа в бутылку н последующего разбавления его газированной водой, НПО НМВ разработало конструкций высокопроизводительных непрерывнодействующих сатураторов (рис. 34). .
Сатуратор состоит из деаэратора 2, системы поддержания разрежения 1, в которую входят питатель, насос и эжектор, накопительной колонки для газированной воды 3, электрошкафа 4 и основания 5.
Внутри деаэратора на вертикальном валу закреплены конические тарелки, по которым тонким слоем растекается вода, подлежащая деаэрации. Из нижией части деаэратора она многоступенчатым насосом направляется для насыщения в струйные насадки, а затем в накопительную колонку, из которой расходуется иа производство.
. Производительность сатуратора составляет 7500 л/ч, рабочее давление 0,06—0,35 МПа, мощность электродвигателя 7,5 кВт, масса 7000 кг, габаритные размеры 1,7X1,43X2,35 м.
Синхронно-смесительные установки. В настоящее время в отечественной л зарубежной практике производства безалкогольных напитков получил распространение синхронно-смесительный способ, сущность которого заключается в смешива-
35. Синхронно-смесительная установка Р З-ВНС-1:
1 — основание; 2 — колонка деаэрации; 3 — колонка насыщения; 4— колонка накопительная
нии деаэрированной воды и купажного сиропа в определенных соотношениях с последующим насыщением смеси двуокисью углерода с розливом готового газированного напитка. В синхронно-смесительных установках РЗ-ВНС-1 и РЗ-ВНС-2 производительностью 3 и 6 тыс.л/ч. (рис. 35), благодаря мельчайшему распылению воды получается гомогенная смесь купажного сиропа, воды и СОг. Это позволяет экономно расходовать сырье, повышает качество напитков и обеспечивает постоянство физико-химических показателей напитка в каждой бутылке.
К основным узлам установки относятся: основание /.колонка деаэрации 2, колонка насыщения 3, накопительная колонка 4, насос-дозатор, пульт управления и эжектор (последние на рисунке не показаны).
Назначение и требования к оборудованию сироповарочного отделения следующие:
Оборудование | Назначение Требования Примечание
Аппараты- Для варки и ин- Закрытые стальные Коэффиент
реакторы версии сахарного ейропа (нержавеющая сталь) или эмалированные с паровым обогревом (рубашка), снабженные механической мешалкой заполнения
Фильтр-ловушка' Для фильтрования сиропа Изготовленный из некоррознрующего металла —
Насос Для перекачки сахарного сиропа Шестеренчатый насос f —•
Теплооб- Для охлаждения Тип: «труба в тру- Возможно
менник сахарного сиропа до 20—25 °C бе», пластинчатый или кожухотрубный. Для продукта — нержавеющая сталь применение и других теп^юоб-менников
Сборник Для хранения сиропа Закрытый эмалированный Коэффициент заполнения 0,9
Установка для отстоя и осветления сока. Для отстоя и осветления виноградного сусла и яблочного сока экспериментальным заводом «Янтарный» разработана, изготовлена и испытана в промышленных условиях новая установка, представленная на рисунке 36. Сок с оклеивающими и консервирующими материалами от линии переработки фруктов и ягод по со-копроводу поступает в один из резервуаров 5, где при температуре 70—60 °C происходит предварительное его осветление. Затем через теплообменник 11 и сборник 15 с помощью насоса 16 подается на фильтр 17. Отфильтрованный сок направляется в сборник 22, а осадок из резервуаров 5 в — сборник осадка 19.
Применение предложенной установки позволяет повысить выход яблочного сока с 60 до 63 %.
Электрофлотационная очистка яблочного сусла. Одной из актуальных проблем плодоперерабатывающей промышленности является очистка яблочного сусла от взвешенных веществ перед упариванием и получением концентрата. Для очистки яблочного сусла применяют прессы периодического действия типа РОК-200, непрерывного действия типа ВНШ-5 н центрифугу с импульсным сбросом осадков типа Ж5-ВСС-2. При фильтровании сока на прессах содержание взвешенных
36. Установка для отстоя и осветления сока:
1—мерные стекла (6 шт.); 2 — воздушные клапаны (6 шт.); 3 — паровые вентили (6 шт.); 4 — краны залива продукта (6 шт.); 5 — резервуары (6 шт.); 6 — сливные устройства (6 шт.); 7 — трубы-фонари (6 шт.); 8—краны сливного устройства (6 шт.); 9 — краны слива осадка (6 шт.); 10 — коллектор осветленного сока; 11—теплообменник; 12—кран подачи осадка на отстой; 13 — коллектор осадка; 14 — кран слива промоя; 15 — сборник-смеситель; 16 — насос; 17 — фильтр; 18 — насос для подачи осадка; 19 — сборник осадка; 20 — сливное устройство; 21 — поршневой насос; 22 — сборник сока
веществ в готовом полуфабрикате доходит до 8—10 %. При центрифугировании сок сильно аэрируется, кроме того, промывка центрифуг приводит к разбавлению осадков, в результате чего их утилизация становится нецелесообразной.
В институте прикладной физики АН Молдовы разработан и изготовлен новый электрофлотационный аппарат ЭФА-2, который устраняет недостатки существующих методов очистки яблочного сусла.
На рисунке 37 представлена аппаратурно-технологическая схема электрофлотационной очистки яблочного сусла и устройство аппаратов. Электрофлотация осуществляется в аппарате 6 с блоком электродов 5 н кареткой 9, вакуумным пе-носъемннком 8 и пеногасителем 7. Внутренняя часть аппарата 6 разделена перегородкой на две камеры: рабочую I и отстойную II.
Принцип действия установки состоит в, следующем: подогретое свежеотжатое яблочное сусло с необходимым количеством ферментного препарата и желатина поступает в напорную емкость 1, откуда самотеком направляется в распределитель потока 4 и через блок электродов в камеру элек-202
37, Аппаратурно-технологическая схема электрофлотационной очистки яблочного сусла:
1 — напорная емкость; 2 — трансформатор; 3 — выпрямитель; 4распределитель потока; 5 — блок электродов; 6 — аппарат; 7—пеногаситель; 8—пеносьем-ник; 9—каретка; 10 — электродвигатель; 11, 12, 13, 15, 19, 20, 2.1 —запорная арматура; 14 — сборник; 16 — электродвигатель с мешалкой; 17—вакуум-аппарат; 18 — ловушка; 22 — сборник
38. Принципиальная аппаратурно-технологическая схема ультра- и микрофильтрования соков и виноматериалов:
1—емкость; 2 — насос; 3 — защитный фильтр; 4 —вентили запорные с электромагнитным приводом; 5 — мембранный фильтрующий аппарат; 6 —приемник фильтрата; 7 — разливочная машина; 8 — приемник сгущенного продукта; 9 — пластинчатый фильтр-пресс. А — фильтруемый продукт; Б — фильтрат; В — сгущенные остатки; М — мутномеры; БУ — блок управления
трофлотатора. К блоку электродов через выпрямитель 3 подается постоянный электрический ток. При электролизе на поверхности электродов выделяются пузырьки кислорода и водорода, которые в процессе прохождения через слой сусла прилипают к взвешенным частицам и выносят их на поверхность, образуя пену. Пена представляет собой смесь взвешенных частиц и газов и практически является нетекучей рыхлой массой, которая снимается с поверхности сусла с помощью отсоса через вакуум-аппарат 17 и ловушку 18. Накопленный в вакуум-аппарате продукт перемешивается мешалкой от электродвигателя 16 и через вентиль 21 направляется в сборник 22, откуда поступает на утилизацию. Очищенное от взвешенных частиц сусло из камеры I переливается в камеру II, а затем через вентиль 12 поступает в сборник 14, откуда направляется на фильтрование.
Производительность аппарата ЭфА-2 составляет 4—5 м3/ч. Высокоэффективной очистки сока достигают с помощью ультра- и микрофильтрования (рис. 38).
Техническая характеристика электрофлотационного аппарата ЭФА-2
Производительность, м3/ч До 5
Потребляемая мощность, Вт, не более 3000
Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/м3 Питание аппарата от сети переменного тока напряжением 380± ±20 В через выпрямляющее устройство типа ВАКР-6Э0-24 Содержание взвешенных веществ, %: 0,5—1,0
в исходном сусле 2,0—6,0
в сусле после электрофлотацнн, не более 1,0
Габариты аппарата, мм 2500Х
Х2000Х Х2500
Техническая характеристика пеногасителя
Производительность, м3 пеиы в час До 2
Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/м3 пеиы Габариты, мм: До 1
диаметр 120
высота 200
Питание от сети переменного тока напряжением, В 220±20
Диаметр ферромагнитных частиц, мм 5-6
Коэффициент пеногашения, %, не менее 60—65
Линия для розлива газированных безалкогольных напитков предназначена для комплексной автоматизации производства и розлива газированных напитков от подготовки ящиков с пустыми бутылками до выдачи потребителю. Нормальными условиями для работы линии являются температура окружающей среды от 15 до 40 °C и относительная влажность воздуха до 90 %. Все машины и автоматы линии предназначены для работы в закрытых помещениях, где они не должны подвергаться резким температурным изменениям и непосредственному воздействию солнечных лучей, пыли, грязи и высоких температур.
В состав линии входят: машины для выемки пустых бутылок из ящиков и их мойки; моечная машина для ящиков; блок для газирования напитков; розливно-уку-порочный блок для наполне
39. Цилиндроконический аппарат для кваса:
1 — насос; 2 — трубопровод; 3 — моющая головка; 4 — корпус аппарата
ния бутылок напитком под давлением и их укупорки; этикетировочная машина; машина для укладки бутылок в ящики; транспортеры — магнитный для кроненкорки, ящиков, бутылок; установки пластмассовых ящиков с наполненными бутылками
на поддоны.
Производительность линии от 12 000 до 36 000 бутылок в 1ч. -
Технологическое оборудование для производства хлебного кваса. Основное и вспомогательное технологическое оборудование для производства хлебного кваса из концентрата квасного сусла следующее (см. с. 206—207).
При проектировании новых или реконструкции существующих цехов (заводов) безалкогольных напитков и концентратов, экстрактов и композиций, моечно-розливочных цехов, складов и т. д. необходимо пользоваться «Инструкцией по технологическому проектированию заводов (цехов) безалкогольных напитков» (1986).
Приготовление кваса. Основным оборудованием для приготовления кваса является ЦКА (рис. 39).
Оборудование ' Назначение Материал и требования Коэффициент заполнения Примечание
Сборник Для хранения сахарного сиропа Стальной эмалированный 0,9 На суточный запас
Аппарат-реактор Для предварительного разведения (1 :2) и стерилизации концентрата квасного сусла Нержавеющая сталь или стальной эмалированный с механической мешалкой и рубашкой 0,8
Аппарат-сборник Для растворения концентрата Нержавеющая сталь или стальной эмалированный с механической мешалкой или центробежным насосом 0,8
Установка для разведения чистой культуры Для разведения чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий Материал, соответствующий ГОСТу для бактерий По разработкам НПО напитков и минеральных вод
Стерилизатор Для стерилизации квасного сусла Нержавеющая сталь или эмалированный со змеевиком или паровой рубашкой 0,8 На суточную потребность
Сборники (моижусы) Для выращивания чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий Нержавеющая сталь или эмалированные с рубашкой и барботером для подачи сжатого воздуха 0,8 На производительность цеха
Резервуары (сборники) Для комбинированной закваски Нержавеющая сталь 0,8 То же
Насос Для перекачки квасного сусла,и кваса То же — Центробежный
Насос Для внесения дрожжей в сусло » — »
Цилиндре- Для брожения и Нержавеющая 0,85 Для цехов
конический аппарат (ЦКА) емкостью 50, 100 м3 и более купажирования кваса сталь. Аппарат снабжен охлаждающей рубай-кой или выносным теплообменником н иасосом, моющей головкой, шпунт-аппаратом мощностью свыше 1 мли. дал/год
Оборудование Назначение Материал н требования Коэффициент заполнения Примечание
и предохранительным клапаном
Бродильно-купажный аппарат емкостью 10— 30 м8 (вместо ЦКА) Для брожения и купажирования кваса То же 0,85 Для цехов менее 1 млн. дал/год
Теплообменник Для охлаждения кваса до 8—10 °C Нержавеющая сталь. Тип «труба в трубе» или пластинчатый
Напорный мерник и специальное устройство для розлива кваса Для розлива кваса в автоцистерны и другую тару Нержавеющая сталь 0,9
Аппарат-стерилизатор Для стерилизации концентрата квасного сусла (при необхоДй- Нержавеющая сталь. Аппарат с паровой рубашкой 0,85
мости)
Бутылочный квас готовят купажированием концентратов квасного сусла (или концентратов «Московского и Русского кваса), подготовленной воды и других компонентов (в соответствии с действующими рецептурами и технологическими инструкциями).
Основным оборудованием купажного отделения бутылочного кваса является:
Оборудование Назначение Материал и требования Примечание
Купажиые Для приготов- Из нержавеющей Возможно
аппараты ления купажа бутылочного кваса стали или эмалированный с механической мешалкой перемешивание на себя
Тепло- Для охлажде- Материал, соприка- Тип теплооб-
обменник иия купажей сающийся с продуктом,— нержавеющая сталь менника: кожухотрубный нлн «труба в трубе»
Напорный сборник Для выдержки купажа перед розливом Из нержавеющей стали нли эмалированный с рубашкой
Спецификация технологического оборудования для производства концентрата квасного сусла следующая:
Наименование Тип, марка Количество
Весы автоматические Бункер суточного запаса: ДН-100 3
несоложеных зернопродуктов Нестандартный 1
солода ржаного неферментиро-ваииого (или ячменного) солода ржаного ферментиро- 1
ванного » 1
Магнитный сепаратор А1-ДЭС 3
Весы автоматические ДН-50 3
Вальцевый станок Бункер: ЗМ-250Х60 3
дробленых несоложеных зернопродуктов
дробленого солода ржаного не-фермёнтированного (или ячмен- Нестандарт- 1
ного) дробленого солода ржаного фер- ный
ментированного 1
Заторный аппарат — 1
Насос для перекачки затора ЭФ-12 1
Фильтрационный аппарат — 1
Насос для возврата мутного сусла 1,5-бД 1
Сусловарочиый аппарат — 1
Насос для горячего сусла ЭХ-ЭД 1
Сборник промывной воды Насос: Т201-109 1
для промывной воды Зх-9Д 1
для дробины Зф-12 1
Гндроцнкло.ниый аппарат РЗ-ВГ4-55 1
Насос для осветленного сусла Зх-9Д 1
Сборник осветленного сусла С-25Р7-10 2
Сборник белкового отстоя Нестандартный 1
Расходомер » 1
Ловушка » 1
Испаритель роторный пленочный КПР-600-4с 1
Барометрический конденсатор Нестандартный 1
Сборник барометрической воды » 1
Вакуум-насос ВВН-12М 1
Сборник конденсата Нестандарт- 1
Насос для концентрата ный НШМ-10 3
Теплообменник 400-ТНГ-п-10-66 4
Реактор Сборник: - 2
Наименование Тип, марка Количество
для взвешивания концентрата Сталь двухслойная 08X13 1
для хранения концентрата То же 6
Шприц для мойки бочек Весы для взвешивания концентра- ШБ-120 1
та в бочках (нагрузка 1000 Кг) РП-1Ц-13 1
Электропогрузчик ЕВ-631-2 5
Новые варочные агрегаты для приготовления сусла из зерновых культур.Новый сусловарочный аппарат, входящий в агрегаты Ш-Ч-ВВП, с выносным нагревательным контуром состоит из гндроцнклонного аппарата, кожухотрубного теплообменника, смесителя, насосов, комплекта коллекторов, трубопроводов н армдтуры. Управление установкой осуществляется электропневматической системой автоматики через пульт контроля н управления. Принцип работы установки состоит в следующем: отфильтрованное сусло нз фильтрационного аппарата нлн сборника горячего сусла поступает в гндроциклон-ный аппарат. После набора заданного количества сусла включается насос циркуляции и сусло начинает циркулировать по контуру аппарат — теплообменник — аппарат. В межтрубное пространство теплообменника поступает пар, а сусло проходит противотоком в трубах. После достижения температуры кипения сусло автоматически подается через центральную трубу аппарата. Пар иыключается после достижения в сусле требуемой концентрации сухнх веществ.
Применение сусловарочных аппаратов с выносным нагревательным контуром позволяет сократить продолжительность кипения от 120 до 60 мин н снизить расход пара на 20 %.
Техническая характеристика новых варочных агрегатов ШЧ-ВВП, разработанных Московским КБ НПО напитков и минеральных вод, следующая:
Марка варочного агрегата Количество затираемых зернопродук-' тов, т Количество циклов в сутки Установленная мощность двигателей, кВт Расход-пара, кг $ Давление пара, МПа Занимаемая площадь, м’ Масса, кг
Ш4-ВВП-2 2,0 4,5 100,0 1300 0,4 45 14 500
Ш4-ВВП-4 4,0 4,5 202,61 4500 0,4 153,5 40000
Ш4-ВВП-7 7,0 4,5 197,0 5500 0,4 240 66 750
40. Фильтрационный аппарат:
1 — штанга; 2, 9 — привод; 3 — устройство дпя орошения; 4 — разрыхлительным механизм; 5 — насос; 6—подъемник; 7 — редуктор; 8 — коробка скоростей; 10 — трубопровод горячей воды; 11 — патрубок для дробины
Агрегаты состоят из двух заторных аппаратов, фильтрационного, сусловарочного аппарата с выносным теплообменником, сборника промывных вод и др. (рис. 40, 41).
Оборудование для механоактивации ферментов и подготовки однородных смесей.В КТИППе разработан способ механоактивации ферментов солода и подготовки однородных смесей с помощью гидроакустического аппарата типа РПА, который позволяет в 1,5—2 раза повысить активность ферментов солода, уменьшить его расход, снизить потери крахмала в процессе солодоращения и получить однородные смеси при производстве концентратов.
41. Заторный аппарат:
1 _ паровая рубашка; 2 —вентиль; 3 — мешалка; 4 —корпус аппарата
Сущность способа механоактивации ферментов солода заключается в высвобождении их из связанного с целлюлозой,
42. Аппаратурно-технологическая схема вации ферментов солода:
установки для механоакти-
1 — сборник солодового ловушке; 5 — вентиль; паровой вентиль
молока; 2 —задвижка; 3, 8, 9 — трехходовые крены; о — ротационно-пульсационный аппарат РПА-1-310/3;
4 —
7 —
основной продукт; - 1 - воде; _ 2 - пер; - 28 - антисептик; К - кенели.
Механоактивация ферментов солода осуществляется с помощью ротационно-пульсацнонного аппарата (РПА) на установке, схема которой представлена на рисунке 42. Вода и дробленый солод поступают в сборники солодового молока 1. После пуска ротационно-пульсационного аппарата 6 медленно открывается задвижка 2 и солодовое молоко направляется на обработку.
Ловушка 4 предназначена для предохранения РПА от попадания в него металлических включений и др. После обработки молока аппарат останавливают, а в сборник 1 добавляют антисептик и смесь его с солодовым молоком выдерживают в течение 10—20 мин, затем с помощью РПА направляют на производство.
Метрологическое обеспечение контроля технологических процессов активации ферментов солода представлено ниже:
Основные параметры
Средства контроля
и другими веществами состояния и, таким
,___ ________цент-
полипептидами и другими веществами состояния и, образом, в увеличении количества свободных активных ров.
После пятисуточного замачивания н проращивания зерна для осахаривания крахмалосодержащего сырья готовят солодовое молоко по следующим стадиям: дезинфекция, измельчение солода, активирование и дезинфекция солодового молока. С целью удаления различных загрязнений готовый пятисуточный солод промывают водой, а затем обрабатывают хлорной известью или формалином.
Измельчают солод на дисковых илн молотковых дробилках. Солодовое молоко поступает на механоактнвацню. Для механоактивацин ферментов его подвергают воздействию гидроакустических упругих колебаний частотой 1—5 кГц в активаторе типа РПА при 10—30 циклах обработки.
Один цикл обработки заключается в однократном прокачивании всего объема солодового молока, находящегося в сборнике, через активатор. Количество циклов зависит от состояния активатора, качества исходного зерна, режима соло-доращения, активности амилолитических и протеолитических ферментов в начальном и конечном продукте и устанавливается опытным путем. Оптимальным принимают то количество циклов обработки, за которое активность ферментов достигает наибольшей величины. Необходимо отметить, что обработка солодового молока дольше оптимального времени приводит к снижению активности ферментов вследствие механохимической деструкции их.
Содержание сухих веществ, в солодовом молоке, % Амилолитическая способность солодового молока, ед./100 мл:
до активации после активации
6—8 ±1
35—40 ±5
55—80 Т5
Сахаромеры, рефрактометры
Лабораторный контроль
В процессе эксплуатации установки для механоактивации ферментов солода необходимо соблюдать «Правила по технике безопасности и производственной санитарии в спиртовой и ликерно-водоЧной промышленности».
Ротационно-пульсационные аппараты могут быть использованы также для получения однородных смесей при произ
водстве концентратов.
Новые способы и установки для измельчения зерна и солода при производстве концентратов. С целью снижения потерь и повышения ферментативной активности зерна создано оборудование для получения высокодисперсных помолов н внедрена прогрессивная технология осахаривания крахмалсодержащего сырья, Новое оборудование применяют при производстве экстрактов и концентратов.
Новая установка включает в себя дезинтегратор, сепарационную камеру, вентилятор, циклон, шлюзовый затвор, дис-мембратор, сборник замеса, плунжерный насос, ловушку и насос. С помощью ее можно получить высокоднсперсный помол,
в котором содержится 80—95 % частиц размером менее 250 мкм.
Производительность составляет 5 т/ч при расходе электроэнергии 18—20 кВт-ч/т.
Принцип действия установки состоит в следующем. Зерно или солод дозирующим шнеком подается в дезинтегратор, в котором под действием центробежных сил и механического воздействия зерновки измельчаются и воздушным потоком от вентилятора по трубопроводу выбрасываются для разделения на фракции в среднюю часть сепарационной камеры. Более мелкие частицы (250 мкм и менее) потоком воздуха уносятся в циклон, откуда шлюзовым затвором направляются в дисмем-братор-смеситель для осахаривания. Более крупные частицы возвращаются в дезинтегратор. Исходящий из циклона воздух направляется в вентилятор для повторного использования.
Па дезинтеграторной установке можно осуществлять ме-ханохимическую деструкцию зерна пшеницы, ячменя, ржи, кукурузы, а также солода из этих видов зерновых культур.
В процессе эксплуатации установки необходимо соблюдать следующие правила по технике безопасности:
при полной нагрузке дезинтегратора не должно быть постороннего шума. При наличии его дезинтегратор останавливают и устраняют неполадки. Роторы должны быть отбалансированы и вращаться в противоположные стороны плавно без вибрации;
не допускать перегрева подшипников;
при перегрузке дезинтегратора уменьшают подачу зерна;
во время эксплуатации установки контролируют давление в сепарационной камере: в верхней части — 50 мм рт. ст., в нижней— 100 мм рт. ст. Сепарационная камера должна быть снабжена предохранительным клапаном на максимальное давление 2 кПа.
Метрологическое обеспечение контроля технологического процесса на установке для получения высокодисперсных помолов зерна представлено ниже:
Основные параметры Оптимальное значение Допускаемое отклон е-нне Средства контроля
Влажность зерна, поступающего на измельчение, не более, % 18 ±0,5 Прибор Чижовой, сушильный шкаф
Крахмалистость зерна, % 45—60 ±5 Поляриметр
Гранулометрический состав высокодисперсного помола зерна, мкм 250 ±50 Набор металлических и капроновых сит (1000— 120 мкм)
Для мойки и замачивания зерна при производстве солода используют специальные аппараты различной конструкции, объединенные в отдельном замочном отделении. Как моечные, так и замбчные аппараты изготавливают из листовой стали толщиной 4—6 мм и обрабатывают специальным покрытием, исключающим коррозию металла и агрессивное влияние замачиваемого зерна. Объем замочного аппарата рассчитывают с учетом объема замачиваемого зерна, увеличения объема материала (~40%) при повышении его влагосодержания до 45 % и дополнительного объема для нормального ведения процесса замачивания (10—15 %). Общую емкость всех замочных аппаратов определяют с учетом общего времени замачивания, включающего время заполнения аппаратов, выгрузки и мойки (48—72 ч).
На рисунке 43 представлен один из типов моечных аппаратов для зерна, состоящий из .цилиндроконического корпуса, моечного устройства, вертикального привода, сливной коробки и сливной трубы.
На рисунке 44 показан замочный аппарат с цилиндроконическим корпусом.
Активизация жизненных процессов зерна достигается продуванием его слоя воздухом и удалением двуокиси углерода. Перемешивается зерно с целью мойки и насыщения кислородом с помощью вертикальной трубы 2, расположенной в центре аппарата. Подаваемый в нижнюю часть трубы сжатый воздух через трубопровод 4 увлекает за собой зерно с водой и поднимает вверх. Смесь воды, зерна и воздуха имеет плотность намного ниже плотности воды и зерна, находящихся вокруг трубы. За счет этой разницы зерно поднимается по трубе вверх, где установлено сегнерово колесо <?, которое при вращении равномерно распределяет зерно по емкости аппарата.
Сжатый воздух подается также в кольцевые барботажные трубки 1, расположенные на внутренней поверхности конической части замбчного аппарата. Для равномерного распределения воздуха по всему объему аппарата в трубках в нижней части имеются отверстия диаметром 2—3 мм. С целью спуска замоченного зерна в аппарат для солодоращения в нижней части замбчного аппарата находится вентиль с клапаном 3 и спускной патрубок 6. В таком аппарате перед замачиванием можно проводить и мойку зерна. Для удаления двуокиси углерода замочный аппарат дооборудуют вентилятором, который подключается к его конической части.
Для мойки и дезинфекции ячменя применяют высокопроизводительные замбчные аппараты типа ВВИ емкостью 84 м3. Количество загружаемого зерна — 38 т, масса аппарата 6,07 т, а с полной загрузкой зерна и воды — 74,7 т. Аппарат устанавливают в помещении с сеткой колонн высотой 6 м. Габариты, мм: 4416X5206X6780 (ширииаХдлинаХвысота) Аппараты могут комплектоваться в блоки из трех штук.
Техническая характеристика типовых замочных аппаратов емкостью 16—52 м3:
1
Габаритные размеры, м
£
S
16 7,5 2,0 3,34 1,25 1,27 4,97 18,4 5
26 12,5 3,1 3,40 2,3 1,80 5,82 29,0 6
35 16,5 3,4 4,50 1,405 2,33 5,50 40,2 . 6
52 25,0 5,6 4,50 2,5 2,25 6,0 57,6 7
Современные конструкции замбчных аппаратов имеют ци-линдрическую форму с плоским днищем. Зерно располагается слоем высотой около 3 м.
Для загрузки, разравнивания и выгрузки зерна предназначен специальный лопастной ротор, который при вращении может опускаться и подниматься в зависимости от высоты слоя зерна.
Аппараты для мойки и замачивания зерна целесообразно размещать между зернохранилищем и отделением для соло-доращения. Их можно располагать на одном уровне или один над другим. При этом 1 .
следует учитывать возмож
ность транспортирования зерна, которое не должно травмироваться.
Конструкции аппаратов для мойки и замачивания зерна необходимо совершенствовать в соответствии с технологическими и экологическими требованиями. Совершенствование должно быть направлено на обеспечение быстрого набора и
43. Моечный аппарат для зерна:
1 — сливная труба; 2 — сливная коробка; 3—вертикальный привод; 4 — корпус; 5 — моечное устройство
смены воды, а также ее экономии; удаление образовавшихся ингибирующих веществ с небольшими затратами энергии. Кон-струкции насосов для перекачки зерна с водой должны исключать травмирование зерна и прежде всего ростков.
Аппараты для проращивания зерна. Пневматический аппарат для проращивания зерна имеет прямоугольную форму с открытой верхней частью (рис. 45). Проращиваемое зерно располагается горизонтальным слоем высотой 0,5—3,0 м на несущем ситовом поддоне. Разравнивание, ворошение для равномерного развития зерна и выгрузки свежепроросшего солода выполняется шнековым ворошителем Типа ШЧ-ВВШ. Каждый пневматический аппарат должен иметь отдельный напорный вентилятор, систему охлаждения и увлажнения воздуха. ,
Отношение ширины к длине аппарата выбирают с учетом обеспечения равномерного распределения воздуха и оно может составлять 1 :4 и 1:8. Стенки аппарата высотой 1,2—2 м над
44. Замочный аппарат:
1 — кольцевые барботажные трубы; 2 — вертикальная труба; 3 — сегнерово колесо;
4 — воздушный трубопровод; 5 — вентиль; 6—-спускной патрубок
45. Аппарат для проращивания зерна:
1—опоры; 2—сито; 3 — винт; 4 — ограничитель; 5 — солодоворошитеЛь; 6 —двигатель; 7—-редуктор; 8 — каретка; 9 — разравниватель слоя
ситом изготавливают из железобетона или кирпича. Толщина их 0,15—0,20 м. На верхней части боковых стенок устанавливают рельсы и зубчатые штанги для передвижения шнекового ворошителя. Высота подситового пространства аппарата составляет 1,6—2 м. Сечение плетенных из нержавеющей проволоки сит, на которых находится зерно, должно быть больше 20 %, а днище подситового пространства аппарата иметь уклон для стока воды в сборник. Выгружать свежепроросшнй солод из аппарата следует в течение 2—3 ч механизированным способом.
Большое распространение получили пневматические солодовни с передвижной грядкой, где с помощью ковшового ворошителя проращиваемое зерно через каждые 12 ч последовательно перебрасывается из одной секции в другую — от замачивания до сушки солода (рис. 46).
Подситовое пространство аппарата с передвижной грядкой разделено поперечными перегородками на 14—18 секций, в которые от камеры кондиционирования поступает увлажнеи-
46. Пневматическая солодовня с передвижной грядкой:
1 — моечный аппарат; 2-"-замочный аппарат; 3 — солодорастмльный аппарат; 4 — ковшовый ворошитель; 5, 8 —нория; 6 — конвейер; 7 —сушилка; 9, 12 — бункеры; 10 — росткоотбойная машина; 11— весы; 13 —конвейер сухого солода; 14 — насос
ный и охлажденный воздух. Вдоль продольных стенок аппарата уложены рельсы, по которым перемещается • ковшовый ворошитель, представляющий собой подвижную каретку с беспрерывным ковшовым элеватором с шириной, соответствующей ширине аппарата.
При движении ворошителя ковши погружаются в проращиваемое зерно, набирая и перебрасывая его через каретку назад от готового свежепроросшего солода к вновь загруженному в аппарат замоченному зерну. Таким образом, проращиваемое зерно через 7—8 суток постепенно перемещается от одного конца аппарата к другому, превращаясь в свежепророс-ший солод, который с помощью ковшового ворошителя сбрасывается иа ленточный конвейер, а затем перемещается к элеватору сушилки.
В солодовенном производстве применяются и барабанные аппараты, позволяющие сравнительно легко создавать стабильно оптимальные условия для проращивания зерна (рис; 47).
Аппарат (барабан) представляет собой стальной горизонтальный цилиндр, установленный на двух парах опорных роликов. Замоченное зерно заполняет его на 50 % объема. Как и в других типах пневматических солодовен, проращиваемое зерно по заданному режиму продувается кондиционированным воздухом н перемешивается медленным вращением барабана.
Если в пневматических солодовнях с ковшовыми или шне-
47. Барабанный аппарат:
1 — каналы воздушные; 2 — канал; 3 — перегородка; 4 — шестерня; 5 — бандажи; 6 — люк; 7 — корпус; 8 —• канал; 9 — ролики опорные; 10 — сито; 11 — редуктор
t-i
ковыми ворошителями проращиваемое зерно нередко травмируется, то при вращении барабана оно равномерно перемещается внутри, благодаря чему зерна не повреждаются.
Солодосушилки делят нд два типа: периодического действия и непрерывного. К солодосушилкам периодического действия относятся горизонтальные одно- и двухъярусные, которые в настоящее время наиболее распространены. Сушка солода в них происходит с перерывами, необходимыми для выгрузки сухого и загрузки свежепроросшего солода. Температура сушильного агента изменяется от 45 до 80—105 °C.
К солодосушилкам непрерывного действия относятся вертикальные сушилки типа ЛСХА, карусельные КТИППа и другие, в которых готовый продукт — сухой солод — производится непрерывно.
48. Установка непрерывного действия для сушки солода:
1 — ограждение неподвижное; 2 — приводной ролик; 3 — опорный ролик; 4 — перфорированная платформа; 5 — сушильная камера; 6 — устройство выгрузки сухого солода; 7 — шлюзовой затвор; 8 — рыхлитель; 9 — бункер-питатель; 10 — открытый винтовой конвейер; 11 —свод; 12 — калорифер; 13 — вентилятор; 14, 15 — ленточный конвейер; 16 — ограждение подвижное
Киевским ордена Трудового Красного Знамени технологическим институтом пищевой промышленности. в творческом содружестве с Институтом теплофизики АН УССР и Киевским заводом «Оболонь» впервые в СССР разработана высокоэффективная установка непрерывного действия для сушки солода (сушилка карусельного типа). Установка применяется в комплексе с существующими системами проращивания ячменного солода —
49. Распределение температуры и влажности солода по высоте слоя в карусельной сушилке
пневматическими ящичными солодовнями или солодовнями ти
па «передвижной грядки» — и предназначена для сушки све-жепроросшего солода. Кроме того, она может быть использована в сельском хозяйстве и химической промышленности для
сушки высоковлажных дисперсно связанных материалов.
Установка (рис. 48) работает следующим образом. После загрузки ее свежепроросшим солодом и вывода на необходимый режим сушка осуществляется в плотном движущемся сверху вниз слое в противотоке с сушильным агентом. Движение слоя высушиваемого солода достигается за счет непрерывного отбора в горизонтальной плоскости нижнего высушенного слоя выгрузочным устройством 6 и одновременной догрузкой верхнего слоя свежепроросшим солодом через .бункер-питатель 9. Выгрузочное устройство выполнено в виде шнека, заключенного в незамкнутый корпус со стороны поступления зерна. На верхней крышке корпуса установлен рыхлитель 8. В процессе сушки за счет вращения перфорированной платформы 4 нижний слой солода, отделенный от остальной массы рыхлителем 8, попадает на витки шнека и через шлюзовой затвор 7 удаляется из зоны сушки. Высота удаленного слоя сухого солода соответствует диаметру корпуса шнека. Верхний слой пополняется свежепроросшим солодом через бункер-питатель 9 посредством воздействия гравитационных сил. Скорость вращения платформы 4, высота удаляемого слоя, общая высота высушиваемого материала, количество и температура теплоносителя взаимообусловлены и определяют максимальную производительность при минимальных энергозатратах и высоком качестве готового солода.
Непрерывный процесс позволяет обеспечить оптимальные технологические требования ко взаимосвязи между температурой теплоносителя и влажностью высушиваемого солода, а также постоянную по времени длительность физиологических, ферментативных и химических фаз, что обеспечивает высокое качество готового продукта (рис. 49).
Техническая характеристика установки
Высота слоя высушиваемого солода, м 1,5
Влажность свежепроросшего солода, % 40—45
. Влажность сухого солода, % 3,5—4,5
Продолжительность сушки, ч 12—15
Удельная нагрузка высушиваемого солода иа 1 м5 площади сита, кг До 600
Расход теплоты при средней годовой температуре 4-8 °C и относительной влажности воздуха 70 %, ГДж/т До 3,25 Расход электроэнергии при удельной нагрузке 600 кг/м2 высушиваемого слоя солода, кВт-ч/т 55—60
Температура теплоносителя, °C 85
Относительная влажность отработавшего сушильного агента, % 95—100
Давление сушильного агента под слоем, Па 1500
Экономический эффект от внедрения установки непрерывного действия мощностью 15 тыс. тонн солода в год и а Киевском заводе «Оболонь» составил около 100 тыс. рублей.
Установки непрерывного действия для сушки солода серийно выпускаются производительностью от 5 до 20 тыс. тонн в год.
Научно-производственным объединением пиво-безалкогольной промышленности совместно с КТИППом (1987) разрабо; таиа одноярусная солодосушилка РЗ-ВСО-2 мощностью 16 т/сут с механизированной загрузкой свежепроросшего солода и выгрузкой готового продукта (рис. 50). Сушилка оснащена нагнетательными вентиляторами соответствующей производительности и давления. Технико-экономический анализ солодосушилки в период промышленных испытаний при различных удельных нагрузках солода и расходах сушильного агента показал, что удельные затраты тепла н себестоимость продукта ниже, чем у вертикальных сушилок типа JICXA. Высота слоя свежепроросшего солода составляет 0,5—1,0 м, температура сушильного агента изменяется от 55 °C до 85 °C в течение 20 ч. Рециркуляция сушильного агента осуществляется в течение 6 ч на последней стадии сушки.
Основные параметры сушки солода иа горизонтальной со-лодосушилке при различных удельных нагрузках солода следующие:
Параметры процесса Нагрузка солода на 1 мг сита кг
160 1 190 1 220 ] 250
Количество сухого солода (без ростков), т 9,3 11,20 13,7 16,0
Продолжительность, ч: загрузки 3,2 3,50 3,8 3,85
выгрузки 0,25 0,25 0,25 0,25
сушки 23,0 25,00 27,0 21,0
7
7
50. Одноярусная сушилка периодического действия:
1 — газогенератор для подготовки сушильного агента; 2 — заслонка; 3 —• рецирку* ляциоиный канал; 4 — гидравлический подъемник; 5 — опрокидывающаяся решетка;
6 устройство для распределения солода; 7 •— вентиляторы вытяжные; 8 — сборник готового солода; 9 — шнековый конвейер; 10 — вентилятор нагнетательный
Продолжение вывода
Параметры процесса Нагрузка солода на 1 м* сита, кг
160 190 | 220 | 250
Температура агента, °C 50—80 50—80 50—80 .50—80
Влажность солода, % 3,5 4,10 3,90 3,9
Напор воздуха в подситовом пространстве, Па 200 — 800
Удельный расход: — . 180
электроэнергии, кВт-ч/т — 140—150
теплоты, ГДж/т — 4,2—4,6 — 5,0
протекают физиоло-в нижнем настолько результате чего сни-
Одноярусные сушилки периодического действия отличаются простой конструкцией, компактностью, высокой производительностью и сравнительно небольшим удельным расходом топлива. Свежепроросшнй солод ровным слоем (высотой до 1 м) загружают на решетку и высушивают в течение 16— 18 ч без перемешивания. Полный цикл всех операций, включая загрузку, сушку и выгрузку готового солода, составляет около 24 ч.
Однако в сушилках периодического действия очень трудно оптимизировать режим сушки (рис. 51). В верхнем слое солода дольше, чем в среднем и нижнем, протекают физиологические и ферментативные процессы, а же дольше идут химические процессы, в жается качество солода.
В настоящее время на солодовенных роко применяют сушилки непрерывного действия системы ЛСХА (Латвийской сельскохозяйственной академии; см. рисунок 15).
В металлическом корпусе сушилки находятся две вертикальные ситчатые сушильные шахты, заполненные солодом, . которые медленно продвигаются Во избежание залегания солода
заводах страны ши-
вниз непрерывным потоком, между ситами шахты книзу постепенно расширяются. Сушильный агент четыре раза зигзагообразно проходит через слой солода снизу вверх. Свежепроросшнй солод из камеры подвяливання, расположенной над корпусом сушилки, самотеком поступает в ситчатые шахты, а высушенный — из нижней части сушилки разгрузочным
Продолжитемюсть сушки, ч
51. Изменение температуры (t) и влажности (W) верхнего и нижнего слоя солода в процессе сушки на солодосушилке периодического действия
52. Горизонтальная спаренная,сушилка для сушки зерна и солода периодического действия
механизмом, состоящим из двух пар вальцов, удаляется в приемный бункер, а оттуда направляется на обработку и хранение. Продолжительность сушки солода в сушилке ЛСХА составляет 10—12 ч.
Характеристика солодосушилок типа ЛСХА
ЛСХМ-ЮМ ЛСХА-20М
Число сушильных шахт, шт. 2 4
Общий объем сушильных шахт, м3 Часовая производительность по сухому солоду с ростками, кг/ч 12,9 25,8
550 1 100
Общий расход тепла, ккал/ч: в летних условиях 475 000 ’ 950 000
в зимних условиях 638 000 1 276 000
Габариты, м: высота 15 16
длина 4,3 4,3
ширина 2,65 5,1
Расход электроэнергии, кВт-ч/т 69 69
Масса, т 27 54
Существенные недостатки имеют и сушилки непрерывного действия типа ЛСХА, являющиеся частью классической схемы производства солода. Основные из них — низкая удельная
53. Лопастная росткоотбойная машина:
1 — приводная шестерня; 2 — «ап; 3 —• лопасть; 4 — корпус; 5 — выгрузочная воронка; 6 — воздуховод; 7 — дисковый распылитель
производительность, неравномерность движения материала внутри шахты из-за неудовлетворительной работы разгрузочного устройства и трения зерен о перфорированные стенки. Неравномерность распределения зерен солода и движения их по сечению шахты приводит к неравномерной сушке, а, следовательно, и к низкому качеству готового продукта. Кроме того, сушилки этого типа имеют высокую удельную металлоемкость.
Для сушки зерна и солода применяют высокоэффективные спаренные сушилки (рис 52).
Росткоотбойная и полировочная машины. Высушенный солод, полученный из зерновых культур, может храниться или перерабатываться иа концентраты и напитки только после удаления ростков.
Применяемые в настоящее время росткоотбойиые машины имеют ряд существенных недостатков: низкая производительность, засорение и износ сетчатых барабанов, большой удельный расход электроэнергии, сложность в изготовлении и эксплуатации. Кроме того, ие иа всех росткоотбойиых машинах обеспечивается полная очистка солода от ростков. Частично солод проходит через сетчатый барабан и удаляется шнеком из машины вместе с ростками, что приводит к потерям готового продукта.
Новая росткоотбойная машина проста по конструкции и обеспечивает высокую производительность (до 10 т/ч), снижение удельных энергозатрат и увеличение выхода готового продукта. Поставленная цель достигается тем, что вместо сетчатого барабана и отбивочиого устройства установлены два вала с девятью лопастями, вращающимися в цилиндрическом корпусе навстречу один другому.
На рисунке 53 показан продольный разрез лопастной рост
коотбойной машины, разработанной кафедрой биотехнологии КТИПП и Леиннаканским пнвосолодовеииым комбинатом.
Внутренняя полость корпуса разделена иа три зоны (I, II, Ш), в каждой из которых установлено по три лопасти. Угол расположения лопастей 3 в пространстве во всех трех зонах по отношению одна к другой составляет 90°.
Росткоотбойиая машина работает следующим образом. Солод непрерывным потоком подается в I зону корпуса 4 и с помощью лопастей интенсивно перемешивается, перемещается во II зону, где также интенсивно перемешивается и направляется в III зону. Там лопасти сдерживают перемещение потока солода, интенсивно прн этом его перемешивая. При прохождении потока солода через все три зоны и интенсивном его перемешивании отделяются ростки от зерен солода. Смесь ростков и солода поступает к воронке 5, иа которой смонтирован воздуховод 6 и дисковый распылитель 7. Лопасти иа распылителе имеют определенную кривизну, благодаря чему солод приобретает вращательное движение. При этом происходит интенсивное распыление ростков, движущихся вместе с потоком солода вниз. В средней части вертикального воздуховода подключей вентилятор, который потоком воздуха увлекает ростки и направляет их в циклон. Интенсивность воздушного потока регулируется жалюзийной решеткой.
При использовании пневматического транспорта для перемещения сухого солода необходимость установки росткоотбойиой машины отпадает. В результате прохождения солода в потоке воздуха по трубопроводу происходит трение зерен друг о друга, благодаря чему ростки отделяются от солода. В циклоне солод осаждается и направляется на хранение, а ростки отделяются от воздуха в рукавном фильтре.
Охлаждение солода перед подачей его в силоса на хранение является обязательным, т. к. в противном случае наблюдается инактивация ферментов, потемнение солода и ухудшение качества пива, приготовленного из неохлажденного сырья. Лучший способ охлаждения солода — снижение его температуры перед обработкой росткоотбойиой машиной до 35— 45 °C, а после — окончательное охлаждение до 20—25 °C.
В солодосушилках периодического действия солод после окончания сушки можно охлаждать с помощью аэрации холодным воздухом в течение 20—30 мин. При сушке его в сушилках непрерывного действия температуру конечного продукта можно снижать после росткоотбойиой машины в специальных охладительных камерах.
. Переработка свежевысушениого солода может привести к недостаточному осахариванию, плохому сбраживанию кваса. Следовательно, до подачи в производство его необходимо выдерживать 2—3 мес. Из росткоотбойиой машины солод направляется в бункера, закрома или силоса элеватора. Основным условием правильного хранения его является защита от вредителей, плесени, увлажнения и самосогревания. Наиболее
рациональным может быть хранение солода в силосах, где из-за незначительного соприкосновения с воздухом его влажность почти не изменяется.
Перед подачей сухого солода в производство с целью удаления пыли, оставшихся ростков, цветочной оболочки и других примесей его пропускают через полировочную машину, после которой ои приобретает чистый вкус, а поверхность каждой зерновки становится блестящей.
В полировочной машине солод проходит между щеточным барабаном из растительного или искусственного волокна и волнистой стальной поверхностью. Полировочный солод с помощью выгрузочного устройства направляется через автоматические весы в бункер, а пыль, выделяемая при полировке, отсасывается вентилятором и направляется в пылеулавливающее устройство. Солодополировочиая машина должна быть отрегулирована и работать в оптимальном режиме. Количество пыли составляет не более 1,25 % и она ие должна содержать битых зерен, крупки и муки.
Аппараты большой единичной мощности для производства солода совмещенным способом. По количеству единовременной загрузки сырья (от 10 до 100 т), составу основных (замачивание, проращивание и сушка) и вспомогательных (за^ грузка, выгрузка и профилактика) операций, последовательности их выполнения аппарат для производства солода совмещенным способом относится к оборудованию периодического действия большой единичной мощности (АБЕМ). Ои представляет собой индивидуальную камеру с ситчатым днищем, оснащенную шнековым солодоворошителем, транспортным оборудованием, средствами механизации и вспомогательным технологическим оборудованием (теплогенератор, вентилятор и камера кондиционирования; см. рисунок 13).
Аппараты изготовлены из железобетона или кирпича и должны быть хорошо герметизированы и теплоизолированы. Внутреннюю поверхность покрывают металлическими антикоррозионными листами или другим материалом. Ситчатое дно аппарата, на которое укладывается зерно., выполняют из плетенных решеток, изготовленных из нержавеющей проволоки. Аппарат размещают в теплоизолированном закрытом помещении, конструктивные элементы которого должны быть рассчитаны на изменение температуры воздуха и сушильного агента от 4 °C до 100 °C и относительной влажности от 4 до 99 %, а конструктивные размеры аппарата по ширине — соответствовать требованиям ТУ на выбранный ворошитель, длина — определяться производительностью.
В верхней части каждого аппарата устанавливают вытяжные шахты с шиберами, скорость движения воздуха в которых не должна превышать 8—10 м/с. Такая же скорость воздуха допускается в подводящих каналах. Обслуживающую площадку изготавливают из металлических прутьев и устанавливают над конвейером вдоль аппарата. Нагрузка на 1 м2 22,8
54. Схема прогрессивной технологии солода: 1—моечный аппарат; 2—-аппарат большой единичной мощности для замачивания и проращивания зерна; 3 — нория; 4,8 — конвейеры; 5 — еолодоеушилка; 6 —калориферы; 7, 10 — вентиляторы; 9 — камера кондиционирования
площади сита аппарата сухим ячменем составляет 400— 500 кг, а съем сухого солода с 1 м2 сита аппарата— 15 т в год.
Важным условием, которое следует соблюдать при строительстве и реконструкции солодовенных цехов с АБЕМ, является равномерное распределение давления воздуха и сушильного агента в подситовом пространстве, определяющее равномерность проращивания и сушки солода по всей площади аппарата. Для обеспечения указанных требований высота подситового пространства должна быть не менее 2 м.
С целью увлажнения и охлаждения воздуха, поступающего в аппарат в период замачивания и проращивания ячменя, под ситом устанавливают форсунки, распыляющие воду в тонкую однородную пыль. Для кондиционирования воздуха с целью экономии воды кроме форсунок целесообразно также устанавливать й сухие аммиачные воздухоохладители.
Устройство для коидициоиироваиия воздуха должно обеспечить его подготовку в объеме 300—400 м’/ч на 1 т перерабатываемого ячменя при воздушно-оросительиом замачивании и 500—700 м’/ч — при проращивании. Температура кондиционированного воздуха — 12—14 °C, влажность — 96—100 %. Расход воды на 1 т ячменя (для коидициоиироваиия воздуха и воздушно-оросительного замачивания) составляет 1,5— 2 м3.
Аппараты для совмещенного способа производства солода могут компоноваться в зависимости от их производительности и способа сушки с камерами кондиционирования Типа КТ-30,
КТ-40, КТ-60, КТ-80, КТ-120, КТ-160, КТ-250' (цифра обозначает производительность по воздуху в тыс. м*/ч) и солодосу-шилкой (рис. 54).
Вместо ленточных роликовых транспортеров для горизонтального или наклонного (до 25°) перемещения солода лучше применять безроликовые стационарные транспортеры (волокуши), рабочим органом которых является движущаяся плоская или лотковая лента в коробе. Для выравнивания слоя ячменя в АБЕМ, его замачивания, ворошения зерновой массы при проращивании и сушке, а также для выгрузки готового солода используют шнековый автоматизированный ворошитель Ш4-ВВШ.
Техническая характеристика ворошителей солода Ш4-ВВШ
СО 1 о 1 со 7 *
Показатели 3 со со -ввш- -ввш- ввш-
В 1 тГ 3 а I В
Производительность при выгрузке сухого солода, т/ч Установленная мощность двигателей, кВт: ворошителя 21 23,5 34,0 36,6
9,7 9,7 13,7 13,7
стенки 9,0 9,0 9,0 9,0
Скорость перемещения, м/мии: при ворошении 0,4 0,4 0,4 0,4
при выгрузке 0,2 0,2 0,2 0,2
Габаритные размеры со стенкой, м: длина 2,89 2,89 2,89 2,89
ширина 4,77 5,27 7,27 7,77
Масса ворошителя со стенкой, т 5,15 5,49 7,60 9,10
Производительность прн ворошении ячменя, т/ч 54,0 60,5 88,0 94,5
Удельная нагрузка иа сито по воздушиосухому ячменю, кг/мг 550 550 550 550
Для подготовки сушильного агента при сушке солода в АБЕМ можно использовать стандартные паровые калориферы, нестандартные (разработанные в КТИППе) огневые воздухоподогреватели (трубчатые теплогенераторы) или теплогенераторы с непосредственным смешиванием воздуха с продуктами сжигания природного газа, исключающие образование канцерогенных веществ, также разработанные в КТИППе. Расход сушильного агента на 1 т готового солода составляет 70 тис. м’(см. с. 231).
Теплогенератор работает на природном газе обеспечивает сушку свежепроросшего солода в количестве 300 т/год (10 т/сут). При проектировании более мощных солодосушилок устанавливают два теплогенератора и больше.
Характеристика трубчатого теплогенератора (КТИПП) производительностью 21ХЮ5 кДж/ч
Параметры Показатели
Количество воздуха, подаваемого иа горение, м’/ч 30000
Температура сушильного агента, °C 85—90
Давление, Па: 1200
сушильного агента
воздуха перед теплогенератором 2 500
Расход природного газа, м’/ч 100
Давление природного газа, Па 30Х103
Температура, °C: 1300
продуктов сгорания
уходящих газов 120
Потребляемая вентилятором мощ-
ность, кВт/ч 55
Самым распространенным способом получения сушильного агента является калориферный. Однако он связан с большими капитальными затратами и низким КПД использования тепла. Так, сметы строительства калориферного отделения, обеспечивающего выпуск 20 тыс. тони солода в год, составляют около 100 тыс. рублей. Кроме того, необходима прокладка теплотрассы от .котельной или ТЭЦ до калориферного отделения. Калориферы для сушилок подбирают по техническому справочнику.
Характеристика калориферов стальных пластинчатых модели КВС
№ калориферов Поверхность нагрева, м* Масса, кг
Средняя модель
1 8,55 43,0
2 10,62 51,9
3 12,70 58,2
4 16,92 74,8
9 19,56 83,8
10 25,08 102,2
11 72,00 262,6
12 108,00 389,9
Большая модель
1 11,38 56,4
8 22,44 96,6
9 26,00 109,1
10 33,34 133,7
11 96,53 351,0
12 143,50 518,3
В энергетическом балансе сушилок потеря тепла с отходящими газами является наиболее существенной. Чтобы избавиться от этих потерь, во всех проектируемых аппаратах в качестве сушильного агента необходимо применять смесь воздуха с продуктами сгордння чистого природного газа и стеклянные теплообменники для использования отработавшего агента после сушкн. Непосредственное применение тепла сгорающих газов для сушки солода и тепла отработавшего агента позволит сократить до 50—60 % удельный расход топлива. Но прн этом в агенте не должны содержаться окислы азота — предшественники канцерогенных веществ.
Стоимость АБЕМ и затраты на их монтаж в 1,5 раза ниже, чем стоимость аппаратов, рекомендуемых для производства солода по классической технологии той же мощности, когда процессы замачивания, проращивания и сушкн солода осуществляются в отдельных аппаратах.
При реконструкции существующих и проектировании новых солодовенных заводов и цехов целесообразно компоновать аппараты большой единичной мощности в блоки. Количество аппаратов в одном блоке должно обеспечивать непрерывное получение готового солода и полное использование вспомогательного оборудования (вентиляторов, теплогенераторов, конвейеров и т. д.).
Параллельная работа нескольких аппаратов со смещением цикла производства солода позволяет достичь непрерывности режима работы блока (цеха) н максимального использования тепла отработавшего агента, который из аппарата, где заканчивается сушка, направляется в аппарат, где она только начинается.
Система автоматизации технологических процессов производства солода в аппаратах большой единичной мощности разработана и внедрена на ряде заводов страны КТИППом совместно с институтом Пищепромавтоматики.
Контролируемыми параметрами, характеризующими процессы замачивания, проращивания и сушки солода в АБЕМ, являются температуры в слое солода, кондиционированного воздуха н сушильного агента в подстиловом пространстве и над слоем солода.
Регулируемыми параметрами, изменением величин которых обеспечивается соблюдение заданного технологического регламента, являются: температура воды при мойке и замачивании ячменя; продолжительность и количество циклов замачивания (орошение — воздушная пауза — удаление двуокиси углерода); продолжительность и количество циклов проращивания (продувки воздухом, расход воздуха, время подачи воды на форсунки и количество циклов орошения); расход газа при сушке, длительность поддержания данной температуры сушильного агента на каждой ступени ее; частота и время работы ворошителя прн замачивании, проращивании н сушке солода.
Система автоматизации реализована на серийно выпускаемых современных средствах электроавтоматики и вычислительной техники. Для автоматического контроля и регулирования температуры в слое зерна предусмотрен механизм, выполненный в виде установленной над слоем зерна поворотной штанги с роликом, двигающейся по копиру, смоитироваииому иа ворошителе н обеспечивающему плавный вывод термочувствительного элемента из слоя зерна в период прохождения ворошителя и плавный ввод датчика в слой после его прохождения.
Достижение высокого уровня производительности труда, снижение энергетических затрат и увеличение выхода высококачественной продукции из единицы сырья на солодовенных предприятиях возможно только прн использовании автоматизированных систем управления технологическими процессами. , ... ;•
Оборудование для очистки и умягчения воды. На заводах и в цехах по производству безалкогольных напитков применяют следующие способы очистки воды: фильтрование через песочные и керамические фильтры, коагуляцию, извлечение железа, бактерицидное облучение, обработку ионами серебра, отстаивание.
Целью фильтрования является удаление нз воды взвешенных частиц. Для этого применяют-фильтры, заполненные Ьлоем кварцевого песка нли другого материала, на поверхности которого удерживаются взвешенные частицы. Степень очистки воды на таких фильтрах определяется размерами частиц фильтрующего^ материала и высотой его слоя. Самой высокой задерживающей способностью обладает кварцевый песок, содержащий около 100 % кремнезема прн среднем диаметре частиц 0,6—1 мм н насыпной массе 1,5 т/м’.
Для фильтрования воды используют в основном закрытые фильтры, в которые жидкость попадает с помощью насоса илн из закрытых напорных баков под давлением.
Самотечный фильтр для воды, производительностью 1 м’/ч и более, широко применяется в безалкогольной промышленности.
В результате скопления большого количества осадков в фильтрующем слое скорость фильтрования снижается. Поэтому 1—2 раза в месяц фильтр промывают, пропуская через фильтрующий слой воду с большой скоростью в направлении, противоположном фильтрованию.
При биологической очистке воды применяются мембранные и -керамические фильтры. Керамический представляет собой герметический корпус с плотно закрывающейся крышкой и решеткой внутри, иа которой укреплены полые керамические свечи с размером пор около 1,5 мкм.
Вода под давлением поступает в фильтр ,н проникает через поры во внутреннюю их часть. Мелкие взвеси и микроорганизмы задерживаются на наружной поверхности. Из свечей
вода направляется в верхнюю часть корпуса и через штуцер выводится в сборник чистой воды.
Прн снижении производительности керамических фильтров их необходимо перезаряжать регенерированными свечами. С целью регенерации их обрабатывают 2 %-ным раствором соляной кислоты и 2 %-иым раствором щелочи с последующей промывкой дистиллированной водой.
В случае загрязнения воды минеральными и органическими примесями, находящимися в коллоидно-дисперсном состоянии, применяют коагуляцию коллоидных примесей. Прн этом воду дополнительно обрабатывают реагентом, приводящим к коагуляции примесей, в результате чего ускоряется их осаждение. В качестве коагулятора целесообразно использовать сернокислый глинозем, который в водном растворе подвергается гидролизу.
Для удаления бикарбоната железа воду аэрируют, при этом железо окисляется, образуя гидроокись в виде осадка. Выделяющаяся при гидролизе СОг уходит вместе с воздухом в атмосферу. Для аэрирования воды используют простейшие разбрызгивающие устройства или градирни.
Умягчению подлежит вода, жесткость которой превышает 6 мг-экв/л. Прогрессивным способом изменения ее солевого состава (водоумягчеиие) является ионообменный, предусматривающий реакцию ионнного обмена между солями воды и ионами. Иониты делятся на катиониты и аниониты, в которых обменивающимися ионами являются соответственно катионы и анионы.
Для умягчения воды в безалкогольной промышленности используют катиониты, в которых обменивающимся ионом является ион натрия Na+ или водорода Н+. При №+-катиоии-роваиии соли кальция и магния превращаются в легкорастворимые соли натрия, а бикарбонаты кальция и магния — соответственно в бикарбонаты натрия, в результате чего щелочность воды возрастает. При Н+-катионироваиии вместо солей некарбонатной жесткости образуются кислоты, повышающие кислотность воды.
В настоящее время высокоэффективными искусственными ионитами являются сульфоуголь и синтетические ионообменные смолы. Сульфоуголь получают в процессе обработки коксующихся каменных углей серной кислотой при высокой температуре с дальнейшей промывкой и сушкой. Синтетические катионитовые смолы относятся к высокополимериым кислотам и обладают большой реакционной способностью.
Производится катионитовое водоумягчеиие с учетом жесткости исходной воды, а также требуемого солевого состава умягченной, поступающей на технологические нужды.
Для катиоиитового умягчения используют установки, состоящие из катионитовых фильтров, солерастворнтеля, сборника солевой воды и сборника умягченной воды.
Катионитовый фильтр представляет собой цилиндрический
сосуд, в верхней части которого имеется .люк для загрузки кварцевого песка и катионита. Для равномерного распределения умягченной воды в нижней части фильтра устанавливают дренажное устройство. При заполнении фильтра кварцевым песком' нижний слой следует заполнить более крупными зернами (20—30 мм), а верхний мелкими (1,5—2 мм). Сверху на слой кварцевого песка насыпают слой катионита высотой 1—1,5 м.
Основное оборудование для отделения, очистки и умягчения воды:
Оборудование
Назначение и марка
Фильтр:
осветительный вертикальный
однокамерный
керамический
водород-катиоиитовый первый
водород-катнонитовый второй
Для обработки воды ФОВ-1,5-6 П14-ВФВ ФИП1-1.06Н ФИП1-1-1-1,5.0,6Н
ступени (применяется в качестве
контактного резервуара)
иатрий-катноинтовый первой ступени (применяется в качестве угольного фильтра) ФИП-1-1.06а
Сборник чугунный эмалированный СЧЭН-0,4-10, СЧЭН-0,63-10
Остановка электролизная «Поток» или «КТИПП» Хлорирование воды
Оборудование для хранения и подготовки зерна. Для хра-
нения, очистки и сортировки зерна, поступающего на производство солода, используют элеваторы, рабочий и силосиый-кор-пуса которых представлены на рисунке 55. Принцип действия воздушно-ситового сепаратора и комбинированной сортировочной машины показан на рисунках 56 и 57.
Установка для хранения сухих лечебных трав. Для хранения сухих лечебных трав и хмеля в КТИППе и Институте хмелеводства разработана, изготовлена и налажена в режиме эксплуатации промышленная установка с надувным пленочным хранилищем. В ней использованы мембранные волоконные газоразделительиые элементы, позволяющие создать среду в хранилище с содержанием азота 95±1 %. Функционально-технологическая схема процесса хранения хмеля и сухих трав в среде азота показана на рисунке 58.
Основными элементами промышленной установки являются: передвижной компрессорный агрегат СО-7Б производительностью 30 м3/ч и давлением 0,6 МПа, мощность электродвигателя — 4 кВт, газоразделительиый элемент изготовлен из полого полупроницаемого волокна гавитои с поверхностью массообмена 1000 м2, пленочное надувное хранилище вместимостью 180 м’.
8
О
10 11
ю
Очищенное зерно
Мелкие примеси.
Крупные примеси
55. Схема подготовки и хранения
зерна в солодовенном производстве (элеватор):
1 — автоматические весы; 2 — нория; 3 — комбинированная . сортировочная машина;
4 — воздушно-ситовой сепаратор; 5 — сборник; 6 — магнитный сепаратор; 7 — воздушный фильтр; 8 — верхняя галерея; 9 — винтовой конвейер; 10 — силос для хранения зерна
/2
15
10
15
16
1р06ые
примеси
18 17 Пе^ие . примеси 4J 'У
56. Воздушно-ситовой сепаратор:
1 — воздушный канал; 2 — ситовой корпус; 3 — штанга; 4 — клапан; 5 — корпус; 6 — сборник пыли; 7 — заслонка; 8 — вентилятор; 9 — всасывающий патрубок; 10 — канал; 11 —поток зерна, поступающего на очистку; 12 — распределитель зерна; 13 — регулятор подачи зерна; 14 —• сито для отделения грубых примесей; 15 — с.ито для отдаления крупных примесей; 16 —• сборник легких примесей; 17 — сито для отделения мелких прнмесей; 18—направляющие; 19 — привод возвратно-поступательного движения сит;
20 — штанга
7 В
4 J
2
57. Комбинированная сортировочная машина:
1 — триер; 2 — винтовой конвейер;
3 — сортирующий барабан; 4 — контрольный трнер
зерна. шаровидные принеси
г
58. Функционально-технологическая схема процесса хранения хмеля и трав:
1 — компрессор; 2 — фильтр; 3 — газоразделительные элементы; 4 — хмелехрани-лище; 5 — газораспределительный коллектор
Существенным преимуществом новой установки по сравнению с известными является то, что она позволяет непосредственно из атмосферного воздуха получать газовую среду необходимого состава. Экономический эффект разработанной технологии хранения сухих трав и хмеля превышает 100 р./т сырья по сравнению с хранением в охлаждаемых помещениях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Абарышев В. М. Новое оборудование для пиво-безалкогольной промышленности//Пищ. пром-сть. Сер. 22,—М., 1988.— Вып. Io-С. 40. -
2. Авакянц С. П., Черепнин С. А., Белов Н. И. Концентрирование виноградного сусла методом обратного осмола//Изв. вузов. Пищ. технология.— 1988.— № 2,— С. 95—97.
3. Архипова Г. И. Разработка технологии высокофермеитативно-го солода из шестирядиого озимого ячменя: Автореф. дне. ... канд. тех. наук.— К., 1989.— 26 с.
4. Бакуменко Л. Л. Разработка и оптимизация технологических режимов получения экстрактов растительного сырья для пиво-безалкогольной промышленности: Автореф. дне. ... каид. тех. ваук,—К-, 1986,—30 с.
5. Б а л а ш о в В. Е. Дипломное проектирование предприятий по производству пива н безалкогольных напитков,—М.: Лег. и пнщ. пром-сть., 1983.— 287 с.
6. Б а л а ш о в В. Е., Рудольф В. В. Техника и технология производства пива и безалкогольных напитков,—М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981,—160 с.
7. Б а л е и к о Т. Л. Совершенствование технологии карамельного солода: Автореф. дис. ... канд. тех. наук.— К., 1979.— 25 с.
8. Безвредность пищевых продуктов/Пер. с англ. М. Б. Розенберга; Под ред. А. М. Копелева.— М.: Агропромнздат, 1986.— 288 с.
9. Бессараб А. С. Разработка высокоэффективных тепловеитиля-циоииых сястем для солодосушилок: Автореф. дне. ... канд. тех. наук.— Одесса, 1988.— 30 с.
10. Биологически активные вещества в безалкогольных напитках н методы их определения / Р. Ю. Павлюк, Г. Л. Филонова, В. А. Поляков и др.//Пищ. пром-сть. Сер. 22,—М„—1988,—Вып. 9,—С. 36.
11. Биологически активные вещества пищевых продуктов/В. В. Петрушевский, А. Л. Козаков и др.— К- Тэхиика, 1985.— 130 с.
12. Бобровиик Л. Д., Загородиий П. П. Электромембраииые процессы в пищевой промышленности,—К.: Выща шк., 1989 — 272 с.
13. Б о г а т ы р ч у к Л. М. Разработка технологии хранения хмеля в регулируемой газовой среде для пиво-безалкогольной промышленности: Автореф. дис. ... канд. тех. наук.—К., 1988.— 29 с.
14. Б у л и й Ю. В. Разработка новой технологии пастообразного растворимого цикория: Автореф. дис. ... канд. тех. наук.—К-, 1989,— 30 с.
15. В а си л нк И. Н. Интенсификация процесса экстрагирования в ликеро-водочном производстве: Автореф. дне. ... канд. тех. наук.— К., 1981,—30 с.
16. Вылегжанин А. Н. Разработка высокоэффективного процесса сушки пивоваренного солода: Автореф. дис. ... канд. тех. наук.— К-, 1987,—30 с.
17. Г а в р н л е и к о в А. М., Анании И. А., Лернер И. Г. Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов в пиво-безалкогольной промышленности.— М.: Лег. н пищ. пром-сть, 1983.— 121 с.
18. Гавриленков А. М., Макаров А. П„ Предтечевский В. К, Сушка солода и ее интенсификация.— М.: Пищ. пром-сть, 1975,— 232 с.
19. Гаичу к В. Д. Разработка технологии ржаного солода как сырья для производства концентрата квасного сусла: Автореф. дис. ... канд. тех. наук,— К., 1985.— 30 с.
20. Гречко Н. Я. Изыскание оптимальных условий образования красящих веществ с целью совершеиствоваиня концентрата квасного сусла: Автореф. дис. ... канд. тех. наук.— К-, 1983.— 30 с.
21. Дипломное проектирование заводов по производству пива и безалкогольных напитков /К. А. Калуиеиц, Р. А. Колчева, Л. А. Херсо-иова и др — М.: Агропромиздат, 1987.— 272 с.
22. Д о м а р е и к и й В. А. Исследование процессов производства пивоваренного солода с целью их интенсификации и создания высокоэффективных аппаратов: Автореф. дис. ... д-ра тех. наук.—К., 1979.—376 с..
23. Д о р о и и и В. М., Поляков В. А. Опыт получения концентрированных основ для безалкогольных напитков // Пищ. пром-сть. Сер. 22,— М., 1988. Вып. 10 — С. 50.
24. Емельянова Н. А., Гречко Н. Я-i Ганчук В. Д. Технологический регламент опытио-промышлеииого производства концентрата квасного сусла,— К., 1982.— 48 с.
25. Емельянова Н. А., Кошевая В. Н., Гречко Н. Я- Методические указания к выполнению технологических расчетов прн проектировании заводов ржаного солода.— К-, 1983.—18 с.
26. Емельянова Н. А. Разработка высокоэффективных технологий концентрата квасного сусла и солодовых экстрактов: Автореф. дне. ... д-ра тех. наук.— К., 1990.— 40 с.
27. Инструкция по техническому проектированию заводов (цехов) безалкогольных иапвтков.—М., 1986.— 93 с.
28. К а с и я н ч у к В. Д., Анистратенко В. А. Безотходная технология переработки плодово-ягодого сырья//Пищ. пром-сть.— 1987.— № 2.— С. 17-19.
29; К а ш у р н н А. Н. Разработка способов интенсификации, оптимизация, повышение эффективности процессов и аппаратов солодовенного производства: Автореф. дне. ... д-ра тех. наук,— К-, 1988.— 40 с.
30. Колесникова И. А., Бойко Л. М., Н е н а х о в а С. М. Контроль производства безалкогольных напитков.— К.: Урожай, 1989.— 216 с.
31. Комплексное использование сырья в пищевой промышленности/ Лебединский Ю. П., Чернюк Л. Г. н др.— К.: Тэхннка, 1983.— 142 с.
32. Кретовнч В. Л. Биохимия зерна.— М.: Наука, 1981.— 148 с.
33. К у б р н ц к а я Т. Д., Олару Г. Н. Электрофлотатор ЭФА-2 для очистки яблочного сусла//Пищ. пром-сть.— 1988.— № 4.— С. 15—17.
34. К у Д р я ш е в а А. А. Микробиологические основы сохранения плодов н овощей.— М.: Агропромиздат, 1986.— 190 с.
35. Кузей к о в В. А., Заднепряный Ю. В. Утилизация двуокиси углерода //Пищ. пром-сть.— 1988,— № 12.— С. 24—25.
36. К у л н н и ч Н. Ф. Пищевая промышленность: состояние и перспективы // Пищ. пром-сть.— 1989.— № 4.— С. 2—5.
37. Лысянский В< М., Гребенюк С. М. Экстрагирование в пищевой промышленности.— М.: Агропромиздат, 1987.— 210 с.
38. Мальцев П. М. Технология солода н пнва.— М.: Пнщ. пром-сть, 1964.— 857 с.
39. Масленникова Е. В., Скорченко Г. И. Тенденции развития сырьевой базы промышленности по производству безалкогольных напитков и пива//Пищ. пром-сть. Сер. 22.— М.: — 1988.—Вып. H.-С. 50.
40. Механоактивация ферментов солодового молока / В. А. Марии-ченко, Л. В. Кислая, Р. И. Чипчар н др.— К-, 1983.—28 с.
41. Нгуен Тхи Мннь Хань. Разработка способа получения со-иммобнлнзата клеток с глюкоамилазой и иммобилизованных форм глюкозоизомеразы: Автореф. дис. ... канд. тех. наук.— К-, 1989.— 30 с.
42. Нест ер нн М. Ф., Скурихнн И. М. Химический состав пищевых продуктов.— М.: Пищ. пром-сть, 1979.— 248 с.
43. Нормы технологического проектирования предприятий по производству ячменного солода / Госагропром СССР. — М., 1986.— 47 с.
44. О б о д о в и ч А. Н. Совершенствование технологии безалкогольных напитков с применением электрохимической обработки полупродуктов и разработка новых видов напитков повышенной стойкости: Автореф. дис. ... канд. тех. наук,— К-, 1988.— 40 с.
45. Оборудование пнщеконцентратного производства / В. А. Воскобойников, В. М. Кравченко, И. Т. Кретов н др.— М.: Агропромиздат, 1989,—303 с.
46. П а в л о ц к а я Л. Ф., Д у д е н к о Н. В., Эйдельман М. М. Физиология питания,—М.: Высш, шк., 1989.— 368 с.
47. Получение высоко дисперсных помолов зерна / В. А. Марииченко, Л. В. Кислая, Р. И. Чипчар и др.— К-, 1987.—31 с.
48. Поляков В. А., Орещенко А. В., УрусовахЛ. М. Основные направления повышения стойкости безалкогольных напитков//Пищ. пром-сть. Сер. 22 — М,,1988,—Вып. 11.— С. 42.
49. Производство витаминизированных безалкогольных напитков в СССР и за рубежом/Л. И. Шатнюк, Е. Н. Степанова и др.//Пищ. пром-сть.— М., 1987.— Сер. 22, вып. 9.— С. 38.
50. Пшеница/Л. А. Жнвотков, С. В. Бирюков, А. Я. Степаненко и др,—К-: Урожай, 1989.— 320 с.
51. Рациональная технология переработки местного растительного сырья для производства безалкогольных напитков / Г. Л. Филонова, Л. С. Салманова, В. А. Поляков и др.//Пищ. пром-сть. Сер. 22 —М., 1985.—Вып. 7 —С.
52. Рябченюк Л. М. Динамика гумми-веществ и полиглннозидез-иой активности ферментов ячменя в процессе производства солода: Автореф. дне. ... канд. техн, наук —К-, 1971.—30 с.
53. Соколовский А. Т., О с т а п ю к Н. И., Дубков П. В. Производство солода статическим способом//Фермент н спиртовая
I пром-сть.— 1987.— № 4.— С. 30—32.
54. Технологическое оборудование предприятий бродильной промыш-। леиности/В. И. Попов, И. Т. Кретов, В. Н. Стабннков и др.— М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1983.— 464 с.
55. Технологическое проектирование солодовенных и пиво-безалкогольных заводов / П. В. Колотуша, В. А. Домарецкий, Н. А. Емельянова и др.— К.: Выща шк., 1987.— 256 с.
» 56. Технологии криогенного измельчения сырья прн получении по-
рошкообразных концентратов для безалкогольных напитков / Б. И. Веркин, Р. Ю. Павлюк и др.//Пшц. пром-сть. Сер. 22 — М., 1988.— Вып. 8.— С. 28.
57. Технология пивоваренного н безалкогольного производства/ А. Е. Мелетьев, В. А. Домарецкнй, Н. А. Емельянова и др.— К '- Вы-' ща шк., 1986.— 191 с.
58. Технология производства напитка «Пепси-Кола».— М., 1979.— 12 с.
59. Технология солода / Пер. с нем. А. М. Калашниковой; Под ред. И. М. Грачевой.— М.: Пшц. пром-сть, 1980.— 523 с.
60. Толстолуцкая Т. Ф., Ганчук В. Д., Емельянова Н. А. Сахара ржаного солода // Фермент, и спиртовая пром-сть.— 1987.— №3.-С. 15—17.
61. Толстолуцкая Т. Ф. Совершенствование технологии сушки ржаного солода: Автореф. дис. ... канд. тех. наук.— К-> 1988.— 30 с.'
62. Удодов С. А. Совершенствование аппаратуры и технологических процессов производства пивоваренного солода с целью повышения производительности солодовенных заводов: Автореф. дис.... канд, тех. наук,— К-, 1987.— 26 с.
63. Хатуицева Л. П„ Колпакчи А. П., Я ш и о в а П. М. Перспективные направления водоподготовки для производства напитков //Пищ. пром-сть. Сер. 22,—М„ 1989.—Вып. 1.— С. 55.
64. Химико-технологический контроль пиво-безалкогольного производства/Р. А. Колчева, Л. А. Херсоиова, К. А. Калуияиц и др.—М.: Агропромиздат, 1988.—272 с.
65. Цыганков С. П. Биологическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности.— М.: Агропромиздат, 1988.— 165 с.
66. Я к о в е и к о П. И., Р у с и и о в О. А., Я к о в е и к о Ю. П. Первое из чудес природы.— К.: Урожай, 1989,— 157 с.
67. Я р о в е и к о В. Л., Е р м о л о в а Г. А., Ц е п а е в а Л. А. Непрерывное брожение квасного сусла в ЦКБА // Фермент, и спиртовая пром-сть.—1987,— № 4.— С. 20—22.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ...................................................
Сырье и вспомогательные материалы.......................
Вода.....................................................
Требования к воде, предназначенной для производства напитков я концентратов . .......................................
Способы подготовки воды при производстве концентратов и безалкогольных напитков . ............................
Зерно злаковых и бобовых культур в производстве безалкогольных напитков и концентратов .............................
Биохимические процессы, происходящие в зерне прн его хранении Плоды, применяемые в производстве концентратов, соков и безалкогольных напитков..................................
Лекарственные растения, применяемые при производстве экстрактов лечебно-профилактического назначения .
Другие виды сырья для производства коицеитратов и безалкогольных напитков . ..........................
Сахар . ...........................................
Двуокись углерода пищевая ......................
Органические кислоты ....................................
Производство коицеитратов и порошкообразных смесей из плодово-ягодного сырья . ...................................
Технология плодово-ягодных коицеитратов для безалкогольных напитков ............................................
Очистка и консервирование сока, полученного из плодов . Осветление яблочного сока.................................
Универсальная технологическая линия безотходного производства соков и других полуфабрикатов....................
Концентрат виноградного сока..............................
Технология концентрата нз винограда . , .
Особенности технологии сока и сокоматериалов Технология концентрата для безалкогольного напитка «Яблоко» ...................................................
Технология продуктов при криогенном измельчении сырья Производство порошкообразных смесей для безалкогольных напитков .............................. .................
Производство солода.........................................
Технология ячменного солода..............................
Замачивание ячменя ............................. , .
Способы замачивания зерна ......................
Проращивание зерна ......................................
Сушка свежепроросшего светлого и темного солода ....
3
5
6
6
8
14 Vх
20
22 У
24
43
43
45
47
48
48
49
51
53
54
56
58
>64 70 70
70
72 74
80
Технология специальных типов солодов для производства полнсолодовых экстрактов................................85
Технология ржаного солода в аппаратах большой единичной мощности ........................................../90
Прогрессивная технология солода...................... . 96
Производство карамельного солода....................... 101
Пути экономии теплоты и электроэнергии при сушке солода . 104
Производство солодовых экстрактов.........................109
Состав полисолодовых экстрактов и лечебных продуктов на их основе ............................................111
Технические условия на экстракты полисолодовые . . 114
Технология полисолодовых экстрактов......................117
Технологическая схема приготовления полисолодовых экстрактов ............................................... 120
Экстракт полисолодовый «Полисол 3».......................123
Ячменно-солодовый экстракт . 125
Технология зерновых сиропов . . . . . . . . 127
Производство концентрата квасного сусла................129
Производство экстрактов из лечебных трав и растительного сырья..................................................137
Ароматические и лечебные вещества....................137
Экстрагирование веществ из растительного сырья . . . 139
Технология ароматической части безалкогольных напитков 141
Технология экстрактов нз различных видов растительного сырья .....................................................143
Концентрирование композиций для безалкогольных напитков 148
Новая технология пастообразного растворимого цикория . 149
Производство напитков н квасов из концентратов, экстрактов н композиций................................................. 150
Технология безалкогольных напитков из экстрактов и концентратов ........................................- . . 151
Приготовление инвертного сиропа и композиций . . . . 152
Технология глюкозо-фруктозных сиропов из крахмалосодержащего сырья . 154
Пищевые красители...........................................157
Технология хлебного кваса ................................. 157
Непрерывный способ брожения квасного сусла..................160
Витаминизированные безалкогольные напитки .... 161
Безалкогольный напиток «Витасол».......................... 162
Безалкогольный иапиток «Колосок» ...........................164
Технология безалкогольного иапитка «Гроно» ................ 165
Безалкогольный напиток «Киевский женьшеневый» . . . 166
Технология безалкогольного иапитка «Кока-кола» . . . 168
Технология безалкогольного напитка «Фиеста» . . 169
Технология безалкогольного иапитка «Файта» .... 171
Технология безалкогольного напитка «Пепси-кола» . . . t 173
Биологически активные вещества и стойкость напитков . 176
Содержание и методы определении биологически активных веществ в безалкогольных напитках и концентратах . . 176
Методы определения биологически активных веществ в концентратах и безалкогольных напитках ........................182
Пути повышения стойкости безалкогольных напитков . . 185
Способы повышения биологической стойкости напитков . 187
Основное оборудование для производства солода, концентратов н напитков . .............................................193
Библиографический список..................................... 238
Справочное издание
Домарецкий Виталий Афанасьевич
ПРОИЗВОДСТВО КОНЦЕНТРАТОВ, ЭКСТРАКТОВ И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ.
Справочник
Зав. редакцией Р. Ф. Клименко
Редактор Т. Л. М и н е н к о
Художник Г. М. Б а л ю и
Художественный редактор В. Ф. Вишняк
Технические редакторы В. 3. К У и н ц а, Л. И. Гаркавенко
Корректоры Т. М. Шморгуи, Ж. В. Гуртовенко
ИБ .№ 4085
Сдано в набор 23.03.90. Подписано в печать 14.08.90. Формат 84X108/s2. Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 13,02. Усл. кр.-отт. 13,65, Уч.-изд. л. 15,70. Тираж 4600 экз. Заказ № 154. Цена 1 р. 20 к.
Ордена «Знак Почета» издательство «Урожай»
252035, г. Киев-35, ул. Урицкого, 45
Белоцерковская книжная фабрика,
256400, Белая Церковь, ул. Карла Маркса, 4