Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние различных факторов на качество сахара-песка и возможность его обогащения 8
1.1. Требования к качеству сахара-песка и влияние на качество сырья и технологии 8
1.2. Способы получения и характеристики различных видов сахара 15
1.3. Функциональные свойства различных видов сахара и добавок для обогащения сахара
1.4. Виды, состав, структура и технология пектина 25
1.5. Профилактические и желирующие свойства пектина 36
1.6. Способы нанесения обогащающих добавок 43
1.7. Микробиологическая чистота сахара-песка и способы ее повышения 48
1.8. Гигроскопические свойства кристаллического сахара 53
1.9. Влияние различных факторов на качество сахара при хранении 59
Глава 2. Методы исследования 61
2.1. Определение массовой доли влаги сахара-песка 61
2.2. Определение массовой доли сахарозы в сахаре-песке 62
2.3. Определение цветности сахара-песка 62
2.4. Определение гранулометрического состава сахара-песка 64
2.5. Определение органолептических показателен сахара-песка 64
2.6. Определение массы нетто сахара-песка 65
2.7. Определение массовой доли пектина 65
2.8. Определение динамической вязкости растворов 66
2.9. Тензиметрический метод определения гигроскопичности сахара-песка 66
2.10. Метод микробиологического анализа сахара-песка 67
2.11. Определение массовой доли декстрана в сахаре-песке 67
2.12. Определение массовой доли и активности влаги в сахаре-песке методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) 69
Глава 3. Влияние обработки этиловым спиртом на качество сахара-песка 69
3.1. Исследование качественных показателей сахара-песка 69
3.2. Повышение качества сахара-песка промыванием кристаллов сахара раствором этилового спирта 77
3.3. Повышение микробиологической чистоты сахара-песка путем обработки этиловым спиртом 79
Глава 4. Получение и свойства сахара, обогащенного пектином 85
4.1. Изучение способа нанесения пектина на кристаллы сахара-песка .86
4.2. Показатели качества сахара, обогащенного пектином 88
Глава 5. Исследование гигроскопичности различных видов сахара 95
5.1. Зависимость влажности сахара разной чистоты и размера кристаллов от относительной влажности воздуха 95
5.2. Адсорбционная способность специальных сортов сахара 98
5.3. Влияние обработки спиртом на гигроскопичность сахара-песка .104
5.4. Способность к хранению сахара, обогащенного пектином 107
5.4.1. Зависимость влагосодержания сахара, обогащенного пектином, от условий хранения 107
5.4.2. Изучение активности влаги обогащенного сахара 112
Глава 6. Расчет экономической эффективности 118
6.1. Расчет экономической эффективности сахара, обработанного спиртом 118
6.2. Расчет экономической эффективности сахара, обогащенного пектином 122
Выводы и рекомендации 127
Список используемой литературы 129
Приложение 145
- Способы получения и характеристики различных видов сахара
- Определение массовой доли сахарозы в сахаре-песке
- Повышение качества сахара-песка промыванием кристаллов сахара раствором этилового спирта
- Показатели качества сахара, обогащенного пектином
Введение к работе
Актуальность работы. В последнее время особое значение приобретает производство пищевых продуктов высокого качества, обладающих профилактическими свойствами, так как от этого в значительной степени зависит здоровье людей. Сахар является не только продуктом питания высокой пищевой и энергетической ценности, но и сырьем для многих отраслей. На современном этапе развития пищевой промышленности акцент делается на совершенствовании контроля качества и безопасности продуктов питания. Улучшение физико-химических и микробиологических показателей сахара, обогащение биологически активным компонентом повышает его качество, функциональность и способность к хранению; дает возможность использовать в производстве продуктов детского питания и профилактического назначения, в биофармацевтической промышленности.
Цель и задачи исследования. Основной целью работы явилось проведение комплексных исследований для изучения возможности получения сахара, обогащенного пектином; безопасного способа повышения физико-химической, микробиологической чистоты и сохраняемости кристаллического сахара.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
исследовать качество сахара-песка, вырабатываемого отечественными заводам;
изучить качественный и количественный состав микроорганизмов сахара;
предложить безопасный способ и обосновать технологию повышения чистоты и безопасности сахара-песка;
изучить возможность и разработать технологию равномерного нанесения различных видов пектина на поверхность кристаллов сахара для получения продукта, обладающего функциональными свойствами;
исследовать гигроскопичность различных видов сахара и нового продукта -сахара, обогащенного пектином.
Научная новизна работы. На основе комплексных физико-химических и микробиологических исследований сахара-песка разработана технология повышения качества и стерильности сахара, состоящая в обработке кристаллов
спиртсодержащим раствором при центрифугировании утфеля. Применение технологии дает возможность сократить возвраты сахара в производство, повысить качество сахара до стандартных значений, а высокая микробиологическая чистота позволяет использовать его для производства продуктов детского питания и в биофармацевтической промышленности.
Установлена возможность равномерного нанесения пектина на кристаллы сахара. Изучены способы растворения и виды пектина для обогащения сахара. Предложена технология получения нового функционального продукта повседневного спроса - сахара, обогащенного пектином. Определены качественные характеристики и экономическая эффективность производства пектинового сахара.
Изучено влияние условий хранения различных видов сахара на гигроскопичность, в том числе сахара, обработанного спиртсодержащим раствором, и сахара, обогащенного пектином. Построены и статистически обработаны полиномиальные зависимости адсорбции и десорбции влаги. Определена активность сорбированной влаги и проведена аппроксимация ЯМР спектров сахарозы по программе LINESIM.
Практическая значимость работы. На основе проведенных исследований предложена и научно обоснована технология повышения качества сахара путем промывания кристаллов спиртсодержащим раствором, позволяющая довести показатели сахара-песка до показателей сахара-рафинада, а некондиционного сахара - до значений стандартного сахара. Технология позволяет сделать сахар практически стерильным, содержание микроорганизмов в котором незначительно. Спирт с поверхности кристаллов легко испаряется на воздухе, поэтому отпадает необходимость конвективной сушки сахара. При данном способе возвраты сахара в производство с оттеками сокращаются, и сахар дополнительно выводится в виде товарного продукта. Отработанный спиртсодержащий раствор, с невысоким содержанием сахара, может быть реализован на других предприятиях. Рассчитана экономическая эффективность внедрения данного способа в производство.
Впервые получен сахар, обогащенный пектином в количестве, позволяющем использовать его в качестве функционального продукта. В зависимости от концентрации и степени этерификации пектина продукт проявляет желирую-щие, комплексообразующие, радиопротекторные свойства, и может быть рекомендован для детского, функционального, лечебно-профилактического питания. Разработана технология получения пектинового сахара и определена экономическая эффективность.
Изучены гигроскопические свойства обычного сахара разной чистоты, цветности, размера гранул, а также желирующсго сахара; сахара, обработанного спиртом; сахара, обогащенного пектином. Определено, что сахар-песок может храниться, не адсорбируя влагу, при относительной влажности воздуха не выше 75 %. Окрашенные сахара требуют более жестких условий хранения по сравнению с сахаром-песком. С увеличением размера кристаллов гигроскопичность снижается, но при определенном размере крупнокристаллический сахар начинает проявлять повышенную адсорбционную активность. Пектин в сахаре повышает гигроскопичность, но в присутствии пектина часть влаги переходит в связанное состояние и повышает его способность к хранению.
Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались в МГУПП на ежегодных научно-практических конференциях «Сахар. Повышение эффективности и работы свеклосахарного комплекса», в 2004 - 2008 гг., на межотраслевых конференциях: «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров», «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в журнале «Сахар», рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, обзор литературы по теме диссертации (гл. 1), методы исследования, применявшиеся в работе (гл. 2), результаты научных исследований (гл. 3, 4, 5), расчеты экономической эффективности (гл. 6), выводы и рекомендации промышленности, список литературы. Работа изложена на 145 страницах, содержит 23 рисунка и
36 таблиц. Список литературы включает 150 источника российских и зарубежных авторов.
Способы получения и характеристики различных видов сахара
Сахар - высокочистый натуральный продукт питания, имеющий приятный сладкий вкус. В водных растворах сладость сахарозы ощущается при концентрации примерно 0,4 %, а растворы с содержанием сахарозы выше 30 % имеют приторно-сладкий вкус. Сахароза легкоусвояема и под действием ферментов расщепляется на глюкозу и фруктозу. Сахароза используется организмом человека как источник энергии и как материал для образования гликогена, жира, белково-углеродных соединений.
Весь ассортимент сахара можно разделить на группы в зависимости от его внешнего вида и его показателей качества. Существуют разнообразные типы сахара, выпускаемые специально для нужд пищевой промышленности [71].
Обычный сахар (Regular Sugar) используемый для непосредственного потребления и для промпереработки. Фруктовый сахар (Fruit Sugar) более мелкий и качественный, чем обычный сахар. Высокая степень однородности кристаллов предотвращает разделение или оседание мелких кристаллов на дно упаковки, что важно для сухих смесей (сухих напитков, смесей пудингов). Пекарский сахар (Bakers Special Sugar) имеет еще более мелкий размер кристаллов; был создан специально для промышленной выпечки сдобных изделий. Ультрамелкий сахар (Superfine, Ultrafme, Bar Sugar, Caster Sugar) имеет самый маленький размер кристаллов и предназначен для булочных изделий и безе, имеющих тонкую текстуру. Грубый сахар (Coarse Sugar) - это крупнокристаллический сахар, устойчивый к изменениям при высоких температурах (повышению цветности, инверсии сахарозы); используется в производстве кондитерских изделий, в том числе помадки, и ликеров. Сахарная обсыпка (Sanding Sugar) это сахар, состоящий из очень крупными кристаллами с четко выраженными гранями. При использовании в хлебопекарной и кондитерской отраслях промышленности придает искристость поверхностям изделий.
На отечественных сахарных заводах выпускают, в основном, сахар-песок и сахар-рафинад в виде кусков (кусковой сахар-рафинад), кристаллов (рафинированный сахар-песок и сахароза для шампанского) и измельченных кристаллов (рафинадная пудра). Кроме кристаллического сахара для нужд пищевой промышленности вырабатывают жидкий неинвертированный сахар двух видов: высшей категории (сахарный сироп, освобожденный от взвешенных примесей и обесцвеченный адсорбентом) и I категории (сахарный сироп, очищенный с помощью вспомогательных фильтрующих материалов). За рубежом распространены такие виды жидкого сахара, как чистая сахароза, инвертированный сироп, сиропы с добавками. Жидкий сахар за рубежом получают не только из сахара-песка рафинадного достоинства, но и из тростникового сахара-сырца, из полупродуктов сахарного производства, продуктов пониженного качества, например, мелассы путем обработки ионитами. В некоторых странах инвертированные сиропы получают из нетрадиционного сырья: фиников, винограда, кленового и березового соков, из стеблей сахарного сорго. Известно более 30 видов жидкого сахара, различающиеся между собой по содержанию сахарозы, инвертного сахара, по цветности, количеству несахаров и т. д. Методы производства жидкого сахара в различных странах аналогичны, они незначительно отличаются в зависимости от исходного продукта и назначения готовой продукции. Жидкий сахар применяется при изготовлении молочных изделий, мороженого, кремов, сгущенного молока и др. В табачной промышленности жидкий сахар применяется для пропитывания табака во избежание его высыхания и для ароматизации. Он может быть использован при производстве ликероводочных изделий, сиропов, безалкогольных коктейлей, аперитивов, бальзамов [104, 132, 5, 93, 90].
В последние годы расширился ассортимент кристаллического сахара и появились специальные сорта сахара: рафинадная пудра, кристаллическая сахароза для шампанского, инстант сахар (мгновенно растворимый), помадный, желирующий и другие [104, 90, 138, 134].
Рафинадная пудра представляет собой измельченные кристаллы сахара-рафинада размером не более 0,1 мм, полученные размалывание рафинадной крошки и рафинированного сахара-песка с влажностью не выше 0,1 %. Во избежание комкования в рафинадную пудру при хранении следует добавлять 3-4 % кукурузного крахмала. Кристаллическая сахароза имеет размер кристаллов 0,8-1,5 мм, содержание сахарозы (в пересчете на СВ) - не менее 99,95 %, влаги - не более 0,04 %, используется в производстве шампанского и других вин. В качестве сырья используют сахар-песок цветностью не более 0,8 усл. ед., а при производстве при центрифугировании утфеля полученные кристаллы промывают чистой горячей водой, пропаривают сухим паром и досушивают на транспортерах на пути от центрифуг до упаковочного отделения [90].
Инстант сахар представляет собой конгломераты, состоящие из мельчайших частиц сахарной пудры, которые имеют пористую структуру и большую площадь поверхности, благодаря чему быстро растворяются. Инстант сахар получают путем увлажнения сахарной пудры с последующей сушкой [104]. Помадный сахар получают в виде пасты или порошка растворением рафинированного сахара и глюкозы в соотношении 9:1, сгущением до пересыщения и последующим интенсивным перемешиванием при охлаждении для зарождения кристаллов. При смешивании порошкообразного помадного сахара с водой быстро образуется паста. Преимуществом порошкообразного помадного сахара по сравнению с пастообразным является возможность точной его дозировки и отсутствие необходимости подогрева перед использованием. Помадный сахар в последнее время широко используется в кондитерской промышленности для производства шоколада, начинок для мягких конфет и т. д. Желирующий сахар предназначен для приготовления мармелада и желе. Желирующий сахар получают путем тщательного перемешивания смеси, содержащей 0,8 % яблочного пектина, 0,6 % лимонной кислоты, 98,2 % измельченного рафинированного сахара и 0,4 % воды, в настоящее время вырабатывают в Японии, Франции, Бельгии, Австрии, Швейцарии и ряде других стран [104, 90].
Определение массовой доли сахарозы в сахаре-песке
Цветность сахара-песка определяли, используют колориметр сахарный модернизированный типа КСМ. Сущность определения цветности сахарных растворов данным прибором заключается в установлении высоты столба исследуемого раствора, при котором его светопоглощение совпадает со светопоглощением цветного стекла сравнения (эталоном). Изменением высоты столба жидкости в кювете добиваются одинаковой освещенности обеих половинок поля зрения. Отсчет на шкале прибора дает толщину слоя раствора (в мм), при которой он имеет оптическую плотность, равную выбранному цветному стеклу.
Измерение цветности сахара-песка также проводили по ГОСТ 12572-93 «Сахар-песок и сахар-рафинад. Методы определения цветности» с использованием колориметра КФК-2 в единицах оптической плотности. Работа колориметра основана на измерении оптической плотности водного раствора сахара, через который проходит луч света, предварительно пропущенный через синий светофильтр, длинной волны 420 нм. Раствором сравнения служила дистиллированная вода.
Гранулометрический анализ сахара-песка характеризуется двумя основными величинами: средним размером Ср и коэффициентом неоднородности Кн кристаллов сахара-песка. Внешний вид сахара-песка, его качественные показатели в значительной степени зависят от размера кристаллов [99]. Гранулометрическое исследование предназначено для определения размера кристаллов сахара-песка. Образцы просеивались через стандартный набор сит. Затем каждая просеянная фракция взвешивалась на аналитических весах.
При органолептической оценке устанавливают соответствие основных качественных показателей сахара (внешнему виду, запаху, вкусу, чистоте раствора) требованиям ГОСТ 12576-89 «Сахар. Методы определения внешнего вида, запаха, вкуса и чистоты раствора» [30]. 2.6. Определение массы нетто сахара-песка
Для определения массы нетто образцов сахара было проведено взвешивание образцов в упаковке и отдельно упаковки. Масса нетто сахара-песка (г) определят по ГОСТ 26521-85 «Сахар. Содержание массовой доли пектина в обогащенном пектином сахаре определяли методом А.В. Думанского и СЕ. Харина, основанном на осаждении ВМС из водного раствора при добавлении этилового спирта. Метод заключается в обработке пробы избытком спирта при нагревании, в результате чего ВМС выпадают в осадок, который отделяют, высушивают и взвешивают [112].
По данной методике сахар-песок растворяют до СВ=10-12 % по рефрактометру, доводят рН раствора до 4-4,5 соляной кислотой (0,1 н.). Берут 10 см3 подкисленного сахарного раствора, переводят в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 100 см3 96 %-ного этилового спирта и 50 см3 этилового эфира. Затем колбу нагревают с обратным холодильником на кипящей водяной бане 1-2 мин (или 2-3 мин при температуре 90-95 С). Полученный осадок отфильтровывают через высушенный до постоянной массы беззольный фильтр (синяя лента) и промывают 100 см3 смеси, состоящей из спирта, воды и эфира, взятых в соотношении 10:1:0,5. Промытый осадок высушивают до постоянной массы и взвешивают. Затем содержание пектина пересчитывают к массе сахара [11].
Для измерения вязкости использовали вискозиметр Гепплера ВН2 (Hoeppler Viscosimeter) с падающим шариком. Измерения динамической вязкости проводили при температуре 30 С. Вискозиметр представляет собой стеклянную трубку длинной 250 мм, которую заполняют испытуемой жидкостью. На трубке имеются две метки на расстоянии 100 мм одна от другой, и во время измерения определяют время падения шарика от одной метки до другой. Шарик нужно подбирать так, чтобы диапазон времени его падения в испытуемом растворе был в пределах от 30 до 60 с.
Тензиметрический метод для определения гигроскопичности сахар основан на том, что в воздушную среду с постоянным значением относительной влажности помещают пробы Сахаров и гравиметрически определяли количество поглощенной с течением времени влаги Для изучения гигроскопичности и возможного достижения равновесной влажности в образцах сахара-песка при различных значениях относительной влажности воздушной среды (ф, %) использовали растворы различных солей. Значение ф, равное 63 %, достигали с помощью насыщенных растворов NH}NC 3 H20, 75 % -NaCl, 86 % - КС1, 90 % - ZnS04, 99 % - Na2B2O710H2O [69]. Пробы различных Сахаров массой 5 г в открытых бюксах помещали на решетки эксикаторов, на дно которых были налиты вышеуказанные растворы, и плотно закрывали крышками, края которых для герметичности были смазаны вазелиновым маслом. С течением времени производили взвешивания бюксов с навесками сахара с точностью 0,001 г и рассчитывали массовую долю влаги образцов сахара-песка в данный момент времени.
Количественный микробиологический анализ проводили по ГОСТ 26968-86 «Сахар. Методы микробиологического анализа» методом высева на питательные среды: мясо-пептонный агар (МПА) - для определения общего количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), солодовое сусло-агар (СА) - для выявления спороносных бактерий, дрожжей и плесневых грибов, мясо-пептонный агар с 10% сахарозы - для обнаружения лейконостока поверхностными и глубинными методами и МРС агар. Разведение сахара проводилось в 10 раз, т.е. 1 г сахара в 100 см3 раствора. Для посева брали 1 см3 раствора сахара.
Повышение качества сахара-песка промыванием кристаллов сахара раствором этилового спирта
Для улучшения качества сахара-песка применяли промывание кристаллов концентрированным раствором этилового спирта, учитывая, что сахароза растворима в воде и не растворима в этиловом спирте и большинстве органических растворителей. Используя это свойство, кристаллы сахара-песка с повышенной цветностью несколько минут перемешивали в этиловом спирте, разбавленным водой до концентрации 84-85 %. Такая концентрация давала лучший эффект обесцвечивания сахара по сравнению с неразбавленным спиртом. Положительный результат обесцвечивания сахара обусловлен тем, что в сиропной пленке на поверхности кристаллов сосредоточено до 90 % несахаров, в том числе красящих веществ. Пленка после высушивания сахара в заводских условиях прочно связана с кристаллом, и для ее растворения и удаления необходимо присутствие в спирте некоторого количества воды [92].
В разбавленном и неразбавленном спирте промывали 4 из 10 исследованных ранее образцов сахара-песка. Образцы смешивали с 96 %-ным (неразбавленным) и 85 %-ным (разбавленным) раствором этилового спирта, перемешивали суспензию 5 мин при комнатной температуре. Промытые кристаллы сахара отделяли фильтрованием, сушили на воздухе до постоянной массы и определяли содержание сахарозы (к массе СВ) и цветность (табл. 10). Контролем служил необработанный сахар-песок.
Из данных в табл. 10 видно, что после промывания кристаллов сахара разбавленным 85 %-ным этиловым спиртом массовая доля сахарозы незначительно повысилась, а цветность снизилась на 30-34 % и достигла значений, соответствующих требованиям стандарта. Обработка сахара-песка разбавленным этиловым спиртом возможна в промышленных условиях на стадии центрифугирования утфеля после отделения первого оттека. Для промывания кристаллов предложено использовать вместо горячей воды 85 %-ный раствор этилового спирта в количестве 10-12 дм на одну загрузку центрифуги (600 кг утфеля, или 300 кг кристаллов сахара). Таким образом, из цикла центрифугирования исключается расход 3 % воды к массе утфеля, или 600 3/100=18 дм . В этой промывной воде при растворимости сахара 3,25 кг на 1 кг воды (при 70 С) на одну загрузку центрифуги растворилось бы 3,25 18=58,5 кг сахара. В водно-спиртовом растворе при промывании кристаллов растворится примерно 3,5 кг сахара. Таким образом, снижение возврата сахара в производство и выход его в качестве товарного продукта составит на загрузку центрифуги 58,5-3,5=55 кг, или 15-20 % от массы кристаллов в утфеле. Полученная после промывания кристаллов водно-спиртовая смесь с концентрацией сахара, растворенного в ней, 20-25 %, может быть направлена на ликеро-водочные предприятия или переработана на сахарном заводе путем отгонки спирта в установленной брагоперегонной колонне и последующего возврата спирта в производство.
Сахар-песок, промытый разбавленным спиртом, легко высушивается на воздухе до стандартной влажности при температуре 25-30 С. Следовательно, появляется возможность исключить из технологической схемы конвективную сушку сахара и его потери в виде сахарной пыли.
Таким образом, обработка кристаллического сахара разбавленным этиловым спиртом, вместо пробеливания горячей водой и сушки горячим воздухом, дает возможность повысить качество некондиционного сахара-песка до показателей, соответствующих требованиям ГОСТ 21, повысить производительность оборудования в продуктовом отделении сахарного завода, снизить возврат сахара в производство вместе с оттеком на 15-20 % и вывести его в виде товарного сахара.
Качество кристаллического сахара характеризуется физико-химическими и микробиологическими показателями и зависит от свойств сырья, технологии производства, условий хранения. Снижению качества сахара часто сопутствует микробиологическая контаминация, что вызывает трудности при использовании такого сахара для других производств. В ряде случаев подобные затруднения могут возникать при переработке сахара-песка со стандартными физико-химическими показателями или сахара-сырца.
Этиловый спирт является дезинфектантом, поэтому представляло интерес изучить его влияние на качественный и количественный состав микроорганизмов сахара. В кристаллическом сахаре несахара и микроорганизмы, в основном, сконцентрированы в пленке на поверхности кристаллов, поэтому, смывая эту пленку с кристаллов, можно повысить качество и микробиологическую чистоту сахара.
Для исследования использовали стандартный сахар-песок (образцы № 1, 2), сахар-песок пониженного качества (№ 3, 4), свекловичный (№ 5) и тростниковый сахар-сырец (№ 6, 7). Стандартный сахар-песок соответствовал требованиям ГОСТ 21-94, а образцы сахара-песка пониженного качества имели следующие показатели: № 3 - =99,2 % и Дв=1,8 усл.ед.; № 4 - =99,5 % и Цв=1,6 усл.ед. Свекловичный сахар-сырец (№ 5) характеризовался =98,4 % и Z(e=22,3 усл.ед. Показатели образцов тростникового сахара-сырца соответствовали: № 6 - =99,05 % и Z(e=9,5 усл.ед.; № 7 - =98,9 % и Цв=10,8 усл.ед.
Затем определили микробиологическую чистоту образцов сахара до и после обработки этиловым спиртом. Для подавления жизнедеятельности микроорганизмов образцы сахара перемешивали 5 мин в 85 %-ном растворе этилового спирта. Затем сахар сушили в микробиологическом боксе при комнатной температуре 30 мин, из которых 10 мин сахар находился под воздействием ультрафиолетовых лучей на расстоянии 1 м от источника излучения.
Количественный учет микроорганизмов с одновременным определением их групповой принадлежности проводили классическим чашечным глубинным методом посева на разных питательных средах в соответствии с ГОСТ 26968-86 «Сахар. Методы микробиологического анализа» [25].
В контрольном образце сахара-песка (образец № 2) были обнаружены бактерии рода Streptococcus и мицелиальные грибы рода Penicillium, Fusarium и Aspergillus. В опытном образце сахара после обработки спиртом остались бактерии рода Streptococcus и мицелиальные грибы рода Penicillium и Fusarium.
Сахар-песок пониженного качества (образец № 3) содержал спорообразующие бактерии Bacillus subtilis, Вас. mesentericus, слизеобразующие бактерии Вас. Stearothermophilus, Leuconostoc mesenteroides, бактерии рода Micrococcus, а также мицелиальные грибы рода Penicillium и Aspergillus niger. После обработки спиртом в опытном образце остались бактерии рода Bacillus stearothermophilus и бактерии рода Micrococcus, а мицелиальные грибы и слизеобразующие бактерии рода Leuconostoc mesenteroides не обнаружены.
Показатели качества сахара, обогащенного пектином
Внешний вид кристаллов и цвет сахара, обогащенного пектином, мало отличался от исходного сахара, но исчезли искристость и блеск. Пектин придавал кристаллам сахара характерный для данной марки пектина оттенок. Более окрашенным был яблочный пектин, поэтому обогащенный им сахар получил легкий кремовый оттенок. Самым светлым из всех образцов оказался сахар, обогащенный высокоэтерифицированным цитрусовым пектином. При высоких концентрациях пектина отмечалась легкая комковатость сахара, причем комки при легком надавливании разрушаются. Вкус - сладкий, без постороннего привкуса. Сладость сахара с высокоэтерифицированным цитрусовым пектином больше, чем обогащенного низкоэтерифицированным яблочным пектином. В запахе ощущался легкий фруктовый аромат. Растворы всех образцов сахара были прозрачные, без опалесценции. Образцы сахара, обогащенного пектином, по органолептическим показателям соответствовали требованиям ГОСТ 21. Отличительная особенность сахара при высокой концентрации пектина - присутствие легкого фруктового аромата.
Результаты анализа влажности Сахаров с низкоэтерифицированным (НЭ) и высокоэтерифицированным (ВЭ) пектином, с добавлением сахара (с/с) при растворении пектина и без добавления сахара (б/с), представлены в табл. 13. Из данных табл. 13 видно, что массовая доля влаги во всех образцах сахара с добавками пектина не превышает значения 0,14 %, соответствующего требованиям для стандартного сахара-песка.
Результаты табл. 14 подтверждают данные органолептического анализа. Действительно, цветность сахара с добавкой низкоэтерифицированного яблочного пектина выше, а сахар, обогащенный высокоэтерифицированным цитрусовым пектином наиболее светлый. Более того, цветность Сахаров с цитрусовыми пектинами (LM-102AS и PG DS) стала ниже цветности исходного сахара.
Массовая доля сахарозы была определена поляриметрически. Известно, что сахароза является оптически активным веществом, концентрацию которой можно зарегистрировать по отклонению плоскости поляризации. Растворы пектина оптической активности при измерении на сахариметре не проявили. По результатам поляриметрического анализа определена чистота, то есть массовая доля сахарозы, пересчитанная к массе сухих веществ (СВ) (табл. 15). Таблица 15 - Массовая доля сахарозы (%, в пересчете на СВ) образцов сахара, обогащенных пектином
По результатам табл. 15 видно, что сахар-песок, обогащенный пектином, имеет значительно пониженное по сравнению с исходным сахаром содержание сахарозы. Массовую долю пектина в изучаемых образцах пектинового сахара определяли количественно, основываясь на дегидратационных свойствах спирта. В зависимости от количества пектина, осажденного на кристаллы сахара в процессе его обогащения, образцы сахара будут проявлять в большей или меньшей степени свои функциональные и профилактические свойства. Для определения концентрации пектина брали 5 см3 10%-ого раствора сахара, обогащенного пектином, помещали в коническую колбу, добавляли 50 см3, т.е. десятикратное количество 96 %-ого этилового спирта, что вызывает выпадение в осадок ВМС, закрывали колбу пробкой с обратным холодильником и нагревали в течение 15 мин. После охлаждения содержимого колбы осадок отделяли фильтрованием через беззольный фильтр. Осадок высушивали при температуре 100 С до постоянной массы и взвешивали. Затем рассчитывали массовую долю пектина в обогащенном сахаре. Результаты анализа представлены в табл. 16. Таблица 16 - Массовая доля пектина образцов сахара, обогащенного пектином
Максимальное количество пектина оказалось в сахаре с низкоэтерифицированным яблочным пектином Unipectine OB 763, минимальное — в сахаре с низкоэтерифицированным цитрусовым пектином GENU pectin LM-102AS, средние позиции занимает сахар с высокоэтерифицированным пектином Unipectine PG DS. Введение в растворы пектина при его растворении сахара положительно сказалось на количестве пектина в полученных образцах сахара, то есть если сахар-песок обогащать пектином, предварительно смешанным с пятикратным количеством сахара, то на кристаллах исходного сахара-песка осядет большее количество пектина, нежели если его обогащать пектином, растворённым в воде при помощи высокоскоростной мешалки.
Для изучения возможности влияния добавляемого пектина в сахар на концентрацию ионов водорода (реакцию среды) растворов сахара были определены значения рН 50 %-ных растворов обогащенного сахара при 25 С. Предварительно было определено значение рН раствора исходного сахара-песка без пектина, которое составило 6,85. Результаты определения реакции среды
