Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 10
1.1. Расширение ассортимента подслащивающих сиропов как основа эффективности сахарной отрасли 10
1.2. Эффективные технологии очистки диффузионного сока свеклосахарного производства 17
1.3. Особенности инверсии сахарозы, способы обогащения фруктозой инвертных сиропов 21
1.4. Современное состояние теоретических и практических разработок производства пищевых продуктов на основе 26 глюкозно-фруктозных сиропов
1.5. Описание процесса экстракции с помощью фазовых диаграмм 30
Глава 2. Технология глубокой очистки диффузионного сока для получения высокофруктозных сиропов из сахарной свеклы 35
2.1. Разработка высокоэффективной преддефекации диффузионного сока 35
2.1.1. Изучение электрокинетических характеристик преддефекованного сока 35
2.1.2. Способ проведения высокоэффективной преддефекации 43
2.1.3. Технологическая схема очистки диффузионного сока с отделением преддефекационного осадка 48
2.2. Технология очистки диффузионного сока в режиме максимального использования адсорбционной емкости карбоната кальция 50
Глава 3. Технология получения высокофруктозных сиропов из диффузионного сока глубокой очистки методом избирательной экстракции 71
3.1. Растворимость глюкозы и фруктозы в водно-органических средах 71
3.2. Физико-химический механизм процесса растворения углеводов в водно-органических средах. Уравнение растворимости 81
3.3. Основные закономерности разделения фаз в водно-ацетоновых растворах эквимолярной смеси глюкозы и фруктозы. Фазовая диаграмма системы 88
3.4. Принципиальная технологическая схема получения высоко-фруктозного сиропа из сахарной свеклы 117
Глава 4. Разработка рецептур безалкогольных напитков на основе высокофруктозного сиропа, полученного методом избирательной экстракции 129
4.1. Сравнительные органолептические характеристики сахарного и высокофруктозного сиропа с одинаковой массовой концентрацией углеводов 129
4.2. Новые рецептуры газированных безалкогольных напитков на основе высокофруктозного сиропа 132
Выводы 141
Литература 143
Приложения 164
- Эффективные технологии очистки диффузионного сока свеклосахарного производства
- Технологическая схема очистки диффузионного сока с отделением преддефекационного осадка
- Физико-химический механизм процесса растворения углеводов в водно-органических средах. Уравнение растворимости
- Новые рецептуры газированных безалкогольных напитков на основе высокофруктозного сиропа
Введение к работе
Углеводы являются главным источником энергии и обеспечивают примерно 60 % суточной энергетической потребности человека. Они необходимы для биосинтеза нуклеиновых кислот, аминокислот и как составляющая часть клеток. Сахара выполняют в организме роль энергоносителя. Человеческому организму необходимо потреблять в сутки 350 - 500 г углеводов, из них доля сахарозы не должна превышать 20 %.
Значительную долю в углеводном рационе питания человека составляют сахароза, глюкоза и фруктоза, которые являются целевыми продуктами пищевых производств. В Российской Федерации, как и в других странах, наибольшее распространение получило производство сахарозы.
Снижение потерь сахара с мелассой на 1 % приведет к увеличению в целом по стране валового производства товарного сахара-песка на 0,4 млн. т. Следовательно, главной технологической задачей в производстве сахара является максимальный вывод несахаров из технологических растворов. Поэтому является необходимым дальнейшая разработка научных основ проведения очистки диффузионного сока на каждом этапе, при котором более детально учитываются технологические требования последующего этапа, что позволит в целом добиться уменьшения суммарных потерь сахара. Одним из способов решения этой задачи является изучение механизма осаждения веществ коллоидной дисперсности (ВКД) на преддефекации с последующим отделением преддефекационного осадка и оптимизация распределения извести на последовательных стадиях известково-углекислотной очитки, что было одной из целей диссертационной работы.
Дальнейшее развитие технологии свеклосахарного производства может идти по пути увеличения выхода готовой продукции. Наибольший выход возможен в случае получения из сахарной свеклы пищевых сиропов различного химического состава, что исключает потери сахара с мелассой, которые в настоящее время составляют от 0,5 до 2,5 % к массе свеклы.
5 Такой подход важен, как для производства пищевого сахара, так и для других технологических процессов, в которых сахарный сироп является исходным сырьем. В частности сахароза может служить исходным сырьем для производства глюкозно-фруктозных сиропов (ГФС) в тех странах, где возделывается сахарная свекла или другие сахарсодержащие культуры. В настоящее время глюкозно-фруктозные сиропы широко используются в качестве заменителей сахара в пищевых продуктах, как для здорового, так и для диетического питания.
ГФС обладают приятным мягким вкусом, сладостью, близкой к сладости сахарозы [81, 82] и используются для приготовления напитков, мороженного, кондитерских изделий, детского питания и т.п. Самым крупным потребителем ГФС является производство безалкогольных напитков. В большинстве пищевых продуктов глюкозно-фруктозные сиропы можно применять взамен сахара без изменений в рецептуре, процессе или конечном продукте. Характерной особенностью ГФС является то, что увеличение в них содержания фруктозы приводит к существенному повышению их биологической и потребительской ценности. Сиропы, содержащие 55 % фруктозы и более (высокофруктозные сиропы - ВФС), устойчивы к самопроизвольной кристаллизации, т.к. фруктоза кристаллизуется значительно хуже, чем глюкоза и является антикристаллизатором последней. В этих сиропах сахара не кристаллизуются даже при температуре 10-15 С, и их можно хранить без подогрева. Но из-за более простой и дешевой технологии в большинстве стран производят преимущественно сиропы, содержащие 42 % фруктозы (ГФС-42), которые получают трехстадийной ферментной обработкой крахмала.
Отсутствие эффективных отечественных ферментных препаратов и высокая стоимость вырабатываемого крахмала сдерживают в настоящее время широкое распространение такой технологии в России.
Исходя из условий сельскохозяйственного производства в Российской Федерации и существующей технологической базы, реальным представляется
производство ГФС, ВФС и фруктозы из свекловичного сахара и картофельного или зернового крахмала. Несмотря на наличие единичных технологических разработок по получению ГФС первого поколения (ГФС-42), в настоящее время в России отсутствуют действующие производства высоко-фруктозных сиропов второго (ГФС-55) и третьего (ГФС-90) поколений. Применяемые за рубежом технологии не могут быть перенесены в российскую производственную практику без научно обоснованной модификации в связи с чрезмерно дорогим технологическим оборудованием и объективной необходимостью изменения этих технологий под российское сырье. Высокая стоимость производства ВФС обусловлена необходимостью использования дорогостоящего хроматографического оборудования на стадиях предварительной очистки и непосредственного обогащения фруктозой углеводных сиропов (ГФС или инвертного сиропа).
Тем не менее, накопленный научный и технологический мировой опыт по производству ВФС и фруктозы позволяет, на наш взгляд, усовершенствовать и упростить соответствующее производство до уровня, приемлемого в условиях РФ, сохраняя при этом высокую эффективность и рентабельность [50]. В частности, обогащение фруктозой низкосодержащих (до 50 % фруктозы) глюкозно-фруктозных сиропов, получаемых обычным кислотным гидролизом сахарозы (инвертного сиропа), можно произвести за счет избирательной (специфической) экстракции химических компонентов сиропов в присутствии таких органических растворителей, как ацетон, без использования ферментов и хроматографического разделения.
Настоящая работа посвящена разработке способа получения высокофруктозных сиропов, содержащих различную концентрацию фруктозы, в частности 55 % фруктозы (ГФС-55), из сахарной свеклы на основе существующей в России технологии сахара, и практического использования этого сиропа для изготовления продуктов питания. Исходным сырьем является сахарная свекла и полученный из нее очищенный диффузионный сок,
7 подвергнутый сгущению и инвертированию в присутствии минеральной кислоты.
В связи с вышесказанным актуальным представляется рассмотреть отдельные этапы очистки сахарсодержащих растворов существующей технологии переработки сахарной свеклы, получения инвертного сиропа и обогащения его фруктозой как единые звенья общего технологического процесса.
Разработанная технология легко может быть реализована в условиях типового российского свеклосахарного завода.
Цели и задачи исследования. Основной целью работы явилось разработка принципиальной технологической схемы получения высокофруктозных сиропов (ВФС) из сахарной свеклы и разработка пищевых продуктов на их основе.
В соответствии с целью были определены следующие задачи:
- разработать рациональную последовательность технологических
процессов известково-углекислотной очистки диффузионного сока с
теоретическим обоснованием оптимального распределения извести по
отдельным ее этапам на основе определения физико-химического механизма
осаждения веществ коллоидной степени дисперсности;
разработать новый метод и принципиальную технологическую схему обогащения инвертного сахарного сиропа фруктозой на основе избирательной экстракции;
разработать рецептуры пищевых напитков с использованием ВФС, полученных по предложенной технологии и оценить их потребительские свойства.
Научная новизна. Установлены основные закономерности процесса коагуляции несахаров диффузионного сока на преддефекации, позволяющие проводить их осаждение с предотвращением последующей пептизации, что позволяет получить высокоочищенный диффузионный сок, пригодный для получения из него высокофруктозных сиропов.
Научно обоснованы условия рационального распределения извести
между отдельными ее этапами удаления несахаров диффузионного сока,
обеспечивающие требуемый интегральный сорбционный эффект.
и _ Изучена растворимость глюкозы, фруктозы и сахарозы в водно-
органических смесях. Установлена общая функциональная зависимость растворимости углеводов от содержания воды в органическом растворителе.
На основе полученных данных о растворимости изученных веществ и теоретического объяснения процесса растворения с точки зрения закона действующих масс предложен новый способ обогащения фруктозой глюкозно-фруктозных сиропов с помощью явления избирательной экстракции.
Изучены основные закономерности и особенности избирательной
экстракции водных растворов углеводов ацетоном, создана соответствующая
^ физико-математическая модель процесса, что позволило определить основные
технологические параметры процесса экстракции для реализации его в общей
технологической схеме получения высокофруктозных сиропов из сахарной
свеклы.
4 Практическая значимость. По результатам научных исследований
предложена принципиальная общая технологическая схема получения высокофруктозных сиропов (ГФС-55) из сахарной свеклы.
Предложенные способы очистки диффузионного сока были защищены
патентами РФ (2158766, 2169773) и внедрены на Товарковском сахарном
* заводе и ОАО «Русский сахар» с общим экономическим эффектом 495,1 тыс.
руб.
На новый способ получения высокофруктозных сиропов из сахарозы методом избирательной экстракции подана заявка на патент РФ № 2005133881.
Разработаны новые рецептуры безалкогольных напитков и технические условия на эти напитки с использованием высокофруктозпого сиропа, полученного из сахарного сиропа по предложенной технологической схеме. На эти рецептуры получено положительное заключение дегустационной комиссии
9 и подтверждено соответствие напитков нормативно-технической документации.
Апробация результатов работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технической конференции «Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК» (Москва, МГУПП, 1999 г.), V и VI ежегодных международных научно-практических конференциях «Сахар - 2005» «Повышение эффективности работы свеклосахарного комплекса» и «Сахар - 2006. Повышение эффективности работы сахарной промышленности» (Москва, МГУПП), III Юбилейной международной выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», посвященной 75-летию МГУПП (Москва, МГУПП, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 2 патента и подана 1 заявка на патент.
Эффективные технологии очистки диффузионного сока свеклосахарного производства
Диффузионный сок свеклосахарного производства представляет собой типичную коллоидную систему, содержащую взвешенные частицы различной степени дисперсности. Согласно Я. Добжицкому [52] коллоидные вещества диффузионного сока можно разделить на три типа: 1. Крупные примеси (мезга); 2. Коллоиды, не способные к осаждению, и находящиеся во взвешенном состоянии; 3. Вещества, растворимые в соке. Приведенное условное деление предполагает наличие переходных форм между указанными. Подавляющая часть коллоидов второй группы и частично третьей группы можно осадить за счет химической дестабилизации коллоидной структуры. В свеклосахарном производстве процесс химической дестабилизации называют преддефекацией. Преддефекация является наиболее эффективным инструментом в технологии очистки диффузионного сока и позволяет перевести в нерастворимое состояние до 95 % несахаров. Преддефекации, как основному способу очистки, посвятили свои исследования многие ученые [28, 37, 46, 92, 98, ПО, 111, 118, 122, 163, 174, 175]. Школой профессора Р.П. Ревы установлено наличие адсорбционного механизма веществ белковой природы на преддефекации [123, 124]. При этом отмечается отрицательное влияние возвратов на эффективность очистки. Профессор В.А. Голыбин с сотрудниками допускает осуществление возвратов, отдавая предпочтение возврату суспензии сока II сатурации на преддефекацию [104]. Преимущество возврата сока II сатурации в отличие от сока I сатурации отметил также К.П. Захаров [65]. Рядом автором предложено осуществлять дестабилизацию коллоидной системы при помощи механических воздействий.
В частности И.Ф. Малежиком с сотрудниками предложено подвергать сок кавитационному воздействию, что существенно повышает эффективность очистки. Эффективность очистки повышается также при проведении сатурации в процессе преддефекации, что предложено профессором А.А. Славянским [147]. Преддефекация представляет собой сложный физико-химический процесс, глубокое изучение которого позволит получить качественно новые результаты по эффективности очистки. Процессы коагуляции несахаров диффузионного сока тесно переплетаются с процессами, описываемыми теорией адсорбции. Коагуляция во многом связана с концентрацией осаждающего иона кальция и рН системы. Эти же факторы влияют на сорбционную активность сахаро-углекальциевого комплекса, образующегося при сатурировании. Развитие адсорбционной теории в очистке свеклосахарных растворов стало возможным благодаря работам ведущих ученых: М.И. Даишева [39, 40, 41, 44], А.Р. Сапронова [128], И.Ф. Бугаенко [14], А.А. Славянского [145], Л.Д. Бобровника [9, 10, 12], В.А. Голыбина [29, 30, 31], В.А. Лосевой [93] и др. [86, 152, 166, 170, 172, 173, 176, 181, 182, 186, 190, 194, 197]. Основоположник адсорбционной теории очистки диффузионного сока Н.Е. Логинов [91] предложил делить известь на химически активную и физически активную. По значению физически активной извести Логинов предложил ввести расчет эффекта очистки на первой сатурации: Ряд исследователей отмечают влияние рН и коллоидного состояния гидроксида кальция на эффективность адсорбции [191, 195]. Школой М.И. Даишева [41] предложено повышать сорбционную активность карбоната кальция путем достижения высокой степени его пересыщения. Высокий коэффициент пересыщения приводит к образованию высокодисперсного осадка карбоната кальция, что становится возможным при использовании пересатурации. При этом пересатурацию рекомендуют как на стадии преддефекации, так и на стадиях обоих ступеней сатурации. А.Р. Сапронов и другие исследователи [9, 70, 99] определили, что процесс адсорбции на карбонате кальция осложнен ионообменными процессами, а сам процесс сатурации представляет собой сложную многофазную реакцию. При изучении коллоидных свойств производственных свеклосахарных растворов был установлен неоспоримый факт о наличии в преддефекационном и сатурационном осадках электрокинетического потенциала (- потенциала) [9, 125, 165, 188]. Рядом авторов предложено с целью повышения сорбционной эффективности осадка допускать отклонения от требований технологической инструкции и ранее рекомендованных режимов [69, 99, 125]. Для определения оптимальной щелочности I сатурации предложено уравнение: ЩФ.опт. = 0,617-5,86 - КГ3 Чдс., (1-2) где Чдс. - чистота диффузионного сока. Высокая адсорбционная активность в основном связана со степенью дисперсности карбоната кальция. Ряд авторов в связи с этим отмечают, что высокий абсорбционный эффект сопровождается низкими фильтрационными свойствами [7, 128, 141]. Адсорбция несахаров на сатурационном осадке происходит путем электростатического взаимодействия указанных адсорбента и адсорбата. Электростатический механизм характерен, как для преддефекации, так и для сатурации. Отличием является лишь заряженные частицы, создающие ядро и двойной электрический слой коллоидной частицы. А.Р. Сапронов, Л.И. Панкин и В.М. Лещенко [87, 88], К.П. Захаров, В.З. Семененко и Р.Г.Жижина [65] показали, что сорбционная активность карбоната кальция зависит от кинетики процесса образования осадка и наличия стадии сахаратов кальция. Профессор И.Ф. Бугаенко [17] с сотрудниками не находит оснований утверждать, что наличие фазы сахаратов кальция оказывает существенное влияние на адсорбционный эффект. Существуют различные точки зрения на знак заряда сатурационного осадка: Р. Кон и И. Вашатко считают, что осадок имеет отрицательный заряд. Другие исследователи считают, что эффективность сатурации связана с притяжением отрицательно заряженных несахаров к положительно заряженной коллоидной частицы.
Технологическая схема очистки диффузионного сока с отделением преддефекационного осадка
Принципиальная технологическая схема очистки диффузионного сока с отделением преддефекационного осадка для получения высокофруктозного сиропа приведена на рис 2.4.
Фильтрат суспензии преддефекационного осадка смешивают с декантатом преддефекованного сока. Объединенный декантат, не содержащий коллоидов, способных пептизироваться при снижении рН, подвергают одноступенчатой дефекосатурации, расходуя 1,2 % СаО. Полученный после фильтрации осадок возвращают на дефекосатурацию суспензии преддефекационного осадка, что способствует значительному улучшению ее дренажных свойств. На предложенный способ получен патент РФ № 2158766.
Способ с проведением двухступенчатой преддефекации внедрен на Знаменском (Тамбовская область) и Товарковском (Тульская область) сахарном заводах (приложение 1 и 2).
Очистка диффузионного сока с отделением преддефекационного осадка возможна при наличии соответствующего фильтрационного оборудования, а также при высоком качестве перерабатываемого сырья. При переработке свеклы пониженного технологического качества становится необходимым использование схемы с двумя сатурациями.
В процессе сатурации образование карбоната кальция претерпевает ряд последовательных стадий. При проведении сатурации карбонат кальция образуется через предшествующие ему коллоидные системы сахаратов кальция и углекальциевых сахаратов кальция. Замена аниона в ядре коллоидной частицы неизбежно приводит к ее перегруппировке, что неизбежно влияет на эффективность сорбированных противоионов внешней обкладки ДЭС. В присутствии избытка карбонат-иона он, как более сильный, вытесняет одновалентный гидроксил ион из внешней обкладки ДЭС. Многовалентный ион СОз за счет сверхэквивалентной сорбции придает коллоидной частице отрицательный заряд.
При переработке свеклы высокого технологического качества нами предложено очистку диффузионного сока, предназначенного для получения пищевого сиропа проводить в режиме одновременной дефекосатурации. В этом случае коллоидные частицы карбоната кальция образуются непосредственно при взаимодействии карбонат-иона и иона кальция. Процесс ведется при рН 9,2 - 9,4, что не исключает образование сахаратов кальция. Мицелла коллоидной частицы при этом может быть описана следующей формулой: где: хКЧ(Нс)+ - ион коллоидной дисперсности несахаров диффузного слоя.
При этом карбонат-ион выступает в роли, как составляющий части ядра коллоидной частицы, так и в качестве противоиона внешней обкладки ДЭС. Исходя из сделанного анализа, процесс сатурации должен решить двуединую задачу: 1. максимально возможно удалить имеющиеся в растворе анионы несахаров, за счет их включения в ДЭС; 2. перевод коллоидных частиц карбоната кальция в нестабильное состояние, что позволит провести их осаждение с последующим отделением от жидкой фазы.
Многие исследователи занимались изучением рационального расхода извести на очистку. Н.А. Архипович и Л.И. Танащук предлагают основную часть извести использовать не на дефекации, а вводить в сатуратор в три приема [153]. Необходимость введения извести на II сатурацию подтверждается многими авторами [74, 89, 97]. В.М. Лещенко и П.П. Загородний считают, что расчет количества извести необходимо вести по несахарам сока (90,0 - 100,0 % СаО к массе несахаров) [89, 102]. К.П. Захаров с сотр. предлагают на дефекацию перед II сатурацией вводить не более 30 % извести от общего ее расхода, но не исключены другие варианты [101]. Такой прием, как пересатурация, дает неплохие результаты, но в очищенном соке остается много солей кальция [127], что также подтверждает необходимость использования извести на II сатурации. Из литературных данных можно заключить, что вопрос рационального распределения извести на очистку требует дополнительного изучения.
Сок I сатурации представляет собой диффузионный сок, содержащий твердую фазу преддефекационного осадка (при сатурации без отделения преддефекационного осадка) и находящиеся в равновесии с ним ВКД. В связи с этим расход извести на дефекацию перед I сатурацией должен быть достаточен для эффективного формирования коллоидных частиц карбоната кальция, не допускающих пептизацию осадка в присутствии пептизирующего иона карбоната кальция (карбонат-иона).
Физико-химический механизм процесса растворения углеводов в водно-органических средах. Уравнение растворимости
Оказалось, что в диапазоне изменений содержания воды (С) от 0,1 до 0,6 (т.е. от 10 до 60 масс. % воды) для обоих водно-органических растворителей экспериментальные точки хорошо укладываются на отрезки прямых в логарифмических координатах (см. рис. 3.3, где lgC изменяется от -1,0 до -0,1), хотя растворимость изучаемых веществ при этом изменяется на 2 порядка. Таким образом, экспериментальные данные описываются функциональной зависимостью (уравнение растворимости): где С - массовая доля воды, Р - растворимость углевода (г/г растворителя), a, b - коэффициенты, получаемые из экспериментальных линейных графиков в логарифмических координатах методом наименьших квадратов для каждого из углеводов. Для конкретного углевода эти коэффициенты имеют разное значение в водных ацетоне и ацетонитриле. При этом характер изменения относительной растворимости изученных Сахаров сохраняется при переходе от одного растворителя к другому: при С = 0,6 (lgC = -0,22) относительные растворимости углеводов примерно равны между собой, а при малых содержаниях воды растворимость падает в ряду - фруктоза, глюкоза, сахароза, что соответствует данным табл. 3.1 по временам удерживания хроматографических пиков. Если сравнивать растворимость какого-либо из Сахаров в водных ацетоне и ацетонитриле при одинаковом содержании воды, то видно, что растворимость в первом из них примерно в 10 раз больше. Из этого следует, что экстрагирующая способность ацетона по отношению к углеводам значительно выше, чем у ацетонитрила.
Полученные экспериментальные значения коэффициентов а и b для водных ацетона и ацетонитрила приведены в таблице 3.8.
Если рассматривать растворение Сахаров как физико-химический процесс, подобный химической реакции, с точки зрения закона действующих масс, то показатель степени b будет связан с количеством молекул воды, пошедших на образование гидратной оболочки молекулы углевода. Поэтому не удивительна близость этого показателя для данного углевода, полученного для двух водно-органических систем, причем небольшое различие параметра можно объяснить большей полярностью молекул ацетонитрила по отношению к полярности молекул ацетона. Наблюдаемый перелом линейной зависимости графика растворимости фруктозы в водных ацетоне и ацетонитриле (см. рис. 3.3) можно объяснить скачкообразным увеличением числа молекул воды гидратной оболочки молекулы фруктозы при переходе от низких концентраций воды к более высоким. Такая особенность в свою очередь может быть объяснена частичной сольватацией фруктозы молекулами ацетона или ацетонитрила, которые замещают молекулы воды в гидратной оболочке при недостатке воды в объеме растворителя. Характерно, что изменения коэффициента b в точке перелома составляет примерно 0,5 и 1,0 соответственно.
Формально процесс растворения углеводов можно представить в виде обратимой реакции: где Р - концентрация (растворимость) водного комплекса углевода [(углевод) ЬН20]р.р, С - концентрация воды. В таком случае физико-химическое равновесие принято описывать константой равновесия К, которая в данном случае равна В выражении для константы равновесия концентрацию твердых веществ не включают.
Из этого представления видно, что коэффициент а в уравнении растворимости совпадает с константой равновесия между углеводом в растворе и твердом состоянии. На основании данных таблицы 3.8 были рассчитаны растворимости углеводов в водном ацетонитриле, содержащем 0,30, 0,25 и 0,20 массовых долей воды, которые приведены в табл. 3.9.
Новые рецептуры газированных безалкогольных напитков на основе высокофруктозного сиропа
При разработке рецептур газированных безалкогольных напитков старались придать им высокие органолептические и физико-химические свойства. Исходили из того, что напиток должен иметь характерный, полный вкус и сильно выраженный свойственный аромат, хорошее насыщение диоксидом углерода, высокую стойкость и пищевую ценность. Пищевую ценность напиткам придают, в основном, углеводы, органические кислоты, минеральные вещества и витамины. Углеводы содержатся в сырье, используемом для приготовления напитков: сахаре, ГФС, соках, морсах и т. д. При производстве безалкогольных напитков из органических кислот в основном используют лимонную кислоту для придания им кислого вкуса. Витамины в большинстве своем не образуются в организме, но они важны как биологически активные вещества, регулирующие обмен веществ. Витамины также сдержатся в сырье, а могут быть внесены специально. Для придания большей пищевой ценности напиток «Вишневый без сахара» был получен на основе вишневого сока с содержанием 11,4 г сухих веществ в 100 см3 сока. Напиток «Грушевый без сахара был разработан на основе ароматизатора «Дюшес» фирмы «Esarame». Чтобы увеличить стойкость напитков в них добавили консервант - бензоат натрия. На напиток «Вишневый без сахара» также были разработаны Технические условия (приложение 8). Рецептуры напитков приведены в табл. 4.3 и 4.4 и в приложении 5 и 6. Количество сухих веществ лимонной кислоты, вносимой в напиток должно быть (1,281- а), где а - содержание сухих веществ лимонной кислоты, вносимой с соком, кг. Согласно ОСТ 18-310-77 содержание сухих веществ в 100 мл вишневого сока 1,2 г, следовательно Далее провели анализ полученных напитков по органолептическим и физико-химическим показателям. Органолептические показатели напитков оценивала дегустационная комиссия, в состав которой входило 7 человек, по 25-ти балльной системе (табл. 4.5) [61, 77]. Образцы представлялись под номерами, без сообщения Перед определением вкуса и аромата безалкогольных напитков их доводили до температуры 10 - 14 С. Внешний вид, цвет напитков определяли визуально в чистом сухом цилиндре или стакане вместимостью 250 см3. Оттенок и интенсивность окраски оценивали на соответствие требованиям, указанным в рецептурах. Аромат и вкус напитков определяли органолептически после налива пробы в дегустационный бокал при температуре 10 - 14 С. Обработку результатов проводили аналогично п. 4.1. Результаты дегустационной оценки напитков оформлены протоколом (приложение 7) и приведены в таблице 4.6. Таким образом, оба напитка получили оценку «Отлично». В основном снижение баллов можно объяснить недостаточно полным насыщением двуокисью углерода, т. к. для этого в лабораторных условиях не использовали специального сатурационного оборудования, а купажный сироп разбавляли сильногазированной питьевой водой.
В продукции безалкогольной промышленности контролируют: массовую долю сухих веществ, диоксида углерода, кислотность, стойкость, массовую долю спирта. Наиболее важным показателем качества безалкогольных напитков является стойкость. Стойкость определяли по ГОСТ 6687.6 - 88 [36]. Для этого две бутылки, отобранные в день розлива, помещали в термостатируемый шкаф. Термостатирование проводили при температуре 20±2 С. Бутылки с напитками ежедневно просматривали на фоне источника света на уровне глаз, на расстоянии 40 — 50 см, и визуально определяли образование помутнения или осадка. Для прозрачных напитков стойкость измеряется в сутках с момента розлива до образования помутнения или осадка. Стойкость напитков с консервантом должна быть не менее 20 суток. Массовую долю сухих веществ определяли по ГОСТ 6687.2 - 90 [33] рефрактометрическим методом. Сначала необходимо освободить газированный напиток от двуокиси углерода. Для этого 600 - 700 см напитка наливали в коническую колбу вместимостью 1000 см3 и закрыв колбу, взбалтывали в течение 20 - 25 мин.
Затем напиток доводили до 20 С на водяной бане и фильтровали через вату в стеклянной воронке в чистый сухой цилиндр и определяли содержание СВ. Полную инверсию не проводили, т.к. напитки практически не содержат сахарозу. Содержание сухих веществ должно соответствовать указанному в рецептуре. Кислотность определяли титриметрическим методом по ГОСТ 6687.4 -86 [34]. Напитки освобождали от основного количества двуокиси углерода по ГОСТ 6687.2 - 90. В коническую колбу на 250 см3 из мерного цилиндра наливали 100 см дистиллированной воды и нагревали ее до кипения. Отбирали пипеткой 10 см напитка в колбу с кипящей водой. Закрыв колбу воронкой кипятили в течении 5 мин. По окончании кипячения колбы охлаждали до комнатной температуры. Прибавляли 4-5 капель спиртованного раствора фенолфталеина и титровали раствором NaOH концентрацией 0,1 моль/дм3 до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 сек. Кислотность (X) в см раствора NaOH концентрацией 1 моль/дм , израсходованного на титрование 100 см напитка вычисляли по формуле
