Квасное производство. Напит. и квас. Технология производства безалкогольных напитков и кваса
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО И.Е. Радионова ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ И КВАСА Учебное пособие Санкт-Петербург 2015 2 УДК 663.4 БКК 36.8 Р 15 Радионова И.Е. Технология производства безалкогольных напит- ков и кваса: Учеб. пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2015. 105 с. Учебное пособие включает технологии производства кваса и безалкогольных напитков, описание аппаратурно-технологических схем приготовления безалкоголь- ных напитков и квасов брожения. Рассматриваются характеристики сырья, техноло- гические режимы получения полуфабрикатов и готовой продукции, пути повышения стойкости напитков. Предназначено для магистрантов направления 19.04.02 Продукты питания из растительного сырья, изучающих дисциплину «Химия и технология минеральных вод, безалкогольных напитков и кваса» очной и заочной форм обучения. Рецензенты: ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет (зав. кафедрой технологии хранения и переработки сельскохозяйственного сырья канд. техн. наук Н.А. Третьяков); доц. кафедры химии и биотехнологии канд. биол. наук О.Б. Иванченко (Санкт-Петербургский торгово-экономический университет) Рекомендовано к печати Советом факультета пищевых технологий, протокол № 1 от 30.10.2014 г. Университет ИТМО – ведущий вуз России в области информационных и фотонных технологий, один из немногих российских вузов, получивших в 2009 году статус национального исследовательского университета. С 2013 года Университет ИТМО – участник программы повышения конкурентоспособности российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров, известной как проект «5 – 100». Цель Университета ИТМО– становление исследовательского университета мирового уровня, предпринимательского по типу, ориентированного на интернационализацию всех направлений деятельности. Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2015 Радионова И.Е., 2015 3 ВВЕДЕНИЕ Производство безалкогольных напитков и кваса − быстро разви- вающаяся отрасль бродильной промышленности. Безалкогольные напитки в широком ассортименте производятся как на специали- зированных предприятиях, так и в безалкогольных цехах пивобез- алкогольных заводов. Напитки человек потребляет в течение всей жизни, отдавая пред- почтение тому или иному из них в зависимости от своего вкуса, отно- шения к своему здоровью, национальной традиции, современной моды. В настоящее время выпускаются следующие безалкогольные напитки: газированные напитки, нектары, соки, сухие шипучие на- питки, минеральные воды. Некоторые напитки насыщены диоксидом углерода, который придает им остроту вкуса, а также обеспечивает напиткам повышенную биологическую стойкость. Газированные фруктовые воды представляют собой насыщен- ные диоксидом углерода (до концентрации 0,4−0,5 % к массе напит- ка) водные растворы сиропов, приготовленных из сахара, фруктово- ягодных соков, морсов, настоев цитрусовых плодов, вина, аромати- ческих эссенций, пищевых кислот, красителей и других компонентов. В зависимости от компонентов, входящих в сироп, различают напит- ки из натуральных фруктовых соков, из настоев цитрусовых плодов, сложной ароматической композиции (ароматные настои, эссенции, соки). Наиболее распространены такие напитки, как «Буратино», «Дю- шес», «Байкал» и т. д. Сладкие газированные напитки наряду с питьевой водой отно- сятся к наиболее популярной в России категории безалкогольных напитков. В сумме на них приходится почти три четверти розничных продаж безалкогольных напитков. Менее популярны соки и нектары, они составляют около четверти розницы. Доли чайных, спортивных и энергетических напитков составляют всего 1–2 %. Безалкогольные напитки − сезонный продукт, продажи которого зависят от климата и погодных условий. Глобальное потребление безалкогольных напитков в 2012 г. составило свыше 550 млрд л, а потребление на душу населения – около 80 л. Около трети всех проданных напитков в мире являют- ся безалкогольными, еще одна треть приходится на горячие напитки и треть почти поровну разделили между собой молочные алкоголь- ные напитки. 4 В условиях жесткой конкуренции российскими производите- лями ведется работа по расширению ассортимента отечественных безалкогольных напитков и минеральных вод; большое внимание уделяется повышению качества и улучшению оформления, наращи- ванию выработки напитков на натуральной основе и с использова- нием нетрадиционного сырья (витаминизированных премиксов, био- логически активных добавок); расширению ассортимента и сырье- вой базы квасов брожения. Современное безалкогольное производство основано на дости- жениях техники и технологии, использовании полуфабрикатов высокой степени готовности. Инновации в производстве безалкоголь- ных напитков в России сосредоточены в нескольких направлениях. 5 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ 1.1. Безалкогольные напитки и сырье для их производства Газированные напитки общего назначения представляют со- бой насыщенные диоксидом углерода водные растворы смесей, сос- тоящих из сахарного сиропа, плодово-ягодных или спиртованных соков, натуральных экстрактов, концентрированных соков, экстрак- тов пряно-ароматического сырья, настоев цитрусовых, аромати- ческих эссенций, красителей и др. Напитки специального назначения − напитки, предназначен- ные по своему воздействию для определенных категорий потре- бителей. Это витаминизированные, тонизирующие, низкокалорийные напитки; напитки для больных сахарным диабетом; для спортсме- нов; детей; лиц, испытывающих повышенные умственные и физиче- ские нагрузки. Например, напитки для больных сахарным диабетом представляют собой насыщенные диоксидом углерода водные растворы ксилита или сорбита с добавлением различного сырья, а низкокалорийные напитки содержат вместо сахара смесь сахара и сахарина или только сахарин либо различные подсластители. Негазированные напитки − водные растворы смеси сахара, вина, сока, настоев цитрусовых, лимонной кислоты и колера. Сухие шипучие и нешипучие напитки − смесь сахара, винно- каменной или лимонной кислот, красителей и ароматизаторов с до- бавлением двууглекислого натрия или без него. Искусственные минерализованные воды − водные растворы различных солей (гидрокарбоната натрия, хлорида натрия, хлорида кальция, сульфата магния). Выпускают двух видов − насыщенные диоксидом углерода и без него. 1.2. Характеристика безалкогольных напитков Все безалкогольные напитки различаются по вкусу и составу, но имеют и такие общие качества, как питательность и способность к утолению жажды. Обязательным компонентом является сахар, который легко и быстро усваивается организмом человека и является эффек- тивным средством для восстановления сил. 6 По внешнему виду безалкогольные напитки подразделяются на жидкие напитки (прозрачные и замутненные) и концентраты напитков в потребительской таре. Прозрачные жидкие напитки должны быть прозрачными, без осадка и посторонних включений. Замутненные жидкие безалкогольные напитки представляют собой непрозрачную жидкость без посторонних включений. Допус- кается наличие осадка и взвесей, характерных для используемого сырья. В зависимости от используемого сырья безалкогольные напитки подразделяются: • на сокосодержащие, в состав которых входит от 3,0 до 50 % плодово-ягодного или овощного сока; • на пряно-ароматическом растительном сырье; • на ароматизаторах; • на зерновом сырье. По степени насыщения диоксидом углерода жидкие напитки бывают: • сильногазированные; • среднегазированные; • негазированные. По способу обработки жидкие напитки подразделяются: • на непастеризованные; • пастеризованные; • с применением консервантов; • без применения консервантов; • холодного розлива; • горячего розлива; • полугорячего розлива. Сырьем для изготовления безалкогольных газированных напит- ков служат натуральное сырье и синтетические ароматизаторы, красители, подсластители. К натуральному сырью относятся сиропы, экстракты и настои. В пищевой промышленности применяют фруктовые сиропы и экст- ракты, а также настои эвкалипта, лавра, лимонника, левзеи, полыни, можжевельника, хинина, ореха кола. 7 1.3. Сырье для производства безалкогольных напитков Сахар. Сахар используется в производстве напитков для при- ания им сладкого вкуса, создания консистенции, усиления бакте- иостатических свойств. Он обладает высокой энергетической цен- остью; кроме того, его не рекомендуется употреблять при некоторых заболеваниях, связанных с нарушением обмена веществ. Поэтому в последнее время все более широко сахар заменяют различными веществами, имеющими сладкий вкус, – сахарозаменителями и под- ластителями. Заменителями сахара принято называть вещества, обладающие степенью сладости, близкой к сладости сахара (глюкоза, фруктоза и др.). Интенсивные подсластители имеют сладость в де- ятки и сотни раз, превышающую сладость сахара. Сахар создает сладкий вкус, полноту вкуса, консистенцию напитков и является одним из основных видов сырья. Используют сахар-песок, сахар-ра- инад и жидкий сахар. Сахар-песок содержит сахарозы 99,75 % на сухое вещество; влажность − 0,14 %. При температуре более 160 С плавится, бо- лее 180 С – теряет воду и превращается в карамели. Упаковывают сахар-песок в тканевые мешки, мешки с полиэти- леновым вкладышем, трехслойные бумажные мешки. Хранят в меш- ках на стеллажах или поддонах в сухих помещениях с относительной влажностью не более 70 %, при температуре не выше 40 С. В шта- беля сахар-песок, упакованный в тканевые мешки, укладывают не бо- лее 46 рядов, в тканевые мешки с полиэтиленовыми вкладышами – не более 24 рядов, в транспортных пакетах – не выше 4 м; в кар- тонных ящиках – не более 2 м. Запрещается хранить сахар с другими материалами, так как он впитывает посторонние запахи. Для снижения трудоемкости при транспортировании и раз- грузки сахара можно его перевозить в специальных автоцистернах, оборудованных устройствами для пневматической разгрузки по типу транспортирования муки. Для хранения в этом случае предусмат- ривают специальные бункера. Сахар-рафинад − дополнительно очищенный сахар-песок в виде кусков (литой или прессованный) или кристаллов (рафинированный сахар-песок). Сахарозы 99,9 % на сухое вещество; массовая доля влаги 0,1−0,4 %. Для придания белого цвета его иногда подкраши- вают ультрамарином, который при нагревании может образовывать 8 сероводород или другие продукты распада, дающие осадки. Фасуют и хранят аналогично сахару-песку. В прозрачных напитках с сахаром может образовываться белый хлопьевидный осадок за счет осаждения сапонинов, иногда при- сутствующих в сахаре. Сапонины переходят в сахар из сахарной свеклы, они обладают пенообразующими свойствами, растворимы в щелочной и нейтральной средах, но теряют растворимость в кислой среде. Для образования заметного осадка в напитке и провоциро- вания образования пены при розливе достаточно 0,001 % сапонинов. Поэтому перед использованием сахар следует проверить на наличие сапонинов путем подкисления сахарного раствора. Жидкий сахар – раствор сахара-песка в воде. Выпускают выс- шим, 1-м и 2-м сортом. Высший и 1-й сорт используют в произ- водстве безалкогольных напитков. Высший сорт очищен от механи- ческих примесей и обесцвечен адсорбентами, 1-й – очищен фильт- рующими порошками. Сухих веществ в нем не менее 64 %, сахаро- зы – 99,8 % (высший сорт) и 99,55 % (1-й сорт). Транспортируют жидкий сахар в автоцистернах, хранят в за- крытых металлических емкостях при температуре не более 18 С, поверхность рекомендуется облучать ультрафиолетовыми бактери- цидными лампами. Срок хранения 4 суток, но при соблюдении стерильных условий хранения он может составлять до 120 суток. Использование жидкого сахара экономично, исключаются погрузоч- но-разгрузочные операции, а также стадия приготовления сахарного сиропа. Однако радиус доставки его с экономической точки зрения должен быть не более 80 км. Кислоты − второй по значимости компонент напитков. Исполь- зуют в производстве различных видов напитков лимонную, молоч- ную, уксусную, фосфорную, винно-каменную, аскорбиновую кислоты. Функции кислот в напитках: • придание кислого вкуса; • усиление жаждоутоляющего действия; • смягчение сладости; • консервирующее действие. Лимонная кислота добавляется в большинство наименований напитков. Получают ее биохимическим путем сбраживания сахаров некоторыми видами плесневых грибов. Лимонная кислота выпус- кается высшим и 1-м сортом, представляет собой белые или бесцвет- 9 ные кристаллы. Массовая доля лимонной кислоты должна быть не менее 99,5 % (в пересчете на моногидрат); влажность − 9,05 %. Упаковывают в ящики из гофрированного картона насыпью, в мешки массой от 10 до 40 кг. Молочную кислоту используют в производстве напитков на зерновом сырье. Получают молочнокислым брожением сахаров. Выпускают трех сортов – высшего, 1-го и 2-го в виде 40 %-го раствора и в виде 70 %-го концентрата. В 40 %-й кислоте массовая доля прямо титруемой молочной кислоты составляет 37,5 % для высшего и 1-го сортов; 37,5 % − для 2-го сорта. При замене лимонной кислоты другими кислотами их расход рассчитывают, исходя из того, что 1 г безводной лимонной кисло- ты соответствует (в пересчете на 100 %-е): 1,17 г винно-каменной или dl-винной; 1,4 г молочной; 0,766 г ортофосфорной; 1,047 г яблочной. Красители. В производстве напитков используют натуральные и синтетические красители. К натуральным красителям относят: колер; препараты β-каротина; кармин (кошениль); энокраситель (из выжимок винограда); красители из свеклы, ягод бузины, вишни, черной смородины, черноплодной рябины и иных темноокрашенных плодов и ряд других. Плодово-ягодные красители производятся с содержанием сухих веществ 35–68 %, а свекольный – в виде порошка с влажностью 8 %. Плодово-ягодные красители обладают индикаторными свойствами, т. е. в кислой среде красные, в щелочной – грязно-синие, наиболее стабильны при рН 3,5. Красную окраску придают антоцианы плодов и ягод, кармин – краситель животного происхождения из насекомых кошенили, бетаин – пигмент красной свеклы. Природные красители желтого цвета – каротиноиды, которые получают экстрагированием моркови, томатов, календулы, шафрана, а также микробиологическим путем. Каротиноиды не только при- дают напиткам окраску, но являются провитамином А, обладают антиоксидантными свойствами. Все оттенки желтого и коричневого цветов напиткам придает колер, который относят к карамельным красителям, представляющим собой гетерополимерные коллоидные пигменты сложного состава. Колер производится в виде густой сиропообразной жидкости или порошка темно-коричневого цвета. 10 Выпускают четыре типа промышленных карамельных краси- телей: I − сахарный колер простой; II − сахарный колер, полученный по «щелочно-сульфитной» технологии; III − сахарный колер, полу- ченный по «аммиачной» технологии; IV − сахарный колер, получен- ный по «аммиачно-сульфитной» технологии. Три последних типа колера с повышенной цветностью выпускают с использованием пищевых кислот, щелочей или солей для ускорения карамелизации. Сахарный колер простой представляет собой вязкую темно-коричневую массу с массовой долей сухих веществ 70 %, может храниться в широком диапазоне температур от 0 до 30 С до 12 месяцев. Сульфитно-аммиачный колер содержит 55 % сухих веществ и не более 0,1 % сернистого ангидрида, срок его хранения 6 месяцев. Предельно допустимое суточное потребление сульфитно-аммиачного колера – 100 мг/кг массы тела. Колер, производимый в условиях безалкогольного производ- ства, концентрацией 70 % можно хранить в некорродирующих сбор- никах до 12 месяцев. Ароматические вещества. В зависимости от способа произ- водства ароматические вещества подразделяют на несколько групп: • настои, экстракты, эссенции из натурального растительного сырья; • эссенции из смеси синтетических веществ или из смеси натуральных и синтетических компонентов; • вкусо-ароматические смеси (ароматизаторы, эмульсии) с кра- сителями и без красителей; • вкусо-ароматические основы для специальных напитков (например, энергетических); • ароматические композиции. Натуральные эссенции получают методом дистилляции или экстракции из природного ароматического сырья (по типу ароматных спиртов для ликероводочной промышленности). Наибольшее распро- странение получили такие эссенции, как лимонная, мандариновая и апельсиновая. Настои получают путем экстрагирования водно-спиртовым раствором натурального сырья. Получают настои из цедры цитрусовых плодов, мяты, кофе, эстрагона (тархуна) и другого пряно- ароматического сырья. В цитрусовых настоях массовая доля спирта 11 составляет 65 %. При их разбавлении водой возможно легкое помут- нение за счет выпадения терпенов, не растворимых в воде, но оно должно исчезать при фильтровании. Срок хранения 8 месяцев. В кофейном настое содержание спирта 42 %; в мятном − 81 %; в эстрагоновом – не менее 60,6 %. Хранят их в стеклянных бутылях объемом 10 или 20 дм 3 до 6 месяцев. К натуральным ароматическим веществам также относятся эфирные масла: розовое, мятное, цитрусовые, лавровое, полынное, гвоздичное. Ароматизаторы получают смешиванием натуральных эфирных масел, растительных экстрактов, вкусовых добавок, идентичных аро- мату различных плодов и растений. Они представляют собой про- зрачные бесцветные или слабоокрашенные жидкости с интенсивным ароматом, характерным для конкретного наименования (вишня, маракуйя, апельсин, банан, сливочный, пунш, ром и др.). Расфа- совываются в полиэтиленовые канистры от 8 до 20 кг; расход – от 0,05 до 20 кг/100 дал напитка. По зарубежной классификации также различают: натуральные ароматизаторы (эссенции, эмульсии, экстракты, дистилляты), полученные из природного сырья; ароматизаторы, идентичные натуральным (по химическому составу идентичны натуральным, но содержат в смеси хотя бы один компонент, полученный методом химического синтеза); искусственные ароматизаторы (получены ме- тодом химического синтеза, химически не идентичны натуральным ароматизаторам, содержат хотя бы одно вещество, не существующее в природе). Основными компонентами современных газированных напитков стали пищевые красители (карамельные − Е150 либо каротиноидные красно-желтые растительные пигменты − Е120, 162) и ароматизаторы в виде эссенций синтетических душистых веществ. Также исполь- зуют заменители сахара типа сорбита (Е420), аспартама (Е951) или ксилита (Е967). Загустители, эмульгаторы и другие виды добавок. В про- изводстве ароматических эмульсий, как правило, используют одно- временно загустители, эмульгаторы и стабилизаторы. В качестве загустителей применяют различные натуральные и синтетические вещества: желатин, пектин, камеди, альгинаты, агар- агар, модифицированные крахмалы, производные целлюлозы (КМЦ, 12 МЦ) и др. Основное их свойство − способность в низких концент- рациях создавать стабильные коллоидные системы, представляющие непрозрачные растворы. Эмульгаторы имеют липидную природу, образуют в растворе однородные дисперсии из двух несмешивающихся жидкостей, напри- мер липид и вода. Для создания эмульсий используют, в частности, натуральные эфирные масла или смесь эфирных и растительных ма- сел. Функциями эмульгаторов обладают также некоторые вещества, относящиеся к загустителям: пектин, камеди, производные целлюлозы. Наиболее часто в качестве эмульгаторов для безалкогольных эмульсий используют эфиры глицерина и смоляных кислот, про- пиленгликольальгинат, эфиры сахарозы и жирных кислот, ацетат- изобутират сахарозы. Стабилизаторы стабилизируют системы из несмешивающихся жидкостей. Принцип их действия аналогичен действию эмульга- торов. По своему поведению стабилизаторы занимают промежуточ- ное положение между загустителями и эмульгаторами, выполняют подобные функции. Например, стабилизирующим действием облада- ют эфиры и производные целлюлозы (КМЦ, метилцеллюлоза), поли- винилпирролидон. |