Лекция 21. Производство безалкогольных напитков
2.1. Классификация безалкогольных напитков.
2.2. Сырье для получения напитков.
2.3. Принципиальная схема производства безалкогольных напитков.
2.4. Приготовление сахарного сиропа.
2.5. Получение купажного сиропа.
2.6. Сатурация воды и напитков.
2.7. Розлив напитков.
Классификация безалкогольных напитков
Безалкогольные напитки классифицируют следующим образом:
— по виду на прозрачные, мутные, сухие, концентраты;
— по типу — сильно-, средне-, слабогазированные и негазированные;
— по группам в зависимости от используемого сырья, технологии производства и назначения — сокосодержащие; напитки на зерновом сырье; на пряно-ароматическом сырье; на ароматизаторах; напитки брожения;
— по стойкости — пастеризованные и непастеризованные; с применением консервантов; напитки холодного розлива и горячего розлива.
Сырье для получения напитков
Для придания напиткам сладкого вкуса используют сахар (в виде сахара-песка, сахара-рафинада, жидкого сахара) и подсластители различной природы (натуральные и синтетические). Натуральные подсластители: сахара (глюкоза, фруктоза, мальтоза, лактоза, сахароза — основной сахар); сладкие спирты (сорбит, ксилит — для диабетиков); вещества сложной природы (тауматин, монелин). Синтетические подсластители: сахарин, цикламаты, аспартам.
Пищевые органические кислоты используют для придания кислого или терпкого вкуса, усиления вкуса, жаждоутоляющего действия, для смягчения сладости сахара, для консервирующего действия. Применяют лимонную, молочную (в напитках из хлебного сырья), виннокаменную (в сухих напитках), сорбиновую, аскорбиновую (как консерванты) кислоты.
Красители натуральные (колер, энокраситель, бузиновый, вишневый, черничный, черносмородиновый, черноплоднорябиновый, свекольный) и синте-тические (индигокармин, тартразин) применяют для подкрашивания напитков.
Вкусовые и ароматические вещества. В зависимости от способа получения ароматические вещества подразделяются на настои, экстракты, эссенции из натурального и синтетического сырья и комбинированные смеси натуральных и синтетических душистых веществ.
Принципиальная схема производства безалкогольных напитков
Технологическая схема получения безалкогольных напитков (рис. 26.4) включает следующие основные стадии:
— приготовление сахарного сиропа;
— приготовление купажного сиропа;
— сатурацию воды (напитка);
Приготовление сахарного сиропа
Сахар в производстве безалкогольных напитков используется в виде сахарного сиропа концентрацией сухих веществ 60¸65%. Сахарный сироп можно готовить холодным или горячим способом.
Холодный способ: сахар растворяют в подготовленной воде с темпе-ратурой 20¸25ºС при перемешивании.
Горячий способ: расчетное количество умягченной воды подогревают в сироповарочном котле до 50¸60ºС, вносят необходимое количество сахара, доводят до кипения и кипятят 30 минут для уничтожения слизеобразующих бактерий. Готовый сироп фильтруют и охлаждают до 15¸20ºС.
В производстве безалкогольных напитков сахарный сироп готовят только горячим способом во избежание инфицирования готовой продукции.
Наряду с белым сахарным сиропом применяют инвертированный сахар-ный сироп. В нем часть сахарозы в процессе варки гидролизуется до фруктозы и глюкозы под действием добавленных в сироп органических кислот (чаще лимонной). Инверсия приводит к более сладкому и мягкому вкусу сиропа, к большему выходу сухих веществ, что позволяет уменьшить расход сахара.
Колер, используемый для подкрашивания напитков, готовят так же, как в производстве ликеро-водочных изделий.
Рис. 26.4. Технологическая схема получения газированных напитков.
Получение купажного сиропа
Купажный сироп готовят холодным, полугорячим и горячим способом.
Холодный способ используют в тех случаях, когда в рецептуру напитков входят настои, эссенции, композиции и другое ароматсодержащее сырье.
Компоненты купажного сиропа задают в аппарат последовательно при тщательном перемешивании от менее ароматичного к более ароматичному: сахарный сироп, сок или экстракт, вино, кислота, красители, настои, эссенции. При таком способе купажирования лучше сохраняются ароматические вещества, витамины и другие биологически активные соединения.
Горячий и полугорячий способы купажирования применяют тогда, когда необходимо сократить объем купажного сиропа, уменьшить дозу его расхода на бутылку, обеспечить стерильность сырья (при использовании натуральных соков, экстрактов), удаление спирта (если применяют спиртованные соки, морсы, вина). Используют для изготовления напитков, в рецептуру которых входят соки, морсы, экстракты, вина.
Горячий способ: сахарный сироп варят не на воде, а на всем количестве (100%) сока (морса, вина), заложенного в рецептуру. Полугорячий способ: сахарный сироп варят на 50% от рецептурного сока (морса, вина), остальную часть (50%) вносят при купажировании.
В готовом купажном сиропе, полученном любым способом, проверяют содержание сухих веществ, сироп фильтруют через фильтр-картон, охлаждают до температуры не выше 8ºС и передают на розлив.
Сатурация воды и напитков
Искусственное насыщение воды диоксидом углерода называется сату-рацией. В основе сатурации лежит способность СО2 при взаимодействии с водой образовывать водный раствор. На растворимость газа в жидкости влияет ряд факторов: природа газа и жидкости, парциальное давление газа над жидкостью, примеси воздуха в СО2 и воде, температура раствора, содержание в воде электролитов и коллоидов.
Исходя из этого, перед сатурацией воду умягчают, охлаждают до 2¸4 ºС, деаэрируют (освобождают от воздуха). Насыщение идет под давлением 0,5¸1,2 МПа до содержания СО2 не менее 0,6% мас.
Процесс сатурации осуществляется в специальных аппаратах – сатурато-рах. Современным способом насыщения диоксидом углерода является синхронно-смесительный. В установках, работающих по этому способу, насыщению СО2 подвергается либо готовый напиток (смесь деаэрированной воды и купажного сиропа), либо предварительно деаэрированную воду газируют и смешивают с купажным сиропом. Синхронно-смесительный способ позволяет повысить качест-во напитков, снизить потери диоксида углерода, отказаться от использования ряда автоматов (дозировочного и для перемешивания напитков) на линии розлива.
Розлив напитков
Розлив безалкогольных газированных напитков осуществляется в изоба-рических условиях для предотвращения потерь диоксида углерода. Напитки разливают в стеклянные или ПЭТ-бутылки, жестяные банки.
Классическим, но уже устаревшим способом является розлив напитков с дозированием купажного сиропа в бутылку с последующим доливом газирован-ной водой. Современный способ — розлив готового, насыщенного СО2 напитка.
Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Источник
Способ получения безалкогольного напитка
Владельцы патента RU 2532989:
Изобретение относится к технологии производства безалкогольных напитков. Способ предусматривает измельчение свежего или высушенного астрагала до размера частиц 2-3 мм и обработку их ультразвуком в течение 1 часа с частотой излучения от 20 кГц до 22 кГц, при этом в качестве экстрагента используют воду с температурой 40±3°С. Затем отжимают и фильтруют. Полученный экстракт дозируют и смешивают с остальными компонентами купажного сиропа. После чего осуществляют деаэрацию, сатурацию и розлив. Измельченное высушенное сырье перед обработкой ультразвуком может быть замочено в воде в течение 20±5 мин. Изобретение обеспечивает повышение органолептических показателей, биологической ценности напитка, производимого на натуральном сырье. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к технологии производства безалкогольных напитков и может быть использовано при разработке инновационных технологий в пищевой промышленности.
Известна общая технологическая схема производства безалкогольных напитков, основными стадиями которой являются: варка сахарного сиропа, приготовление купажного сиропа и газированной воды, смешивание и розлив. (В.П. Позняковский и др. «Экспертиза напитков». — Новосибирск: Издательство Новосибирского университета, 2000; Сборник основных правил, технологических инструкций и нормативных материалов по производству безалкогольной продукции. Под общей редакцией Н.Г. Саришвили. — Москва: Пищепромиздат, 2000).
При производстве напитков на натуральном растительном сырье недостатком процесса их приготовления является то, что каждый компонент отдельно доводится до кипения, настаивается, отжимается, процеживается, затем полученные экстракты купажируются, что занимает относительно много времени (от 6 до 12 часов), а также снижает пищевую и биологическую ценность напитков из-за температурного воздействия. (З.В. Коробкина. «Товароведение и экспертиза вкусовых товаров». — М.: Колос, 2003, 214).
Наиболее близким техническим решением производства безалкогольных напитков на натуральном сырье является способ приготовления безалкогольного напитка, который предусматривает измельчение свежих или замороженных ягод и одновременное экстрагирование стевии, измельченных ягод, минеральной воды, насыщенной СO2, и юглона ультразвуком с частотой излучения от 50 Гц до 22 кГц в течение 2 час 15 мин — 2 час 30 мин с последующим отжимом, фильтрацией, деаэрацией, сатурацией и розливом (RU 2383255 С2, 27.06.2007 г.).
Недостатком прототипа является длительное время ультразвуковой обработки, сравнительно низкие органолептические показатели и биологическая ценность напитка.
Техническим результатом предлагаемого способа является уменьшение времени воздействия на растительное сырье, повышение органолептических показателей, биологической ценности готового продукта и расширение ассортимента безалкогольных напитков.
Указанный технический результат достигается:
— заменой стевии на астрагал, который содержит большое количество разнообразных макро- и микроэлементов: селен, кальций, кремний, алюминий, железо, магний, кобальт, цинк, медь, марганец, молибден, хром; ряд соединений, стимулирующих иммунную систему организма, которые позволят увеличить биологическую ценность напитка;
— в отличие от способа-прототипа ультразвуковой обработке подвергается только астрагал, а экстрагентом является водопроводная вода, затем полученный экстракт отжимается, фильтруется и вносится в купажный сироп в соответствии с рецептурой, что позволит регулировать количество экстракта и повысить органолептические показатели.
Предлагается способ получения безалкогольного напитка, предусматривающий измельчение свежего или высушенного астрагала до размера частиц 2-3 мм, внесение в технологическую емкость ультразвукового аппарата, проведение экстрагирования водой с температурой 40±3°С в течение 1 часа с частотой излучения от 20 кГц до 22 кГц с последующим отжимом, фильтрацией, дозированием, смешиванием с остальными компонентами купажного сиропа, деаэрацией, сатурацией и розливом. При этом в случае использования высушенного сырья после измельчения дополнительно проводят его замачивание в течение 20±5 минут.
Способ поясняется рисунками. Фиг.1 иллюстрирует влияние размера сырья на выход экстрактивных веществ. На фиг.2 представлено влияние температуры на выход экстрактивных веществ. На фиг.3 показана кинетика процесса экстрагирования астрагала.
Способ осуществляется следующим образом. Для приготовления экстракта астрагал измельчают до размера частиц 2-3 мм, в случае использования высушенного сырья дополнительно проводят его замачивание в течение 20±5 минут, затем вносят в технологическую емкость ультразвукового аппарата и проводят экстрагирование водой с температурой 40±3°С в течение 1 часа с частотой излучения от 20 кГц до 22 кГц. Параметры экстрагирования объясняются проведенными исследованиями (Фиг.1-3).
При исследовании влияния технологических факторов на процесс извлечения экстрактивных веществ из астрагала было установлено, что существенное влияние оказывают степень измельчения сырья и температура экстрагента — воды. Результаты исследований представлены на фиг.1.
Из фиг.1 видно, что наибольшее количество экстрактивных веществ извлекается из сырья размером от 2 до 4 мм, т. к. при крупном измельчении поверхность раздела фаз твердое сырье — жидкость невысока, а при слишком тонком измельчении резко увеличивается количество разорванных клеток, что приводит к вымыванию сопутствующих веществ, загрязняющих вытяжку (белки, слизи, пектины и другие высокомолекулярные соединения). Кроме того, в экстрагент переходит большое количество взвешенных частиц.
В результате вытяжки получаются мутные, трудноосветляемые и плохо фильтруемые, поэтому для дальнейших исследований использовались фракции размером 2-3 мм.
Исследования влияния температуры на процесс экстракции (фиг.2) показали, что повышение температуры экстрагента способствует увеличению выхода экстрактивных веществ. При экстракции сырья водой при температуре 40°С выход экстрактивных веществ в 1,3 раза больше, чем при температуре 20°С (размер сырья — 3 мм). Однако повышение температуры выше 60°С нежелательно в связи с необратимым распадом биологически активных веществ, входящих в состав экстрактивных веществ. (Повышение температуры экстрагента нежелательно для эфиромасличного сырья, поскольку при нагревании эфирные масла в значительной степени теряются. Необходимо учитывать, что при использовании горячей воды происходит клейстеризация крахмала, пептизация веществ; вытяжки в этом случае становятся слизистыми и дальнейшая работа с ними значительно затрудняется. Повышение температуры целесообразно при экстрагировании из корней, корневищ, коры и кожистых листьев. Горячая вода в этом случае способствует лучшему отделению тканей и разрыву клеточных стенок, ускоряя тем самым течение диффузионного процесса).
Из фиг.3 видно, что процесс перехода экстрактивных веществ в раствор в первые 40 минут извлечения интенсивно увеличивается. Максимальное количество органических кислот в настоях достигло при дальнейшей обработке УЗ в течение 20 минут.
С целью обеспечения максимальной эффективности извлечения полезных веществ из растительного сырья и сокращения продолжительности обработки необходимо учитывать, что процесс экстрагирования включает две фазы: осмотическое набухание (замачивание) с растворением содержимого клетки (движение растворителя внутрь клетки) и непосредственно само экстрагирование (диализ), при котором из клетки через клеточные мембраны, поры и капилляры происходит транспорт макромолекул растворенных веществ в объем растворителя.
При интенсивном воздействии УЗ на твердые частицы появляются сильные турбулентные течения, гидродинамические микропотоки, способствующие переносу масс, растворению веществ. Такое явление отмечается как снаружи твердых частиц, так и внутри них. В результате достигается интенсивное перемешивание даже внутри отдельных клеток.
При интенсивном колебании частиц сырья в местах трения происходит локальное повышение температуры, уменьшение вязкости экстрагента, а следовательно, увеличение коэффициента внутренней диффузии.
В результате увеличения турбулентности, нарушения структуры прилегающих слоев, пограничный диффузионный слой истощается или же будет иметь предельно малую толщину.
Следствием интенсивных колебаний является чередование зон сжатия и растяжения. При этом в момент растяжения в экстрагенте образуются полости разрыва жидкости (кавитационные зоны), которые захлопываются с силой в несколько сот атмосфер. Положительное качество этого процесса — диспергирование частиц, приводящее к увеличению межфазной поверхности.
В результате появления турбулентного перемешивания как внутри, так и снаружи клеток молекулярно-кинетическое движение заменяется конвективным, что позволяет поддерживать разность концентраций в зоне соприкосновения фаз на высоком уровне. При экстрагировании с помощью УЗ ускоряется процесс извлечения БАВ потому, что в сырье происходит микровзрыв, разрывающий клеточные структуры материала. Процесс извлечения протекает быстрее за счет вымывания экстрактивных веществ и пульсации, увеличивающих скорость движения экстрагента. Возникающие в жидкости колебания сокращают время экстрагирования и повышают выход биологически активных веществ.
1. Способ получения безалкогольного напитка, предусматривающий измельчение свежего или высушенного астрагала до размера частиц 2-3 мм, внесение в технологическую емкость ультразвукового аппарата, проведение экстрагирования водой с температурой 40±3°С в течение 1 часа с частотой излучения от 20 кГц до 22 кГц с последующим отжимом, фильтрацией, дозированием, смешиванием с остальными компонентами купажного сиропа, деаэрацией, сатурацией и розливом.
2. Способ по п.1, в котором после измельчения высушенное сырье дополнительно замачивают в течение 20±5 минут.
Источник
