Ароматизаторы делятся на 2 основные группы: натуральные и синтетические.
Синтетические в свою очередь делятся на 2 группы:
· Идентичные натуральным, изготовленные с применением натуральных и синтетических веществ при условии, что природные аналоги последних обнаружены в аромате натуральных пищевых продуктов.
· Искусственные, в состав которых входят натуральные, идентичные натуральным и синтетические душистые вещества, природные аналоги которых не обнаружены в натуральных пищевых продуктах.
Ароматизаторы вырабатывают 2 основными способами:
1) Путем смешивания экстрактов натуральных веществ, а также синтетических ароматизаторов со спиртом и водой.
2) Улавливание и концентрирование ароматических веществ.
Красители делятся на натуральные и синтетические.
Синтетические красители, обладающие высокой красящей способностью, получают путем перегонки продуктов каменного угля.
Естественные красители получают методом экстракции из растительного или животного сырья.
К искусственным красителям относятся:
· Индигокармин – для подкрашивания в синий цвет.
· Тартразин – для подкрашивания от желтого до оранжевого цвета.
К натуральным красителям относятся:
· Энокраситель – получают из выжимок винограда. Цвет красителя изменяется в зависимости от рН среды: в кислой среде красный, в щелочной – синий.
· Кармин – красная краска, получаемая из насекомых семейства червецов.
· Куркума – желтая краска, получаемая из корней растения того же названия.
1) Общие сведения о пищевых кислотах.
2) Технология производства молочной кислоты.
3) Технология производства винной кислоты.
4) Технология производства лимонной кислоты.
5) Технология производства уксусной кислоты.
1. Общие сведения о пищевых кислотах.
Из органических кислот в пищевых продуктах в основном преобладают муравьиная, уксусная, яблочная (в растительных продуктах) и ортофосфорная (в животных продуктах). Кислоты попадают в продукты из сырья, из добавляют в процессе производства или они образуются в процессе брожения. Кислоты не только придают продуктам кислый вкус, но и способствуют их лучшему усвоению.
Кислотность является показателем качества всех пищевых продуктов. Кислотность определяют путем титрования водной вытяжки в твердых продуктах и путем титрования объема в жидких продуктах. Титруемая кислотность показывает сумму всех кислот и кислореагирующих соединений, содержащихся в пищевом продукте. Активная кислотность или рН среды[13] всегда ниже титруемой. Титруемую кислотность определяют с помощью прибора рН-метра.
Для каждой кислоты существует порог ощущения кислого вкуса – это минимальная концентрация кислоты в водном растворе. При котором начинает ощущаться кислый вкус, выраженный в граммах на 100 мл. водного раствора.
Молочная кислота содержится в продуктах, полученных в результате молочно-кислого брожения, и в некоторых растениях. Является нестойким соединением и в процессе хранения образует продукты дегидратации, имеющие менее ярко выраженный кислый вкус.
В пищевой промышленности молочная кислота используется в безалкогольной промышленности, в кондитерском и хлебопекарном производстве. Молочную кислоту получают путем сбраживания сахаров молочно-кислыми бактериями Дельбрюка.
Технологическая схема производства молочной кислоты включает следующие стадии:
1) Приготовление сусла.
Сусло готовят из смеси патоки и мелассы. Смесь разбавляют водой до 12 % концентрации и осуществляют инверсию сахарозы серной и соляной кислотой. Инвертированный раствор осветляют активированным углем и разбавляют до 4-5 % концентрации. Нейтрализуют кислоту мелом или известью до рН 6.3-6.5 %. Пастеризуют при температуре 70°С в течении 1 ч. Охлаждают до температуры 48-50°С и добавляют минеральные соли и биостимуляторы роста молочно-кислых бактерий (экстракт солодовых ростков – 15 % к массе сахара).
Возможно приготовление сусла из крахмалистого сырья. При этом его подвергают гидролизу до полного расщепления крахмала. После этого разбавляют до концентрации 4-5 %, обогащают минеральными веществами и биостимуляторами роста.
2) Сбраживание сусла.
Для сбраживания сусла используют чистые культуры молочнокислых бактерий. Брожение осуществляют при температуре 48-50°С. Для нейтрализации, образующейся в результате молочно-кислого брожения, молочной кислоты используют мел 3-4 раза в сутки.
Брожение осуществляют 2 способами:
· Периодический – брожение 7-8 суток при непрерывном перемешивании и 9-11 суток при периодическом перемешивании. По окончании брожения в сусле накапливается до 14 % лактата кальция.
· Непрерывный – брожение осуществляется 3-4 суток. При этом, по мере сбраживания сахаров концентрация их пополняется до 4 5 путем добавления новой порции сусла. Это позволяет накопить до 20 % лактата кальция.
3) Выделение лактата кальция.
Выброженное сусло нагревают до температуры 80-90°С и добавляют мел. В результате образуется растворимый в горячей воде лактат кальция, а также осаждаются белки и железо, разрушается несброженный сахар. Сусло отстаивают в течении 6-12 часов при температуре выше 48°С. Отстоявшийся лактат кальция декантируют и фильтруют при температуре 70-80°С. После этого фильтрат охлаждают, при этом лактат кальция кристаллизуется. Для ускорения процесса кристаллизации вносят затравку в виде кристаллов лактата кальция (6-7 % к массе раствора). Продолжительность кристаллизации 10-12 часов. Образовавшиеся кристаллы отделяют и промывают холодной водой.
4) Расщепление лактата кальция.
Кристаллы лактата кальция расплавляют паром и обрабатывают серной кислотой. При этом в осадок выпадает гипс и высвобождается молочная кислота. Сырую молочную кислоту обрабатывают желтой кровяной солью для удаления железа и сульфидом бария для осаждения тяжелых металлов, и осветляют активированным углем.
5) Упаривание и очистка.
Сырую молочную кислоту упаривают до концентрации 40 %, обрабатывают желтой кровяной солью и активированным углем, фильтруют и расфасовывают в стеклянные бутыли или в специальные полиэтиленовые бочки.
3. Технология производства винной кислоты.
Винная кислота широко распространена в природе, особенно ее много содержится в винограде, яблоках, томатах. Винная кислота, содержащаяся в продуктах в повышенных количествах, может раздражать слизистую желудка. Сырьем для получения винной кислоты служат отходы винодельческого производства: выжимки, дрожжи, осадки винного камня, отложения виннокислых солей, образующихся в период хранения виноградного сусла или виноматериалов.
Технологическая схема производства винной кислоты включает следующие стадии:
1) Извлечение виннокислого калия из сырья.
Для получения винной кислоты сырье измельчают и обрабатывают водой с температурой 75°С и извлекают из него виннокислый калий.
2) Получение виннокислого кальция.
К раствору виннокислого калия добавляют меловое или известковое молоко. При этом образуется нерастворимый виннокислый кальций. Осадок отфильтровывают и промывают водой.
3) Разложение виннокислого кальция.
Виннокислый кальций обрабатывают при нагревании до температуры 65°С серной кислотой. При этом образуется свободная винная кислота и в осадок выпадает гипс.
4) Упаривание, кристаллизация и перекристаллизация.
Раствор винной кислоты фильтруют для отделения гипса и упаривают до пересыщенного состояния. Кристаллизация винной кислоты осуществляется в течении 6-10 суток кристаллы отделяют центрифугированием, промывают и высушивают. Для очистки кристаллов их растворяют в воде, раствор обрабатывают костным углем, осаждают железо и тяжелые металлы. Отфильтрованный раствор уваривают и подвергают кристаллизации, сушке. Упаковывают винную кислоту в бумажные мешки, фанерно-штампованные или неразборчивые ящики. Хранение осуществляют при влажности воздуха не более 65 %.
4. Технология производства лимонной кислоты.
Лимонная кислота в значительном количестве содержится в растительном сырье, особенно ее много в недозрелых плодах. Промышленным способом лимонную кислоту получают путем сбраживания сахаров плесневыми грибами Aspergillus niger.
Технологическая схема производства включает следующие стадии:
1) Приготовление питательной среды.
В качестве питательной среды служит стерильный раствор мелассы с минеральными солями. Концентрация сахара не должна превышать 3-4 %.
2) Сбраживание питательной среды.
Сбраживание осуществляют под воздействием мицелия плесневых грибов при температуре 31-32°С, концентрация сахара в среде 3-4 %. По мере сбраживания сахаров вводят свежий раствор питательной среды. Продолжительность брожения зависит от активности мицелия и длится 5-10суток. О завершении процесса судят по изменению титруемой кислотности. Если кислотность не меняется в течении 4-8 часов процесс считается законченным. После окончания брожения раствор подогревают до температуры 60-65°С и фильтруют. Полученный фильтрат является смесью лимонной, глюконовой и щавелевой кислот.
3) Получение цитрата кальция.
Для выделения молочной кислоты из смеси кислот ее осаждают в виде цитрата кальция. Для этого к отфильтрованному горячему раствору (90°С) добавляют известковое или меловое молоко до рН 6.8-7.5. В осадок выпадают цитрат и оксалат кальция. Осадок отфильтровывают, промывают горячей водой и подсушивают на воздухе.
4) Разложение цитрата кальция.
Для получения лимонной кислоты осадок обрабатывают серной кислотой в аппарате-реакторе при температуре 75°С. При этом происходит разложение только цитрата кальция. Для разложения оксалата требуется большой избыток серной кислоты. После разложения цитрата кальция раствор очищают от солей железа и тяжелых металлов, затем фильтруют.
5) Упаривание и кристаллизация.
Раствор лимонной кислоты упаривают в вакуум-аппаратах до содержания кислоты в растворе 69-80 %. Упаренный раствор подвергают кристаллизации при медленном охлаждении. Для ускорения процесса вносят затравку кристаллов молочной кислоты в количестве 0.05 % к массе раствора. По окончании процесса кристаллизации кристаллы отделяют от маточного раствора на центрифуге, промывают водой и сушат при температуре не выше 35°С. После сушки лимонную кислоту упаковывают в тканевые мешки или в гофрокороба с вкладышами. Хранение осуществляют при влажности воздуха не более 70 %.
5. Технология производства уксусной кислоты:
Уксусную кислоту используют как консервант при производстве консервов, майонеза и т.д. основным сырьем для производства уксуса является спирт. Промышленным способом уксус получают путем сбраживания спирта уксуснокислыми бактериями.
Технологическая схема производства включает следующие стадии:
1. Приготовление питательной среды.
Уксуснокислые бактерии могут развиваться в средах с содержанием спирта 6-10 % об., температуре 30 °С, рН около 3, оптимальными условиями является рН 5,4-6,3. Кроме того, в питательной среде должны находится сахара (техническая глюкоза, крахмальная патока, солодовое сусло) и минеральные соли содержащие азот, фосфор, серу, калий, магний (сульфат аммония, гидрофосфат, суперфосфат и т.д.).
2. Сбраживание сусла (ферментация).
Сбраживание осуществляют в специальных емкостях, изготовленных из кислотоуслойчивых материалов: керамики, нержавейки, дерева. Для ускорения процесса в сусло вводят стружку из бука, граба, березы. На поверхности стружки закрепляются уксуснокислые бактерии, вследствие чего увеличивается площадь окислительного взаимодействия их с питательной средой. Продолжительность процесса ферментации 4-5 суток. Так как уксуснокислые бактерии способны окислять уксусную кислоту с образованием углекислого газа и воды, то для предотвращения окисления ферментацию заканчивают при содержании спирта 0,2-0,3 % об. Накопление уксусной кислоты составляет 9-10 %. Полученный уксус сливают, оставляя некоторое его количество и добавляют новую порцию сусла.
3. Осветление уксуса.
Осветление уксуса осуществляют путем обработки его оклеивающими веществами желатином, рыбьим клеем, активированным углем. Образовавшийся осадок отфильтровывают. Полученный уксус разбавляют водой до требуемой концентрации уксусной кислоты.
4. Пастеризация.
Готовый уксус пастеризуют для повышения стойкости при хранении.
5. Розлив.
Уксус разливают в бутылки, бочки, бутыли.
[1] Выход муки - количество муки, полученной из 100 килограммов зерна.
[2] Фумигация-обработка газом.
[3] Клейковина - гидратированный белковый студень, полученный путем отмывания от крахмала и оболочек.
[4] ПАВ – поверхностно-активные вещества.
[5] Корреляция – соответствие между титруемой и активной кислотностью.
[6] Гомогенизация – тонкое диспергирование.
[7] Осахаривание крахмала – процесс гидролиза крахмала ферментами солода с образованием растворимых веществ.
[8] Сульфитация – обработка диоксидом серы.
[9] Утфель представляет собой смесь кристаллов сахарозы с межкристаллической жидкостью (патокой).
[10] Коэффициент пересыщения показывает во сколько раз в данном растворе растворено сахарозы больше, чем в насыщенном растворе в тех же условиях.
[11] Клеровка – это разведение соком второй сатурации.
[12] Карантин – выдержка продукции с обязательным проведением санитарно-бактериологического анализа и контрольным бракеражем.
[13] Активная кислотность (рН среды) – это сумма всех продиссоциировавших молекул кислоты.
