WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПУТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ КОЛЛОИДНОЙ СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ МОДИФИЦИРОВАННОГО КРАХМАЛА ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФГБОУ ВПО КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

КУЗЬМИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПУТЕМ

СТАБИЛИЗАЦИИ КОЛЛОИДНОЙ СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ

МОДИФИЦИРОВАННОГО КРАХМАЛА

Специальность: 05.18.15 – технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., профессор В.А. Помозова Кемерово –

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………….……. ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………….. 1.1 Фенольные вещества как основные мутеобразователи в ликероводочном производстве…………………………………………………………………………… 1.2 Виды помутнений в ликероводочных изделиях………………………………... 1.3Способы повышения коллоидной стойкости ликероводочных напитков и их полуфабрикатов………………………………………………………………………. 1.4Применение стабилизаторов в ликероводочной промышленности…………… 1.5 Способы модификации крахмала………………………………………………... 1.6 Заключение по обзору литературы ……………………………………………… ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА …………… 2.1 Организация работы и этапы эксперимента ……………………………………. 2.2 Объекты и методы исследований………………………………………………... ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ …………………… 3.1 Анализ торговых предложений стабилизирующих веществ…………………..

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СТАБИЛИЗАЦИИ

ПОЛУФАБРИКАТОВ ЛИКЕРОВОДОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА............... 4.1 Анализ факторов определяющих стойкость ликероводочных полуфабрикатов

4.2 Определение параметров модификации нативного кукурузного крахмала СВЧ излучением……………………………………………………………………………. 4.3 Исследование свойств стабилизирующих веществ на модельных растворах……………………………………………………………... 4.4 Подбор оптимальных параметров воздействий модифицированного крахмала на стабильность ликероводочных полуфабрикатов………………………………...

ГЛАВА 5 ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ




ПРИГОТОВЛЕННЫХ ИЗ СПИРТОВАННЫХ МОРСОВ……………………..

ГЛАВА 6 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ СПОСОБА

ОСВЕТЛЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫМ КРАХМАЛОМ ПЛОДОВОЯГОДНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ……………………………………………….. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ……………………………………………………. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ …………... ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Природные виды сырья, традиционно используемые в производстве ликероводочных изделий: травы, плоды, ягоды, коренья и т.п., имеют большую пищевую ценность, поэтому на их основе производится высококачественная продукция. Однако в процессе технологической переработки растительного сырья необходимо решить производственную задачу по удалению избытка таких высокомолекулярных соединений, как белковые, пектиновые, фенольные вещества, которые создают трудности в обеспечении оптимального выхода и свойств морсов, соков, экстрактов, снижают стабильность (коллоидную стойкость) готовых изделий при длительном хранении.

Нарушение равновесия коллоидной системы готовых ликероводочных напитков приводит сначала к возникновению опалесценции, а затем – к выпадению осадка. В связи с этим необходимы дополнительные технологические приемы, позволяющие оптимизировать процесс осветления и повысить сроки сохранения стабильной прозрачности напитков. Для повышения коллоидной стойкости плодово-ягодных полуфабрикатов применяют различные физические, физико-химические, адсорбционные и ферментативные методы. Увеличение стабильности ликероводочной продукции представляет собой не только технологическую, но и экономическую задачу, так как высокая стойкость продукции повышает ее конкурентоспособность. Поэтому поиск эффективных ликероводочных изделий является актуальным направлением в данной отрасли.

Крахмал – важный пищевой и технический продукт, который широко применяется в различных отраслях пищевой промышленности. В настоящее время успешно развивается научное направление по разработке эффективных способов целенаправленного изменения природных свойств нативного крахмала, т.е. его модифицирования с помощью химических (кислотный, окислительный гидролиз), биохимических (ферментативный гидролиз) и физических воздействий (механические, температурные, ультразвуковые и волновые).

Наибольший интерес представляют физические методы модифицирования, которые позволяют безреагентным способом воздействовать на крахмал, изменяя его свойства.

Целью данной работы является обеспечение качества ликероводочных модифицированного крахмала.

Научная новизна. Научная новизна полученных результатов заключается в обеспечении качества ликероводочных изделий путем удаления мутеобразующих веществ коллоидной системы модифицированным крахмалом.

диссертационной работы:

показана эффективность модификации нативного кукурузного крахмала СВЧ излучением;

мутеобразующие компоненты полуфабрикатов ликероводочного производства;

определены основные закономерности удаления полифенольных веществ из модельных растворов в процессе их обработки;





показаны качественные изменения полифенольной составляющей помутнений в процессе стабилизации коллоидной системы полуфабрикатов.

Теоретическая и практическая значимость.

Теоретическая значимость работы заключается в обосновании повышения качества и стойкости ликероводочных изделий путем удаления мутеобразующих компонентов из полуфабрикатов.

Практическая значимость результатов исследований заключается в разработке способов стабилизации коллоидной системы ликероводочных изделий при помощи модифицированного крахмала.

Разработана технология приготовления ликероводочных полуфабрикатов, полученных с использованием модифицированного крахмала в качестве сорбента основных мутеобразующих веществ.

Проведены производственные испытания по обработке полуфабрикатов ликероводочных изделий в условиях ОАО «Новокузнецкий ликероводочный завод».

Апробация работы. 3 Всероссийская НПК студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием – Бийск 2010 г.; IV Всероссийская конференция с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2011); I Всероссийская заочная научно-практическая конференция «Новые технологии в промышленности и сельском хозяйстве» (Бийск, 2012); Международный научный форум «Пищевые инновации и биотехнологии» (Кемерово, 2013).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Большое значение для формирования типичных свойств – вкуса и цвета ликероводочных изделий – имеют фенольные вещества. Их насчитывается в различных готовых изделиях от 15 до 60 наименований [9].

Подвергаясь различным физико-химическим превращениям, фенольные вещества активно влияют на вкус, цвет и прозрачность наливок, ликеров десертных, кремов, настоек сладких, настоек полусладких, напитков десертных.

При недостатке полифенолов напитки кажутся «пустыми» и «жидкими» во вкусе, а при избытке – излишне грубыми, терпкими. Ароматические альдегиды и фенолокислоты, извлекаемые из плодов и ягод, а также при отжиме мезги, придают напиткам своеобразный неповторимый оттенок аромата.

Являясь биологически активными веществами, фенольные соединения повышают диетические свойства ликероводочных напитков. Они обладают антибактериальным действием, а также Р-витаминной активностью, которая способствует накоплению в организме витамина С и укрепляет мельчайшие кровеносные капилляры.

Фенольные вещества играют важную роль в качестве соков и напитков, а также в приготовлении растительных полуфабрикатов для производства напитков.

Однако основная проблема использования сырья с повышенным содержанием фенольных веществ в производстве напитков состоит в снижении коллоидной стойкости полуфабрикатов и готовых изделий[5,11,33,41].

1.1 Фенольные вещества как основные мутеобразователи в Фенолы – это соединения ароматического ряда, в молекулах которых гидроксильные группы -OH связаны с атомами углерода ароматического кольца (ароматического цикла).[9,3,47,80,81] многочисленных классов природных соединений, обладающих биологической активностью (активность обеспечивается тем, что ароматическое ядро и OHгруппы, объединенные в одной молекуле, влияют друг на друга, существенно повышая реакционную способность).

По числу OH-групп различают одноатомные и многоатомные фенолы.

Простые фенолы с одним-двумя ароматическими кольцами обладают разнообразными биологическими свойствами (являются наиболее активными) и широчайшим спектром фармакологического действия. Достаточно большое количество этих соединений присутствует в растущем чайном листе, однако при обработке они в значительной степени утрачиваются. Самым простейшим представителем из фенольных соединений является фенол, олигомерные производные катехинов и лейкоантоцианов объединяют в общее название:

проантоцианидины, полимеры представлены дубильными веществами, лигнином и меланинами [1,4,35].

окисляемость, особенно быстро протекающая в щелочной среде. Также фенолы, взаимодействуя с тяжелыми металлами, образуют ярко окрашенные соединения.

Их биологическая роль в жизнедеятельности растений и животных многообразна.

Все окислительно-восстановительные реакции проходят при непосредственном участие полифенольных соединений, они являются переносчиками электронов.

Большая группа полифенолов являются активаторами и ингибиторами роста растений.

Полифенолы обладают антиоксидантной активностью [9], так как они связывают ионы тяжелых металлов в нерастворимые комплексы, тем самым лишая тяжелых металлов каталитических свойств, а также полифенолы могут гасит свободнорадикальные процессы [8].

Во всех окрашенных, натуральным путем, напитках источником фенолов является сырье, из которого приготовлены данные напитки. В этом сырье в большинстве случаях находятся фенолы с двумя ароматическими кольцами (катехины, полимерные фенольные соединения – полифенолы.

Флавоноиды можно разделить по степени окисленности: восстановленные из них катехины, окисленные — флавонолы.

флавоноидов. Это без цвета и без вкуса кристаллические вещества, которые хорошо растворяются в этиловом и метиловом спирте, воде, но плохо растворяются в органических растворителях. Подвержены окислению при солнечном свете и при повышении температуры. Реагируя с кислотами, катехины образуют нерастворимые соединения – флаволаны (так же в литературе можно встретить их название как флабофены). Флабафены — «красные вещества», которые не растворяются в воде, но зато хорошо растворимые в спирте), а при реакции с щелочью образуют продукты меланидноподобные [9]. При наличии окислительных ферментов окисление катехинов протекает очень быстро, этим можно объясняется быстрое почернение свежевыжатого сока яблока.

Большинство флавоноидных соединений обладают Р-витаминной активностью — флаваноиды увеличивают упругость кровеносных сосудов и нормализуют их нарушенную проницаемость. Причем катехины обладают наиболее сильной Р-витаминной активностью по сравнению с другими группами флавоноидных соединений [9].

Лейкоантоцианы (флаван-3,4-диолы) можно встретить в плодах и овощах вместе с катехинами, но их содержится больше, чем катехинов. Принято считать, что именно лейкоантоцианы отвечают за изменение цвета плодов при консервировании. Лейкоантоцианы растворяются в тех же растворителях, как и катехины. В плодах линейные лейкоантоцианы всегда сопровождаются олигомерами и полимерами лейкоантоцианов.

Флавоны или флаванолы, из-за их высокой степени окисленности намного меньше влияют на изменение цвета плодов и овощей при переработке, чем катехины и антоцианы. Наиболее известные представители флаванолов — нарингенин, эриодиктиол, гесперидин — были обнаружены в форме гликозидов в плодах цитрусовых. Цитрусовые плоды, в большей степени их кожура, содержат метоксилированные пары флавоноловых и флавоновых гликозидов [9].

Предшественники антоцианидинов являются — дегидрофлавонолы:

цианидин, дельфинидин и пелагронидин (они имеют цвет от розового до чернофиолетового). Гликозиды антоцианидинов принято называть антоцианами.

Гликозиды цианидина входят в химический состав красящих веществ различных плодов вишни, сливы, земляники и винограда. В ягодах малины, смородины и крыжовника, клюквы, брусники красящие вещества представлены производными цианидина [47].

Антоцианы - это глюкозиды, в которых остатки глюкозы, галактозы и рамнозы связаны с окрашенным аглюконом — антоцианидином. Полифенольные вещества в химическом составе антоцианов приносят плодам красящие вещества — красные и фиолетовые пигменты разных оттенков.

При получении соков и морсов антоцианы легко переходят в сок; поэтому является необходимым сохранить их натуральный цвет [12]. Антоцианы изменяют цвет при тепловом воздействии и охлаждении, а также под влиянием биохимических превращений.

Полифенолы очень существенно оказывают влияние на качество и пищевую ценность фруктов, ягод и овощей: изменения полифенолов в сырье под влиянием технологических процессов при получении соков — одна из основных причин изменения и даже потери плодами и овощами цвета, аромата и вкуса, характерных для исходного свежего сырья. Нарушение целостности клеток тканей плодов и овощей, которое вызывает в результате этого потемнение, развитие окислительных процессов при нагревании в большинстве случаях являются результатом изменения химической структуры и свойств полифенольных соединений [4,5,6,14].

Терпкий и вяжущий вкус некоторых плодов объясняется присутствием дубильных веществ (танниды), которые вызывают потемнение плодов в свежем разрезе и быстрое почернение отпрессованного сока и морса, объясняется это тем, что дубильные вещества (катехины) под действием окислительных ферментов превращаются в темноокрашенные флобафены.

невыделанную кожу, поэтому в результате взаимодействия белком они образуют устойчивую поперечносвязанную структуру. В природе дубильные вещества имеют молекулярную массу 1000-5000 и представляют собой совокупность близких по составу соединений, хотя они и имеют неоднородную химическую природу, и подразделяются на гидролизуемые и конденсированные.

Гидролизуемые дубильные вещества — это сложные эфиры глюкозы или фенолов и ароматических оксикарбоновых кислот (пиротокатеховой, галловой) и производные этих кислот. Основной представитель этой группы веществ — танин. Гидролизуемые дубильные вещества распадаются с образованием более простых соединений фенольной и нефенольной природы, когда их обрабатывают разбавленными кислотами.

Галлотанины распадаются на глюкозу и галловую кислоту. Основным звеном галлотанина является пентагаллоил-глюкоза, в которой депсидными связями присоединены еще 4 остатка галловой кислоты, а поскольку таких остатков может быть и меньше и больше четырех, причем они могут присоединяться в разных сочетаниях к разным атомам углерода глюкозы, становится ясным, какое сложное вещество представляет собой галлотанин [8].

Эллаговые дубильные вещества различны с галловыми тем, что при их гидролизе получается нерастворимая эллаговая кислота. Такие вещества содержатся в корке граната, древесине эвкалипта.

Конденсированные дубильные вещества отличаются от гидролизуемых тем, что при нагревании с разбавленными кислотами они подвергаются дальнейшему уплотнению. По своей сложной химической природе КДВ являются полимерами катехинов, или лейкоантоцианов, или их сополимерами [47].

Таннины (дубильные вещества), способны связывать белки, и выпадать с ними в осадок. Также они обладают вяжущим вкусом.

В ягодах и плодах дубильные вещества находятся преимущественно в виде катехинов, а вот таннины присутствуют в меньшем количестве Танин и таниноподобные вещества имеют фенольный характер, они оказывают специфическое влияние на вкусовые качества и окраску плодовых соков.

Каталитическое окисление ионами металлов и ферментами или самоокисление танина вызывает изменение окраски соков, например их потемнение. Содержание танина в плодах уменьшается по мере созревания, и поэтому в плодовых соках количество их небольшое. Танин служит отличным противовоспалительным средством [19].

Чтобы отличить одну группу дубильных веществ от другой их нагревают до 180...200 °С, при этом получается из гидролизуемых дубильных веществ образуется пирогаллол, а из конденсированных — флобафены, пирокатехин.

Конденсированные дубильные вещества образуются в связи окислительной конденсации катехинов, или преобразования антоцианидинов. Например, с солями оксида железа гидролизуемые дубильные вещества дают темно-синею окраску, а конденсированные — темно-зеленую.

Дубильные вещества находятся главным образом в коре деревьев и оболочках плодов, причем в последних преимущественно конденсированные.

Танины находят в ежевике и винограде. Большое содержание дубильных веществ также отмечено в рябине, кизиле, черной смородине, черемухе. И еще важно знать, что в недозрелых плодах их обычно больше, чем в спелых.

ликероналивочных изделий особенно ценятся антисептические свойства дубильных веществ, которые очень важны при хранении сырья, а также способность придавать напиткам полноту и свежесть вкуса. Дубильные вещества помогают осветлению плодово-ягодных полуфабрикатов и напитков, так как осаждают белки. При заморозке плодов и ягод содержание в них дубильных веществ уменьшается (из-за коагуляции протоплазмы и нарушения клеточной структуры кислород воздуха окисляет дубильные вещества, кроме того, часть дубильных веществ с белками и алкалоидами образует нерастворимые соединения). Поэтому в ликероводочном производстве предпочитают использовать соки и морсы, полученные из замороженных ягод рябины, смородины, кизила и терна, потому что они имеют более мягкий вкус [13].

Таким образом, основными компонентами помутнений в ликероводочных изделиях и полуфабрикатов для их приготовления являются полифенолы и комплексы полифенолы-белки, в меньших случаях минеральные вещества, полисахариды, а также различные комплексы этих соединений между собой.

1.2 Виды помутнений в ликероводочных изделиях Бывает несколько видов помутнений в ликероводочных изделиях и полуфабрикатов для их приготовления: металлические, биохимические оксидазные кассы, микробиологические, коллоидные [11,12,48,54].

Металлические помутнения Металлы, которые переходят из сырья в готовые ликероводочные изделия, а также их полуфабрикаты (спиртованные морсы, спиртованные соки) не оказывают отрицательного воздействия на стойкость напитков, так как их количество незначительно. Основные затруднения в приготовлении напитков связаны с избыточным содержанием металлов, которые попадают в напитки на разных этапах технологического процесса. Из-за сульфитации спиртованных морсов и соков при контакте с металлическим оборудованием также создаются условия для обогащения полуфабрикатов железом. Значительное наполнение этих напитков железом происходит при хранении их в металлических резервуарах, которые изготовлены из черных металлов, этим можно объяснить недостаточной эффективностью применяемых покрытий. Увеличению содержания железа может также способствовать используемый для крепления спирт-ректификат, железо легко реагирует с полифенолами, органическими кислотами, азотистыми веществами и другими. В результате взаимодействия полифенолов спиртованных морсов и соков с трехвалентным железом получаются нерастворимые соединения, образующие помутнения. Комплексы железа с антоцианами имеют фиолетовосиний цвет, а таниды образуют соединения темного цвета (черный касс) [80].

Из литературных данных, известны два типа взаимодействия железа с фенолами: при невысоком содержании его в напитках образуются растворимые комплексы, в то время как избыток железа вызывает появление труднорастворимых танатов.

Способность железа давать с фенольными соединениями комплексы зависит не только от состояния и концентрации железа и фенольных соединений в напитках, но и величины рН, температуры, степени аэрации, содержания сернистого ангидрида, органических кислот, наличия защитных коллоидов и так далее [80].

Также железо может дать нерастворимые осадки с фосфатами (белый касс).

Как и в случае возникновения черного касса, на процесс получения нерастворимых соединений с фосфатами влияют многие факторы.

Медный касс в ликероводочных напитках образовывается при содержании меди свыше 0,5 мг/дм3, после проветривания исчезает. Вследствие того, что в настоящее время при производстве ликероводочных напитков оборудование из меди и ее сплавов практически не применяются, возможность попадания меди исключается. Кроме того, почти все способы деметаллизации, которые используют для удаления железа, одновременно осаждают и медь и другие металлы. Поэтому необходимо при деметаллизации основное внимание уделять удалению железа из напитков [80].

Биохимические оксидазные кассы Ферментативный оксидазный касс. При обработке сырья, пораженных грибами и плесенью, получаются такие ликероводочные напитки, которые при доступе кислорода воздуха проявляют склонность к оксидазному кассу (побурению). Например, Гриб Botrytis cinerea вырабатывает оксидазу или полифенолоксидазу, которая воздействует на полифенольные соединения а, прежде всего, на антоцианы (например, антоцианы красных сортов винограда). Из данных известно, что ферментативные оксидазные кассы вызывает фермент лакказа. Например, красное столовое вино может быть совершенно прозрачным, иметь органолептику и цвет, но при воздействии с воздухом вино мутнеет, и появляется пленка с разноцветной окраской (как радуга). Цвет напитка меняется от рубинового до коричневого, и выпадает осадок темно-коричневого цвета. И самое главное, что в напитке происходят большие физикохимические изменения, при этом выделяется углекислый газ, падает объемное содержание спирта, а также глицерина, разнообразных органических кислот и возрастает содержание аммиачного азота, который образуется при гидролизе белков и разрушения аминокислот [2,9].

Побурение соков при воздействии кислорода воздуха вызывает фермент полифенолоксидаза, окисляющая ортодифенольные группы веществ в желтые или коричневые хиноны, а потом в бурые растворимые вещества конденсации фенольных веществ таких как, флабофены и меланины, которые и выпадают в осадок. Если удалить медь из растворов, так как в активной группе полифенолоксидазы находится медь, то это разрушит фермент [34].

С помощью, сульфитации может предотвратить появления оксидазных касс, витамин С, как антиоксидант, может также препятствовать побурению, так как она восстанавливает хиноны в полифенолы.

И самым эффективным способом убирания оксидазного касса является повышение температуры для распада этих нежелательных ферментов [88].

Неферментативный оксидазный касс. Образование в продуктах данной мути (неферментативный оксидазный касс) происходит в 2 стадии: вначале фенолы благодаря перекисям окисляются и уплотняются (конденсируются), а на второй стадии, полифенолы реагируют с белковыми веществами и образуются муть. Именно из-за этих процессов этого прозрачные соки со временем становятся мутными. Одной из главных причин становления напитков мутными являются продукты окисления фенолокислот, лейкоантоцианов, антоцианов, катехинов и других фенольных веществ. Здесь Fe и Cu являются катализаторами этих превращений.

Для того чтоб не появлялся неферментативный касс, нужно проводить профилактические работы по удалению белков с помощью стабилизаторов [88].

Коллоидные помутнения В плодово-ягодном сырье содержатся высокомолекулярные соединения, которые способны образовывать коллоидные соединения: пектиновые и белковые полимеры, полисахариды, полифенольные вещества. Эти вещества участвуют в формировании вкуса и аромата продукции, но вместе с тем являются причиной коллоидных помутнений, поэтому переход этих веществ и их комплексов в соки и морсы, а затем и в готовые напитки определяет качество фильтруемости полуфабрикатов и стабильность изделий при хранении [1,4].

Коллоидные помутнения делятся на обратимые и необратимые [16].

Обратимые помутнения бывают полифенольными, полисахаридными, липидными. Обратимое помутнение - это помутнение от охлаждения. Оно образуется при понижении температуры ликероводочных напитков до 0 °С. Если температура повышается до 20 °С, то помутнение исчезает.

Необратимые помутнения можно разделить на белковые и комплексные (белково-полифенольно-полисахаридные).

помутнение, также называется окислительным, оно образуется постепенно и не исчезает при обычной температуре [16].

Изменение рН среды способствует растворению полисахаридов, которые находятся в твердых частях ягоды. При дроблении в жидкую фазу мезги поступают водорастворимые полисахариды, это приводит к тому, что создаются неблагоприятные условия для осветления напитков и возникают предпосылки коллоидных помутнений. Также при осветлении дополнительным источником появления полисахаридов и низкомолекулярных углеводов являются взвеси [2].

В плодово-ягодных напитках, в которых имеются кислоты и сахара, под действием металлов пектин очень часто переходит в гелеобразное состояние и вызывать помутнение напитков [6].

Полисахаридные помутнения выпадают в осадок из-за таких фракций полисахаридов, как пектиновые вещества, галактоглюкоманнана, глюкана, маннана, арабиногалактана и конденсированных фенольных соединений. Также возможно образование коллоидных помутнений из-за комплексов типа полисахарид-полифенол [54].

Белковые помутнения дают белки с низкой изоэлектрической точкой и маленькой молекулярной массой, склонность напитков к белковым помутнениям зависит от многих факторов – высокого содержания ионов металлов, танина с определенной молекулярной массой, значений рН, близких к изоэлектрической точке белка [47].

Характерным свойством фенольных соединений является способность к образованию водородных связей, которая имеет огромное значение при взаимодействии их с белками и некоторыми полимерами (полиамид, поливинилпирролидон и другие). Фенольные соединения могут приводить к окислению, особенно многоатомные фенолы; легко способны образовывать комплексы с ионами тяжелых металлов; полифенолы являются хорошими антиоксидантами, большинство из них обладают Р-витаминной активностью;

фенольные соединения создают терпкий вкус и ответственны за окраску напитков Из литературных данных известно, что мономерные формы полифенолов (катехины и лейкоантоцианы) не дают соединений с белками, а вот по мере окислительной конденсации мономеры образуют димеры, олигомеры и полимеры, которые способствуют образованию полифенольно-белковых комплексов. Еще дальнейшая полимеризация приводит к образованию очень крупных молекул флобафенов, которые становятся неустойчивыми в растворе и образуют осадок. Вследствие чего этот процесс полимеризации полифенолов может проходить и без доступа кислорода воздуха. Конденсированные формы полифенолов могут также являться причинами окислительного побурения, окисление фенольных соединений зависит от рН среды, при низком значении они более устойчивы [2].

Коллоидным помутнениям необходимо уделять особое внимание в приготовлении ликероводочных изделий и их полуфабрикатов, так как именно данный вид помутнений наиболее распространен в напитках на плодово-ягодном сырье.

1.3 Способы повышения коллоидной стойкости ликероводочных Стабильность напитков – это способность напитка оставаться определенное время прозрачным, но это не значит, что нужно убрать все вещества и напиток будет стабильным. Главная задача – сделать напиток таким, чтоб в нем оставалось как можно больше полезных компонентов и веществ, и длительное время не выпадал осадок в напитках и соках [9].

Существует большое количество способов повышения коллоидной стойкости ликероводочных напитков: деметаллизация, обработка спиртованных морсов и соков стабилизаторами органического и неорганического происхождения, физические методы осветления [2,3].

Известны следующие пути улучшения коллоидной стойкости плодовоягодных спиртованных напитков :

регулирование концентрации фенольных веществ ;

удаление быстро окисляющихся групп флавоноидов ;

разобщение компонентов реакции окисления ;

Использование каждого из них связано с определенными трудностями и имеет свои преимущества и недостатки.

Регулирование содержания полифенольных веществ в плодах производится путем подбора определенных видов, сортов, а также их степени зрелости.

Наибольшее содержание фенольных веществ - в плодах недозрелых. При дозревании в них естественным путем происходит снижение легкоокисляющихся фракций лейкоантоцианов, ответственных в большинстве случаев за потемнение консервированных продуктов. Необходимо отметить, что пока регулирование степени зрелости сырья осуществляют хозяйства, производящие плоды, а не их перерабатывающие. Для широкого производственного использования способности плодов менять естественным путем содержание полифенолов заводы должны иметь специальные склады с регулируемой и газовой средой. Такие склады должны не только осуществлять передержку излишков поступающего сырья, но и выполнять роль кондиционеров [9].

Подбор видов и сортов сырья для переработки осуществляют при изготовлении многих видов продуктов. Например, для предупреждения потемнения грушевых компотов необходимо использовать плоды с содержанием полифенолов не более 0,3 %. По той же причине следует ограничивать производство продуктов из дикорастущих яблок, груш, айвы и др. [11].

Регулирование концентрации фенольных веществ осуществляют путем целенаправленной селекции плодов. Все культурные сорта плодов выведены из диких форм, в основном с высоким содержанием полифенолов. Отмечают, что воздействие на фенольную группу, контролируемое в растении генами, возможно в очень широких пределах. Это направление исключительно перспективное [12].

Удаление быстро окисляющихся полифенольных веществ. Удаление фенольных веществ возможно из жидких пищевых продуктов ( соков, вин, пива) с помощью разнообразных адсорбентов.

Полифенольные вещества в растворах имеют слабый отрицательный заряд.

При введении в такие растворы определенных веществ с положительно заряженными частицами образуются соединения со слабой ионизирующей способностью, или нерастворимые, которые в виде осадков выводятся из напитков. Такой процесс лежит в основе удаления быстро окисляющихся полифенольных веществ из плодовых соков.

На указанном свойстве полифенольных веществ основан один из старых способов осветления напитков - оклейка. При добавлении в соки определенных доз танин-желатины полифенолы образуют с положительно заряженными белками крупные гидрофобные частицы, которые дополнительно к этому еще и укрупняются при столкновении друг с другом и в виде больших хлопьев выпадают в осадок. Соки, осветленные данным способом, достаточно стабильны по цвету [12].

Широко распространены в промышленности также способы осветления глинами ( бентонит, зеленая ), кизельгуром, активированным углем, альгинатами.

При их применении процесс осветления ускоряется благодаря связыванию белковых и других коллоидных частиц с полифенолами и адсорбции образовавшихся молекул на крупных частицах адсорбентов. В последние годы выявлена возможность использования синтетических смол для осветления напитков и предупреждения их потемнения. Действие разнообразных смол неодинаковое. Например, смолы КУ-1 и КУ-2 осветляют, не изменяя вкуса, а анионит АВ-17 придает соку неприятный вкус. Использовать следует только хорошо проверенные смолы. Хорошим осветляющим действием обладают высокополимеризованные винилпиролиды и амиды, типа нейлона и релона.

Осветление этими смолами основано на связывании олигомерных и полимерных форм полифенолов пептидной связью, а также частичным ингибированием ферментов, имеющих в качестве носителя белок [12].

Известно, что с помощью полиамидных смол, а также других адсорбентов можно полностью ингибировать оксидазы виноградного сока. Их дозы таковы (г/л) : для бентонитовой суспензии - 25, бентонитового порошка - 40, каолина - 70, диатомита 160. Дозы релона значительно ниже, до 8 г/л. Обработку смолами можно вести в специальных отстойниках или пропускать напитки через слой смолы при температурах от точки замерзания до 40 0С (обычно 20 0С). С понижением температуры качество осветления улучшается, но снижается скорость процесса. При толщине слоя смолы 0,025 м можно пропускать напитки до 45 л/мин на площади 0,1 м2.. Смолу и осажденные на ней вещества отделяют от сока сепарированием. Виноградный сок, обработанный нейлоном, после хранения в открытом виде показал меньше потемнение, чем контрольные образцы даже с небольшой дозировкой сернистого ангидрида [10].

Однако при использовании полиамидных смол и других адсорбентов возможно ухудшение качества напитков (снижение интенсивности цвета, обусловленного антоцианами, потери аромата, кислот).

При использовании полиакриламида снижение интенсивности цвета произошло на 40 %, бентонина и бентонита с желатиной - на 37 %, желатина - %, при обработке холодом - на 33 %, при фильтрации - на 21 %. Поэтому, несмотря на стабильность напитков, обработанных адсорбентами, во избежание снижения интенсивности их цвета следует строго ограничивать дозу адсорбента и продолжительность адсорбции [29].

Разобщение компонентов реакции окисления. Обычно осуществляют разобщение субстрата и кислорода воздуха с помощью растворов в целях предотвращения ферментативных процессов окисления. Плоды после чистки, резки хранят в воде в растворах кислот, солей. Абрикосы, груши, яблоки, очищенные от кожицы, рекомендуется хранить в 0,1 % растворе алюминиевых квасцов; яблоки, мандарины, айву - в 1 % растворе соли или 0,1 % растворе лимонной кислоты, фейхоа - в 1-2 % растворе виннокаменной кислоты. Сущность предотвращения потемнения состоит в следующем: при погружении в раствор предотвращается доступ кислорода к субстрату ( полифенолам ) и ферментам плодов [11].

Соли также в определенной мере инактивируют ферменты, а ингибирование ферментов кислотами достигается за счет снижения рН. Особенно полезна обработка плодов кислотами после их щелочной очистки, когда с повышением рН интенсифицируются реакции окисления [10].

Однако указанная обработка лишь временно предотвращает потемнение (30-60 мин). Более продолжительное выдерживание плодов в растворах приводит к выщелачиванию, неблагоприятному действию солей, кислот на вкус плодов.

Плоды, извлеченные из жидкостей, на воздухе темнеют. Поэтому часто способ изолирования плодов от кислорода воздуха сочетают с действием антиоксидантов (сущность действия их рассматривается в следующих разделах) [12].

Инактивирование ферментов. Например, в консервной промышленности распространен способ термического инактивирования ферментов бланширование. Режимы бланширования для разных плодов неодинаковы. В тех плодах, где содержится о-дифенолоксидаза, температура 75-80 0С достаточна для ее инактивирования, а в присутствии пероксидазы - температура инактивации выше - до 90 0С. Термическая обработка надежно предотвращает ферментативное окисление полифенолов в том случае, если проводится сразу после нарушения целостности ткани. При задержке процесса на 10-30 мин эффективность снижается, так как за это время уже успевает завершиться окисление полифенолов (например, на разрезанной поверхности плодов в отжатых соках и т.д.) [26].

Из-за высокой скорости ферментативных процессов термическая обработка должна производиться одновременно с разрушением структуры тканей плодов, как это делается, например, в дезинтеграторах для получения жидких фруктов, в линиях получения соков с применением центрифуг, или предшествовать процессу дробления ткани плодов, как например это делается в производстве пюреобразных полуфабрикатов [20,26].

Однако плоды, подвергнутые термообработке, при длительном хранении до стерилизации и в готовом продукте все-таки темнеют. Эти последующие изменения - следствие химических окислительных процессов, протекающих с участием полифенолов. Термическая обработка их катализирует даже в большей мере, чем меланоидиновые реакции.

Вместе с тем, для повышения стойкости ликероводочных изделий и полуфабрикатов для их приготовления наиболее эффективно применение стабилизаторов.

1.4 Применение стабилизаторов в ликероводочной промышленности В основе этого способа удаления коллоидных помутнений лежит процесс адсорбции коллоидных веществ на поверхности оклеивающих стабилизаторов или нейтрализации электрических зарядов коллоидов напитков путем внесения веществ с противоположным зарядом. Для этого широко применяются стабилизирующие вещества органического и неорганического происхождения, такие как аскорбиновая кислота, желатин, кизельзоль, бентонит, хитозан, альгиновая кислота. [18]. В обзоре литературы представлены природные сорбента полифенольных веществ напитков.

Аскорбиновая кислота - органическое соединение, представляет собой белый кристаллический порошок кислого вкуса. Легко растворима в воде и в спирте. Химическая структура аскорбиновой кислоты представлена на рисунке 1.

Рисунок 1- Химическая формула аскорбиновой кислоты Аскорбиновая кислота является антиоксидантом полифенолов. Известно, что стабилизирующее действие аскорбиновой кислоты на цвет консервированных плодов неоднозначно, вследствие различия в составе флавоноидов плодов.

1. Добавка аскорбиновой кислоты дает большой эффект. К этой группе относятся плоды с большим содержанием флаванолов и флавонолов ( яблоки, груши, айва, сорта слив и персиков, лишенные антоцианов).

2. Добавка аскорбиновой кислоты дает малый эффект. В эту группу входят те плоды, которые содержат наибольшее количество антоцианов, не богаты флавонолами (крыжовник, некоторые сорта черешен).

3. Добавка аскорбиновой кислоты ухудшает цвет консервов. Сюда относятся все плоды и ягоды, окрашенные антоцианами (земляника, вишня, малина; окрашенные сорта винограда, олив и другие) [16].

В основе стабилизирующего действия аскорбиновой кислоты на полифенолы лежит способность этой кислоты осуществлять окислительновосстановительные превращения, сопровождаемые переносом атомов водорода к акцепторам (окисленным формам полифенолов). В живых растительных клетках она проводит непрерывное восстановление хинонов (первых продуктов окисления полифенолов) до исходных восстановленных форм полифенолов. В отличие от живых клеток при переработке плодов создаются условия, при которых окислительные процессы преобладают над восстановительными. В таком случае эффект действия аскрбиновой кислоты будет зависеть от химического состава среды и условий реакции (температуры, рН, освещения, присутствия металлов).

Потемнение ткани предотвращается до тех пор, пока не израсходуется вся аскорбиновая кислота [16].

Однако большие дозы аскорбиновой кислоты вместо ожидаемого эффекта приносят вред, усиливая потемнение консервов. Последнее объясняется нестабильностью самой аскорбиновой кислоты, продукты разрушения которой (оксиметилфурфурол) способны образовывать темноокрашенные смолы. Пределы рН 3-5, характерные для плодовых соков, являются зоной рН, в которой аскорбиновая кислота наименее устойчива [16].

В умеренных дозах (100 мг/100г) наблюдается максимальный стабилизирующий эффект от действия аскорбиновой кислоты на полифенолы группы плодов. В такой дозе продукты разрушения самой аскорбиновой кислоты не оказывают существенного вредного влияния на цвет напитков. При более низких дозах - эффект слабее, а при более высоких - проявляется неблагоприятное влияние продуктов распада аскорбиновой кислоты [16].

Желатин – является обратимо коагулирующим коллоидом, полученным из фибриллярного белка коллагена методом вываривания в воде животных продуктов. Чаще всего это шкура, кожа, хрящи, кости животных, то есть материал, в котором присутствует коллаген. Осветление желатином основано на том, что многие вещества морсов и соков отрицательно заряжены, а желатин заряжен положительно, молекулы притягиваются друг к другу, образуются хлопья, которые выпадают в осадок и легко фильтруются [12].

Кизельзоль – это оксид кремния в виде золя, с содержанием основного поливинилпирролидоном [3]. Химическая формула кизельзоля показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Химическая формула кизельзоля Бентониты – глины вулканического образования с тонкими порами.

Основное вещество - это гидросилюкат алюминия. Удаляет из раствора не только белковые вещества, но и дубильные [16]. Кристаллы бентонита имеют слоистую структуру. В межслойном пространстве, в зависимости от вида бентонита, содержатся разные количества воды и реакционоспособных к обмену катионов (кальция и натрия). В водном растворе катионы освобождаются и слои приобретают отрицательный заряд. Химическая формула представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Химическая формула бентонита В качестве перспективных стабилизаторов в настоящей время начали использовать хитозан.

Хитозан— аминосахарид, производное линейного полисахарида, макромолекулы состоят из случайно-связанных -(1-4) D-глюкозаминовых звеньев и N-ацетил-D-глюкозамин. Основным источником для получения хитозана становятся панцири крабов, креветок, насекомых, содержащие в своем составе хитин. Из него то и выделили хитозан с помощью кислотного гидролиза.

Химическая структура хитозана представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Химическая структура хитозана Хитозан адсорбирует из напитков полифенолы благодаря своей группе NH3, которая имеет положительный заряд. Из достоинств хитозана как стабилизатора можно назвать относительно небольшую дозировку 2,5-5 г/дм3 по сравнению с другими флокулянтами, простота фильтрации ( не остается в напитках), не изменяет вкус и цвет готовой продукции, небольшое по длительности время обработки ( 2-4 часа). Из недостатков хитозана как стабилизатора можно назвать его цену и нерастворимость в воде [12].

Крахмал природный полисахарид общей формулы (С6Н10О5)n, первоначально образующийся в листьях в процессе фотосинтеза в виде зерен, а затем расщепляясь на олиго- и полисахариды перемещается в подземные клубни или в зерна злаков и вновь превращается в крахмальные зерна. Крахмальные зерна растений различны: имеют неодинаковую величину, форму и строение.

Наибольшее содержание крахмала в зернах риса (62-82 %), кукурузы (65-72 %), пшеницы (57-75 %), в клубнях картофеля (12-24 %). При отложении крахмала образуются длинные цепи, в которых остатки моносахаридов связаны между собой кислородными мостиками, образованных за счет полуацетального гидроксила предыдущего остатка моносахарида со спиртовым гидроксилом последующего [42]. Химическая структура крахмала представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Химическая структура крахмала Крахмал - важный пищевой и технический продукт, который широко применяется в различных отраслях пищевой промышленности. В настоящее время успешно развивается научное направление по разработке эффективных способов целенаправленного изменения природных свойств нативного крахмала, т.е. его модифицирования с помощью химических (кислотный, окислительный гидролиз), биохимических (ферментативный гидролиз) и физических воздействий (механические, температурные, ультразвуковые и волновые). Наибольший интерес представляют физические методы модифицирования, которые позволяют безреагентным способом воздействовать на крахмал, резко изменяя его свойства [42].

В холодной воде нативный крахмал практически нерастворим. При нагревании дисперсии крахмала в воде, молекулы воды проникают в гранулу до полной гидратации. При гидратации водородные связи между молекулами амилозы и амилопектина изменяют целостность гранулы, и она начинает набухать от центра. Желеобразуясь, набухшие гранулы могут повышать вязкость дисперсии и/или ассоциироваться в гели и плнки. Температура желеобразования различна для крахмалов разных видов.

Крахмалы из разных источников сырья различаются по размерам и форме гранул, соотношению амилоза:амилопектин, химической структуре молекул амилозы и амилопектина. Размеры гранул различных крахмалов могут находиться в диапазоне от 3 до 100 мкм. Крахмалы некоторых видов полимодальны, то есть, они могут содержать одновременно гранулы разных размеров. Например, пшеничный крахмал бимодален, он состоит из маленьких гранул 5-15 мкм и гранул большего размера – 22-36 мкм. Размер гранул не влияет на свойства крахмала. Хотя гранулы большего размера легче набухают. Форма гранул может быть различной, они могут быть сферическими и овальными, чечевицеобразными, неправильной формы, иметь гладкую поверхность или вид многогранника и пр.

Молекулы амилозы, будучи линейными, легче выстраиваются в ряд, образуя больше водородных связей. Следовательно, требуется больше энергии для разрыва этих связей и желеобразования такого крахмала. Обычно, чем больше содержание амилозы, тем выше температура желеобразования. Вообще говоря, амилоза вносит основной вклад в прочность гелей, тогда как от содержания амилопектина зависит вязкость. Таким образом, крахмал с высоким содержанием амилозы проявляет желирующие свойства, а крахмал, состоящий в основном из амилопектина, демонстрирует высокую вязкость. Линейные молекулы амилозы в растворе располагаются одна вдоль другой, образуя множество водородных связей и давая прочные гели.

Разветвлнные молекулы амилопектина неспособны выстраиваться подобным образом, водородные связи значительно слабее, поэтому гели с их участием гораздо менее прочны. С другой стороны, вязкость – исключительно функция молекулярной массы. Амилопектин с разветвлнной структурой имеет гораздо большую молекулу, чем амилоза. Следовательно, амилопектин вносит больший вклад в увеличение вязкости, чем амилоза. Кроме того, линейные молекулы амилозы склонны к образованию упорядоченных структур (рекристаллизация или ретроградация), при этом происходит уплотнение и расслоение первоначально однородного геля. Разветвлнные молекулы амилопектина образуют пространственные затруднения, препятствующие ретроградации. Более длинные молекулы амилозы придают продуктам тягучую текстуру благодаря способу их взаимодействия. Молекулярный вес амилозы влияет также на эластичность геля. Более длинные молекулы имеют тенденцию крепче связываться и образуют более прочные гели. Чем длиннее молекулы амилозы, тем сильнее склонность гелей к ретроградации. Этот эффект наблюдается и при удлинении боковых цепей в молекулах амилопектина.

промышленности [9].

В настоящее время созданы особые виды модифицированных крахмалов, которые позволяют: создать новый продукт, обладающий конкурентоспособными свойствами; улучшить внешний вид продукта; снизить себестоимость продукта;

повысить эффективность производства; исключить производственный брак;

гарантировать постоянное качество; увеличить сроки хранения.

Модификации крахмала – это средства изменения структуры и влияния на водородную связь контролируемым способом с целью улучшения и расширения их применения. Изменения происходят на молекулярном уровне, поэтому на внешний вид гранул они вообще не влияют или влияют в незначительной степени. Следовательно, ботаническое происхождение крахмала можно попрежнему определить с помощью микроскопа.

В таблице 1 приведены основные типы модификации крахмала и достоинства от модификации.

Таблица 1- Способы модификации крахмала Сшивание Укрепление крахмальной Повышенная стойкость Продукты, Стабилизация Предотвращение сжатия Превосходная Охлажднные и при низких температурах замораживании/оттаива продукты Декстринизация Расщепление и Облегченная обработка Заменители жиров;

Продолжение таблицы Ферментативная Обеспечение различной Улучшение текстуры и Имитаторы жиров конверсия вязкости, прочности геля с реологических свойств (биохимическая термообратимостью и Обработка Понижение вязкости и Улучшение текстуры Жевательные кислотой повышение прочности при более высоких резинки, пастилки, Окисление Введение карбонильных и Улучшение адгезии Панированное мясо, Преклейстериза Физическая модификация Способность к Быстрорастворимые Сшивание – самая важная химическая модификация в производстве крахмала. Ее суть заключается в том, что модификация состоит в замене водородных связей между цепями крахмала более сильными, постоянными ковалентными связями. Таким способом ингибируется набухание гранул крахмала. Это препятствует расщеплению молекул крахмал при химическом, механическом воздействии (сдвиге) или в процессе приготовления пищи(термическом воздействие). Из литературы известно, что крахмальная гранула на уровне молекулы имеет укрепляющие «места стыков», которые расположены произвольно(по аналогии с точечной сваркой). Самые часто встречаемые сшитые крахмалы это дикрахмалфосфаты и дикрахмаладипаты, которые сшиты через фосфатный или адипатный мосты соответсвенно; в последнем случае мост намного длиннее, чем в первом. Обычно уже одна поперечная связь приходится на 100…3000 остатков ангридроглюкозы в молекуле крахмала. С увеличением количества поперечных связей крахмал становится более стабильным и устойчивым к желеобразованию. В результате модификации, сшитые крахмалы обладают большей устойчивостью к кислотным, тепловым и механическим обработкам, по сравнению с нативными крахмалами.

Стабилизация, вторая важнейшая модификация крахмалов, обычно используется вместе со сшиванием. Первичная цель стабилизации – это предотвращение ретроградации и за счт этого увеличение срока годности благодаря устойчивости к изменениям температуры, таким как циклы замораживания – оттаивания. При этой модификации в крахмале происходит замена на массивные группы, которые занимают пространство и затрудняют (пространственное затруднение) попытки диспергированных (обработанных в процессе приготовления) линейных участков молекул заново выравниваться и подвергаться ретроградации. Эффективность стабилизации зависит от качества и количества замещающих групп, два вида из которых – ацетилированный и гидроксипропилированный – одобрены для пищевой промышленности. Степень замещения (СЗ) – это количество заместителей, приходящихся на 100 остатков ангидроглюкозы. Наиболее выгодными с коммерческих позиций являются крахмалы с низкой степенью замещения, такие как крахмалы с СЗ менее 0,2 (т.е.

2заместителя на 10 звеньев ангидроглюкозы). По мере возрастания степени замещения крахмала - крахмальные взаимодействия в грануле ослабевают, и, следовательно, гидратация и желирование достигаются при более низких температурах. Такие крахмалы выигрывают благодаря простоте приготовления и являются наиболее удобными при использовании в средах с низкой влажностью, а также там, где уровень влажности ограничен условиями применения других ингредиентов.

Конверсия - обобщнный термин для нескольких реакций крахмала, при которых происходит разрыв цепи.

Кислотный гидролиз отличается от декстринизации тем, что он проходит при участии воды. Кислота атакует аморфные области гранул крахмала так, что при нагревании крахмала выше температуры клейстеризации, гранулы мгновенно разрываются. Эффективность тепловой обработки в том, что более низкая вязкость горячих клейстеров, а также благодаря большему количество маленьких по размеру молекул более прочных, чем необработанный нативный крахмал.

Окисление. При производстве окисленных крахмалов используют реагент гипохлорит щелочного металла. Это образовывает две новые модификации:

карбоксильную (COOH) и карбонильную (C=O). Окисленные крахмалы, также снижают вязкость горячих клейстеров, это происходит благодаря разрушению крахмала при температуре выше температуры желеобразования.

Декстринизация. Также употребляется в литературе как пироконверсия. Это структурная модификация крахмала. Бывает двух видов. Первая модификация это деполимеризация, ее вызывает гидролиз либо при сухом прокаливании, либо при извлечении из крахмала влаги, которой в крахмале содержится 10-20%, либо при прокаливании крахмала с добавлением катализатора (кислоты). Благодаря этому образуются полимерные фракции с разной длинной цепи (конверсия низкая).

Вторая модификация это конверсия высокая, заключается в формировании разветвлнных структур этих фрагментов. Такие крахмалы называются декстринами и пиродекстринами. В зависимости вязкости, растворимости, содержания сахара, цвета, стабильности эти крахмалы делят на белые декстрины, желтые декстрины и британские камеди.

Ферментный гидролиз. Селективный ферментативный гидролиз эта одна из разновидностей биохимической модификации. Этот гидролиз очень часто многофункционален. От степени модификации ферментами, можно получить крахмалы с различной длинной молекулярной цепи, соответствующей глюкозе, мальтозе, полисахаридам. Для данной модификации используют сочетание разнообразных ферментов. Обычно это амилазы, изо-амилаза, пуллуланаза.

Преклейстризация. Эта модификация больше физическая, чем химическая.

Некоторые крахмалы проявляют свои свойств лишь при нагревании. Процесс преклейстризации нужен для того, чтоб крахмалы проявляли свои свойства без модифицированным крахмалам. Эта модификация позволяет растворяться и набухать крахмалам в холодной воде. Суть модификации заключается в том, что крахмал подвергается одновременному нагревания и высушиванию. Сушка может быть трех видов: сушка в вальцовой сушилке, экструзия, распылительная сушка.

Модификация крахмала при помощи сверхвысокочастотного излучения.

Нативный крахмал с влажностью от 4% до 60% по весу, подвергают СВЧизлучению, с частотой 2450 МГц до 15 минут, при таких условиях, чтобы крахмал не достигал максимальной температуры выше чем 100 ° С.

Для данной модификации крахмал может быть любого вида: кукурузный крахмал, картофельный крахмал, пшеничный крахмал, крахмал тапиоки, рисовый крахмал, крахмал сорго, восковый кукурузный крахмал и восковый крахмал сорго. Крахмал может быть использован в смеси с другими материалами, например, в виде муки, хотя это не является предпочтительным.

Содержание влаги в крахмале предпочтительно в пределах 10-40% по массе исходного материала. Окончательное содержание влаги неизбежно будет несколько меньше, чем в исходном крахмале, потому что обработка СВЧ включает нагревание, но эффект сушки СВЧ-излучения должна быть сведен к минимуму. Температура крахмала при модификации СВЧ будет расти, но не желательно, чтобы температура была выше 100 ° С.

СВЧ излучение имеет частоту в диапазоне от 300 МГц до 300 000 МГц. В этом диапазоне, только определенные специфические полосы разрешены для промышленного использования во многих странах, и они включают 915, 2450, 5800 и 22155 МГц. Частота, соответствующая лучшей активации энергии Н-ОН диполя крахмала цепи частота 2450 МГц. Считается, что это приводит к активации ориентации диполей в области переменного излучения, и что колебание, которое приводит перерывы лабильных связей, наличие которых делает кристаллические участки гранул крахмала труднодоступными для атаки.

Время, в течение которого необходимо облучать крахмал для получения желаемых характеристик, зависит от различных факторов, включая мощности, доступной на единицу веса крахмала, конфигурация образца, подвергаемого облучению, и температура, до которой можно подвергнуть крахмал. Обычно, время воздействия СВЧ-излучения будет от 20 секунд до 10 или, возможно, минут, предпочтительно менее 5 минут, а часто менее 1 минуты. Фактическая продолжительность облучения СВЧ будет зависеть от влажности образца и мощности СВЧ оборудования.

Применяемые в настоящее время стабилизаторы отличаются друг от друга как по химическому строению, так и по принципу действия. Поэтому представляет интерес расширить ассортимент природных стабилизаторов для повышения стойкости полуфабрикатов и готовых напитков на основе плодовоягодного сырья, в частности путем обработки их модифицированным крахмалом.

Преимущества СВЧ модификации заключается в ее простоте и относительно низкой стоимости получаемого сорбента, доступности сырья для модификации.

Этот способ постоянно привлекает внимание исследователей и производственников из-за простоты выполнения и возможности получения значительного эффекта. Найти вещества, приостанавливающие окисление полифенолов, нетрудно. Из химии известны многие эффективные восстановители.

Труднее подобрать такие из них, которые бы сочетали эффективность с безвредностью их для человека.

В связи с этим, целью данной работы является обеспечение качества ликероводочных изделий путем совершенствования способов стабилизации коллоидной системы их полуфабрикатов с помощью модифицированного крахмала.

В соответствии с поставленной целью определены основные задачи исследования:

подобрать параметры модификации нативного кукурузного крахмала;

модифицированного крахмала в технологии приготовления ликероводочных полуфабрикатов, стойких к коллоидным помутнениям;

определить основные параметры обработки (продолжительность, концентрацию), позволяющие добиться получения коллоидно-устойчивой системы напитка с максимальным сохранением органолептических показателей готового изделия;

провести промышленную оценку разработанной технологии.

ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

«Технология бродильных производств и консервирования» Кемеровского технологического института пищевой промышленности.

Исходя из поставленной цели и обозначенных задач, исследования проводили в 5 этапов. Схема работы представлена на рисунке 6.

Работа состояла из 5 блоков Первый этап работы был направлен на изучение торгового предложения, мировых запасов, стоимостных характеристик стабилизирующих веществ природного происхождения Второй этап посвящен изучению факторов, определяющих стойкость ликероводочных полуфабрикатов.

Третий этап посвящен изучению возможности применения кукурузного крахмала как стабилизатора фенолсодержащих напитков. Изучены параметры модификации нативного крахмала с направленным усилением сорбционных свойств под действием СВЧ излучения.

Четвертый этап работы посвящен изучению, определению склонности готовых морсов к образованию помутнений различного вида и характера;

возможности применения модифицированного крахмала на стадии приготовления полуфабрикатов ликероводочных изделий, а также, разработке методики стабилизации коллоидной системы полуфабрикатов с указанием основных параметров обработки (продолжительности, концентрации, вида модификации); проведению качественного анализа полифенольной составляющей помутнения, с целью выявления фенольных групп наиболее активно взаимодействующих с модифицированным крахмалом.

На пятом этапе работы проведены производственные испытания в условиях ОАО «Новокузнецкий ликроводочный завод» и разработана технологическая инструкция по осветлению ликероводочных полуфабрикатов. Проведена товароведная и технологическая оценка качества полуфабрикатов и готовых изделий.

1 этап Анализ рыночной ситуации торгового предложения стабилизирующих средств Стабилизирующие средства 2 этап Анализ факторов определяющих стойкость ликероводочных полуфабрикатов Спиртованный морс «Черная смородина»

3 этап Исследование свойств стабилизирующих веществ на модельных растворах Модификация СВЧ излучением нативного крахмала.

Чистые вещества полифенолов Физико-химические, (галловая кислота, кверцетин, рутин).

Нативный кукурузный крахмал 4 этап Подбор оптимальных параметров воздействий модифицированного крахмала на стабильность ликероводочных полуфабрикатов «Черноплодная рябина».

Модифицированный крахмал 5 этап Производственная оценка разработанной технологии. Разработка и утверждение технической документации. Контроль качества и безопасности готовой продукции.

Ликероводочные полуфабрикаты, осветленные модифицированным крахмалом, готовые изделия Объектами исследований на разных этапах работы являлись:

Плодово-ягодное сырье, спиртованные морсы, приготовленные из черноплодной рябины, черной смородины, клюквы, полученные в лабораторных условиях на кафедре технологии бродильных производств и консервирования Кемеровского технологического института пищевой промышленности (КемТИППа) по традиционной технологии с помощью двукратного настаивания ягод;

кукурузный крахмал (ГОСТ Р 51985-2002, производитель ООО «Гарнец», Владимирская обл.).

Образцы модифицированного крахмала были получены на кафедре бродильного производства и консервирования КемТИППа.

Все исследования проводились с использованием стандартных методов, принятых в ликероводочной промышленности.

рефрактометрически [28], в морсах – дистилляционным методом [29] Кислотность определяли титриметрически [6].

Содержание сахаров определяли методом Вильштеттера-Шудля [6].

Содержание пектиновых веществ определяли объемным методом [29].

Содержание белка определяли методом Лоури, описанном в [34].

Массовую долю осадка определяли по методике, изложенной в [29].

колориметрическим методом [30].

Содержание полифенольных веществ методом Еруманиса [81].

дистилляционным методом ГОСТ12787-81[18].

10..Качественный спектрографическим методом [31].

представленной в[30].

Наличие или отсутствие гидроколлоидов в напитке после обработки определяли по качественной реакции с йодом Органолептическую оценку качества готовых напитков оценивали дегустационным методом[21,42,44,80,86].

Качество готового напитка оценивали по совокупности показателей, а осадок, полученный в результате обработки морса - микроскопированием.

Исследования проводили в 3-4 кратной повторности, а результаты обрабатывали методами математической статистики. В экспериментальной части приведены средние значения показателей (х+m1), для которых m1 составил:

для полифенольных веществ + 2, для белка А фракции, общего содержания белковых веществ + 0, для пектиновых веществ + 0,

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Анализ торговых предложений стабилизирующих веществ Сегодня трудно представить себе рынок пищевой промышленности без стабилизирующих веществ. Стабилизаторы встречаются в каждом производстве, не исключением является ликероводочное и пивное производство.

Так как в современном мире все более популярной становится точка зрения, что потребление продуктов с натуральными пищевыми волокнами является неотъемлемой частью здорового образа жизни, производители пищевых продуктов увеличивают долю природных стабилизаторов в качестве вспомогательных материалов для своей продукции. Все чаще и чаще производители уходят от использования синтетических и полусинтетических материалов. В работе приведен анализ торговых предложений основных природных адсорбентов для ликероводочного производства.

Бентониты - это тонкодисперсные глины, которые состоят из 60-70 % минералов группы монтмориллонита, которые обладают адсорбционной и каталитической активностью и обладают высокой способностью связывать другие вещества (связующей способностью). В бентонитах в виде примесей могут встречаться следующие вещества: каолинит, цеолиты, гидрослюда, смешанослойные минералы, палыгорскит, галлуазит и др.

Бентониты по составу ионообменных катионов можно разделить на щелочноземельные (магниевые, кальциевые, кальциево-магниевые, магниевокальциевые) и на щелочные, где основными являются катионы натрия.

Щелочные бентониты отличаются высокой способностью к набуханию, пластичностью, коллоидальностью и отличной связующей способностью. Данные бентониты относятся к категории высококачественного сырья, которые используются во многих отраслях пищевой промышлености. Промышленные залежи щелочных бентонитов очень редки, так как специфика их образования и почти повсеместные их переходы в приповерхностные зоны (зона окисления) в щелочноземельные разности.

связующей способностью и гидрофильностью. Они уступают по качеству и чистоте, щелочным бентонитам, в необработанном состоянии к использованию в большинстве отраслях промышленности пригодны мало. Щелочноземельные бентониты можно облагородить до щелочных, для этого применяют натриевые препараты (3-5% от массы бентонита) при этом бентониты приобретают свойства щелочных. Модификацию бентонитов применяют очень часто, причем как на самих глинопорошковых заводах, так и на местах потребления.

Бентонитовые глины чаще всего применяют в виде комков, либо в виде порошка глины. Порошок-бентонит это продукт сушки и тонкого помола бентонитовой глины, который сохранил все свои коллоидно-химические свойства. Широкое применение бентонит нашел в пищевой, в металлургической, резиновой, химической, литейной, нефтедобывающей, бумажной, фармацевтической отраслях промышленности, а также в строительстве, сельском хозяйстве и т. д.

Добыча бентонита и производство глинопорошков высокого качества в России в настоящее время отстает от потребностей в них в промышленности.

Особенно не хватает качественных бентонитовых глин для пищевой промышлености.

Запасы бентонита в мире составляет 5,5 млрд. тонн, из данных запасов 45% процентов принадлежит Китаю, 15% США, 7% Турции. Данные мировых запасов представлены на рисунке 7.

К другим странам относятся Индия. Россия, Греция и другие.

Чаще месторождения в этих странах содержат щелочноземельные месторождения вулканического характера. Большими запасами щелочных бентонитов обладают Азербайджан, Турция, США. За период с 2008 по 2012 года заметна тенденция роста ежегодного объема добычи бентонитов.

Основным поставщиком бентонита на мировой рынок являются США.

Однако в последние годы отмечается рост потребления этого вида сырья и внутри страны, что сокращает е экспортные возможности. Также среди крупнейших стран-экспортеров можно отметить Индию, Китай, Турцию и Италию.

Потребности Канады в бентоните составили в 2009 году около 350 тысяч тонн.

Кроме Канады крупными импортерами бентонита также являются Нидерланды, Германия, Франция и другие.

Следует отметить, что мировые цены на бентонит в последние годы заметно увеличиваются, сейчас на мировом рынке цены на бентонит составляют 34-115 долларов за тонну. Цена колеблется в зависимости от химического состава и качества продукции. Ежегодный рост цен обусловлен удорожанием энергоресурсов, а также увеличением тарифов на перевозку продукции.

Хитозан известен с 1811 года, но, не смотря на это, его промышленное производство впервые было начато в Японии в 70-годах XX столетия. С каждым годом потребность в хитозане возрастает, и в течение 5-ти лет может достигнуть 10 000 тонн в год (по оценке американских специалистов). В настоящее время в мире производится примерно около 3 тысяч тонн в год. Ориентировочные данные об объемах производства по странам-производителям приведены в таблице 2.

Таблица 2- Объемы производства хитозана Страна - производитель Производство тонн/год В небольших количествах хитозан также производят Вьетнам, Таиланд, Бразилия, Куба, Аргентина и Пакистан.

Основными зарубежными поставщиками готового хитозана на российский рынок являются Китай и Индия. Прочие страны-производители, осуществляют переработку хитозана в его производные и иную хитозансодержащую продукцию на своей территории.

Мировой рынок продукции на основе хитозана приобретает все более глобальный характер, хотя в настоящее время хитиновой проблемой занимаются в разной степени не более 15 стран.

Россия обладает значительными ресурсами ракообразных для производства хитозана. По экспертным оценкам из добываемых крабов возможно вырабатывать до 500 т хитозана в год.. В настоящее время известно более 70 направлений использования хитина, хитозана и их производных в различных отраслях промышленности.

Мировой рынок сбыта хитозана формируется в следующих основных направлениях: здравоохранение (65%), сельское хозяйство (12%), утилизация отходов и очистка воды (7%), пищевая промышленность (6%), косметика (5%), битехнология (5%) рисунок 8.

Утилизация отходов и очистка воды Пищевая промышленность Рисунок 8 – Основные направления мирового рынка сбыта хитозана,% В нашей стране перечень направлений промышленного использования промышленности, для производства консервов, рыбного фарша, коптильных препаратов, соусов. В качестве диетического волокна порошкообразный хитозан входит в состав отдельных видов хлеба. В молочной промышленности на территории Российской Федерации хитозан до сих пор практически не используется. В молочной отрасли хитозан может быть широко использован в качестве функционального компонента для производства ряда молочных продуктов (кисломолочных продуктов, сметаны, творога, отдельных видов сыра, напитков). Высокая активность в процессе комплексообразования с белками цельного, обезжиренного молока и молочной сыворотки позволяет широко применять хитозан для получения осветленной молочной сыворотки с низким содержанием белковых веществ и нейтральными органолептическими показателями (отсутствие нежелательного резкого сывороточного вкуса и запаха) и белковой / белково-жировой массы регулируемого состава и консистенции. В качестве композиционного структурообразователя данный природный полисахарид может быть использован для выработки кисломолочных напитков и сметаны с продленными сроками хранения. Возможности применения самого хитозана существенно ограничены, истинно бескрайний простор для использования открывают только его производные, среди которых основное место занимают олигомеры хитозана, а эффективные технологии их получения практически отсутствуют.

Сфера применения желатина достаточно широка. В соответствии с назначением выделяют и группы:

1.Пищевой желатин – используется в кондитерской промышленности для приготовления кремов, желе, мороженного, фруктов в желе. Добавляется в качестве загустителя в кисломолочные и консервные продукты. В виноделии и ликероводочном используют для осветления труднофильтруемых веществ и исправления грубых виноматериалов с повышенной терпкостью.

2.Технический промышленности.

3.Фото- желатин – один из материалов для изготовления плнки.

4.Медицинский – применяется для изготовление оболочек для лекарств (капсул) и как плазмозамещающее средство.

5.Полиграфический – при изготовлении типографических красок для денег, газет, журналов. Служит склеивающим компонентом для фотобумаги.

Объем рынка пищевого желатина за последние несколько лет менял вектор развития и имел темпы развития: от -8,9% до 47,9% в год. Стоит отметить, что на внутреннем рынке превалирует зарубежная продукция, доля импортных товаров оценивается в величину 99,8%, поэтому практически весь российский рынок формируют импортные поставки желатина.

Объемы производства в России пищевого желатина на сегодняшний день незначительны и составляют порядка 95 тонн, в то время как фактическая потребность российского рынка в данном продукте находится на уровне 3-4 тыс.

тонн.

На данный момент на рынке пищевых добавок доминируют крахмалы, которые в весовом отношении составляют 72 % и используются в основном как загустители. Долевое распределение гидроколлоидов на мировом рынке по весу и стоимости представлены на рисунке 9.

Рисунок 9 - Долевое распределение стабилизаторов на мировом рынке по Потребности внутреннего рынка в крахмале удовлетворяются менее чем наполовину, дефицит в крахмале составляет около 200 тыс. тонн. Особенно составляет 75%, нативного крахмала около 80%. Баланс нативного крахмала представлен в таблице Высокая доля импортной продукции на данном рынке обусловлена в модифицированных крахмалов.

Таблица 3 - Баланс рынка нативного крахмала, тыс. тонн.

всего Рынок крахмалов в России оценивается как сложный, с высокими барьерами входа и выхода из-за дорогостоящей и не простой технологии производства, рынок, на котором все игроки известны, и конкурировать отечественным предприятиям приходится с крупнейшими иностранными компаниями.

В 2008 году объем российского рынка крахмала составлял 301тыс. т – это наибольшее значение в период 2007-2011 гг. (прирост на 4,1 %).В 2009 году произошло сокращение данного показателя (на 6,4%) – спад обусловлен уменьшением объема производства в целлюлозно-бумажной отрасли (основной отрасли-потребителе). С 2010 года объем рынка начал постепенно увеличиваться ( 1,1 %) и по итогам 2011 года составил 288 тыс.т (1,2 %). Динамика объема рынка представлена на рисунке 10.

Рисунок 10- Объем российского рынка крахмала в 2007-2011 гг., т С 2007 года наметилась тенденция к снижению присутствия зарубежной продукции на российском рынке. Доля импортного крахмала к 2013 году уменьшилась на 13 % и составила 41% (рисунок 11).

Рисунок 11 - Доля импорта на российском рынке крахмала в натуральном Российское производство крахмала.

Основным сырьем для производства крахмала в России является кукуруза, в меньшей степени используется картофель. На рисунке 12 представлено долевое распределение объемов производства крахмалопродуктов между основными производителями в РФ.

Рисунок 12 – Основные игроки рынка крахмалопродуктов в России, % В течение рассматриваемого периода с 2007 по 2011 год (рисунок 13) Приволжского ФО – выпуск продукции увеличился практически в 2 раза.

Рисунок 13 – Динамика производства нативного крахмала в крупнейших Центрального и Северокавказского ФО. В период с 2007 по 2011 год рост составил 23 %(рисунок 14).

Рисунок 14 – Региональная структура российского производства Промышленный выпуск натурального крахмала в Южном ФО значительно сократился. В 2011 году четвертая часть отечественного крахмала была произведена в Тульской области. Доля Краснодарского края составила -15%, Липецкой области -14,8 %. Более половины отечественного производства сконцентрировано в этих трех регионах.

Импорт крахмалопродуктов в Россию В 2009 году общий объем импорта рассматриваемых крахмалопродуктов в Россию составил более 150тыс. тонн, в 2010 году произошло незначительное увеличение на 0,5% - превысив151 тыс. тонн. Объем импорта модифицированных крахмалов в 2010 году вырос по отношению к предыдущему году на10,5%, в сегменте нативных крахмалов сокращение составило 16,6%.

В целом в импорте модифицированных крахмалов преобладает продукция для пищевой промышленности –47% и для бумажной отрасли – 28,9%. В импорте нативных крахмалов более половины приходится на поставки продукции для пищевой промышленности. При этом крахмалы для производства рыбы и сурими составляют 4,4% от общего объема импорта нативных крахмалов за два года. И в 2010 году рост ввоза данных крахмалов увеличился в 2 раза.

В импорте модифицированных крахмалов преобладают поставки товаров из Германии, Литвы, Казахстана, Китая.

Российский импорт крахмала в 2011 году составил 125 тыс.т. Если до года отмечалось увеличение объемов импорта крахмала на территорию России, то с 2009 года объем импортируемого крахмала резко снизился. В результате по итогам 2011 года на территорию России было импортировано на меньше крахмала по сравнению с 2008 годом. Данные представлены на рисунке 14.

Рисунок 15 – Динамика объема российского импорта крахмала в 2007- Основной категорией российского импорта крахмала является декстрин. На долю данного вида продукции в общей структуре импорта приходится практически 2/3 всего объема ввозимых крахмалов (66,66 %) значительно меньше доли занимают в этой структуре картофельный (14,8%) и кукурузный крахмалы (7,8%). Меньше всего импортируется пшеничного крахмала (3,5%). Данные представлены на рисунке 16.

Рисунок 16- Структура российского импорта крахмала по видам в Так как в настоящее время рынок стабилизаторов для осветления пива и ликероводочных изделий представлен большим количество сорбентов природного и синтетического происхождений, использование каждого из которых имеет свои преимущества и недостатки, представляло интерес оценить экономический эффект от осветления с учетом стоимости сорбента и дозировки его использования в пересчете на 1 дал готового продукта. Данные представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Цена стабилизатора на 1 дал продукта стабилизатора стабилизатора, стабилизатора, осветления, Из таблицы видно, что крахмал является лучшим стабилизатором по цене и вносимой дозировки относительно других стабилизаторов.

Подводя итоги, можно отметить, что значительное влияние на рынок стабилизаторов оказывают следующие факторы:

генномодифицированных продуктов;

- увеличение спроса на готовые продукты и полуфабрикаты, и в тоже время рост требований к экологии продуктов, их вкусу, малому содержанию жира и сахара в составе продуктов;

- растет потребление натуральных и функциональных ингредиентов со стороны производителей пищевых продуктов.

Делая выводы, хочется отметить, что выбор стабилизаторов для пищевой промышлености определяется требованиями, которые предъявляются к их функциональным свойствам, например некоторые стабилизаторы в растворах заряжены положительно, значит они подходят больше для убыли полифенолов, а если отрицательны то для белков, и т.д., и еще кроме того, их ценой и доступностью. Именно поэтому в последнее время, очень часто используют крахмал. Хотя, хитозан, к примеру, намного дороже крахмала, но и его дозировка внесения в продукты намного меньше.

Поэтому введение совершенно новых стабилизаторов из натурального сырья должно стать приоритетным для всей пищевой промышленности.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СТАБИЛИЗАЦИИ

ПОЛУФАБРИКАТОВ ЛИКЕРОВОДОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

4.1 Анализ факторов определяющих стойкость ликероводочных Кроме ректификованного спирта и умягченной воды сырьем и основными материалами для приготовления ликеров, наливок, настоек служат различные виды свежих и сушеных плодов и трав, ягод, листьев, корней и других частей растений, содержащих вкусовые и ароматические вещества, сахара, органические кислоты, эфирные масла, красители.

Из растительного сырья сначала готовят полуфабрикаты:

Разнообразие ассортимента ликеров, наливок, настоек создается благодаря применению спиртованных морсов, соков, настоев, приготовленных более чем из 100 видов растительного сырья.

Растительное сырье, применяемое в ликероводочном производстве разнообразно и сложно по химическому составу, который к тому же зависит еще от вида и сорта сырья, почвенно-климатических условий вегетации, условий хранения и других факторов.

Полуфабрикаты ликероводочных изделий хранят не более 6-12 месяцев. За это время кроме нового образования осадка, происходит изменение цвета, аромата и вкуса, снижается содержание азотистых и дубильных веществ, сахаров.

Уже само спиртование сока вызывает качественное и количественное изменение основных компонентов сока, связанные не только с физическим разбавлением, но и выпадением в осадок нерастворимых в спирте веществ.

Особенно большим изменениям подвержены полуфабрикаты с высоким содержанием полифенольных соединений, например из черной смородины и черноплодной рябины. Основными реакциями, протекающими при хранении, являются реакция меланоидинообразования и необратимое окисление полифенольных соединений.

Отчасти это связано с отступлением от технологии при приготовлении напитков, но прежде всего с медленным продолжением химических и физикохимических процессов.

седиментируемым или рыхлым, легко суспендируемым.

На первом этапе работы представляло интерес изучить стабильность коллоидной системы спиртованных морсов при хранение.

В лабораторных условиях были приготовлены спиртованные морсы из черной смородины по традиционной технологии с помощью двукратного настаивания ягод [6]. Предварительно, размягченную ягоду заливали 60%-ным водно-спиртовым раствором в соотношение 1:1, выдерживали 5 суток в темном месте при комнатной температуре, далее сливали первый получившийся морс, а к оставшейся ягоде доливали 35% водно-спиртового раствора в том же соотношении. Выдерживали пять суток. После этого сливали второй морс.

Первый и второй морсы объединяли, и получали спиртованный морс.

С целью выявления факторов, определяющих стойкость ликероводочных полуфабрикатов готовые морсы хранили в течение максимально приемлемого времени для полуфабрикатов из свежего сырья (6 месяцев), наблюдая за изменением физико-химических показателей(таблица 5).

Таблица 5 - Физико-химические показатели черносмородинового морса Показатели качества Черносмородиновый спиртованный морс г/100 см г/100 см пересчете на лимонную фенольных веществ, мг/дм Экспериментальные данные показали, что такие значения, как содержание этилового спирта, концентрация сухих веществ, содержание титруемой кислотности и сахаров соответствуют требованиям ликероводочной промышленности даже после 6 месяцев хранения.

Изменения коснулись органолептических показателей морса и прежде всего прозрачности и цвета. Во время хранения в полуфабрикатах произошло изменение цвета, возникло вторичное образование осадка за счет медленно протекающих во время хранения физико-химических процессов, и в т.ч.

структурных изменений фенольных веществ. Известно, что лишь определенные группы полифенолов ответственны за возникновение коллоидных помутнений.

В связи с этим был проведен спектрофотометрический анализ, основанный на определении спектра поглощения или измерении светопоглощения при строго определенной длине волны, которая соответствует максимуму кривой поглощения исследуемого вещества.

Для детального изучения качественного состава полифенолов были сняты спектры оптического поглощения растворов спиртованного морса до хранения, через 3 месяца и через 6 месяцев. Опыты проводили на спектрофотометре ПЭ – 5300 В в кюветах с шириной грани 1 см против 25 об % -ного водно-спиртового раствора.(рисунок 17) Положение пиков спектра поглощения является важной оптической характеристикой вещества, а характер и вид спектра поглощения характеризуют его качественную индивидуальность.

Оптическая плотность, D Рисунок 17- Зависимость оптической плотности морса от длины волны, при фенольных веществ в спиртованном морсе как оксибензойные и оксикоричные кислоты, пик которых приходится на длины волн от 350 до 390 нм., и может сдвигаться в зависимости от содержания металлов и других соединений.

продуктах их переработки образуют эфиры с органическими кислотами и сахарами. Такие изменения имеют большое значение особенно при создании вкуса, цвета и запаха продуктов переработки плодов с высоким содержанием полифенольных веществ. Из эфиров коричных кислот в плодах наиболее распространена и активна хлорогеновая кислота, что подтверждено данными спектрофотометрического анализа.

способны быстро окислятся, взаимодействовать с другими мутеобразующими компонентами (например, белками) и вызывать коллоидные помутнения, как в полуфабрикатах, так и готовых напитках.

Пик кривых при длине волны 580-630 нм соответствует наличию флавонолов и флавноидов, веществ которые придают окраску, вкус и аромат спиртованным морсам, неповторимую терпкость.

Согласно данным рисунка значительных количественных изменений при хранении полуфабриката не происходит, небольшая убыль полифенолов при проведении физико-химического анализа объяснима в первую очередь белковофенольными взаимодействиями. Однако, из графика видно, что со временем высота пиков для выявленных групп фенольных соединений значительно отличается от их положения в исходном морсе. Количество флавонолов уменьшается, а количество фенольных кислот возрастает. Это связано с расщеплением высокомолекулярных соединений типа танидов до более простых соединений и конденсацией низкомолекулярных в высокомолекулярные, что и приводит к дестабилизации коллоидной системы, возникновению опалесценции и выпадению осадка.

В работе изучено влияние стабилизаторов на убыль представителей выявленных групп полифенольных соединений.

4.2 Определение параметров модификации нативного кукурузного В работе оценили возможность использования кукурузного крахмала (нативный кукурузный крахмал по ГОСТ Р 51985-2002, производитель ООО «Гарнец», Владимирская обл.) в качестве стабилизатора коллоидной системы напитков из растительного сырья с высоким содержанием полифенольных веществ.

В настоящее время успешно развивается научное направление по разработке эффективных способов целенаправленного изменения природных свойств нативного крахмала, т.е. его модификация, так как нативные крахмалы, не прошедшие модификацию, обладают слишком слабой структурой, и в настоящее время их применение в прогрессивных пищевых технологиях весьма ограничено, нецелесообразно и экономически не выгодно.

Модификацию кукурузного крахмала проводили на кафедре бродильных производств и виноделия КемТИПП. Нативный крахмал подвергался воздействию СВЧ излучению. В работе использовали бытовую микроволновую печь с мощностью 800 Вт с частотой 2,45 Гц. Навеску нативного кукурузного крахмала массой 10 г обрабатывали в микроволновой печи, данные модификации представлены в таблице Таблица 6- Параметры обработки нативного кукурузного крахмала СВЧ излучением Эффект от модификации оценивали по убыли полифенольных соединений.

Морс обрабатывали образцами модифицированного крахмала в концентрации г/дм3 в течение суток и определяли количество фенольных соединений.

Результаты представлены на рисунке 18.

Содержание полифенолов, Рисунок 18 - Влияние способа модификации нативного крахмала на убыль Из литературных источников известно, что воздействие на продукт в бытовой микроволновой печи основано на использовании электромагнитных волн дециметрового диапазона и принципе так называемого дипольного сдвига.

Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом. А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются друг с другом, передавая энергию соседним молекулам в материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемещение молекул вызывает увеличение температуры материала. Таким электромагнитного излучения в тепловую энергию материала. Нагрев материала в электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Регулируя частоту переменного электрического поля для того, чтобы за полупериод молекулы могли полностью перестроиться, можно управлять степенью нагрева материала.

По данным Й. Камппа и Г. Филлипса [41,78,82], крахмал относится к неионизированным полисахаридам. В то же время в порошке крахмала содержится в среднем 15 % воды. Вода и является той полярной составляющей крахмала, за счет которой происходит молекулярный дипольный сдвиг.

Показано, что модификация нативного кукурузного крахмала приводит к изменениям в его структуре, способствующим повышению его сорбционной активности. Из графика видно, что сорбция полифенолов модифицированным крахмалом выгодно отличается от сорбции нативным при любых параметрах модификации. Использование того или иного варианта модификации будет определено видом полуфабриката и особенно количеством полифенольных веществ, относящихся к группам нестойких и способных вызывать изменения в равновесии коллоидной системы. Однако процент убыли полифенолов должен обеспечивать не только стабилизацию системы полуфабриката, но и, прежде всего, сохранение органолептических показателей.

4.3 Исследование свойств стабилизирующих веществ на модельных Особую опасность для стойкости готовых продуктов представляют простые фенолы, это оксикоричные и бензойные кислоты, так как они очень легко окисляются и вступают в реакцию с белками, образуя комплексы, которые и выпадают в осадок.

Для конкретизации убыли этой группы фенольных веществ готовили модельные растворы наиболее распространенного представителя – галловой кислоты и оценивали действие на нее стабилизирующих средств.

кислота, в природе встречающаяся в чае, ягодах, дубовой коре, тунбергии, дубильных экстрактах и т.д. Формула представлена на рисунке 19.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«ГУНЬКО Павел Александрович ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЕЛКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫМИ МЕТОДАМИ Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«МАКСЮТОВ РУСЛАН РИНАТОВИЧ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА ЙОДОБОГАЩЁННЫХ КУМЫСНЫХ НАПИТКОВ С ИНУЛИНОМ 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические наук и) Диссертация на соискание...»

«КОСТИН АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ РАЗРАБОТКА, ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ПРОБИОТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ 05.18.15 – Техноогия и товароведение пищевых продуктов и функционаьного и специаизированного назначения и общественного питания...»

«АПЁНЫШЕВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЯГКИХ КИСЛОТНОСЫЧУЖНЫХ СЫРНЫХ ПРОДУКТОВ С РАСТИТЕЛЬНЫМ ЖИРОМ Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических...»

«ВАСИЛЬЕВА ИРИНА ОЛЕГОВНА РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯСНОГО ПРОДУКТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО КОЛЛАГЕНА И МИНОРНОГО НУТРИЕНТА 05.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств 05.18.07 – Биотехнология пищевых продуктов и биологических...»

«ЗАВОРОХИНА НАТАЛИЯ ВАЛЕРЬЕВНА РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ С УЧЕТОМ СЕНСОРНЫХ ПРЕДПОЧТЕНИЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 05.18.15 –...»

«КОРЖОВ ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТЕКСТУРАТОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Специальности: 05.18.01-Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодовоовощной продукции и виноградарства 05.18.04-Технология мясных,...»

«Беляева Лидия Александровна ИССЛЕДОВАНИЕ СОХРАНЯЮЩИХ ФАКТОРОВ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОДЛИННОСТИ ПРИРОДНОЙ БУТИЛИРОВАННОЙ СТОЛОВОЙ ВОДЫ Специальность 05.18.15 – технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические науки) ДИССЕРТАЦИЯ На соискание ученой степени кандидата технических наук Научный...»

«БОНДАКОВА МАРИНА ВАЛЕРЬЕВНА РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОСМЕТИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСТРАКТА ВИНОГРАДА Специальность 05.18.06 – Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов (технические наук и) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«ГУЖЕЛЬ ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА НАПИТКОВ БРОЖЕНИЯ, ПОЛУЧЕННЫХ С ДОБАВЛЕНИЕМ ЭКСТРАКТА ХВОИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного...»

«ПОПОВА НАТАЛИЯ ВИКТОРОВНА ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОССТАНОВЛЕННЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛОКА И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов...»

«Гринюк Анна Валентиновна ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ КРОВИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКОГО АЗОТА В КАЧЕСТВЕ АГЕНТА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и...»

«КОШЕЛЕВА ЕЛЕНА АЛЕКСЕЕВНА ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИРОВОЙ ФАЗЫ МОЛОКА И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СЛИВОЧНО-БЕЛКОВОГО ПРОДУКТА Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств ДИССЕРТАЦИЯ на соискание степени кандидата технических наук Научный руководитель : доктор технических...»

«КОДАЦКИЙ Юрий Анатольевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН СОИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА Специальность: 05.18.01 – технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук...»

«Бабич Ольга Олеговна ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ БИОТЕХНОЛОГИЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ L-ФЕНИЛАЛАНИН-АММОНИЙ-ЛИАЗЫ 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных...»

«КАЙМБАЕВА ЛЕЙЛА АМАНГЕЛЬДИНОВНА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЯСА И ПРОДУКТОВ УБОЯ МАРАЛОВ Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант : доктор технических наук, профессор Узаков Я.М. Улан-Удэ - СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.1...»

«ГРАЩЕНКОВ ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ РАЗРАБОТКА БЛЮД И РАЦИОНОВ ДЛЯ ДОШКОЛЬНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ РАСЧЕТОВ 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания Диссертация на соискание ученой степени кандидата...»

«ИВАНОВ ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЧИПСОВ ИЗ МЯСА ПТИЦЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВАКУУМНОЙ ИНФРАКРАСНОЙ СУШКИ Специальность: 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель : доктор технических наук, проф. Г.В....»

«ШЕЛЕПИНА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И ФОРМ ГОРОХА Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства Диссертация на соискание ученой степени...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.