Устойчивост на безалкохолните напитки и методи за постигането й
Концепцията за трайност на напитките. Биологична стабилност на напитките и начини за нейното подобряване
Трайността на напитките се разбира като продължителността на тяхното съхранение в дни преди появата на мътност или промени във физико-химичните или органолептичните показатели, характеризиращи се като несъответствие с нормативните документи. Стабилността на готовите бутилирани напитки се определя чрез задържането им при температура 20 ± 2 0C. За прозрачни напитки времето до появата на видима мътност, за мътни напитки - до повишаване на киселинността над допустимите граници (повече от 0,3 cm3 алкален разтвор с концентрация 1 mol / dm3 на 100 cm3 напитка), посочени в характеристиките на тази напитка.
Съгласно GOST 28188-89 трайността на безалкохолните напитки:
- без консерванти е 10 дни,
- с консерванти - 20 дни,
- пастьоризирано - 30 дни,
- негазирани напитки - 5 дни.
Устойчивост на ферментирали напитки (квас):
- във варели и цистерни - 2 дни,
- в бутилки - 5 дни.
Утаяването или други промени в напитките се причиняват от биологични и небиологични причини.
Биологичната мътност в напитките, причинена от развитието на микроорганизми, е най-честата причина за влошаване на тяхната стабилност.
Визуално развалянето на микробиологичните напитки се определя от редица признаци:
- появата на мътност, слуз, люспи, пръстени или филми по повърхността на бутилките;
- повишаване на налягането поради натрупване на CO2, образуване на пяна, изпускане на напитката при отваряне на бутилката, спукване на бутилки;
- промяна в миризмата, цвета, вкуса (ферментирал вкус, мазен вкус, причинен от натрупването на диацетил по време на развитието на левконосток или други млечнокисели бактерии, мухълвкус при размножаване на плесени).
Някои естествени компоненти имат положителен ефект върху биологичната стабилност на напитките, например е забелязано, че напитките с естествени етерични масла са по-малко податливи на микробиологично разваляне, тъй като етеричните масла имат бактерициден ефект.
Източници на микроорганизми могат да бъдат суровини, оборудване, въздух, работници.
Развалянето на напитките може да бъде причинено от различни видове микроорганизми.
Дрождите, както култивирани, така и диви, виреят с малко количество кислород в бутилката. Причиняват повече от 90% от всички заболявания на напитките. Те образуват мътност, люспи, дават пенливи напитки.
Млечнокиселите бактерии се размножават в напитки, съдържащи азотни вещества, като сокове, с pH най-малко 3.
Най-опасен е Leuconostoc mesenterioides, който принадлежи към хетероферментативните млечнокисели бактерии. Той разгражда захарозата на глюкоза и фруктоза, след което превръща глюкозата в вещество с високо молекулно тегло декстран, което води до клей на напитката. Развива се при pH над 5. Попада в напитки със захар.
Бактериите от рода Lactobacillus също се размножават в сокови напитки, превръщат ябълчната киселина в млечна киселина и въглероден диоксид. Млечнокисели бактерии също могат да се размножават в напитки с подсладители, тъй като те са в състояние да консумират лимонена киселина.
Оцетнокиселите бактерии се развиват предимно в негазирани напитки. Те са взискателни към околната среда, имат нужда от източници на азот и кислород. Те се възпроизвеждат при рН над 4.
Плесенните гъбички често се появяват в негазирани напитки, получават се от въздуха с лоши санитарни условия на помещения и контейнери. Дори при леко развитие на мухъл вкусът и мирисът на напитките се влошават необратимо.
Предотвратяването на биологичната мътност се постига чрез технологични методи и специални методи.
Технологичните методи включват:
- стриктно спазване на технологичните режими и санитарно-хигиенното състояние на производството. Необходимо е цялостно редовно измиване и дезинфекция на оборудването, тръбопроводите и помещенията. За да се намали замърсяването на въздуха, се препоръчва да се инсталират бактерицидни живачно-кварцови лампи в цеха за бутилиране и отдела за смесване, най-неблагоприятните зони на производство, да се използват затворени контейнери;
- цялостна подготовка на суровините: омекотяване на водата при висока твърдост, за да се предотврати неутрализацията на лимонената киселина, филтриране на водата през керамични филтри, сокове - през обеззаразяващи филтри, подготовка на отхвърлените напитки преди употреба;
- приготвяне на захарен сироп по горещ начин, блендиране на сироп по полугорещ или горещ начин;
- извършване на цялостно обезвъздушаване на водата за пълно отстраняване на кислорода, добро насищане на водата с въглероден диоксид, използване на метод на синхронно смесване за получаване на напитки;
- контрол на качеството на измиване на бутилки, спазване на режима на работа на машините за миене на бутилки, необходимата концентрация на алкали и температурата на миещите разтвори във ваните;
- приготвяне на напитки с pH 3-4 и по-ниско.
Специалните методи за увеличаване на трайността на напитките включват:
- пастьоризация на напитки върху зърнени суровини,
Пастьоризацията на напитките може да се извършва във вани или тунелни спрей пастьоризатори по режим, близък до този на пастьоризацията на бирата. В тунелните пастьоризатори максималната температура на обработка е 65-70 0С.
Използването на консерванти е най-разпространеният и лесен начин за повишаване на биологичната стабилност на напитките.
Изисквания към консервантите:
- безвредност за хората;
- ефективно потискане на чужда микрофлора;
- липсата на отрицателен ефект върху органолептичните и физико-химичните показатели и биологичната стойност на напитките;
Повечето от консервантите, използвани в производството на безалкохолни напитки, имат противогъбичен ефект, като потискат размножаването на дрождите.
В световната практика те се използват като консерванти:
- соли и естери на органични киселини: бензоати, сорбати, салицилати;
-органични киселини: бензоена, сорбинова, мравчена, дехидрооцетна;
У нас е разрешено използването на бензоена, сорбинова киселини и техните соли - натриев бензоат и калиев сорбат, както и хидрокси производни на 1,4 нафтохинона - юглон и плумбагин. Juglone се получава от орехова дървесина, plumbagin - от редица растения, като Ceratostigma plumbagenoides.
Yuglon действа върху всички видове микроорганизми, plumbagin е по-активен срещу бактерии. Те се получават от растителни суровини с ниски добиви, така че използването на тези консерванти е ограничено.
Дозата на юглон е 0,3 mg / dm3, plumbagin - 3 mg / dm3 от напитката.
Натриевият бензоат под формата на разтвор на цитрусова инфузия или ароматна есенция се добавя в доза 177 mg/dm3 от напитката към смесения сироп с експозиция 2 часа.
Добавя се калиев сорбат в доза 0,03% или се смесва с аскорбинова киселина 0,01% калиев сорбат и 0,05% аскорбинова киселина.
21 Стабилност на бирата и начини за постигането й.
Устойчивостта е способността на бирата да устои на мъгла. Устойчивостта се отнася до времето в дни, през което бирата остава бистра при 20°C.
Разлятата непастьоризирана бира задържа някои бактерии, диви икултурни дрожди, които по-нататък започват да се размножават, което намалява биологичната му стабилност и причинява помътняване.
Колоидните непрозрачности включват протеинови, желатинови и оксалатни.
Протеиновата мъгла се причинява от денатурирани протеини с високо молекулно тегло, които остават в избистрената бира. Те не са стабилни и при промяна на температурата или киселинността на средата лесно се утаяват. Възможна е и метално-протеинова мътност, когато металът, разтворен в бирата, образува неразтворими съединения с протеини, които се утаяват.
Причината за желатиновата мъгла е непълната хидролиза на нишестето при раздробяване на малц и немалцови материали или измиване на отработените зърна в вана с вода при температура над 80 ° C, когато нехидролизираното отработено зърнено нишесте се разтваря и навлиза в казана за мъст. След това, по време на ферментацията, с повишаване на концентрацията на алкохол в бирата, междинните продукти от хидролизата на нишестето коагулират. Ако по време на ферментацията се открие желатинова мътност, тогава към резервоарите се добавя малцов екстракт или амилаза (ензим), за да се елиминира.
Оксалатната мъгла се свързва с образуването на неразтворим калциев оксалат. Калциевият оксалат се отстранява лесно по време на избистряне.
Според GOST минималната устойчивост на бира Жигули е 7 дни, а за бири с по-продължителна експозиция по време на последваща ферментация - 8-10 дни.
За да се увеличи стабилността на бирата, тя се третира със стабилизатори и се пастьоризира.
Обработка на бира със стабилизатори. Най-простият начин за повишаване на колоидната стабилност на бирата е разграждането на протеини с протеолитични ензими, които се добавят към бирата по време на последваща ферментация или по време на избистряне в колектора преди бутилиране.
различниензимни стабилизатори за обработка на бира, но всички те съдържат активни протеинази, които действат в леко кисела среда. Стабилизаторите се използват самостоятелно или заедно с антиоксиданта - аскорбинова киселина.
Например, за отстраняване на кислорода, съдържащ се в бирата, се използва ензимната система глюкозооксидаза - каталаза; чието действие е следното. Първият ензим, глюкозооксидазата, подпомага окисляването на съдържащата се в бирата глюкоза до глюконова киселина. Водородният пероксид, образуван по време на реакцията, се разгражда от втори ензим (каталаза) до вода и кислород. Кислородът, освободен при втората реакция, участва в първата реакция. Така и двете реакции протичат до пълната консумация на кислород или глюкоза.
Ензимната система глюкозооксидаза-каталаза повишава биологичната стабилност на непастьоризираната бира до 2 месеца, тъй като при липса на кислород в бирата възпроизвеждането на дрожди и други микроорганизми спира. Тези ензими трябва да се добавят към бирата преди пастьоризация, тъй като ензимите губят кислород, което предотвратява окислителните реакции, които също причиняват помътняване на бирата.
За стабилизиране се използват и полиамиди, които адсорбират полифеноли и високомолекулни протеини от бирата.
Пастьоризация на бира. Това е най-често срещаният начин за увеличаване на неговата издръжливост. Бирата се пастьоризира както в бутилки, така и в непрекъснат поток.
Под въздействието на температурата повечето от микроорганизмите умират, а устойчивите на топлина бактерии са толкова отслабени, че стават почти неспособни да се възпроизвеждат. Ефектът от унищожаването на микроорганизмите по време на пастьоризация се оценява в пастьоризационни единици (PU).
За една пастьоризираща единица се взема ефектът от унищожаването на микроорганизмите,постигната при температура 60°C за 1 min.
За постигане на стерилност на бирата при производствени условия е необходима топлинна обработка до 30 и дори 50 PU.
Пастьоризираната бира се характеризира с появата на хлебен послевкус.
За пастьоризация се изпраща само бира, специално приготвена за тази цел.
Бутилираната бира се пастьоризира в пастьоризатори с потапяне или душ (напояване), където температурата на бирата се довежда до 63°C. Според температурния режим пастьоризаторът е разделен на зони. За пастьоризатор със седем зони общото време на цикъла е 60 минути.
В табл. 20 на стр. 189 показва режима на пастьоризация на бутилирана бира.
За да се елиминира отрицателният ефект от термичната обработка върху вкуса, пастьоризацията се използва в непрекъснат поток при температура 72-74 ° C. За тази цел се използват двусекционни пастьоризатори, в една част от които бирата се обработва в тънък слой (дебелина 3 mm) с топлина за 30-40 s, в другата секция се охлажда до 0 ° C.
При пастьоризация в непрекъснат поток вкусът и мирисът на бирата практически не се променят.
След охлаждане бирата се подава в машината за бутилиране. В същото време е важно да се спазва пълната стерилност на процеса, оборудването, бутилките, капачки и тръбопровода за бира.
Бутилиране, където всеки е приет. мерките за предотвратяване навлизането на микроорганизми в пастьоризираната бира се наричат асептични (без микроорганизми). При пастьоризиране на бирата в пластинчат пастьоризатор и асептично бутилиране, биологичната стабилност на бирата се постига за 6-12 месеца.
Ако бирата е наситена с CO2 по време на ферментация и последваща ферментация, тогава това е естествена карбонизация, в зависимост от температурата на околната среда и свръхналягането. изкуствена карбонизация,когато CO2 се подава към бирата отвън, това се извършва, ако съдържа малко CO2 след ферментация или ако загубите на газ по време на подготовката на бирата за бутилиране са значителни.
Преди карбонизирането бирата се охлажда до температура, близка до 0°C в противоточен топлообменник-охладител, монтиран след филтъра или сепаратора, и след това се изпраща към карбонизатора.
На фиг. 64 показва карбонизатор, предназначен да насища бирата с въглероден диоксид в непрекъснат поток.
Карбонизаторът се състои от корпус 3, шнек 4, металокерамична тръба 2, която служи за разпръскване на мехурчета CO2 и тръбопроводи.
Охладената бира се подава в корпуса при налягане 0,05-0,07 MPa. Влизайки в корпуса, той се направлява от винт и измива от тръбопровода металокерамичната тръба 2, през която се подава въглероден диоксид / под налягане 0,1-0,3 MPa. Бирата се смесва с газ, който е частично разтворен в нея. Навлизането на CO2 под формата на малки мехурчета създава голяма зона на контакт между течност и газ и допринася за карбонизацията на бирата.
Съдържанието на CO2 в бирата на изхода от карбонизатора е 0,35-0,40% тегл.
След карбонизиране бирата се изпраща в колекцията, където се държи 6-,8 часа при температура до 2 ° C и едва след това се прехвърля за бутилиране.
Карбонизирането на 1 dal бира изразходва до 15 g CO2, който се доставя в завода в цилиндри.