5029

Основы технологий пищевых продуктов из сырья растительного происхождения

Конспект

Кулинария и общественное питание

Изложены общие сведения о пище и питании, а также характеристика растительного сырья для производства пищевых продуктов. Приведены основы технологий производства хлебопекарных дрожжей, этилового спирта, водок и ликероводочных изделий, виноградных ви...

Русский

2012-12-01

812.5 KB

163 чел.

Изложены общие сведения о пище и питании, а также характеристика растительного сырья для производства пищевых продуктов. Приведены основы технологий производства хлебопекарных дрожжей, этилового спирта, водок и ликероводочных изделий, виноградных вин и коньяков, солода, пива и безалкогольных напитков, муки, хлебобулочных и макаронных изделий, кондитерских изделий, производства сахара, а также масложирового и маргаринового производств.

Книга предназначена для студентов специальностей 060200 “Экономика и управление на предприятиях пищевой промышленности”, 210200 “Автоматизация технологических процессов и производств”, 170600 “Машины и аппараты пищевых производств”.

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе приведены основы технологий производства некоторых пищевых продуктов, приготовление которых основано на использовании в качестве основного сырья продуктов растительного происхождения.

В целом в пищевой промышленности нашей страны насчитывается около 22 самостоятельных отраслей промышленности, производящих тысячи различных наименований пищевых продуктов.  Для производства каждого продукта существует собственная технология,  поэтому общей технологии пищевых производств не может сущест-вовать. Может существовать только общая технология группы продуктов, производимых по мало отличающимся технологиям.

Назначение пищевых предприятий – производить в промышленных условиях пищевые продукты или полуфабрикаты (материалы), входящие в состав пищи. Большое количество наименований пищевых продуктов можно производить и в домашних условиях. Однако производство пищевой продукции в промышленных условиях позволяет облегчить домашний труд, сократить трудозатраты на приготовление пищи в домашних условиях. Кроме того, промышленное производство пищевых продуктов в расфасованном и упакованном виде сокращает трудозатраты работников торговли, время потребителей на приобретение продуктов.

Перерабатывая скоропортящееся сырье в транспортабельные и долго хранящиеся продукты, пищевая промышленность обеспечивает возможность межрегионального обмена продуктами и позволяет преодолеть сезонность потребления скоропортящегося сельскохозяйственного сырья.

Пищевые предприятия часто вырабатывают сырье (спирт, соль, крахмал, декстрины, растительные масла, олифы, глицерин и т.д.) для ряда других отраслей промышленности. Отходы пищевой промышленности часто используются в качестве компонентов кормов для сельскохозяйственных животных.

Пищевые предприятия, в свою очередь, являются потребителями товаров, вырабатываемых в других отраслях промышленности (химической, машиностроительных, приборостроительных и др.), способствуя тем самым их развитию.

1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ  И  ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ

Производственный процесс – совокупность действий людей и машин промышленного предприятия, направленных на превращение природного сырья в полезные (нужные) для человека изделия.

Это превращение часто бывает сложным, многоступенчатым. На одних этапах сырье претерпевает изменения  химического состава или других параметров, а на других – параметры его не меняются, например, при промежуточном складировании и т.д. На предприятии имеются участки, на которых производится переработка основного материала, но есть и участки, где работники не имеют дела с основным материалом.

Ту часть производственного процесса, на которой изменяется химический состав объекта производства, его внешней формы, состояния, или структуры называют технологическим процессом.

Совокупность технологических процессов от начала переработки сырья до получения готового изделия называют технологией производства изделия.

Те участки предприятия, на которых ведут работы непосредственно с объектом производства, называют основными участками (основным производством). Те участки предприятия, на которых работы с объектом производства не ведут, называют вспомогательными участками, например, тарный цех, транспортный участок, котельная и т.д.

Совокупность работ технологических и вспомогательных участков на предприятии называют производственным процессом. 

Часть работ, выполняемых одним рабочим или группой рабочих на одном рабочем месте, на одном оборудовании (станке, аппарате, машине), над одной деталью, над одной партией изделий, называют операцией. Например, при периодическом приготовлении опары в дежах единой операцией замеса являются: подкатка дежи, дозирование в нее муки, воды, эмульсии дрожжей, замес опары, откатка дежи в камеру брожения. Таким образом, все работы, проводимые с одной дежей до перехода к следующей деже, являются одной операцией.

При периодической организации работ операция является основной составной частью производственного процесса. По операциям производится планирование работ, оплата за выполненные работы, учет выполненных работ.

Совокупность отдельных движений рабочего называют рабочим приемом.

2. ПИЩА И ПИТАНИЕ

Питание является важнейшим условием существования человека, а производство продуктов питания – одной из сторон человеческой культуры.

Пищевые продукты в организме человека выполняют три основные функции:

– снабжают организм материалом для построения его тканей и постоянного их обновления;

– снабжают организм энергией, необходимой для жизнедеятельности и совершения работы;

– снабжают организм веществами, необходимыми для регулирования (осуществления) обмена веществ. 

В настоящее время существует наука о питании. Эта наука занимается исследованиями закономерностей ассимиляции пищи (обмена веществ) и характера питания людей при расстройстве обмена веществ в связи с профессиональными особенностями труда, возрастными изменениями и др.

Ткани человека массой примерно 70 кг состоят из 40…45 кг воды, 16…17 кг белка, 7…10 кг жира, 2,5…3 кг минеральных веществ, 0,5…0,8 кг углеводов. Раньше считали, что для полного обеспечения человека питанием надо лишь, чтобы в пище в достаточном количестве присутствовали белки, жиры, углеводы и, попутно с ними, некоторое количество минеральных веществ.

Однако несмотря на казалось бы достаточное содержание в пище основных химических компонентов, как выяснилось впоследствии, из-за дефектов питания погибали люди. Позднее экспериментальным путем русский ученый Н. И. Лунин установил, что кроме белков, жиров и углеводов организму для обеспечения нормальной жизнедеятельности необходимы дополнительные вещества, которые в дальнейшем назвали витаминами, а также выявил причины развития авитаминоза.  

Установлено, что в клетках любого органа  живого организма или растения происходят сложные химические превращения питательных веществ в строго определенной, заранее запрограммированной последовательности.

Изучением  состава и превращений пищевых продуктов, химических превращений в клетках органов занимается наука биохимия. 

В организме человека пища подвергается сложным изменениям, в результате которых она превращается в вещества самого организма, его клеток и тканей, т.е. усваивается. Этот процесс называется ассимиляцией. Одновременно с созданием клеток и тканей в организме происходит их разрушение. Процесс распада веществ, входящих в состав клеток и тканей, называется диссимиляцией и происходит с выделением энергии, затрачиваемой на все виды работы органов. Оба процесса находятся в тесной взаимосвязи. Их совокупность  называется обменом веществ.

Обмен веществ бывает основной и дополнительный. Основной обмен веществ связан со всеми жизненными, физиологическими процессами, протекающими в организме, например, дыханием, кровообращением, пищеварением и т.д. Дополнительный обмен веществ вызывается затратами энергии на выполняемую человеком работу, единственным источником энергии является пища.

Энергию, поставляемую организму продуктами питания, принято выражать в тепловых единицах –  килоджоулях (кДж) или килокалориях (ккал). Количество энергии, которая может выделиться при усвоении того или иного пищевого продукта, называют калорийностью этого продукта.

При полном окислении 1 г жира организм получает 9 ккал      (37,7 кДж) энергии, 1 г белка – 4 ккал (16,7 кДж), 1 г углеводов – 3,75 ккал (15,7 кДж). Эти величины называются калорийностью брутто, которая содержится в продукте и выделяется при его сгорании.

Однако питательные вещества организмом усваиваются не полностью, поэтому для определения истинной калорийности пищевого продукта калорийность брутто необходимо умножить на коэффициент усвояемости питательного вещества. Так, коэффициент усвояемости сахара – 1, жира животных – 0,85 (за исключением сливочного масла), растительных жиров – 0,95, белков – 0,85 … 0,95.

Потребность человека в различных пищевых веществах и энергии зависит от пола, возраста и характера трудовой деятельности. Для правильного составления рациона питания с учетом характера и интенсивности трудовой деятельности специалисты в области гигиены питания подразделяют все взрослое население на 4 группы:

– лица, работа которых не связана с затратами физического труда или требует незначительных физических усилий. К этой группе относятся также лица, труд которых связан с большим нервным        напряжением, например, работники пультов управления, диспетчеры и т.д.;

– работники механизированных производств и  сферы обслуживания, труд которых не требует физического напряжения;

– работники производств с частично механизированными процессами труда и сферы обслуживания, труд которых связан с незначительным физическим напряжением;

– работники полумеханизированных или немеханизированных производств средней или большой тяжести.

Кроме того, для определенных контингентов населения установлены специальные нормативы. Так, потребность в калориях у мужчин, занятых особо тяжелым трудом (землекопы, грузчики, лесорубы и т.п.) составляет 4500 ккал, студентов – 3300 ккал, студенток – 2800 ккал.

Правильное составление индивидуального рациона питания возможно лишь при знании химического состава пищевых продуктов. Все вещества,  входящие в состав пищевых продуктов, подразделяются на две  группы:

– группу органических веществ (белки, углеводы, жиры, пищевые кислоты, витамины, ферменты и т.д.);

2.1. Роль  белков  в  питании  человека

– группу минеральных веществ (вода, микро- и макроэлементы).

Белки – важнейшая составная часть пищи. Недостаточность белков в пище является одной из причин повышенной восприимчивости организма к инфекционным заболеваниям. При недостаточном количестве белков в  пище снижается кроветворение, задерживается развитие растущего организма, нарушается деятельность нервной системы, печени и других органов, замедляется восстановление клеток после тяжелых заболеваний. Избыток белков в рационе также может принести вред организму.

В принятых в нашей стране нормах питания рекомендовано, чтобы в пищевом рационе за счет поступления белка было получено в среднем  14 % от общей калорийности. Белок поступает в организм только с продуктами питания.

Белки – это органические высокомолекулярные соединения, в состав которых входят 5 элементов: углерод (51…55%), водород (6,5…6,7%), кислород (21,5…23,5%), азот 1(5…18,6%), сера (0,3…2,5%).

Белки могут быть растительного и животного происхождения. Они могут быть простыми (протеины), состоящими только из аминокислот, и сложными (протеиды), состоящими из аминокислот и веществ небелковой природы.

Белки подразделяются на три группы:

– белки, растворимые в воде или других жидкостях;

– нерастворимые белки;

– сложные белки – протеиды.

К первой группе белков относятся: альбумины, глобулины, проламины, глютелины, протамины и гистоны. Они состоят из  -амино-кислот.

Ко второй группе относятся белки животных: коллаген – белок сухожилий,  кератин – белок шерсти, копыт и рогов и др. Они нерастворимы в  солевых растворах, органических растворителях, но растворимы при длительном нагревании в воде.

К третьей группе относятся сложные белки (фосфопротеиды,  гликопротеиды, липипротеиды, нуклепротеиды, хромопротеиды и др.).

Фосфопротеиды – соединения белков с фосфорной кислотой (казеин – главный белок молока и др.).

Гликопротеиды – соединения белков с углеводами (хрящевые ткани и др.).

Липопротеиды – соединения белков с липидами (встречаются в веществах плазмы клеток,  клеточных мембранах и яичном белке).

Нуклепротеиды – белки, связанные с нуклеиновой кислотой. Содержатся в клеточных ядрах, а также в плазме клеток. Играют важную роль в жизнедеятельности органов, в частности, в явлении наследственности.

Хромопротеиды – соединения белков и красящих веществ небелковой природы (например, гемоглобин крови, который играет роль переносчика кислорода в организме). Массовая доля белков в отдельных пищевых продуктах составляет: мясе – 17…20%, горохе и фасоли – до 36%, сырах – 20…30%, яйцах – 12…15%.   

2.1.1. Состав  белков

В химическом отношении белки – аминокислотные полимеры. В настоящее время описано примерно 150 аминокислот, но только 22 из них являются составными частями белков. В белках пшеницы их содержится 20. Аминокислоты, являющиеся составной частью белков, имеют общую структурную формулу

RCHCOOH

                                                   

                                                 NH2

Аминокислоты соединяются в цепочку аминной группой –NH2   и карбоксильной группой –COOH. При этом образуется крупная молекулярная  нить. В каждом белке аминокислоты чередуются в строго определённом для каждого белка порядке.

Кроме указанных связей  между отдельными молекулами аминокислот могут существовать и связи по другим  атомам, в результате чего образуется спиралевидная (в виде винтовой линии) структура белка.

2.1.2. Свойства  белков

Наиболее характерными свойствами белков являются: набухание, денатурация и пенообразование.

Набухание обусловлено способностью белков при определенных условиях поглощать воду и образовывать растворы, называемые студнями, которые обладают рядом свойств, характерных для твердого вещества, т.е. имеют значительную прочность, упругость и эластичность. Студни служат основой структур многих пищевых продуктов животного и растительного происхождения. Набухающий в воде белок пшеничной муки называют клейковиной.

Денатурация белков заключается в значительном изменении свойств:  понижении растворимости, увеличении вязкости, потере биологической активности. К денатурации белков приводят различные физические факторы: нагревание, воздействие ультразвуком, высокое давление, ультрафиолетовое и ионизирующее излучение.

Наиболее характерными изменениями белков при тепловой денатурации  (при температуре 70...100°С) является потеря ими нативных свойств:  способности растворяться в воде, растворах солей и спиртов, снижение  способности к набуханию. Примером денатурации может служить свертывание яичного белка при нагревании и происходящая потеря им растворимости в воде.

Белки, потерявшие природные свойства, называются денатурированными. Денатурация белков играет важную роль в ряде технологических процессов: при выпечке хлеба, кондитерских изделий, при сушке макарон, овощей, молока и яичного порошка, при приготовлении консервов.

 Пенообразование – способность образовывать эмульсии в системе жидкость – газ, называемые пенами. Белки, как пенообразователи используются при изготовлении многих кондитерских изделий (бисквитов, бизе и др.).

2.1.3. Биологическая  ценность  белков

Белки представляют собой главный строительный материал тела и являются незаменимой частью пищи. Биологическая ценность белков зависит от их аминокислотного состава – наличия всех необходимых аминокислот. Роль белков как источников энергии, незначительна. Всего 12–15% от общего количества энергии организм получает от белковой части пищи.

 Аминокислоты бывают заменимые и незаменимые. Незаменимые аминокислоты не вырабатываются организмом человека, а только поступают в него в готовом виде, т.е. с белками пищи. Из 22 аминокислот 8 являются незаменимыми.  

Суточная потребность в незаменимых аминокислотах в среднем составляет: в триптофане 1 г,  треонине – 2…3 г,  лейцине – 4…6 г,  лизине – 3…5 г,  изолейцине – 3…4 г,  метионине – 2…4 г,  валине – 3…4 г и  фениланине – 2…4 г.

Белки в организме расщепляются до аминокислот, из которых затем синтезируются собственные белки.

Потребность в белках организма человека, не связанного с интенсивным физическим трудом,  составляет  1,1…1,3 г в сутки на 1 кг массы тела. Значит, человек массой 70 кг должен ежедневно получать 80…l00 г белка.

Продукты, содержащие все незаменимые аминокислоты, называют полноценными. При отсутствии в пище хотя бы одной незаменимой аминокислоты нарушается или становится невозможным синтез белков в организме.

Пища, содержащая все необходимые компоненты питания, называется сбалансированной по всем незаменимым факторам.

Кроме того, белки нужны человеку  для синтеза в организме гормонов, нервных тканей и ферментов.

Человек получает белки при употреблении в пищу яиц, рыбы, мяса, молока, молочных продуктов, а также продуктов растительного происхождения, в первую очередь, продуктов переработки злаковых.

Растительные белки, как правило, не содержат все незаменимые аминокислоты, поэтому должны составлять меньшую часть в дневном рационе человека (примерно 40%), а бoлее полноценные белки животного происхождения должны составлять большую часть рациона (примерно 60%).

2.2. Роль  жиров  в  питании  человека

Жиры и жироподобные вещества объединяются общим названием липиды. Эти вещества играют весьма важную роль в клетках животных и растений, участвуя в регуляции проницаемости клеточной мембраны, через которую осуществляется обмен веществ в клетках. Они играют также важную роль и в других процессах, происходящих в живых клетках.

Жиры являются запасными веществами, накапливающимися в больших количествах в семенах и плодах многих растений и в жировых тканях животных. Липиды являются соединением глицерина с жирными кислотами

                        CH2OH                                   CH2OCOR

                                                                        

                       CHOH    +    3RCOOH   =    CHOCOR 

                                                                      

                      CH2OH                                    CH2OCOR

Жиры нерастворимы в воде, а растворимы в ряде органических растворителей. Они представляют собой смесь разных по составу триглицеридов жирных кислот, содержащих в качестве сопутствующих веществ  другие кислоты.

Жиры очень распространены в природе. В растениях они составляют одну из составных частей семян. Семена некоторых растений, содержащие особенно много жира, принято называть масличными, например, семена подсолнечника, хлопчатника, льна, клещевины и др. Масличные семена служат сырьем для промышленного добывания жиров. В семенах других растений жира содержится меньше, но нет ни одного растения, в семенах которого его не было бы.

Жиры, добываемые из растительного сырья, называются растительными жирными маслами. Они представляют собой в основном глицериды высокомолекулярных жирных кислот. Этим растительные жирные масла отличаются от минеральных масел, получаемых при перегонке нефти и состоящих в основном из углеводородов.

У животных и рыб жир концентрируется в подкожных жировых тканях или тканях, окружающих внутренние органы, принимающие особенно активное участие в жизнедеятельности организма (сердце, почках, кишечнике и др.). Прослойки жира могут быть также и в других тканях организма. Жиры наземных животных часто называют салом или жиром с указанием происхождения (сало говяжье, бараний жир и др.).

Большое скопление жиров в организме играет роль резервного материала, используемого при ухудшении питания или заболевании. Основной причиной, обуславливающей использование жиров в качестве запасного  материала, является большая их калорийность  по сравнению с калорийностью углеводов и белков.

Подкожная жировая ткань вследствие плохой теплопроводности жира защищает организм от холода. Жировая ткань, окружающая отдельные органы упругой оболочкой, одновременно играет роль амортизатора.

Велика и чисто физиологическая роль жиров. Она значительна из-за наличия в жирах ряда физиологически важных сопутствующих веществ. К таким веществам относятся стерины и ряд витаминов, нерастворимых в  воде, но растворимых в жирах, так называемые жирорастворимые витамины.

В жирах натурального происхождения содержится довольно много разнообразных жирных кислот. Они различаются по составу, а иногда и по структуре. Большая часть жирных кислот липидов имеет прямую цепь атомов углерода, ограниченных атомами водорода. Общая формула насыщенных жирных кислот

CH3 – (CH2) nCOOH

В отдельных жирных кислотах за счет уменьшения числа атомов  водорода имеются двойные и тройные связи между атомами углерода

CC  или  CC

Такие жирные кислоты называют ненасыщенными. Ряд ненасыщенных жирных кислот является незаменимым для человека, так как они не синтезируются в организме. Они участвуют в образовании важных соединений или структур, без которых невозможно функционирование организма. В то же время они могут поступать в организм только извне.

Жиры при комнатной температуре могут быть жидкими (подсолнечное, соевое, льняное и другие масла), мазеобразными (свиной жир и др.) и твердыми (говяжий, бараний и другие жиры).

Консистенция жиров зависит от числа атомов углерода в преобладающем числе жирных кислот, входящих в состав жиров. Чем больше число атомов углерода в жирной кислоте, тем более она тугоплавка. Более жидкой консистенцией обладают также жирные кислоты, имеющие двойные и тройные связи между атомами углерода.

2.3. Роль  углеводов  в  питании человека

Углеводы широко распространены в природе, главным образом, в растительном мире. Они синтезируются  в зеленых частях растений. Наряду с белками и жирами углеводы являются необходимой составной частью пищи человека и животных, причем по количеству употребления преобладают над всеми другими компонентами.

В семенах злаков углеводы составляют до 80%, в рисе – до 90% от их массы. Большое количество углеводов содержится в хлебе, крупах и картофеле в виде крахмала, а в виде сахаров – в кондитерских изделиях, сладких плодах и ягодах.

Углеводы – вещества, состоящие из углерода, кислорода и водорода с общей формулой Сm (H2O)n.  Они делятся на две группы: моносахариды и полисахариды.

Полисахариды, в свою очередь, делятся на полисахариды первого порядка (дисахариды, трисахариды, тетрасахариды) и полисахариды второго порядка (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества, агар, гемицеллюлоза, слизи и др.).

Моносахариды – углеводы, которые не могут подвергаться гидролизу, т.е. реакции,  в процессе которой с присоединением молекулы воды углевод разлагается на сахара с меньшим содержанием углерода.

По числу углеродных атомов различают следующие моносахариды: триозы (число углеродных атомов 3), тетрозы (число углеродных атомов 4), пентозы (число углеродных атомов 5), гектозы (число углеродных атомов 6), гептозы (число углеродных атомов 7) и т.д. Наиболее важны и распространены в природе пентозы (арабиноза, ксилоза) и гексозы (глюкоза, фруктоза, гилактосахаридоза, маноза).

 Моносахариды – кристаллические вещества, хорошо растворимые в  воде, плохо  в спирте и нерастворимые в эфире. Важным свойством моносахаридов и других углеводов является их оптическая активность – способность изменять (вращать) плоскость поляризации света.

При высоких температурах моносахариды разлагаются, при этом их растворы  приобретают окраску от желтой до темно-коричневой в зависимости от интенсивности и длительности нагревания.

Наибольшее значение из моносахаридов в пищевых продуктах имеют глюкоза и фруктоза.

 Глюкоза широко распространена в растительном мире, она находится  в  семенах, плодах,  листьях и корнях растений  в  свободном

состоянии или в составе полисахаридов в связанном виде. Много ее в соке винограда (до 10%). Особенно много глюкозы находится в растениях в составе крахмала и клетчатки. Около половины сухих веществ пчелиного меда состоит из глюкозы. В промышленности глюкозу получают путем кислотного или ферментативного гидролиза крахмала. Сладость глюкозы составляет примерно 70% от сладости сахарозы.

Фруктоза (плодовый сахар) в природе распространена как в свободном состоянии, так и в связанном виде. Вместе с глюкозой она находится во многих плодах и ягодах. В равном с глюкозой количестве находится в виноградном соке и пчелином меде, в связанном состоянии – в сахарозе. По сладости фруктоза в 1,5 раза превосходит сахарозу. Как и глюкоза, сбраживается дрожжами.

Из полисахаридов первого порядка наибольшее пищевое значение имеют три дисахарида: сахароза, мальтоза и лактоза. Все они являются кристаллическими веществами, хорошо растворяются в воде, сладкие. Наибольшую сладость из них имеет сахароза, затем мальтоза и лактоза. Все три сахара обладают общим свойством подвергаться гидролитическому распаду с образованием двух моносахаридов.

Сахароза – наиболее распространенный в растительном мире сахар. Ее много в сахарной свекле, сахарном тростнике, в плодах дыни, арбуза. В промышленности сахарозу получают из сахарной свеклы или сахарного тростника. Подвергаясь гидролизу, она распадается на глюкозу и фруктозу. Получаемая смесь глюкозы и фруктозы называется инвертным сахаром. Он обладает большей сладостью, чем  сахароза. Инвертный сахар используется в кондитерской промышленности в качестве антикристаллизатора при производстве карамельных изделий и  безалкогольных напитков для сокращения расхода сахарозы.

Мальтоза при гидролизе распадается на две молекулы глюкозы. В свободном состоянии мальтоза в природе встречается, главным образом, в семенах злаковых, особенно при их прорастании. В основном мальтоза получается при неполном гидролизе крахмала при участии ферментов. Мальтоза сбраживается дрожжами в присутствии глюкозы.

Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке всех млекопитающих, например, в коровьем молоке ее массовая доля составляет 4…5%. При гидролизе она дает галактозу и глюкозу. Лактоза сбраживается только теми видами дрожжей, которые вырабатывают фермент лактозу.

Относительная сладость сахаров (в условных единицах) следующая: сахароза – l00, фруктоза – 173, инвертный сахар – 130, глюкоза – 74, мальтоза – 32,5, галактоза – 32,1, лактоза – 16.

Полисахариды второго порядка – это высокомолекулярные соединения. В растительном мире они играют роль запасного питательного вещества или являются основой опорных тканей организма. Полисахариды под действием кислот или соответствующих ферментов расщепляются на моносахариды, являющиеся как бы первичными строительными структурами.    

Молекулярная масса природных полисахаридов составляет от нескольких тысяч до миллионов. Полисахариды – бесцветные, обычно аморфные вещества. Они делятся на растворимые и нерастворимые в воде. Растворимые полисахариды образуют вязкие коллоидные растворы, нерастворимые – набухают. В большинстве органических растворителей полисахариды нерастворимы.

Под действием кислот при нагревании полисахариды подвергаются гидролизу. Промежуточными продуктами гидролиза являются полисахариды с меньшей молекулярной массой, а конечными – моносахариды.

Наиболее важным для пищевой промышленности полисахаридом второго порядка является крахмал. Он содержится во всех растениях, играет роль запасного питательного вещества для растений. Большое количество крахмала содержится в зернах злаков, картофеле и т.д. Он образуется в растениях в результате фотосинтеза. В растениях крахмал встречается в виде зерен различной формы и величины. Природный крахмал, содержащийся в растениях в неизменном виде, называют нативным.

Крахмал представляет собой белый порошок. В присутствии  йода крахмал дает характерное синее окрашивание. Эта реакция весьма чувствительна и позволяет обнаружить присутствие очень незначительного количества крахмала. В теплой воде крахмал набухает и превращается в гель. Степень набухания крахмала зависит от температуры. При постепенном нагревании с водой крахмал превращается в вязкий коллоидный раствор, называемый крахмальным клейстером. Температура, при которой крахмальный клейстер приобретает наибольшую вязкость, называется температурой клейстеризации. Она неодинакова для крахмала различных видов и лежит в интервале 55…75°С.

Под действием кислот и фермента амилазы крахмал подвергается гидролизу. При гидролизе крахмала образуются сахара, поэтому этот процесс называют осахариванием.

В пищевой промышленности крахмал служит основным сырьем для производства глюкозы, патоки, декстрина.

Целлюлоза (клетчатка), как и крахмал, является полисахаридом второго порядка, состоящим из глюкозы. Целлюлоза – составная часть клеточных стенок растений. В древесине ее содержится 40…50% в расчете на сухое вещество. В воде целлюлоза не растворяется, а только набухает. При кипячении с минеральными кислотами (серной, соляной) она распадается до глюкозы.

В пищевом рационе клетчатка как источник энергии имеет незначительную величину, поскольку усваивается не более чем на 25%. Но клетчатка как балластное вещество имеет большое значение для нормального функционирования кишечника. Поэтому серый пшеничный хлеб, ржаной хлеб, овощи, в которых содержится сравнительно большое количество клетчатки, надо повсеместно включать в рацион питания.

Гемицеллюлозы (полуклетчатка), как и целлюлоза, являются составной частью растительных клеточных стенок. Они содержатся в большом количестве в соломе, древесине, стержнях кукурузных початков,  отрубях.  

Гемицеллюлозы нерастворимы в воде, но растворимы в растворах щелочей. При гидролизе образуются пентозы (арабиноза, ксилоза) и гексозы (маноза, галактоза).

Пектиновые вещества составляют большую часть межклеточного  вещества растений. Свойство пектина образовывать студни широко используется в кондитерской промышленности при производстве желе, мармелада, джема и др.

Гликоген (животный крахмал) является резервным полисахаридом для всех животных организмов, а также некоторых дрожжей и бактерий. Гликоген представляет собой разветвленный полисахарид, состоящий из остатков глюкозы. Он представляет собой  белый аморфный порошок, растворимый в воде с образованием опалисцирующих растворов. Йодом окрашивается в буро-коричневый или красно-бурый цвет.

2.4. Роль  ферментов  в  обмене веществ

В животных и растительных организмах важнейшую роль играют      ферменты – биологические катализаторы, органические вещества белковой  природы. Все биохимические реакции проходят при их участии.

Наличие ферментов оказывает большое влияние на качество сырья (овощей, зерна, муки, мяса и др.) и готовых продуктов.

В настоящее время известно более 875 ферментов, получено в кристаллическом виде или в состоянии высокой степени очистки более 140 ферментов.

Каталитическое действие ферментов зависит от температуры. Для каждого из ферментов существует определенная оптимальная температура. В растворе ферменты легко разрушаются при нагревании выше 60...70°С. В сухом виде они могут переносить нагрев даже несколько выше 100°С.

На действие ферментов оказывает влияние величина рН среды. Существует  оптимальная величина рН среды. Присутствие в среде некоторых веществ может повышать скорость реакции, а присутствие некоторых других – замедлять или совсем приостанавливать действие фермента. Первые называют активаторами, а вторые – парализаторами или ингибиторами.

Действие ферментов в большинстве случаев строго специфично, т.е. каждый фермент катализирует реакции строго определенного структурного  характера. Ферменты – вещества биологического происхождения. Случаи синтеза искусственных ферментов неизвестны.

Различают эндо- и экзоферменты. Эндоферменты синтезируются внутри клетки и катализируют реакции, происходящие внутри клетки в строго определенной последовательности. Экзоферменты образуются внутри клетки, а затем выходят за ее пределы, где они катализируют реакции расщепления питательных веществ, находящихся в субстрате, до форм, которые могут пройти через клеточную оболочку и ассимилироваться клеткой. Ферменты бывают конструктивные и адаптивные. Конструктивные ферменты всегда находятся в клетках и постоянно выполняют одну и ту же функцию. Адаптивные – образуются только при потребности в них клетки, а именно, при изменении условий реакции.

Отдельные ферменты научились выделять из субстратов, в которых развиваются некоторые микроорганизмы, очищать их от сопутствующих веществ и вырабатывать самостоятельные ферментные препараты. Их применяют для интенсификации ряда процессов пищевых производств, увеличения выхода готовой продукции или улучшения качества вырабатываемых пищевых продуктов.

В мясной промышленности ферментные препараты используют для ускорения созревания мяса, улучшения его консистенции, вкуса.

В хлебопекарной промышленности при производстве хлебобулочных изделий используют до 50 различных ферментных препаратов для осахаривания части крахмала, содержащегося в муке, для улучшения белков, повышения их пенообразующей способности и т. д. В США 75% белого хлеба выпекается с использованием ферментных препаратов.

В консервной промышленности применение пектолитических ферментов повышает на 15...20% выход фруктовых соков и способствует их осветлению.

В крахмалопаточной промышленности применение ферментных препаратов приводит к повышению выхода пшеничного и кукурузного крахмала. Ферментные препараты используются при производстве глюкозы для осахаривания крахмала, а также глюкозно-фруктозного сиропа.

При производстве пива и хлебного кваса использование ферментных препаратов позволяет уменьшить расход солода. При производстве сыра ферменты позволяют значительно сократить время его созревания.

2.5. Роль  витаминов  в  жизнедеятельности  человека

Витамины – низкомолекулярные органические соединения, которые обладают способностью стимулировать химические реакции, протекающие в организме, а также активно участвуют в образовании и функционировании  ферментов. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность, влияют на усвоение организмом питательных веществ, способствуют нормальному росту  клеток. Таким образом, недостаток, а тем более отсутствие в организме какого-либо витамина ведет к нарушению обмена веществ. При недостатке их в пище снижаются работоспособность человека, сопротивляемость организма к заболеваниям, а также к действию неблагоприятных факторов окружающей среды.

Витамины, как правило, не синтезируются в организме человека или синтезируются в недостаточном количестве. Основной источник большинства витаминов  для человека продукты питания, поэтому они относятся к незаменимым факторам питания животных и человека.

В настоящее время известно более 50 витаминов, однако, непосредственное значение для питания и здоровья человека имеют лишь 20 из  них. Вначале витамины условно обозначали буквами латинского алфавита: A, В, С, Е, P  и  т. д. В дальнейшем были приняты единые международные названия витаминов, отражающие их химический состав.

Все витамины делятся на водорастворимые, жирорастворимые и витаминоподобные соединения.

2.5.1. Водорастворимые  витамины

Аскорбиновая кислота (витамин С) играет важную роль в обменных процессах, особенно в усвоении белков, в поддержании нормального состояния соединительной ткани и в восстановлении тканей. При недостатке аскорбиновой кислоты увеличивается проницаемость стенок кровеносных сосудов, нарушается структура хрящевой и костной тканей, развивается цинга. В организме человека аскорбиновая кислота не образуется и не накапливается, поэтому необходимое количество  аскорбиновой кислоты должно поступать с пищей. Суточная потребность в аскорбиновой кислоте составляет: для взрослых – 50…100 мг, для детей – 30…70 мг.

Аскорбиновая кислота содержится в овощах, фруктах, плодах и ягодах. Аскорбиновая кислота легко разрушается при нагревании, особенно в щелочной среде.

Тиамин (витамин В1) играет важную роль при обмене углеводов. Чем выше уровень потребления углеводов, тем больше требуется тиамина. При отсутствии тиамина развивается полиневрит.

Поступление тиамина в организм происходит с пищевыми продуктами. Частично тиамин образуется  микроорганизмами кишечника, однако это количество не удовлетворяет физиологические потребности в нем.

Тиамин входит в состав многих пищевых продуктов. Наибольшее количество содержится в дрожжах, особенно в сухих пивных (5 г на l00 г продукта), в хлебном квасе. Тепловая обработка вызывает незначительное разрушение тиамина, особенно в кислой среде.

Суточная потребность в тиамине составляет: для взрослых – 1,4…2,4 мг, для детей – 0,5 …2,0 мг.

Рибофлавин (витамин В2) принимает участие в процессах роста и относится к ростовым факторам. Он участвует в обмене белков, жиров и углеводов, оказывает регулирующее влияние на состояние центральной нервной системы, воздействует на процессы обмена веществ в роговице, хрусталике и сетчатке глаза, обеспечивает световое и цветовое зрение.

Основными источниками рибофлавина являются животные продукты – яйца, сыр, молоко, а также зерновые и бобовые культуры, много рибофлавина в дрожжах и молоке. Потери рибофлавина при кулинарной обработке невелики.

Суточная потребность в рибофлавине составляет: для взрослых – 1,9…3 мг, для детей  – 1,3 мг.

Никотиновая кислота (витамин В3, витамин РР) участвует в реакциях клеточного дыхания, в белковом обмене и способствует повышению усвоения растительных белков в организме.

Недостаток никотиновой кислоты в организме человека в комплексе с белковой недостаточностью приводит к развитию заболевания – подагры.

Основными источниками никотиновой кислоты являются продукты животного происхождения: мясо домашних птиц, говядина, телятина, печень, почки. Особенно богаты никотиновой кислотой дрожжи, рисовые отруби, пшеничные зародыши. Никотиновая кислота – одно из наиболее  стойких веществ при хранении и обработке.

Суточная потребность в никотиновой кислоте: для взрослых – 14…25 мг,  для  детей  – 5…20 мг.

Пентотеновая кислота (витамин В5) оказывает нормализующее влияние на нервную систему и на функции надпочечников и щитовидной железы. Она исключительно широко распространена в природе. Потребность в ней удовлетворяется при обычном питании, поэтому профилактические мероприятия по предупреждению недостаточности этого витамина не требуются. Суточная потребность человека в данном витамине составляет примерно I0 мг.  

Пиридоксин (витамин В6) обеспечивает нормальное усвоение белков и жиров, играет важную роль в обмене азота. Недостаток пиридоксина  вызывает у детей раннего возраста задержку роста, желудочно-кишечные расстройства, малокровие, повышенную возбудимость.

Пиридоксин содержится во многих пищевых продуктах растительного и животного происхождения, но в весьма незначительных количествах. Он устойчив к действию кислот, щелочей, высокой температуры, но под действием солнечного света разрушается.

Суточная потребность в пиридоксине составляет: для взрослых – 1,5…2,8 мг, для  детей – 0,5…2 мг.

Фолиевая кислота (витамин В9) участвует в обмене и синтезе некоторых аминокислот, а также нуклеиновых кислот, оказывает стимулирующее воздействие на кроветворную функцию костного мозга, способствует лучшему усвоению цианокабаламина (витамина В12) При недостатке в организме фолиевой кислоты развиваются тяжелая анемия, желудочно-кишечные расстройства, потеря чувствительности и ряд др.

Фолиевая кислота широко распространена в растительном и животном мире. Наиболее богатыми ее источниками являются: печень, почки и зеленые листья растений. Она синтезируется растениями и многими бактериями, а также грибами. Микроорганизмы кишечника человека синтезируют фолиевую кислоту в большом количестве, поэтому даже при недостатке ее в питании это количество покрывает потребность в ней организма.

Лучшими источниками фолиевой кислоты считаются салаты из пищевой зелени. Однако она легко разрушается при кулинарной обработке продуктов. При изготовлении первых блюд теряется 70…90% этого витамина.

Суточная потребность в фолиевой кислоте: для взрослых – 0,8 мг, для детей – 0,05…0,4 мг, для беременных женщин – 0,8 мг, для кормящих матерей – 0,6 мг.

Цианокабаламин (витамин В12) участвует в синтезе метионина, нуклеиновых кислот, процессах кроветворения и т.д. Недостаток витамина обычно приводит к нарушению  всасывания его из пищи и проявляется в тяжелых формах анемии.

  2.5.2. Жирорастворимые  витамины

В организм цианокабаламин поступает с пищей, а также синтезируется микробами кишечника. Основными источниками являются продукты животного происхождения, особенно много его содержится в говяжьей печени. В промышленных условиях этот витамин получают на основе микробного синтеза.  Суточная потребность в нем составляет: для взрослых – 0,002 мг,  для  детей –  0,002…0,005 мг.

Ретинол (витамин А) широко распространен в природе. В растительных тканях он встречается в виде провитамина – пигментов каротиноидов, превращающихся в витамин – ретинол в организме человека. В животных тканях ретинол содержится в готовом виде. Он участвует в образовании зрительных пигментов, обеспечивает нормальный рост организма, приспособление глаз к свету различной интенсивности.

Особенно много ретинола в печени животных и рыб, а также в рыбьем жире, добываемом из печени морских животных. Ретинол и каротин хорошо сохраняются при консервировании продуктов и приготовлении пищи.

Суточная потребность в ретиноле: для взрослых – 1,5 мг, для детей и подростков – 0,5…1,5 мг.

Кальциферолы (витамин D) оказывает влияние на минеральный обмен веществ, на костеобразование, регулируя соотношение кальция и фосфора, обеспечивает всасывание этих элементов в тонком кишечнике и перенос кальция из крови в костную ткань. Они особенно необходимы в молодом возрасте, когда идет интенсивный рост и окостенение скелета. Недостаточное количество кальциферолов приводит к развитию рахита.

Суточная потребность в кальциферолах: для взрослых – 0,0025 мг, для детей 0,0125 мг.

Кальциферолы содержатся в сравнительно большом количестве в печени тунца, трески и других  рыб. Пищевые продукты, как правило, бедны этим витамином.

В организме человека кальциферолы образуются при облучении солнцем содержащегося в коже провитамина, который образуется в организме из холестерина. Из кожи эти витамины переносятся в другие органы и концентрируются, главным образом, в печени и плазме крови.

Токоферолы (витамин Е) состоят из 7 витаминов различных по биологическому действию. Токоферолы стимулируют мышечную деятельность и функции половых желез, способствуют накоплению во внутренних органах всех жирорастворимых витаминов, особенно ретинола.

Токоферолы содержатся в растительных маслах, которые являются основным источником токоферолов в питании человека, а также в зеленых частях растений. Особой ценностью отличается сырое нерафинированное подсолнечное масло, в котором все токоферолы представлены в наиболее активной форме. Токоферолы обладают высокой устойчивостью, не разрушаются при нагревании до 170°С и под действием ультрафиолетовых лучей.

Суточная потребность в токоферолах: для взрослых – 10…20 мг, для детей  –  0,5 мг на 1 кг массы тела.

Филлохиноны (витамин К) – важнейшие факторы свертывания крови. Недостаточность данного витамина вызывает кровотечения из различных органов (носа, десен, органов желудочно-кишечного тракта и др.).

Филлохиноны содержатся в зеленых листьях салата, капусты, шпината, крапивы. Природные филлохиноны не получили широкого практического использования для медицинских целей в связи с их плохой растворимостью в воде. В медицинской практике применяются главным образом синтетические препараты викасол и синкавит.

Суточная потребность в филлохинонах: для взрослых – 0,2…0,3 мг, для беременных женщин – 2…5 мг, для новорожденных – 0,0001…0,012 мг.

Кроме перечисленных витаминов, необходимость которых для человека бесспорно установлена, имеются и другие биологически активные вещества (витаминоподобные соединения). К ним относятся: биофлавоноиды, холин, инозит, липоевая, оротовая, пангамовая,  парааминобензойная кислоты и др. К биологически активным веществам, близким по характеру действия к витаминам, можно отнести ненасыщенные жирные кислоты.

3. МИНЕРАЛЬНЫЕ  ВЕЩЕСТВА  В  ПИТАНИИ
ЧЕЛОВЕКА

Наряду с органическими веществами – белками, углеводами, жирами  – в клетках живых организмов содержатся соединения, составляющие обширную группу минеральных веществ. К ним относятся вода и различные соли. Часто минеральные вещества входят в состав сложных органических веществ, например, железо входит в состав гемоглобина; магний, марганец, медь, кобальт и другие металлы входят в состав ферментов и т.д. Минеральные вещества представляют собой необходимые компоненты питания, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность и развитие организма.

Вода относится к веществам, не обладающим энергетической ценностью в организме, но без воды жизнь невозможна. Она является основной средой, в которой протекают все химические реакции в организме. Масса тела человека на 2/3 состоит из воды (до 87% от массы молодого человека, взрослого – до 70%). Функции воды в организме очень важны и разнообразны.

Вода растворяет в организме вещества, транспортирует их в организме, выводит отходы процессов обмена из клеток, является дисперсной средой для крови, протоплазмы клеток и т.д. Вода, будучи хорошим проводником теплоты, выравнивает температуру между отдельными клетками, предохраняя организм от перегрева и переохлаждения. Все реакции гидролиза питательных веществ происходят с участием воды.

Жизнь человека невозможна без воды. Без пищи человек может прожить до 30 сут, без воды он погибает на 4…5 сут. Потеря организмом 10% воды (от общего ее количества в нем) приводит к прекращению мочеотделения, а при потере 20%  –  человек погибает.

В разных тканях тела содержится неодинаковое количество воды: в  скелете – около 22%, в сердце и легких – свыше 79%, а в лимфе – около 96%. Суточная потребность человека в воде примерно равна 40 г на 1 кг массы тела, что для взрослого человека составляет 2,5 л. Часть этого количества воды образуется в организме в результате окисления пищевых веществ.

Влага, выполнив свое назначение, удаляется из организма с мочой и экскрементами, в виде водяных паров через легкие при дыхании и в виде пота – через поры тела. Количество удаляемой из  организма воды в нормальных условиях находится в строгом соответствии с количеством поступающей в него воды.

Минеральные вещества, содержание которых в тканях выражается целыми или десятыми долями процентов, относят к макроэлементам (кальций, фосфор, калий, натрий, магний, хлор и др.). Микроэлементами называются вещества, содержание которых в тканях составляет  тысячные и стотысячные доли процента. К микроэлементам относят: железо, медь, марганец, цинк, фтор, йод, бром, бор, мышьяк, молибден и др. Химические элементы, содержание которых определяется еще меньшими величинами (105...1012)%, называют ультрамикроэлементами (кобальт, алюминий, серебро, олово, свинец, никель, сурьма, силиций, вольфрам, стронций, самарий, цирконий и др.).

В составе различных органов можно обнаружить почти все известные химические элементы и их изотопы. Содержание и распределение многих минеральных веществ в тканях изучено недостаточно.

Хлористый натрий (поваренная соль) среди разнообразных минеральных солей занимает значительное место. Пресная пища, даже самая разнообразная, быстро приедается и вызывает отвращение. Поваренная соль необходима для поддержания нормального количества жидкости в крови и тканях, она влияет на мочевыделение, деятельность нервной системы, кровообращение, участвует в образовании соляной кислоты в железах желудка.

В организме содержится всего около 300 г соли. В среднем за сутки следует употреблять около 12 г соли. Пути обмена хлора и натрия, содержащихся в соли, не одинаковы. Хлор способен отлагаться в коже, задерживаться в организме при избыточном поступлении, выделяться с потом в значительных количествах. Нарушение обмена хлора в организме ведет к развитию отеков, недостаточной секреции желудочного сока и др. Резкое уменьшение содержания хлора в организме может привести к тяжелому состоянию, вплоть до смерти.

Натрий и калий очень важны для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме, создания физиологически нужной величины в тканях и клетках, необходимых для нормального течения процессов обмена веществ и энергии.

Калий имеет особенно большое значение для обеспечения нормальной деятельности сердечно-сосудистой системы. Большое количество солей калия содержится в тыкве, кабачках, арбузах, яблоках, кураге, изюме. Эти продукты рекомендуются людям, страдающим заболеваниями сердца, гипертонической болезнью. Суточная потребность в калии составляет приблизительно 2…3 г.

Кальций необходим для нормального течения жизненных процессов человека. Он содержится в органах человека в виде солей различных кислот и в соединении с белком. Кальций составляет 25% костной ткани. В организм он поступает с пищей и питьем.

Суточная потребность человека в кальции составляет 0,7…1,1 г. Ребенок, у которого идет развитие и формирование скелета, нуждается в большем количестве кальция, чем взрослый. Особенно велика потребность в кальции у женщин во второй половине беременности и в период кормления ребенка грудью.

При недостатке кальция в пище организм начинает расходовать кальций, входящий в состав костей, в результате чего возникают костные заболевания.

Богаты усвояемым кальцием молоко, молочные продукты, сыр, яичный желток. Обмену кальция в организме способствует вита-    мин С.  

Фосфор, кроме участия в образовании костной ткани, в значительном количестве входит в состав нервной ткани. Соли фосфора содержатся почти во всех пищевых продуктах как растительного, так и животного происхождения. Много фосфора имеется в орехах, хлебе, крупах, мясе, мозгах, печени, рыбе, яйцах, сыре, молоке. Суточная потребность в фосфоре: для взрослого человека – 1,6 г, для беременных женщин – 3 г,  для кормящих матерей – 0,8 г.

Соли  магния имеют большое значение для нормальной деятельности сердечно-сосудистой системы. Особенно они необходимы в пожилом возрасте, так как способствуют выведению из организма избыточного количества холестерина. Много солей магния содержится в отрубях, в хлебе из муки грубого помола,  гречневой и ячневой крупах,  морской рыбе.  

Суточная потребность в магнии: для взрослого человека – 500 мг, для беременных женщин – 925 мг, для кормящих матерей – 1250 мг, для детей – 140…530 мг.

Железо входит в состав гемоглобина крови, а также в состав ряда ферментов, участвует в обмене веществ. Суточная потребность взрослого человека в железе составляет 60…110 мг.

Медь влияет на рост и развитие живого организма, участвует в деятельности ферментов и витаминов. Ее главной физиологической функцией  является участие в тканевом дыхании и кроветворении. Суточная потребность взрослого человека в меди составляет 2 мг.

Йод оказывает влияние на обмен веществ, усиливая окислительные процессы, и особенно на функцию щитовидной железы. При недостатке йода происходит нарушение образования гормона щитовидной железы – тироксина, что приводит к развитию зобной болезни. Суточная потребность взрослого человека в йоде составляет 50…200 мг.

Марганец содержится во всех органах и тканях человека. Особенно много его содержится в коре мозга, сосудистых системах. Марганец участвует в окислительно-восстановительных процессах, повышает интенсивность обмена белков, при его участии происходят многие ферментативные процессы, а также синтез ряда витаминов и гормонов. Суточная потребность в марганце для взрослого человека составляет 5…10 мг.

Кобальт выполняет разнообразные биологические функции, в частности способствует синтезу мышечных белков, улучшает ассимиляцию азота, повышает основной обмен в организме, активирует ряд ферментов, участвующих в обмене веществ, способствует усвоению кальция и фосфора, понижает возбудимость и тонус симпатической нервной системы. Потребная суточная доза в кобальте для взрослого человека составляет 0,1…0,2 мг.

Цинк содержится во многих органах человека, входит в состав некоторых ферментов, а для других стимулирует их действие. Суточная потребность взрослого человека в цинке составляет 10…15 мг.

Фтор в небольших количествах содержится во всех тканях человека, а также в крови. Большое количество фтора содержится в костях и зубах. В костях и зубах он находится в нерастворимом состоянии. В организм фтор поступает преимущественно с питьевой водой. В местностях, где содержание фтора в воде низкое и где пищевые продукты им бедны, часто встречается кариес зубов, однако избыток фтора вызывает заболевание – флюороз (крапчатость зубной эмали). Суточная потребность во фторидах для взрослого человека равна 0,5…1 мг.

4. НОРМИРОВАНИЕ  КАЧЕСТВА  ПИЩЕВЫХ  ПРОДУКТОВ  

В целом микроэлементы и ультрамикроэлементы принято подразделять на следующие группы: жизненно необходимые (медь, марганец, кобальт, цинк, йод); функционально полезные (молибден, фтор, селен); вредные и токсичные (свинец, ртуть, мышьяк).

В условиях конкуренции изобилие пищевых продуктов должно сочетаться с высоким их качеством и низкой стоимостью.

ГОСТ 15467-70 дает следующее определение качества: “Качество продукции – совокупность свойств продукции, обусловливающих пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением”. Понятие “качество” не абсолютное, а относительное. В зависимости от назначения одни и те же продукты могут иметь различное качество. Так, мука с низким содержанием белка является качественной для производства сахаристого печенья, некачественной для производства хлеба и совершенно негодной для производства макаронных изделий.

4.1. Факторы,  определяющие  показатели  качества
  пищевых продуктов

Между качеством и способностью удовлетворять потребности тоже могут существовать противоречия. Так, булочка из муки высшего сорта обладает высокими потребительскими качествами, но в ней меньше незаменимых факторов питания, чем в булочке из муки  1-го или 2-го сорта.

К факторам, определяющим показатели качества пищевых продуктов, относятся:

гигиенические свойства  – отсутствие вредных, токсичных веществ (ядовитые вещества, соли тяжелых металлов, ядовитые алкалоиды, продукты распада органических веществ, токсинов – ядов, выделяемых некоторыми плесневыми грибами). В продуктах не должно содержаться патогенных микроорганизмов, плесневых грибов, вредителей,  а также возбудителей инвазионных болезней (проникающих в организм возбудителей и распространяющихся в нем);

физиологическая ценность – сбалансированное содержание в пищевых продуктах усвояемых веществ (аминокислот, ферментов, витаминов, ненасыщенных жирных кислот, минеральных веществ), участвующих в основном обмене веществ в организме;

сенсорные (органолептические) свойства – свойства, определяемые органами чувств человека  (внешний вид, консистенция, вкус, запах, аромат). Сенсорная ценность тесно связана с усвояемостью продуктов. Продукты, имеющие в своем составе разложившиеся органические вещества, обладают, как правило, низкими вкусовыми свойствами;

энергетическая ценность – количество энергии, получаемой при использовании в пищу определенного количества пищевого продукта. Это количество можно определить по содержанию в ней жиров, белков и углеводов, умножив их содержание на  энергоспособность каждого из них (для жиров – 37,7 кДж, для белков – 16,7 кДж, для углеводов – 15,7 кДж);

химический состав – правильное соотношение содержащихся в пищевом продукте белков, жиров и углеводов. Считается, что оптимальное соотношение этих продуктов должно быть 1:1:4;

физические свойства – цвет, внешний вид, форма, размеры, прочностные характеристики тканей пищевых продуктов.

На качество пищевых продуктов оказывают влияние разнообразные факторы внешней среды и производства. Наиболее важными факторами являются: вид и качество сырья, способы и условия производства, упаковка, транспортирование и хранение. Показатели качества сырья, как правило, регламентированы соответствующими стандартами (нормативными документами).

Производство продуктов связано с воздействием на сырье различных технологических приемов, целью которых является повышение качества и усвояемости продуктов. Осуществление этой цели во многом зависит от технической оснащенности предприятия,  его санитарно-гигиенического состояния, опыта и мастерства персонала.

4.2. Стандартизация  качества  продуктов

Режимы и условия хранения готовой продукции существенно влияют на ее качество. Часто при хранении решается задача сохранения качества и количества продукта. В ряде случаев хранение продукции при определенных условиях и режимах является продолжением технологической обработки, например, созревание сыра, вина, пива, в результате которой существенно улучшается качество продуктов.

Как правило, нарушение оптимальных условий хранения приводит к ухудшению качества и количества продуктов.

Развитие пищевой промышленности, ускорение научно-технического прогресса, улучшение качества пищевых продуктов, возможность управления сложной системой производства пищевых продуктов невозможны без стандартизации.

Стандарт – это нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и  утвержденный компетентным органом.

Стандарты бывают международными, региональными, государственными, отраслевыми, республиканскими, а также существуют стандарты предприятий.

Стандарты на пищевую продукцию отражают следующие вопросы: технические требования к продукции, правила приемки, методы контроля, испытаний, анализа. Существуют также стандарты на типовые технологические процессы, стандарты на термины и определения. Особое место занимают стандарты на методы оценки качества продукции. Для этого существуют стандартизованные методы анализа продуктов.

Действующие стандарты периодически пересматриваются, устаревшие  заменяются новыми.

5. СЫРЬЕ  ДЛЯ  ПРОИЗВОДСТВА  ПИЩЕВЫХ  ПРОДУКТОВ

Отрасли пищевой промышленности, перерабатывающие растительное  сырье, делятся на две группы:

– отрасли, занятые первичной переработкой сырья. Например, мукомольная, крупяная, сахаропесочная, крахмалопаточная, консервная, спиртовая, табачная, чайная  (первичная переработка табачного и чайного листа), маслодобывающая, первичного виноделия и т.д.;

– отрасли,  занятые вторичной переработкой сырья, например, хлебопекарная, макаронная, кондитерская, сахарорафинадная, дрожжевая, пивоваренная, жироперерабатывающая (производство маргарина, мыла, олифы, парфюмерных изделий), чаеразвесочная, табачная, вторичного виноделия и т.д.

Ассортимент продукции, вырабатываемой на пищевых предприятиях, очень большой. Так, только наименований кондитерских изделий насчитывается несколько тысяч. Отсюда понятно, что используется большое разнообразие сырья. Поэтому целесообразно его разделить на отдельные группы по наиболее существенным признакам.

Пищевое сырье классифицируют:

– по консистенции: сочное сырье – сахарная свекла, картофель, все виды плодоовощного сырья; жидкое сырье – вода, растительное масло, патока и др.; сухое сырье – зернобобовые;

– по преобладанию в нем какого-либо химического вещества: углеводсодержащее сырье – зерно злаков, картофель, свекла, плоды, ягоды; масличное сырье – семена масличных культур, плоды оливкового дерева и др.;

белковое сырье: семена бобовых культур и др.;

эфиромасличное сырье: семена эфиромасличных культур, лепестки роз, гераней и других цветов.

5.1. Зерномучное  сырье

Далее мы рассмотрим три основных вида сырья: зерномучное, плодоовощное и воду.

Исходным сырьем для получения муки, круп являются зерно мятликовых (злаковых) и семена других культур. Их характеризуют следующие показатели:

культура  (ботанический род зерна. Например, пшеница, рожь, рис, ячмень и др.);

партия (любое количество однородного по качеству зерна);

зерновка  (единичное зерно);

зерновая масса (совокупность любого количества индивидуальных зерен и различных включений).

По химическому составу зерно и семена можно разделить на три группы: крахмалсодержащие, белковые, масличные.

К крахмалсодержащему зерну относятся зерно злаков и семена гречихи. Крахмала  и других углеводов в них содержится в среднем 70...80%, белков – 10...16%, жиров – 1,5...6%.

К группе белковых относятся семена бобовых, содержащих около 25...30% белков, 60...75% углеводов.

К группе масличных относятся семена и плоды масличных культур. Они содержат в среднем 25...50% жира и 20...40% белков.

В зависимости от целевого назначения зерно и семена различают мукомольные, крупяные, технические и фуражные. Зерно пшеницы и ржи используют в основном для получения хлебопекарной муки, а из зерна твердой пшеницы изготавливают макаронную муку.

К крупяным культурам относятся: зерно и семена гречихи, проса, риса, фасоли, чечевицы и т.д.

К семенам масличных относятся: подсолнечник, лен, хлопковые семена. Они являются техническими культурами. Универсальное применение нашли зерна ячменя, кукурузы, овса.

Из кукурузы получают муку и крупу, крахмал, глюкозу и патоку, кукурузные деликатесы и масло. Ячмень является сырьем для получения солода, пива, спирта и крупы. Овес – сырье для производства толокна, крупы и муки. Зерно и семена этих культур в то же время используют для получения комбикормов, в микробиологической промышленности – для приготовления питательных сред при выращивании микроорганизмов продуцентов ферментов и антибиотиков.

Большинство зерновых хлебных культур относится к злаковым растениям (по ботанической классификации – семейство мятликовых). Их плоды – зерно, зерновка имеют сходное строение.

Химический состав зерна пшеницы и других культур не является строго постоянным. Особенно большие колебания наблюдаются в содержании белка и крахмала.

Наиболее ценной частью зерна являются белки. Белки всех видов  зерна способны набухать в воде и образовывать связанную массу (например, при замесе теста). Однако только белки пшеницы придают этой массе пластичность. При промывании водой пшеничного теста можно от него отделить крахмал и выделить набухший эластичный белок, называемый клейковиной. Клейковина участвует в образовании пористой структуры хлебного мякиша и бисквитных изделий, обуславливает прочность макаронных изделий. Белки других зерновых культур с водой клейковину не образуют.

Жиры в зерне злаковых содержатся в малом количестве. Жиры всех видов зерна имеют высокую биологическую ценность, но различаются стойкостью при хранении. Лучше сохраняются жиры гречихи, ржи, ячменя, риса, хуже – кукурузы и пшеницы. Весьма нестойки при хранении жиры овса и проса. Наибольшее количество  жира содержится в зародышах зерен.  

Углеводы в зерне представлены в основном крахмалом, который откладывается в виде крахмальных зерен, кроме того, имеются клетчатка и сахара. Крахмальные зерна отличаются не только размерами, но и свойствами: влагоемкостью, температурой клейстеризации, скоростью осахаривания и т.д.

В состав всех злаков входят витамины В1, В2, В6, РР, Е и др. Витамин В12 содержится только в зернах пшеницы, а каротин – в зернах ржи, пшеницы (особенно твердой) и желтой кукурузе. Витамины С и D в зерне отсутствуют.

5.1.1. Свойства  зерновой  массы

В зерне, как и в любом живом организме, ферменты представлены по всем 6 классам. При хранении и переработке часто требуется сохранить активность отдельных ферментов, которые участвуют при дальнейшей переработке сырья.

Свойства зерновой массы можно объединить в три группы: физические свойства, параметры, определяющие состав и физиологические свойства.

Физические свойства характеризуются сыпучестью, скважистостью, сорбционной емкостью, теплофизическими  и аэродинамическими свойствами.

Сыпучесть – подвижность зерновой массы, позволяющая заполнять емкости любой конфигурации зерновой массой, свободно вытекать из емкости через отверстия. При встряхивании зерновая масса сортируется: более легкая фракция всплывает, а тяжелая – оседает  вниз. Сыпучесть зерновой массы характеризуется углом естественного откоса.

Скважистость – наличие в зерновой массе межзернового пространства (скважин), заполненных воздухом. Скважистость определяется отношением объема скважин к объему зерновой массы, выраженной в процентах. Величина скважистости меняется в широких пределах – от 30%  у  проса до 50%  у  овса и 80%  у  семян подсолнечника.

Благодаря скважистости зерновая масса хорошо обдувается воздухом при вентилировании и газируется при дезинсекции с целью уничтожения амбарных вредителей.

Сорбционная емкость проявляется при поглощении зерном паров воды и летучих веществ. Способность сорбировать газы зерном имеет определенный предел, который и является сорбционной емкостью.  

Теплофизические свойства характеризуются теплоемкостью и теплопроводностью зерновой массы. Удельная теплоемкость абсолютно сухого зерна составляет примерно 1,5...1,52 кДж/(кгK), коэффициент теплопроводности зерна злаков находится в пределах 0,08...0,15 Вт/(мК). Таким образом, зерновая масса имеет сравнительно большую теплоемкость, что и приводит к высокой тепловой энергии. Положительное свойство этого параметра заключается в том, что при консервировании холодом зерно остается холодным еще длительное время после прекращения подачи  холодного воздуха. Отрицательная роль этого параметра заключается в том, что в результате микробиологических процессов в зерновой массе могут возникать очаги самосогревания, которые трудно обнаружить, а обнаружив – трудно ликвидировать.

Аэродинамические свойства зерновой массы проявляются в способности зерна перемещаться в воздушном потоке с различной скоростью витания.

Скорость витания пшеницы составляет 8,9...11,5 м/с, ячменя – 8,4...10,8 м/с, кукурузы 4,4...8,0 м/с.

5.2. Мука  как  сырье  для  пищевых  производств

Другие свойства зерновой массы будут рассмотрены при изучении условий ее хранения.

Мука – порошкообразный продукт с различным гранулометрическим составом, получаемый путем измельчения (размола) зерна различных злаковых культур, гречихи и бобовых.

Пшеничную муку получают из зерна различного технологического достоинства. Из зерна твердой пшеницы изготавливают макаронные крупки двух сортов: высшего – крупка с выходом 30% и 1-го – полукрупка с выходом 72%. Макаронная крупка должна содержать не менее 30% клейковины и иметь желтовато-кремовый цвет. Макаронная крупка имеет крупчатую структуру и способна к потемнению в процессе переработки.

Пшеничная хлебопекарная мука подразделяется на следующие сорта: обойная – с выходом 96%, высший сорт – с выходом 30%,         1-й сорт – с выходом 72%  и 2-й сорт –  с выходом 85%.

Содержание клейковины в муке и ее качество определяют “силу” муки. Мука по “силе” различается сильная, средняя и слабая. Обычно из сильной и слабой муки получается хлеб недостаточно хорошего качества. Смешивая их в соотношении, которое определяет заводская лаборатория, получают среднюю по силе муку, позволяющую получить хлеб высокого  качества.  Зерно с дефектами (проросшее, морозобойное, пораженное вредной черепашкой) дает слабую муку. Цвет муки определяется наличием в ней пигментов, переходящих в муку из зерна. Цвет муки тем темнее, чем выше ее зольность. При хранении муки происходит ее созревание, одним из признаков которого является отбеливание. Существенное влияние на хлебопекарные свойства муки оказывает ее крупность (степень дисперсности), с которой тесно связана водопоглотительная способность.

Ржаная мука подразделяется на следующие сорта: обойная – с выходом 95%, обдирная – с выходом 87%  и сеяная – с выходом 65%. Ржаная мука в хлебопекарном отношении существенно отличается от пшеничной. Её белки в условиях теста не образуют связанной клейковины, более того, они способны неограниченно набухать в воде, переходя в вязкий коллоидный раствор.

Крахмал ржаной муки клейстеризуется при более низкой температуре, чем пшеничный. Кроме того, он легче атакуется аминолитическими ферментами, превращаясь в сахара. В ржаной муке всегда имеется в активном состоянии фермент -амилаза, тогда как в пшеничной муке нормального качества находится только менее активная -амилаза. В ржаной муке  содержится 2...3% слизей – высокомолекулярных пентозанов, поглощающих при набухании воду в количестве, в 80 раз большем своей массы.

Все эти особенности ржаной муки обуславливают и существенные отличия в способах приготовления ржаного и пшеничного теста.

5.3. Плоды  и  овощи  как  сырье  для  пищевых  производств

Плоды и овощи богаты углеводами, органическими кислотами и их  солями, витаминами, минеральными элементами, поэтому они являются  важными продуктами питания. Часть плодов и овощей потребляется непосредственно в пищу после кулинарной обработки или без нее, а другая часть является сырьем для промышленной переработки.

Так, сахарная свекла является основным сырьем для производства  сахара. Картофель – сырье для получения спирта, крахмала, картофелепродуктов длительного хранения, крахмала, патоки, декстрина; виноград и другие ягоды – сырье для производства вина, безалкогольных напитков и соков; плоды и овощи – сырье для консервной промышленности и т.д.

Плоды по строению и характеру образования на растении делятся на 4 группы: семечковые, косточковые, ягоды и орехоподобные.  

К семечковым плодам относятся яблоки, груши, все цитрусовые; к косточковым – ягоды типа вишни, черешни, сливы, абрикосов и др.;  к ягодным – виноград, земляника, смородина и т.п.; к орехоподобным – орехи фундук, грецкий, фисташковые, каштан, миндаль и т.п.

Овощи подразделяются на две группы: вегетативную и плодовую. К вегетативной относятся: капуста, салат, лук, пряные растения; клубнекорневые растения (картофель, морковь, свекла и т.п.); стебельные (спаржа); цветочные (артишоки, цветная капуста). К плодовой группе овощей относятся: тыква, томаты, огурцы, бобовые (зеленый горошек) и др.

Важным показателем качества плодоовощного сырья является массовая доля сухих веществ. Содержание сухих веществ в фруктах и ягодах в большинстве случаев колеблется от l0 до 20%. В отдельных ягодах, например в винограде, оно может достигать 25% и выше. Сухими веществами богаты и овощи,  сахарная свекла и картофель, их количество достигает 25%, в моркови – 14%, зеленом горошке – 20%, кукурузе – более 25%.

Для промышленной переработки используют картофель с высоким содержанием сухих веществ (в среднем 25%). Не допускается к приемке загнивший, подмороженный и замороженный картофель.

Основной показатель качества сахарной свеклы – содержание сахара. Корни сахарной свеклы содержат в среднем 75% влаги, 25%  сухих веществ, в том числе 17% сахара и 7,5% несахаров. Не допускаются к приемке загнившие, подмороженные корни с почерневшей тканью.

Большая часть сухих веществ плодов и овощей представлена углеводами: крахмалом, сахарозой, фруктозой и глюкозой, на долю сахаров приходится (в % от массы сырья): в яблоках – l0...15%,  вишне – 8...15%,  землянике – 5...8%. Крахмала в картофеле содержится 16...18%. Белков и жиров в плодах и овощах содержится незначительное количество. Содержание белка не превышает 1% в плодах и 5% в овощах. Только орехи богаты белками и жирами. Особо важное пищевое значение имеет содержание в плодах и овощах минеральных солей и витаминов – незаменимых компонентов пищи.

В плодах и овощах большое значение имеет содержание дубильных, вкусовых и ароматических веществ. Дубильные вещества при хранении выполняют защитные функции (являются антиоксидантами). На вкус плодов и овощей влияют пищевые кислоты (лимонная, яблочная, винная, щавелевая и др.), входящие в их состав. Аромат плодов и овощей обусловлен наличием в них эфирных масел. Красящие вещества расположены в кожице  плодов и реже – в мякоти.

5.4. Вода  в  производстве  пищевых  продуктов

Важное значение в плодах и овощах имеют гликозиды – соединения  углеводов со спиртами, кислотами и альдегидами. Гликозиды ядовиты, но  в небольших количествах обладают тонизирующими свойствами. Они содержатся в горьком перце, редьке, горчице и т.д.

Вода является важнейшим технологическим компонентом при производстве большинства пищевых продуктов, она обуславливает биохимические и физико-химические изменения свойств полуфабрикатов, служит средой  и активным участником ферментативных процессов. Для технологических целей используется питьевая вода из городских  водопроводов или артезианских колодцев. Она должна удовлетворять   требованиям ГОСТ 2874-82 “Вода питьевая”. В соответствии с данным ГОСТом питьевая вода должна быть  прозрачной, бесцветной, не иметь посторонних привкусов и запахов,  не содержать патогенных микроорганизмов. Запах и вкус, оцениваемые по пятибалльной системе   при температуре 20°С, должны оцениваться не менее чем в два балла. Хлорфенольные запахи  в воде не допускаются.

В питьевой воде допускается содержание ионов, мг/л: фтора – 1,5; меди – 3,0; цинка – 5,0; активного хлора – 0,5.  Общее число бактерий при посеве 1 мл воды на питательную среду  после 24-часового термостатирования при температуре 37°С не должно быть больше 100  колоний; колититр, т.е. наименьший объем воды, в котором обнаруживается одна бактерия кишечной палочки коли, должен быть  не менее 300 мл; колииндекс, т.е. количество бактерий коли в 1 л воды, не должен быть больше 3.

Из минеральных веществ в воде содержатся, главным образом, бикарбонаты и сульфаты кальция и магния. Кроме них в воде могут быть в незначительном количестве хлориды, нитраты, нитриты, фосфаты и  органические соединения.

Большое количество хлора, щелочей, а также малые количества аммиака,  азотной, азотистой и фосфорной кислот и органических веществ  указывают на загрязнение воды животными отбросами. Такую воду применять в технологических процессах запрещено.  Одной из наиболее важных технологических характеристик воды  является ее жесткость. Жесткость воды определяется наличием в ней солей щелочно-земельных металлов,  ионов Ca и Mg. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах. 1 мг-экв. соответствует содержанию в воде 20,04 мг Ca2+ или 12,16 мг Мg2+.

6. ХРАНЕНИЕ  СЫРЬЯ  И  ЕГО  ПОДГОТОВКА
К  ПРОИЗВОДСТВУ

В отдельных производственных процессах требования к качеству воды повышены (при производстве пива, ликероводочных изделий и т.д.).  В этих случаях при отсутствии воды необходимого качества требуется производить ее дополнительную очистку.

Хранение сырья – составное звено технологии производства любого продукта. Задачами хранения являются:

– сохранение сырья без потерь или с минимальными потерями;

– сохранение или повышение качества сырья.

Практическое осуществление этих задач обеспечивается совокупностью приемов, составляющих суть технологии хранения.

Важнейшие процессы, используемые при подготовке сырья к хранению и  в процессе хранения:

– очистка от примесей, сортировка по партиям, затаривание и формирование пакетов, контейнеров, штабелей, кагатов, буртов;  

– сушка  (например, зерна и семян) или консервирование (напри-мер, плодов и овощей);

– создание и автоматическое поддержание оптимальных параметров окружающей среды (например, состав, относительная влажность, температура газовой среды и т.д.);

– защита запасов от проникновения и развития различных вредителей (насекомых, грызунов, птиц и т.д.);

6.1. Биохимические  процессы,  происходящие                                          в  сырье  при  хранении

– подготовка сырья к подаче его в производство.

Зерна злаков, семена масличных культур, клубни картофеля, корни  сахарной свеклы являются живыми организмами. Часть крахмала зерновых злаков и клубней картофеля, клубней сахарной свеклы при хранении подвергается ферментативному гидролизу. При этом крахмал превращается в гексозы

(C6H10O5)n + nH2O  =  nC6H12O6

Образовавшиеся гексозы окисляются до диоксида углерода и воды

  C6H12O6  + 6O2  =  6CO2 + 6H2O +  энергия (2870 кДж)

Этот процесс называют аэробным дыханием.

При хранении зерновых злаков и корней сахарной свеклы в отсутствии кислорода воздуха происходит анаэробное дыхание (спиртовое брожение)

  C6H12O6   =   2CO2 + 2C2H5OH + энергия (234  кДж)

Клубни картофеля в отличие от многих других растений обладают очень слабой способностью накапливать спирт в анаэробных условиях, поэтому они быстро портятся даже при кратковременном отсутствии кислорода. При этом вместо этилового спирта образуется молочная кислота (C3H6O3).

Нормальным видом дыхания является аэробное. В результате дыхания растительного сырья происходят потери ценных веществ – углеводов. Эти потери неизбежны, но так как они зависят от интенсивности дыхания, то необходимо стремиться по возможности уменьшить эту интенсивность и тем самым  снизить потери.

Интенсивность дыхания выражается числом милиграммов диоксида углерода, выделяемого 1 кг плодов в час. Так, при температуре 3°C для картофеля интенсивность дыхания составляет 2 мг(кгч), свеклы – 5 мг/(кгч). Интенсивность дыхания зерна значительно меньше, так, для ячменя влажностью 14...15% при температуре 18°С она составляет 0,06 мг/(кгч).

Интенсивность дыхания зависит от многих факторов: вида и сорта растительного организма, степени его зрелости, наличия повреждений,  условий внешней среды и состояния покоя. Клубни картофеля в первые дни после  уборки,  недозревшие, мелкие, поврежденные или с нарушенным к весне покоем дышат интенсивнее. При повышении температуры интенсивность дыхания увеличивается.

Наименьшая интенсивность дыхания корней сахарной свеклы находится при температуре 1…3°C, при температуре около 0°С интенсивность  дыхания несколько увеличивается. С повышением температуры и влажности интенсивность дыхания возрастает.

Зерно наиболее интенсивно дышит при температуре 55°С. Дальнейшее повышение температуры снижает интенсивность дыхания вследствие  снижения активности ферментов. Очень влажное зерно (влажностью 30% и более)  дышит весьма  интенсивно, очень сухое (влажностью до 12%) – дышит слабо, интенсивность дыхания при понижении влажности стремится к нулю. Потери сухих веществ зерна в сутки составляют 0,05...0,2%.  

Влажность зерна, при которой в нем появляется свободная влага и резко повышается интенсивность дыхания, называется критической. Для зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса критическая влажность составляет 14,5...15,5%, для зерна кукурузы и проса – 12,5...14%, для семян подсолнечника – 7...8%, семян сои – 11...12%, семян льна, рыжика, рапса – 8%. На интенсивность дыхания зерна влияют также доступ воздуха, состояние зрелости, условия уборки и транспортировки урожая.

Отсутствие кислорода в межзерновых пространствах и над зерновой массой сокращает интенсивность дыхания. Однако хранение зерна без доступа воздуха снижает его прорастаемость. Зерно, предназначенное для производства солода, следует обязательно хранить с доступом воздуха. Без доступа воздуха можно хранить только зерно и семена, предназначенные для переработки без проращивания. Недозрелые и поврежденные морозом зерна обладают большей интенсивностью дыхания, чем нормально вызревшие.

Зерно, подмоченное при уборке или во время транспортировки, даже после высушивания обладает при хранении большей интенсивностью дыхания, чем неподмоченное такой же влажности. Выполненное и крупное зерно дышит менее интенсивно, чем щуплое, мелкое. Нарушение целостности зерна – повреждение его оболочки, раздробление на части – приводит к повышению интенсивности дыхания. Зерновая масса, содержащая много неполноценных зерен (подмоченных и с другими дефектами), обладает повышенной интенсивностью дыхания, менее устойчива при хранении и требует весьма тщательного наблюдения. Интенсивное дыхание может  привести к ухудшению качества и порче зерна.

6.2. Послеуборочное  дозревание

Растительное сырье, убранное в стадии технической зрелости, еще не обладает всеми показателями вполне зрелого сырья. Свежеубранное  растительное сырье отличается низкой энергией и способностью к прорастанию. Оно должно пройти послеуборочное дозревание, в результате которого наступают полная физиологическая зрелость и состояние покоя.

6.3. Прорастание  растительного  сырья

Семена и плодовая оболочка свежеубранного зерна непроницаемы для кислорода, растворенного в воде, что является причиной плохой прорастаемости свежеубранного зерна. При послеуборочном дозревании оболочка становится проницаемой для кислорода, он получает доступ к зародышу, и зерно после дозревания хорошо прорастает. Длительность послеуборочного дозревания при благоприятных условиях составляет: для картофеля и свеклы – 1,25...1,5 мес., зерновых  злаков – 1,5...2 мес. Зерна кукурузы оказываются физиологически зрелыми сразу же после удаления из них свободной влаги.

После периода послеуборочного дозревания клубни картофеля, корни свеклы, зерновые злаки и масличные семена находятся в состоянии покоя. Это состояние  характеризуется тем, что растения не прорастают. Для периода покоя необходима низкая температура. Длительность периода покоя картофеля в значительной степени зависит от сорта. Клубни некоторых сортов картофеля начинают прорастать сразу же после выкапывания их из земли. В то же время известны сорта, обладающие очень длительным периодом покоя. Влажностные условия хранения значительно ускоряют  прорастание клубней  картофеля, особенно при температуре 22°С. Корни сахарной свеклы при пониженной температуре при  хранении в течение    60 сут  не прорастали, при температуре 10°C  за этот же срок прорастало 13,5% корней.

Зерновые злаки при влажности 11...14%, очищенные от примесей, обеззараженные и охлажденные, могут находиться в состоянии покоя несколько лет. Для прорастания зерна требуется значительная влажность. Даже максимально возможная равновесная влажность (30....36%) недостаточна для прорастания зерна. Прорастание зерна является следствием проникновения в него капельной влаги. Такая влага может попасть в  зерновую массу, если ее подмочить при перевозках, при плохой гидроизоляции хранилищ, а также образуется в ней в результате конденсации паров из воздуха межзерновых пространств. Прорастание растительного сырья приводит к значительным потерям сухих веществ и ухудшает его качество.

6.4. Изменение  химического  состава  растительного                 сырья   при  хранении

Во время хранения растительного сырья происходит гидролиз части крахмала до поли- и моносахаридов, протопектина и белков,   растворимых в воде соединений.

При хранении картофеля содержащийся в нем крахмал подвергается распаду. Образующиеся при этом  сахара частично расходуются в процессе дыхания, а частично участвуют в  синтезе  крахмала. Распад и синтез крахмала катализируются ферментами. Превращения крахмал сахара и сахара крахмал  при хранении картофеля в значительной степени  зависят от температуры. При понижении температуры от 20 до 0°C скорость распада крахмал сахара уменьшается на 1/3, а скорость реакции сахара крахмал уменьшается в 20 раз. Этим объясняется то, что в условиях холодного хранения  картофель приобретает сладковатый вкус.

В процессе хранения могут происходить как желательные, так и нежелательные химические изменения в сырье. При хранении муки наблюдается ее просветление (при длительном хранении), вызываемое ферментативным окислением кислородом воздуха пигментных веществ –  каратиноидов и ксантофиллов. Осветление муки для производства хлеба желательно, а для производства макарон –  нежелательно, так как невозможно получить изделия с желтовато-кремовым оттенком.

При длительном хранении происходит повышение кислотности муки и масличного сырья в результате гидролитического расщепления жиров и накопления жирных кислот, распада фосфорорганических соединений и накопления кислых фосфатов. Кроме того, жирные кислоты, по-видимому, сами окисляются кислородом воздуха, вследствие чего образуются перекиси и гидроперекиси, вредные для человека.

При хранении наблюдается существенное укрепление клейковины муки (увеличение ее упругости и сопротивления деформации, уменьшение растяжимости, а также  расплываемости и т.п.). Это способствует улучшению физических свойств теста – снижению его разжижения, липкости, повышению упругости.

Нежелательным процессом является приобретение мукой горьковатого вкуса при хранении, происходящее в результате ферментативного гидролиза  жиров, содержащихся в муке. Интенсивный процесс прогоркания протекает в летнее время при сравнительно высоких температурах в складах (25...35°С).

6.5. Роль  микроорганизмов  при  хранении
растительного  сырья

На поверхности плодов, семян, зерна находится значительное количество микроорганизмов. В 1 г зерновой массы обнаруживается от нескольких десятков тысяч до сотен тысяч или миллионов различных микроорганизмов. Микрофлора представлена различными бактериями, плесневыми грибами. Количественно преобладают бактерии.  

Микрофлору растительного сырья можно разделить на эпифитную и фитопатогенную. Эпифитные микроорганизмы находятся на поверхности сырья и питаются продуктами жизнедеятельности растений, выделяемыми на поверхность своих тканей. Фитопатогенные микроорганизмы  проникают во внутренние части растений и, развиваясь, вызывают заболевания растений, угнетают и губят их.

6.6. Самосогревание  сырья

На здоровых клубнях картофеля, корнях сахарной свеклы, зерновых злаках находятся эпифитные микроорганизмы. При нормальных условиях хранения они развиваются  незначительно, но на поврежденных плодах – интенсивно. Повышение температуры и влажности сырья усиливает развитие микрофлоры. В результате жизнедеятельности микроорганизмов происходят потери ценных веществ сырья и ухудшается его качество.

Самосогреванием сырья называется повышение его температуры вследствие протекания в нем физиологических процессов (дыхания плодов, жизнедеятельности микроорганизмов) и низкой теплопроводности. Возникновению самосогревания и интенсивному его протеканию способствуют семена сорных растений, пыль и другие примеси, зараженность зерна насекомыми и клещами. Семена сорных растений имеют обычно большую влажность и дышат более интенсивно, что способствует быстрому накоплению теплоты. Содержание микроорганизмов в неочищенной от пыли и сорняков зерновой массе значительно больше, чем в очищенной. Микроорганизмы являются также  дополнительным источником выделения теплоты.

Жизнедеятельность насекомых и клещей сопровождается выделением теплоты. Кроме того, насекомые и клещи, разрушая покровные ткани зерна, способствуют развитию плесневых  грибов и других микроорганизмов что, в свою очередь, ускоряет процесс самосогревания  зерновой массы.

Начальный период самосогревания зерна характеризуется повышением температуры до 24....30°С. Партии зерна приобретают явно выраженный амбарный запах: в них появляются потемневшие зерна, а на зернах образуется конденсированная влага. Применяя охлаждение зерна, вентилирование,  сушку, можно ликвидировать процесс самосогревания и почти полностью сохранить все показатели качества зерна.

Если процесс самосогревания не остановлен, то в дальнейшем он  развивается интенсивно. Температура зерновой массы повышается до 34...38°С.  Развитие процесса самосогревания существенно влияет на качество и свойства зерновой массы: понижается текучесть, зерно отпотевает, появляются посторонние запахи. Происходят значительные потери  массы зерна. Дальнейшее развитие процесса самосогревания приводит к запущенным  формам самосогревания. Температура повышается до 50°С и более, резко снижается сыпучесть зерна, происходит его интенсивное потемнение, отдельные зерна оказываются проплесневевшими или прогнившими, от зерна исходит сильный затхлый  или гнилостный запах. Процесс самосогревания завершается обугливанием зерна и полной потерей сыпучести зерновой массы.

Особенно опасны с точки зрения самосогревания семена масличных культур, так как при окислении жиров выделяется значительно больше теплоты, чем при окислении углеводов. Поэтому процесс самосогревания происходит значительно более стремительно и часто заканчивается пожаром.

7. РЕЖИМЫ  ХРАНЕНИЯ   СЫРЬЯ

7.1. Хранение  зерна

Режим  хранения – совокупность параметров и условий внешней среды, включающих газовый состав, температуру и относительную влажность воздуха.

На практике сложились три способа хранения зерна:

в сухом состоянии, т.е. при влажности зерна ниже критического значения;

в охлажденном состоянии;

без доступа воздуха.

На предприятиях пищевой промышленности зерно хранят или в амбарах  (складах), или в силосных элеваторах.

Амбары – деревянные или кирпичные постройки. Зерно в них хранится насыпью непосредственно на полу (напольное хранение) или в закромах (закромное хранение). Закром – часть склада, огороженная разборными стенками или  досками.

Силосные элеваторы – железобетонные корпуса прямоугольной или круглой формы диаметром 6...9 м, высотой 25...30 м. Элеваторное зернохранилище состоит из силосов и рабочей башни, в которой установлено оборудование для взвешивания, очистки и сортирования зерна. Зерно в силосы элеватора и из них транспортируется в горизонтальном или наклонном направлении с помощью ленточных транспортеров, а в вертикальном  направлении – с помощью норий (элеваторов).

Кроме указанных  складов в последнее время  распространение нашли склады шатрового  типа и типовые механизированные склады.

Бунтовые склады, площадки (открытые или под навесом) используются, как правило, для кратковременного хранения семян. Исключение составляют семена хлопчатника, которые благодаря  опушенности выдерживают  длительное хранение в бунтах. Площадки для устройства бунтов выполняют из бетона, асфальта или кирпича. По краям бунтов устраивают водосточные канавки, по сторонам площадок устанавливают щиты, семена укрывают брезентом, края которого выступают по периметру бунта на расстояние не менее чем 0,5 м.

Хранение в силосах по сравнению с хранением в складах имеет как преимущества, так и недостатки.

Преимущества:

– достижение полной механизации  работ с зерновыми массами;

– облегчение проведения всех  работ, обеспечивающих сохранность зерновой массы;

– достижение лучшей изоляция зерна от воздействия внешней среды (колебаний температуры, осадков, грунтовых вод);

– упрощение борьбы с вредителями (насекомыми, клещами, грызунами, птицами);

– для устройства силосов требуется меньшая площадь.

Недостатки:

– в силосах нельзя хранить продолжительное время влажное, сырое зерно, которое легко подвергается слеживанию и самосогреванию;

– в силосах наличие примесей сильнее понижает стойкость зерна при хранении, на нем быстрее развивается микрофлора, создается большая вероятность  самосогревания;

– в силосах нельзя хранить зерно, предназначенное для дальнейшего проращивания, из-за высокого слоя зерна в силосах.

Зерно, предназначенное для хранения в силосах, перед подачей на хранение подвергают тщательной очистке, тщательной сушке и калибровке по размерам. Как правило, применяют двукратную очистку до хранения (до сушки и после сушки) и подвергают третьей очистке перед подачей в производство.

7.1.1. Режимы  хранения  зерна

Зерно может храниться на складах в течение 4...5 лет, а в силосах  – 2…3 года.

Высота слоя зерна при хранении зависит от его влажности и времени года, а также от целевого назначения зерна. Так, зерно, предназначенное для проращивания (например, для производства  солода), с целью  сохранения способности к прорастанию хранят при меньшей   высоте  слоя насыпи, чем зерно, предназначенное для других видов переработки. При напольном хранении высота  насыпи ячменя, предназначенного  для производства солода, при его влажности до 14%  в теплое время года составляет 2...3 м, в холодное время года 3...4 м, а при влажности 14...15% соответственно 1 м и 2....3 м.   Зерно, не прошедшее послеуборочного дозревания, хранят при пониженной высоте насыпи.

Силосы загружают сухим зерном (влажностью 14%) на 3/4 высоты. Во время хранения зерна наблюдают за его температурой. Зимой температура зерновой массы равна температуре наружного воздуха или превышает  ее на 2…3°С, летом температура зерна не должна превышать 20°С.  Ежедневное повышение температуры на 1...2°С при первоначальной температуре 15°С обычно указывает на начало самосогревания зерновой массы. Для снижения температуры зерна при хранении на складах его перелопачивают вручную или с помощью зернометов, а при хранении в силосах – перекачкой из одного силоса в другой. Поэтому при заготовке зерна оставляют, по крайней мере, один силос пустым. Рекомендуется при перекачке из силоса в силос зерно пропускать дополнительно  через очистительные  машины и, при необходимости, – через сушилки.

При хранении зерна на складах или в силосах рекомендуется применять активное вентилирование. Его сущность заключается в продувании воздухом зерновой массы, находящейся в покое, т.е. без  перемешивания. Воздух подают принудительно вентилятором. Активное вентилирование  позволяет понизить температуру зерна, снизить его влажность, обновить состав воздуха в межзерновых  пространствах, что способствует сохранению зерном способности к прорастанию. Продувание воздухом свежеубранного зерна способствует его послеуборочному созреванию. Активное вентилирование проводят до получения  желаемых результатов снижения температуры и влажности зерна.

За рубежом широко применяется хранение зерна при пониженной температуре.  Применяются пассивное охлаждение зерновой массы (естественное охлаждение с наступлением холодов) и активное вентилирование насыпи зерна искусственно охлажденным воздухом.

Первая ступень охлаждения – до 10°С и ниже, а вторая – ниже 0°С. В нашей стране  практически во всех климатических зонах для охлаждения зерна можно использовать сезонные и суточные перепады температуры наружного воздуха.

Хранение зерна без доступа кислорода основано  на торможении дыхания и жизнедеятельности насекомых, а также аэробных микроорганизмов. Создание бескислородной среды достигается различными путями:

– самоконсервацией, т.е. накоплением  диоксида углерода в результате  дыхания зерна;

– введением в зерновую массу диоксида углерода или азота, вытесняющего воздух из межзерновых скважин;

– вакуумированием зерновой массы.

7.1.2. Вредители  зерна  и  борьба  с  ними

Трудность применения  этого метода хранения  заключается в том,  что необходимы склады, обеспечивающие достаточную герметичность от внешней среды.

При хранении зерно может быть повреждено вредителями: клещами, мышевидными грызунами (крысами, мышами), птицами (воробьями, голубями). Клещи относятся к классу паукообразных. Они очень мелкие  (длиной 0,3...0,7 мм) и заметить их можно только  через лупу с 5...10-кратным увеличением. В зерновых продуктах встречается несколько видов клещей. Широко распространен мучной клещ: благоприятная температура для его жизнедеятельности  20...25°С, влажность 14...18 %.

Из насекомых зерно повреждают долгоносики и бабочки. Наиболее опасным является амбарный долгоносик. Его длина вместе с хоботком составляет 3...5 мм. Благоприятная температура для жизнедеятельности амбарного долгоносика  25....27°С, влажность 14...18%.

Вредители уничтожают зерновые запасы и загрязняют их. Для борьбы с ними  применяют предупредительные (профилактические) меры, направленные на ограничение их доступа и создание условий, неблагоприятных для развития. Истребительные меры заключаются в уничтожении вредителей.

Истребительные меры, направленные на уничтожение насекомых и клещей, называются дезинфекцией, а способы истребления грызунов – дератизацией. Рекомендуется в качестве предупредительной меры проводить дезинфекцию и дератизацию пустых складов перед приемкой зерна. Дезинфекцию и дератизацию химическими методами должны проводить только специализированные организации.

7.2. Хранение  картофеля

На спиртовых и крахмалопаточных заводах картофель хранят в  буртах – кучах треугольного сечения. Площадку, на которой устраивают бурты, называют буртовым полем, и располагают ее недалеко от завода на сухом, желательно возвышенном месте. Хранить картофель ежегодно на одной и той же площадке не рекомендуется, так как оставшиеся от прошлого года гнилые клубни, обсыпавшаяся с больных клубней земля, остатки старой соломы после вскрытия буртов являются источниками заражения картофеля болезнями.

Буртовое поле перед приемкой картофеля перепахивают, укатывают и дезинфицируют известью. Доброкачественный картофель укладывают в  бурты шириной 3...4 м, для картофеля пониженного качества ширину буртов принимают до 2 м. Угол естественного откоса картофеля составляет примерно 45°С, поэтому высота бурта равна примерно половине его ширины. Длину бурта выбирают таким образом, чтобы в нем находилось количество картофеля, необходимое для суточной переработки. В бурты для длительного хранения закладывают здоровый сухой картофель. Мокрый картофель подсушивают на воздухе. Картофель пониженного качества в первую очередь направляют на переработку или укладывают в бурты для краткосрочного хранения.

После засыпки картофеля выравнивают склоны буртов и укрывают их у основания слоем соломы толщиной 40...45 см, по бокам – толщиной 30...35 см. Поверх соломы насыпают слой земли толщиной 10...15 см. Гребень бурта не засыпают землей для создания естественной вентиляции. С целью создания приточно-вытяжной вентиляции на площадке в середине бурта предусматривают канавку сечением     30 x 25 см, по длине которой устанавливают вытяжные трубы.

7.3. Хранение  сахарной  свеклы

Цель укрытия буртов – предохранить картофель от осадков и, кроме того, осенью, когда днем еще тепло, защитить от нагревания лучами солнца и теплым воздухом, зимой предохранить от замерзания.

Сахарную свеклу хранят в кагатах – длинных кучах трапециидального сечения. Кагаты располагают на кагатном поле, которое к осени вспахивают, боронуют и дезинфицируют известью. Кагаты располагают по длине с севера на юг. Свеклу в кагатах укрывают с боков слоем земли  толщиной от 25 до 50 см, а сверху укрывают соломенными матами только днем, ночью для  охлаждения свеклы маты снимают; в прохладную погоду кагаты открывают днем. Зимой кагаты укрывают матами в два слоя.

Свекловичные корни, укладываемые на хранение, должны быть здоровыми и обладать естественным иммунитетом, т.е. способностью оказывать сопротивление развитию микроорганизмов. Поэтому необходимо предохранять корни свеклы от  ранений и ушибов, не допускать увядания свеклы и ее подмораживания. Свеклу укладывают в кагаты, тщательно сортируют во избежание внесения очагов  инфекции. Отделяют незрелую, подмороженную, загнившую, завядшую, заплесневелую свеклу, которую сразу направляют на переработку, не примешивая ее к здоровой свекле, укладываемой на длительное хранение.

При хранении свеклы, как и картофеля, наблюдают за ее температурой. Температуру в кагатах поддерживают в осенний период    5...10°С, зимой – 1...4°С. В известной мере температура в кагатах зависит от температуры наружного воздуха. Если температура в кагатах не превышает среднюю наружную температуру воздуха на 1...3°С, то это свидетельствует о том, что процесс хранения протекает нормально. Повышение температуры в кагате, не связанное с повышением наружной температуры, указывает на порчу свеклы.

7.4. Хранение  плодов  и  овощей  в  холодильниках

Всю порченую свеклу выбирают, направляя ее на немедленную переработку. Нельзя допускать снижения температуры в кагате ниже нуля, чтобы не подморозить свеклу.

Хранение может вестись в охлажденном и замороженном состоянии. Некоторые виды сырья (ягоды, томаты, зелень) в свежем состоянии хранятся только несколько дней, другие же (зимние яблоки и груши, виноград, цитрусовые) – могут храниться в течение нескольких месяцев.

Важнейшим условием хранения в холодильниках сочного сырья является поддержание оптимальной температуры и относительной влажности  воздуха. Рекомендуемый температурный режим: для яблок 0,5…0,5°C; для груш, персиков, абрикосов, вишни, черешни примерно  0°С, для ягод  0...5°С; для мандаринов  0,3......2°С. Оптимальная относительная  влажность воздуха для яблок, груш, винограда 85...90%, для  косточковых – 80...85%, для цитрусовых – 78...83%.

Для длительного хранения плоды и овощи могут замораживаться при температуре  минус 18°С и храниться при данной температуре в течение 6 мес  и более.

Овощи массового потребления хранятся в овощехранилищах, оснащенных установками для активного вентилирования с автоматическим поддержанием температуры и влажности воздуха. Большая часть видов плодоовощного сырья содержит небольшое количество сухих веществ, крахмала и сахаров. Такое сырье хранится при температуре, близкой к температуре замерзания (от 0 до минус 1°С), это: капуста, морковь, лук, яблоки, виноград, косточковые плоды, ягоды и т.д.

Длительность хранения плодоовощного сырья различна и зависит от его лежкости. Хорошей лежкостью обладают столовые корнеплоды: капуста, яблоки, виноград, некоторые сорта лука. Они сохраняются в течение 6...7 мес. Пониженной лежкостью обладают свежие томаты, огурцы, косточковые плоды, ягоды, зеленые овощи. Срок их хранения не превышает нескольких недель.

Наряду с хранением плодоовощного сырья в охлажденном состоянии применяется и хранение в регулируемой газовой среде. В этом случае кислород воздуха частично замещается диоксидом углерода в соотношении 1:1. Обычно охлаждение сырья и увеличение содержания диоксида углерода в окружающей среде применяется совместно. Срок хранения сочного сырья в присутствии диоксида можно увеличить в 2...3 раза.

8. КЛАССИФИКАЦИЯ  ПИЩЕВЫХ  ПРОИЗВОДСТВ
 ИЗ  сырья  РАСТИТЕЛЬНОГО  ПРОИСХОЖДЕНИ
Я

Существует многообразие продуктов, производимых на предприятиях пищевых отраслей промышленности, соответственно существует многообразие пищевых производств, направленных на превращение растительного  сырья в нужные человеку пищевые продукты или полуфабрикаты, из которых будут произведены пищевые продукты.

Для упрощения изучения многообразия производственных процессов их можно разбить на 4 группы:

бродильные производства (производства пищевой биотехнологии), в которых при проведении основных технологических процессов используются микроорганизмы, например, производство хлебопекарных дрожжей, хлеба, спирта, пива, виноградного вина, слабоалкогольных продуктов, лимонной и молочной кислот и т.д. Отличительной особенностью этой группы производств является то, что микроорганизмы, ассимилируя углеводы из их водных растворов и кислород, обеспечивают себя веществами для дыхания,  энергией синтеза материалов для строения клеток при их размножении, синтеза целевого продукта. При этом дыхание может происходить как с участием кислорода воздуха – аэробное дыхание, так и без участия кислорода воздуха – анаэробное дыхание;

физико-химические производства, в которых используются физические способы извлечения продукта из сырья и химические          методы  их  дальнейшей переработки, например, производство сахара, растительных масел, крахмала, некоторых кондитерских изделий и т.д.;

механико-теплофизические производства, в основе которых лежат механические и теплофизические процессы, например, смешение, разделение, сепарирование, измельчение, обработка давлением (выпрессовывание, вальцевание, штамповка и др.), тепловое кондиционирование, выпечка, сушка, обжарка, стерилизация и т.д. К этой группе относится обширная группа пищевых производств: мукомольно-крупяное, макаронное, кондитерское и др.;

– химические производства, в основе технологических процессов которых находятся химические реакции, например, получение патоки и пищевой глюкозы путем гидролиза крахмала с применением неорганических и биологических катализаторов, производство саломасов (твердых жиров) из жидких растительных масел с применением каталитического гидрирования  (насыщения водородом двойных и тройных связей атомов углерода в молекулах жирных кислот), получение синтетического этилового спирта путем гидратации природного газа этилена и т.п.

Сущность многих технологических процессов, расчет их параметров и применяемого оборудования студенты изучают в курсе “Процессы и аппараты пищевых производств”, поэтому не будем останавливаться на них, подробнее рассмотрим только биотехнологические процессы, происходящие в пищевых производствах.

9. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ  ПРОЦЕССЫ  В  ПИЩЕВЫХ  ПРОИЗВОДСТВАХ

9.1. Строение  дрожжевой  клетки

Так как в  биотехнологических  процессах основной продукт       получают с использованием микроорганизмов, то представляется       интересным рассмотреть  их строение. В качестве микроорганизмов продуцентов в пищевых производствах чаще всего используют дрожжи, реже – микроскопические грибы и бактерии.

Дрожжи – наиболее распространенные микроорганизмы, используемые в пищевых производствах. Они применяются в хлебопечении, виноделии, производстве спирта, пива и др. Правда, во всех этих производствах используются разные виды, расы и штаммы дрожжей. Однако строение их клеток одинаково. Кроме того, все виды микроорганизмов имеют подобное строение за исключением их формы и размеров.

Дрожжи представляют собой одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения. В отличие от ряда бактерий и микроскопических грибов дрожжи размножаются почкованием, а при неблагоприятных условиях – путем спорообразования.

Дрожжи могут иметь овальную, яйцевидную, округлую, реже цилиндрическую форму клетки. Размеры у различных видов  2…10 мкм в поперечнике и 2...20 мкм в длину.

Клетка состоит из клеточной стенки (цитоплазматической мембраны), цитоплазмы, ядра, вакуолей, содержащих включения гранул полифосфатов. В цитоплазме имеются жировые капли, митохондрии,  рибосомы  и другие элементы.

Клеточная стенка  состоит из сложных углеводов, полисахаридов в комплексе с липидами и азотистыми соединениями. Оболочка имеет наружный и внутренний слой. Наружный слой является местом расположения эндоферментов и ферментов – переносчиков, обеспечивающих перенос питательных веществ против градиента концентрации. Внутренний слой – полупроницаемая мембрана.  

Цитоплазма – вязкая коллоидная масса, состоящая из воды, белков, липидов и углеводов. От клеточной стенки  она отделена цитоплазматической мембраной. Перемещение различных веществ в клетку и продуктов метаболизма (жизнедеятельности клетки) наружу осуществляется через эту мембрану. Вязкость цитоплазмы изменяется в зависимости от условий внешней среды.

Каждая клетка имеет ядро, которое содержит хромосомы, состоящие из генов, несущих наследственное начало. Ядро содержит дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и нуклеопротеиды, которые несут наследственную информацию клетки.

Рибосомы (микросомы) состоят из липидов и белков, а также из рибонуклеиновой кислоты (РНК), ответственной за синтез белковых молекул, в том числе ферментов.

Митохондрии  – разрозненные округлые или несколько удлиненные тельца, состоящие из липидов, структурированного белка и ферментов. Они ответственны за обмен веществ в клетке.

Вакуоли  – полости, образующиеся в цитоплазме при старении клеток. Они заполнены жидкостью и ограничены слоем белков и липидов.

Кроме того, в клетках имеются различные включения, играющие роль запасных веществ.

При культивировании дрожжей в производственных условиях наблюдают 4 фазы их развития.

1. Лаг-фаза характеризуется накоплением до 10% биомассы. При этом дрожжами усваивается сравнительно большое количество фосфорных и азотистых соединений. Продолжительность лагфазы 3...4 ч.

2. Логарифмическая фаза, при которой накапливается наибольшее количество клеток: они мелкие, так как почкование клеток опережает их рост, но большая удельная поверхность клеток обеспечивает высокую скорость биохимических процессов, в частности, образование спирта.

3. Стационарная фаза характеризуется медленным накоплением биомассы, отложением запасных питательных веществ в клетках, осуществлением биохимических процессов превращения углеводов в спирт и диоксид углерода.

4. Фаза затухания, при которой заканчиваются гидролитические и синтетические процессы, уменьшается биомасса дрожжей.

Различают молодые, зрелые и старые дрожжи. Молодые клетки имеют тонкую оболочку, однородную цитоплазму, происходит их энергичное почкование. У зрелых дрожжей цитоплазма зернистая, появляются вакуоли и другие включения. Число почкующихся клеток достигает 15%. Старые дрожжи почти не почкуются, имеют неоднородную цитоплазму, утолщенную оболочку, много мертвых клеток.

Дрожжи являются факультативным анаэробом, т.е. они проявляют жизненные функции в присутствии кислорода воздуха (аэробный процесс) и в его отсутствии (анаэробный процесс). В первом случае энергия получается в результате полного окисления органических веществ

C6H12O6 + 6O2  =  6CO2 + 6H2O + 2870  кДж.

Энергия расходуется клетками на синтез биомассы, т.е. на рост и размножение.

При отсутствии воздуха клетки для осуществления своих жизненных функций используют кислород, заключенный в органических веществах,

C6H12O6  =  2C2H5OH + 2CO2 + 234  кДж.

9.2. Влияние  внешних  условий  на  жизнедеятельность  
дрожжей
 

В результате реакции получаются этиловый спирт и диоксид углерода. Обмен веществ по аэробной схеме называют дыханием дрожжей, а по анаэробной схеме – брожением.

Влияние температуры. Оптимальной для жизнедеятельности дрожжей является температура 22...30°С. С повышением температуры до 30°С интенсивность дыхания возрастает, а при 40°С – заметно уменьшается.

Оптимум интенсивности брожения происходит при температуре 35°С,  т.е. несколько больше, чем при дыхании, а при 40°С  интенсивность брожения снижается на 15%. Имеются термофильные расы дрожжей, способные сбраживать сусло при несколько более высокой температуре. Нагрев сусла в течение 15 мин при температуре 60°С приводит к пастеризации среды, а активное брожение сусла при объемном содержании спирта 10%  прекращается при 45°С. При этом все клетки утрачивают способность размножаться и погибают.

Влияние рН среды. Большинство дрожжей хорошо развивается при рН 3,7...3,8. Дрожжевые клетки с понижением рН несколько уменьшаются в размере, округляются, и в них увеличивается содержание жира. Снижение рН среды на 0,1 от нижнего оптимального значения приводит к депрессивным изменениям плазмы и отмиранию клеток.

Влияние состава среды. На развитие дрожжей большое влияние оказывает содержание сахара в культурной среде. Оптимальной является массовая доля сахара 13...20%. Повышение содержания сахаров в среде замедляет брожение, а при содержании 30% – уменьшается, кроме того, и выход спирта.

9.3. Характеристика  отдельных  видов  дрожжей  и  других промышленных  микроорганизмов

Содержание спирта в среде на все виды дрожжей действует угнетающе. Наибольшей устойчивостью к спирту обладают винные дрожжи (до объемной доли 16%), и  хересные дрожжи (19%).

Винные дрожжи применяют в виноделии. Форма их клеток эллипсовидная, иногда овальная или круглая. Длина клеток 5...12 мкм, ширина 3...8 мкм. Помимо почкования винные дрожжи размножаются путем образования круглых гладких спор. Винные дрожжи обитают в плодовоягодных соках. Хорошо сбраживают глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу и 1/3 раффинозы. Они устойчивы к собственным продуктам обмена и вытесняют все другие микроорганизмы из обсемененного виноградного сусла.

Спиртовые дрожжи, как и другие факультативные анаэробы, при исключении доступа кислорода воздуха способны сбраживать углеводы с образованием этилового спирта и диоксида углерода. Наиболее распространенные расы дрожжей активно сбраживают глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, манозу и на 1/3 раффинозу, но не сбраживают лактозу, декстрины, пентозы. Форма клеток округлая или  яйцевидная, размер клеток: диаметр 5...6,2 мкм, длина 5...8 мкм.

Пивные дрожжи различают низового брожения с температурным оптимумом 6...8°С, хорошо оседающие на дно, обладающие способностью усваивать моносахара сусла на 60%, и дрожжи верхового брожения меньших размеров с температурным оптимумом 12...16°С, которые хуже оседают на дно, сбраживают моносахара на 30%. Оба вида дрожжей усваивают глюкозу, сахарозу и мальтозу солодового сусла, могут усваивать этиловый спирт и глицерин, трансформировать уксусную и молочную кислоты.

В нормальных  условиях почкуются до 70% клеток. В неблагоприятных условиях клетки отмирают, не образуя спор, что ведет к остановке производства. Зрелые дрожжевые клетки имеют диаметр 5...8 мкм и длину 9...11 мкм.

Пивные дрожжи характеризуются следующими показателями: степенью флокуляции (оседания), скоростью размножения, активностью брожения, способностью накапливания этилового спирта, диоксида углерода и побочного продукта – сивушного масла. Состав побочных продуктов определяет вкус и букет пива.

Хлебопекарные дрожжи имеют клетки яйцевидной, овальной, иногда округлой формы, которая изменяется в зависимости от условий культивирования. Средние размеры клеток: диаметр 4...6 мкм, длина 8...10 мкм.

Для хлебопечения пригодны только расы дрожжей, которые хорошо сбраживают сахара субстрата (глюкозу, сахарозу, галактозу, мальтозу). Хлебопекарные дрожжи должны иметь высокую активность ферментов (зимазная активность 45...65 мин, мальтазная – 80...195 мин). Производственные расы хлебопекарных дрожжей способны к накоплению в них до 48% белка, до 8% сахаров от массы сухих веществ. Для сушки применяют дрожжи с более высоким содержанием сухих веществ в клетках (до 33%), в том числе до 45% белка и до 12% сахаров с часовым приростом биомассы 11%.

Продуцент лимонной кислоты – микроскопические грибы asper-gillus niger  в настоящее время используют для получения лимонной кислоты. Aspergillus niger относится к классу сумчатых грибов семейства аспергиллов. Тело гриба состоит из бесцветных, сильно разветвленных и переплетенных между собой нитей – гиф, образующих мицелий (грибницу). Гифы септированы (разделены поперечными перегородками на клетки). Диаметр гиф составляет 3...6 мкм.

Для аспергиллов характерен стелящийся рост, однако при достаточной аэрации они могут размножаться и в толще твердой, и глубине жидкой сред.

При поверхностном росте над мицелием возвышаются органы плодоношения – конидиеносцы, которые отходят от особых опорных клеток мицелия. Конидиеносцы представляют собой утолщенные неветвящиеся несептированные гифы длиной до 2000 мкм. На концах конидиеносцев появляется “пузырек” будущей головки, который увеличивается и округляется. Его диаметр достигает до 400 мкм. На  поверхности “пузырька” вырастают радиально расположенные продолговатые клетки – стеригмы, на свободном конце которых вырастают цепочки более мелких клеток – конидий. Зрелые  конидии очень легко отделяются от головок потоком воздуха или струей воды. Попав в жидкую питательную среду, они сначала набухают, а затем прорастают, образуя одновременно один или два проростка – гифа.  Гифа растет на свободном конце, удлиняясь, дает боковые отростки,  которые, в свою очередь, также удлиняясь, ветвятся, переплетаются между  собой, образуя колонии, видимые невооруженным  глазом. Через 16...20 ч  в центральной гифе вновь начинают появляться обособленные клетки, из  которых вырастают конидиеносцы. Образование зрелых конидий заканчивается через 3...4 сут.

По типу питания аспергиллы относятся к гетерофильным организмам, усваивающим углерод из органических соединений. Поступление в клетку растворенных в воде веществ происходит через всю поверхность тела и регулируется цитоплазматической мембраной. Таким образом организм отбирает из окружающей среды необходимое питание.

Аспергилл – облигатный (строгий) аэроб, который не может существовать без кислорода, получаемого из атмосферного воздуха. Оптимальной для роста и размножения является температура 35...37°С, а для синтеза лимонной кислоты – 31...32°С.

Продуцент молочной кислоты – бактерии Laktobacillus delbrьkii –термофильная зерносусловая бактерия, положительно окрашенная по грамму, неподвижная, факультативный анаэроб, палочки крупные, длиной 7...8 мкм, диаметром 0,5...0,8 мкм, образующие, как правило, короткие цепочки из 2...4 клеток.

Особенностью метаболизма (обмена веществ) является слабая биосинтетическая особенность и, как следствие, сильная зависимость роста от наличия в питательной среде готовых органических веществ (аминокислот, витаминов группы В, компонентов нуклеиновых кислот). Это свидетельствует о примитивности их конструктивного метаболизма и  появлении  этих бактерий на ранних стадиях развития жизни на Земле.

Культивировать молочнокислые бактерии на синтетических средах не удается. Это типичная сусловая культура. Поэтому в питательную сахаросодержащую среду необходимо добавлять сухие ростки ячменного солода, солодовый экстракт или другие вещества.

10. ТЕХНОЛОГИЯ  ПРОИЗВОДСТВА  ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

Оптимальной для их развития считается температура 48...50°С. Достаточной чистоте брожения способствует слабокислая среда     (рН 5,5). Кислотность поддерживается на уровне 0,3...0,4%, поэтому в питательную среду необходимо постоянно добавлять меловое молоко. При этом молочная кислота реагирует с меловым молоком, и образуется лактат кальция. Его содержание в культуральной жидкости может достигать 15...16%. Таким образом производится накопление молочной кислоты в культуральной жидкости.

Дрожжи используют в хлебопекарной промышленности для брожения и разрыхления теста, улучшения аромата, вкуса и питательной ценности хлеба. Дрожжи производят на специализированных дрожжевых заводах из основного сырья – мелассы, а также на спиртовых заводах из мелассных бражек.

Основной задачей дрожжевого производства является получение возможно большего количества живых высокоактивных клеток дрожжей.

Основными стадиями производства хлебопекарных дрожжей на специализированных заводах являются:

– приготовление питательной среды;

– многоступенчатое размножение (выращивание) посевных дро-жжей;

– выращивание товарных дрожжей;

10.1. Приготовление  питательной  среды

– выделение из жидкой среды, формирование, упаковка и охлаждение или сушка прессованных дрожжей.

Меласса – побочный продукт свеклосахарного производства, являющийся сырьем сложного и неоднородного состава. В мелассе содержится большое количество не только нужных для выращивания дрожжей, но и ненужных, и даже вредных веществ. Содержатся так-же вещества, интенсивно окрашенные, ухудшающие товарный вид продукции. Поэтому мелассные растворы перед подачей в производство очищают и добавляют в них вещества, без которых невозможно или неэффективно выращивать дрожжи.

Осветление мелассы производится на специальных сепараторах. Осветление может быть холодным и горячим.

При холодном режиме осветления мелассу растворяют в воде в соотношении 1:1. Для подавления микрофлоры добавляют хлорную известь из расчета 0,6...0,9 кг активного хлора на 1 т мелассы, перемешивают и оставляют в покое на 0,5 ч, после чего в раствор добавляют серную кислоту в количестве, необходимом для создания рН 4,4...5,0. При этом происходит коагуляция коллоидов, а также прекращается развитие бактерий. Подкисленный раствор сепарируют.

В случае использования сильно инфицированной мелассы, а также при подготовке сусла для начальных стадий размножения дрожжей, требующих повышенной стерильности питательной среды, прибегают к горячему осветлению мелассного раствора. При этом мелассу растворяют в горячей воде в соотношении 1:1, раствор нагревают до температуры 105...108°С в зависимости от степени инфицирования, выдерживают 15...60 с, охлаждают до температуры 80...85°С и сепарируют. При очистке мелассного раствора центрифугированием из него удаляют вещества, ухудшающие цвет и качество готовых дрожжей.

Недостающее в мелассе количество азот- и фосфорсодержащих солей целесообразно добавлять в питательную среду непосредственно при выращивании дрожжей, отдельно от мелассного сусла. Для удобства дозирования солей готовят их водные растворы массовой концентрацией  10...12% в отдельном для каждой соли сборнике. Аммиачную воду и ортофосфорную кислоту используют в натуральном виде, из суперфосфата готовят суперфосфатную вытяжку.

В качестве ростостимулирующего вещества при производстве дрожжей в питательную среду добавляют кукурузный экстракт – отход производства кукурузного крахмала. Из-за большой обсемененности посторонними микроорганизмами его предварительно стерилизуют. Для этого экстракт разбавляют водой в соотношении 1:1 и нагревают до кипения. Затем его охлаждают и добавляют биомицин в количестве 5...10% от массы экстракта. В питательную среду добавляют кукурузный экстракт в количестве 6% от массы мелассы.

10.2. Выращивание  посевных  дрожжей

В связи с тем, что при производстве дрожжей из одной пробирки исходной чистой культуры необходимо получить сотни тонн дрожжей, их выращивание производят многоступенчато. Сначала выращивают посевную культуру дрожжей, из которой в дальнейшем в производственных условиях выращивают товарные дрожжи. Первые 3 стадии размножения дрожжей производят в лаборатории, затем 3 стадии размножения проводят в цехе чистой культуры.

При выращивании посевных дрожжей особое внимание необходимо обращать на стерильность процессов, так как даже очень небольшое количество посторонних микроорганизмов в чистых культурах может привести к порче больших объемов товарных дрожжей.

Размножение начинают с высева чистой культуры дрожжей из пробирки с агаро-солодовым суслом, получаемой заводами из отраслевых микробиологических лабораторий. Высев производят в пробирки, содержащие 100 мл субстрата, состоящего из солодового сусла с массовой долей сухих веществ 12...14%, витаминизированного томатным или морковным соком. Размножение ведут в термостате при температуре 26...30°С в течение 18...24 ч. На второй стадии размножения содержимое пробирки высевают в колбу, содержащую 700 мл того же субстрата. Размножение ведут в тех же условиях.

На третьей стадии размножения содержимое колбы высевают в бутыль, содержащую 6 л того же субстрата. Размножение ведут при тех же режимах. На этой стадии уже получают 0,3 кг дрожжей из расчета на прессованную массу влажностью 75%.

Дальнейшие три стадии размножения ведут в цехе чистой культуры. На стадии “ЧК 1” размножение ведут в дрожжерастительном аппарате рабочей вместимостью 3,5 м3. Питательной  средой является мелассное сусло с массовой долей сухих веществ 12%,  величиной рН 4,5, с добавлением питательных солей. Температура размножения 33°С, время – 15...17 ч. Питательную среду непрерывно аэрируют (жидкость продувают воздухом). На данной стадии получают 100 кг дрожжей в расчете на прессованные (влажностью 75%).

На стадии “ЧК 2” размножение ведут в дрожжерастительном аппарате рабочей вместимостью 15 м3. Процесс ведут по воздушно-приточному методу, для чего в аппарат сначала подают 3% мелассного раствора, стерильную воду из расчета массовой доли сахара в растворе 3,0...3,5%, добавляют 10% потребляемого количества растворов солей и начинают аэрацию из расчета 30...40 м3/ч на 1 м3 среды. Вводят дрожжи, полученные на стадии “ЧК 1”. В дальнейшем по мере потребления дрожжами сахара из  субстрата по определенному графику производят приток мелассного раствора, растворов солей, добавляют подачу воздуха. Температура в аппарате 33°С, время процесса – 9 ч. На этой стадии накапливается 580 кг дрожжей влажностью 75%.

На стадии “ЧК 3” размножение ведут в дрожжерастительном аппарате рабочей вместимостью 56 м3 по воздушно-приточному способу, как и на стадии “ЧК 2”.

Загружают примерно 3% объема мелассного раствора от общего расхода, разбавляют водой до массовой доли сахара 3,5...4,0%, добавляют растворы солей, переводят культуру “ЧК 2”, включают аэрацию, несколько большую, чем на стадии “ЧК 2”, – 50...70 м3/ч на 1 м3 среды. В дальнейшем продолжают приток питательной среды, раствора солей и увеличивают подачу воздуха. На стадии “ЧК 3” получают 4800 кг дрожжей из расчета на ее влажность 75%.

Культуру “ЧК 3” готовят периодически один раз в 3...4 недели. В течение этого времени ее сохраняют и расходуют по мере надобности при производстве товарных дрожжей. Для лучшей сохранности дрожжи отделяют от субстрата на сепараторах, промывают водой. Концентрат хранят при температуре 6°С, а прессованные дрожжи – при 2...4°С.

10.3. Выращивание  товарных  дрожжей

Выращивание товарных дрожжей в производственных условиях проводят в две стадии: сначала выращивают засевную культуру дрожжей, а затем выращивают собственно товарные дрожжи.

Засевную культуру дрожжей производят в дрожжерастительных аппаратах рабочей вместимостью 44 м3. Выращивание ведут по воздушно-приточному способу, как об этом было сказано ранее, в течение 11 ч. Кратность разбавления мелассы 1:17. Воду вносят в количестве, необходимом для разбавления мелассного раствора до массовой доли сухих веществ 2...2,5%, добавляют растворы солей и 16,5% объема засевных дрожжей, полученных на стадии “ЧК 3”. Приток сусла, воды, растворов солей ведут по определенному регламентированному графику, составленному с учетом удельной скорости и конечного прироста биомассы дрожжей. В процессе ращения в аппарате поддерживают температуру 30°С и величину рН 4,5...5,0.

В конце выращивания в 1 м3  среды накапливается 50 кг дрожжей. Всего в дрожжерастительном аппарате накапливается примерно 2500 кг  дрожжей. Выход дрожжей составляет 68% от массы мелассы. Эти дрожжи либо вместе с бражкой, либо после их сепарирования расходуют для засева товарной стадии выращивания дрожжей.

Выращивание собственно товарной стадии ведут воздушно-приточным способом в аппаратах рабочей вместимостью 120 м3. Процесс разделяют на два периода: накопительный и отборочный.

10.4.  Дозревание   дрожжей

Накопительный период длится примерно 7 ч до заполнения рабочего объема, т.е. при этом накапливается рабочая масса.  Затем начинается непрерывный отбор (отток) из аппарата некоторого его содержимого в отдельный отборочный аппарат и одновременно в таком же количестве в аппарат подают сусло, воду, растворы солей. В дрожжерастительном аппарате в результате отборов стабилизируются условия выращивания дрожжей. Накопление дрожжевой массы происходит с одинаковой скоростью. Общая продолжительность цикла может быть 12...20 ч и более. Выращивание ведут при температуре 30°С, величине рН 4,5...5,5 и разбавлении мелассы 1:17. Выход дрожжей составляет 75% от массы мелассы сахаристостью 46%.

От стадии дозревания в большой мере зависит качество хлебопекарных дрожжей. Во время дозревания происходит перестройка ферментных систем с активного синтеза биомассы на обменные процессы, поддерживающие нормальные функции клетки. В процессе дозревания дрожжевые клетки потребляют остаточное количество питательных веществ среды, завершается процесс почкования. Отпочковавшиеся клетки вырастают, биомасса увеличивается в основном за счет роста клеток.

10.5.  Выделение дрожжей  из  жидкой  среды

По окончании высаживания и дозревания дрожжи необходимо как можно быстрее выделить из культурной среды. Длительное время пребывания дрожжей в бражке приводит к ухудшению их ферментативной активности, что отрицательно влияет на стойкость готовых дрожжей.

Дрожжи выделяют из культурной среды на сепараторах. На отечественных заводах проводят трехступенчатое сепарирование.

На первой ступени происходит отделение дрожжей от бражки: дрожжевая суспензия разделяется на дрожжевой концентрат (10...15%) и бражку (85...90%). Дрожжевой концентрат направляют в промежуточную емкость, куда подают холодную воду для промывки. Из промежуточной емкости промытую суспензию направляют на вторую ступень сепарирования. Дрожжевой концентрат направляют во вторую промежуточную емкость, в которую тоже подают промывную воду. Дрожжевую суспензию подают на третью ступень сепарирования, где происходит сгущение дрожжей до 450...700 г/л.

10.6.  Фильтрование  дрожжевого  концентрата
 и  формирование  дрожжей

Промытые сгущенные дрожжи охлаждают в пластинчатом теплообменнике до температуры 4...8°С.

Хорошо фильтруется дрожжевое молоко, охлажденное до 2...8°С, на барабанных вакуум-фильтрах. При этом содержание дрожжей в молоке составляет 600 г/л. В баке фильтра необходимо поддерживать постоянный уровень. Остаточное давление в фильтре 12 кПа.

Для отпуска дрожжей потребителю пастообразную дрожжевую массу формируют в виде прямоугольных брусков массой 50, 100, 500 и 1000 г и завертывают в специальную бумагу на автоматах. Далее дрожжи укладывают в ящики. Общая масса дрожжей в одном ящике не должна превышать 12 кг. Прессованные дрожжи перевозят на большие расстояния в вагонах-рефрижераторах или авторефрижераторах при температуре 1...4°С.

Дрожжи – быстропортящийся продукт, поэтому сразу после фасовки и укладки в ящики их направляют в холодильную камеру, в которой хранят на напольных стеллажах при температуре 1...4°С и отно-сительной влажности воздуха 62...96%.

Потребителю отпускают дрожжи, охлажденные до температуры не более 4°С. Срок хранения не более 4 дней при температуре 0...4°C, сушеных дрожжей влажностью 8...10%   не более 5 мес.

11. ТЕХНОЛОГИИ  ПРОИЗВОДСТВА  ЭТИЛОВОГО  спирта, ВОДОК  И  ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ  ИЗДЕЛИЙ

Этиловый спирт представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом. Он смешивается с водой в любых соотношениях. Температура кипения при нормальном давлении  78,3°С, температура замерзания  минус 117°С. Этиловый спирт гигроскопичен, поглощает  влагу из воздуха. Химически чистый этиловый спирт имеет слабокислую реакцию, обусловленную присутствием органических кислот. Спирт и его крепкие  растворы легко воспламеняются  и горят некоптящим пламенем. Пары спирта вредны для человека. Предельно допустимая концентрация в воздухе 1 мг/л. Спирт  –  взрывоопасен.

Спирт пищевого назначения получают из крахмалистого сырья: зерна, картофеля или свекловичной массы. Спирт для технических целей получают из сырья, содержащего целлюлозу (гидролизатов древесины, шелухи подсолнечника, хлопковых семян, кукурузных кочерыжек и т.д.).

11.1. Подготовка  зерна  и  картофеля

В качестве зернового сырья используют пшеницу, рожь, ячмень, просо, кукурузу и др. В технических целях используют  спирт, получаемый из этиленсодержащих газов путем каталитической гидратации этилена. Спирт из крахмалсодержащего и целлюлозосодержащего сырья получают биохимическим, т.е. биотехнологическим путем при сбраживании сахаров дрожжами.

Все виды зерна, поступающего на производство, очищают от пыли, земли, камней, соломы  на воздушных сепараторах. Доставка картофеля на производство осуществляется гидротранспортером, при движении по которому происходит отделение от картофеля соломы, ботвы, камней, песка и т.п. Мойка картофеля производится в специальных моечных машинах. Вымытый и взвешенный картофель подают на измельчение на молотковые дробилки. В измельченном картофеле не должно оставаться частиц размером более 3 мм. Зерно должно быть раздроблено равномерно, проход измельченного зерна через сито с отверстиями 1 мм должен составлять 75...100%. Все зерно, кроме овса, измельчают на вальцевых дробилках. Овес дробят на бичевых рушилках.

Измельченное сырье смешивают с водой, подогревают и подают на разваривание. К измельченному зерну добавляют воду в количестве 280...300% от его массы. К картофельной кашке добавляют воду в количестве 15...20% от ее массы. Этот процесс называют приготовлением замеса. Замес перед развариванием подогревают до температуры 40°С. Содержание сбраживаемых веществ в  смеси должно быть таким, чтобы объемное содержание спирта в сброженной массе составляло не более 10%, иначе будет происходить торможение процесса брожения.

11.2. Разваривание  крахмалсодержащего  сырья

Разваривание производят для разрушения клеточных стенок, освобождения крахмала клеток и его перевода в растворимую форму, в которой быстрее и легче произойдет осахаривание крахмала ферментами.  Разваривание проводят путем обработки замеса паром под избыточным давлением 0,4...0,5 МПа (при температуре 143...151°С). При разваривании происходят интенсивное набухание крахмала, его  клейстеризация,  переход его в растворимую форму и другие процессы. При выходе разваренной  массы из варочного аппарата происходит резкое снижение давления до атмосферного. При этом  резко увеличивается объем воды, находящейся в клетках, за счет ее самоиспарения, что ведет  к разрыву клеточных стенок сырья и превращению его в однородную массу.  Процесс разваривания сопровождается увеличением содержания сахаров и декстринов в замесе за  счет частичного гидролиза крахмала под действием ферментов и естественной кислотности. Более  высокая температура вредна, так как идет образование меланоидных соединений и карамелизация сахара,  что приводит к снижению содержания сбраживаемых сахаров. В настоящее время разваривание производят тремя способами: периодическим, полунепрерывным и непрерывным. Наиболее прогрессивным является  непрерывный. Разваренное сырье поступает на осахаривание.

11.3.  Осахаривание  крахмалсодержащего  сырья

При осахаривании охлажденную разваренную массу обрабатывают подовым молоком или ферментными  препаратами для расщепления крахмала и белков до сбраживаемых дрожжами сахаров. При осахаривании  разваренной массы солодовым молоком крахмал гидролизуется на 70...75% до мальтозы и глюкозы и на 25...30% до предельных декстринов, которые расщепляются до сахаров  на стадии брожения. Наиболее прогрессивным способом осахаривания является непрерывное осахаривание с  вакуум-охлаждением. Охлаждение под вакуумом происходит почти мгновенно за счет снижения  температуры кипения воды под вакуумом и самоиспарения части воды, поэтому предотвращается тепловая инактивация ферментов осахаривающих материалов.

Оптимальная температура осахаривания составляет 57...58°С. Готовое сусло должно иметь массовую долю сухих веществ 16...18%, в том числе сбраживаемых сахаров 13...15%, при этом его кислотность составляет 0,2...0,3 град. При пробе на йод окраска сусла не должна меняться (это показывает, что весь крахмал осахарился).

11.4. Культивирование  дрожжей  и  сбраживание  сусла

В спиртовом производстве в качестве возбудителя брожения используют дрожжи семейства сахаромицетов. Они продуцируют комплекс ферментов, под действием которых сахара сусла превращаются в этиловый спирт и диоксид углерода. Используются дрожжи верхового брожения, обладающие высокой энергией брожения. Они образуют максимальное количество спирта, сбраживают моно- и дисахариды и часть декстринов.

Вначале дрожжи размножают по методу чистой культуры. При этом необходимо обеспечивать стерильные условия, неблагоприятные для посторонних микроорганизмов, создавать оптимальные условия для развития дрожжей (температуру, рН, аэрацию и др.).

Для размножения дрожжей в качестве питательной среды используют сусло, содержащее вещества, необходимые для их питания. Для подавления посторонних микроорганизмов сусло подкисляют серной или молочной кислотой до рН 3,8...4,0. Температуру поддерживают на уровне 28...30°С. Размножение дрожжей осуществляют в аппаратах – дрожжанках.

При снижении содержания сахаров в сусле на 1/3 от начального, производят отбор дрожжей из дрожжанки. Длительность размножения составляет примерно 20 ч.

Процесс брожения проводят в закрытых бродильных аппаратах для предотвращения потерь спирта в атмосферу и выделения диоксида углерода в производственные помещения.

В процессе брожения сусла можно выделить три периода: взбраживание, главное брожение и дображивание.

В первом периоде происходят интенсивное размножение дрож-жей и сбраживание сахаров. Второй период характеризуется энергичным  сбраживанием сахаров и сопровождается бурным выделением диоксида углерода (СО2). В третьем  периоде идет медленное дображивание сахаров, образующихся в результате доосахаривания декстринов сусла.

Брожение сусла проводят периодическим, циклическим и непрерывным способами. Наиболее совершенным и эффективным является непрерывный способ.

Длительность брожения составляет примерно 60 ч. Зрелая бражка из бродильного аппарата подается на перегонку.

Зрелая бражка должна иметь объемное содержание спирта 8,0...9,5%, содержание несброженных сахаров не должно превышать 0,4...0,5%, кислотность не должна превышать 0,5...0,6 град.

Выделившийся в процессе брожения диоксид углерода вместе с парами спирта из бродильных аппаратов поступает в специальные ловушки, в которых пары спирта растворяются в воде. Водно-спиртовая жидкость из ловушек направляется вместе с бражкой на перегонку, а СО2 –  в специальный цех для получения сухого льда или жидкого СО2.

11.5. Извлечение  спирта  из  зрелой  бражки  и  его  очистка

Получение спирта из мелассы незначительно отличается от его получения из крахмалсодержащего сырья. Отличие заключается в основном только в подготовке сусла к сбраживанию.

Зрелая бражка кроме спирта содержит различные органические и неорганические соединения: эфиры, спирты, альдегиды, кислоты и др. Состав и содержание примесей зависят от вида сырья, его качества, режимов  переработки в ходе производства. Для выделения спирта из бражки и его очистки применяется ректификация.

При кипячении зрелой бражки и конденсации выделяющихся паров получают спирт-сырец. Он содержит около 0,5% различных летучих примесей. Примеси спирта-сырца можно разделить на три группы: головные – более летучие, температура кипения которых ниже температуры кипения спирта; хвостовые – менее летучие; промежуточные – летучесть которых зависит от условий ректификации и которые могут быть или головными, или хвостовыми.

Получение спирта-сырца осуществляется на брагоректификационной установке. Установка состоит из ректификационной колонны, дефлегматора  и холодильника.

Зрелая бражка из передаточной емкости подается через дефлегматор, где она подогревается до температуры 90°С, в среднюю часть ректификационной колонны, оснащенной тарелками, и постепенно перетекает вниз из тарелки на тарелку. В нижнюю часть колонны подают водяной пар, который барботирует через слои бражки, находящиеся на тарелках. Смесь паров воды и спирта поднимается вверх, проходя через слои бражки,  находящейся на тарелках, и обогащается спиртом. Пары частично конденсируются в дефлегматоре. Конденсат (флегма) стекает на тарелки ректификационной колонны. Спиртовые пары, не сконденсировавшиеся в дефлегматоре, конденсируются в холодильнике. Конденсат – спирт-сырец  имеет объемное содержание спирта  88% .  

Ректификованный спирт получают на более сложной ректификационной установке, которая кроме ранее приведенной ректификационной колонны содержит еще 4 колонны: эпюрационную, ректификационную, сивушную и окончательную.

В эпюрационной колонне из спирта-сырца отделяют головные примеси. В ректификационной колонне получают ректификованный спирт. Сивушная колонна предназначена для выделения фракций высших спиртов (сивушного масла) и их концентрирования, а окончательная колонна предназначена для дополнительного освобождения этилового спирта от примесей.

В зависимости от степени очистки спирт этиловый ректификованный, предназначенный для пищевых целей, выпускается 1-го сорта, высшей  очистки и сорта “Экстра”. Спирт высшей очистки и      1-го сорта вырабатывают из зерна, картофеля или мелассы. Спирт “Экстра” вырабатывают только из кондиционного зерна.

11.6. Утилизация  отходов

Ректификованный спирт 1-го сорта имеет объемную долю этилового спирта  не менее 96,0%, содержание примесей – 0,1 г/л. В спирте высшей очистки объемная доля спирта составляет не менее 96,2%, содержание  примесей – 0,05 г/л. Спирт сорта “Экстра” имеет объемную долю спирта не менее 96,5%  и содержит примесей не более      0,01 г/л.

На спиртовых заводах предусматривается комплексное использование сырья и подобных продуктов. Наряду со спиртом выпускается твердый или жидкий диоксид углерода. Из зрелой мелассной бражки сепарированием отделяют дрожжи, используемые в хлебопечении. Мелассная барда используется для получения глицерина, бетаина, глютаминовой кислоты, а также в качестве питательной среды для кормовых дрожжей и получения кормового витамина В12.

Зернокартофельная барда является ценным кормовым продуктом, так как в ее состав входят белковые вещества, углеводы, органические кислоты, жиры, витамины, минеральные вещества и др. Ее используют для кормовых целей в натуральном виде или в качестве добавок к кормам. Головная фракция имеет объемное содержание спирта 90%  и около 2...6% примесей (эфиры, альдегиды и др.). В настоящее время из головной фракции получают ректификованный спирт и концентрат головной фракции, который используют в качестве источников углерода при выращивании кормовых дрожжей. Сивушное масло разгоняют на составные части и затем используют для синтеза  душистых веществ и медицинских препаратов, а также в лакокрасочной промышленности.

11.7. Производство  водок

Водка – крепкий напиток, приготовленный смешением ректификованного спирта и воды с последующей обработкой активным углем и фильтрованием. Все водки имеют объемную долю спирта 40% , но различаются в зависимости от добавок, вносимых для смягчения вкуса, а также качеством спирта и воды.

11.7.1. Подготовка воды

Для приготовления водок используют только этиловый спирт высшей степени очистки и спирт “Экстра”. Технология производства водок состоит из следующих процессов: приемки ректификованного спирта, подготовки воды, приготовления водно-спиртовой смеси, обработки водно-спиртовой смеси активным углем, фильтрования и доведения водки до стандартной крепости, розлива водки.

В ликероводочной промышленности вода является одним из основных видов сырья. Особое значение имеет жесткость воды. Общая жесткость воды не должна превышать 1мг-экв/л, так как растворимость солей воды в водно-спиртовых растворах ниже, чем в чистой воде, и при смешении жесткой воды со спиртом выпадает осадок, а раствор приобретает мутный вид.

При подготовке воды применяют следующие процессы: отстаивание в специальных емкостях; фильтрование через слой кварцевого песка, гравия; коагуляцию – освобождение от коллоидных веществ, не отделившихся фильтрованием (обработка коагулянтами сульфатом алюминия, сульфатом железа, вызывающими укрупнение коллоидных частиц и выпадение их в осадок); дезодорацию  –  устранение неприятных запахов и привкусов озонированием или обработкой активным углем; умягчение – удаление солей кальция и магния ионообменной обработкой – катионообменниками, в качестве которых используют сульфоуголь, получаемый при обработке каменного угля концентрированной серной кислотой.

11.7.2. Подготовка  водно-спиртовой  смеси  и  ее
фильтрование

11.7.3. Обработка  активным  углем, окончательное
фильтрование  водно-спиртовой  смеси  и  розлив  водки

Смешением спирта с умягченной водой получают сортировку. При этом уменьшается общий объем смеси, и выделяется теплота. Количество ингредиентов, идущих на смешение, берут по специальной таблице.  В сортировку вводят добавки, предусмотренные для данного сорта водки: сахарные сиропы, растворы лимонной кислоты, уксуснокислого натрия, гидрокарбоната натрия, перманганата калия. Фильтрование сортировки осуществляется для удаления небольшого количества взвешенных частиц.  Фильтрование производят на песочных фильтрах с использованием кварцевого песка.

Обработка активным углем обеспечивает удаление примесей, придающих водке неприятный запах и привкус за счет адсорбирующей способности активного угля. Он получается обугливанием без доступа воздуха березовой или буковой древесины с последующей обработкой паром.

В процессе эксплуатации активного угля происходит снижение его активности, поэтому время от времени требуется его регенерация.

Окончательное фильтрование производят для удаления мельчайших примесей и доведения смеси до прозрачного состояния с блеском.

Фильтрованная водка поступает в сборники, где ее перемешивают и проверяют на крепость. При необходимости ее доводят до требуемой величины, прибавляя спирт или воду, тщательно перемешивают и вновь определяют крепость. Готовую водку, отвечающую требованиям стандарта, направляют на розлив.

Розлив и оформление бутылок осуществляются на автоматических линиях, состоящих из автоматов по выемке бутылок из ящиков, бутыломоечной машины, разливочного и укупорочного автомата, бракеражного полуавтомата, этикетировочного автомата и автомата для укладки бутылок в ящики.

11.8. Производство  ликероводочных  изделий

Ликероводочные изделия – это крепкие спиртные напитки, полученные путем смешения (купажирования) ректификованного спирта высшей очистки умягченной водой, спиртованными соками, морсами, настоями, ароматным спиртом, сахарным сиропом и другими  материалами. Эти напитки отличаются значительным содержанием сахара, специфическим ароматом, цветом и вкусом. В зависимости от состава сырья, содержания спирта и сахара ликероводочные изделия подразделяются на несколько групп (см. таблицу).

Классификация ликероводочных изделий

Наименование  напитков
по группам

Объемная доля
спирта,  %

Содержание
  сахара, г
/100 мл

Ликеры крепкие

35…45

32…50

Ликеры десертные

25…30

35…50

Кремы

20…23

49…60

Наливки

18…20

28…40

Настойки сладкие

16…25

8…30

Настойки полусладкие

20…40

2…10

Настойки горькие и бальзамы

25…60

Пунши

16…20

33…40

Напитки десертные

12…16

14…30

Технология производства ликероводочных изделий состоит из следующих процессов: подготовки сырья, приготовления полуфабрикатов, купажирования составных частей, фильтрования, выдержки и розлива.

 11.8.1. Подготовка  сырья  и  приготовление  полуфабрикатов

Для производства ликероводочных изделий используют: пищевой этиловый спирт высшей очистки; свежие и сушеные плоды и ягоды; ароматические травы; корневища, кору, цветы, семена и почки пряных растений; корки цитрусовых плодов; сахар; умягченную питьевую воду и др. В состав напитков входят также лимонная кислота, спиртовые растворы эфирных масел (розовое, мятное, апельсиновое, лимонное, анисовое, тминное и др.), естественные и искусственные красители. Естественные – жженый сахар, черничный морс, краситель из выжимок красных сортов винограда, свекольный и чайный красители, красители из листьев крапивы, ягод бузины, черной смородины и др.

Для приготовления некоторых ликероводочных изделий применяют коньяк, портвейн, темное пиво, натуральный мед. Разнообразие ассортимента ликероводочных изделий обусловлено применением при их изготовлении спиртованных морсов, соков, настоев, ароматных спиртов, получаемых более чем из 100 видов растительного сырья. Эти продукты являются полуфабрикатами ликероводочных изделий. Спиртованный сок – это доброкачественный сок плодов или ягод, законсервированный этиловым спиртом высшей очистки до объемной  доли 20...25%.

Спиртованный морс получают путем настаивания свежего или су-шеного плодово-ягодного сырья с водно-спиртовым раствором (с объемной долей спирта 40...45%). Настаивание ведут 14 сут, сливают и снова настаивают 6...14 сут.  Морсы 1-го и 2-го слива можно соединять.

Спиртованные настои – это водно-спиртовые вытяжки из эфиромасличного и неароматического сырья.

 Ароматные спирты – это продукты, получаемые путем перегонки пряного растительного сырья, залитого водно-спиртовым раствором с объемной долей спирта 50...60%. Для получения ароматных спиртов используют свежее или сушеное эфиромасличное сырье, настои, морсы  и спиртованные соки.

Сахар вводят в ликероводочные изделия в виде сиропа с содержанием сахарозы 65,8...73,2%. Для предотвращения кристаллизации сахарозы лимонной кислотой производят ее частичную инверсию. В качестве коричневого красителя используют колер, который готовят путем нагревания сахара-песка до 180...200°С, что обуславливает образование темноокрашенных продуктов термического превращения сахарозы. Котел загружают сахаром, добавляют 1...2% воды и нагревают, периодически перемешивая. Общая продолжительность приготовления колера 3...5 ч, затем добавляют воду до относительной плотности раствора 1,35 и перекачивают его в сборник.

11.8.2. Купажирование  и  фильтрование  купажей

Купажирование – основной технологический процесс при приготовлении ликероводочных изделий (приготовление смеси  отдельных компонентов). Приготовление купажа производят в строгом соответствии с утвержденной рецептурой и технологической инструкцией. Смешение производится в специальных аппаратах, изготовленных из нержавеющей стали или эмалированных с внутренней стороны, и ведется в определенной последовательности. В аппарат сначала вносят спиртованные соки, морсы, настои, ароматные спирты, добавляют к ним ректификованный спирт и  часть воды, предназначенной для приготовления купажа. Затем все перемешивают и добавляют сахарный сироп, красители, лимонную кислоту и другие компоненты и оставшееся количество воды. Купаж тщательно перемешивают.

Такая последовательность составления купажа предусматривается для снижения концентрации спирта до прибавления сахарного сиропа с целью предотвращения возможной кристаллизации сахара. В купаж вносят: в виде водного раствора синтетические красители, лимонную кислоту; в виде спиртового раствора эфирные масла и ванилин. Сахарный раствор вносят температурой не выше 20°С во избежание испарения спирта и ароматических веществ. В готовом купаже проверяют содержание спирта  и другие качественные показатели и при наличии отклонений корректируют состав, добавляя требуемые вещества. После перемешивания проводят повторные анализы. Для улучшения условий фильтрования купаж выдерживают определенное время в аппарате.

11.8.3.  Выдержка  и  гомогенизация  ликеров

Фильтрование купажей производят на фильтр-прессах с тщательно подобранными фильтровальными перегородками. Сначала производят намыв фильтрующего слоя, для чего первые порции купажа возвращают на повторную фильтрацию. Только совершенно прозрачный фильтрат подают в сборник готовой продукции. Некоторые виды ликеров подвергают после фильтрации длительной выдержке.

Некоторые ликеры выдерживают в дубовых бочках или бутах. При этом происходит улучшение качества ликеров: аромат становится более тонким, вкус – мягким. Повышение качества  ликеров достигается  при длительной выдержке (от 6 мес до 2 лет) в зависимости от состава купажа. В процессе выдержки происходят сложные окислительно-восстановительные реакции с участием спирта, поэтому снижается крепость ликеров, следовательно, закладываемые на выдержку купажи должны иметь повышенную крепость. Выдержка осуществляется в сухих, вентилируемых помещениях при температуре 8...20°С и относительной влажности воздуха  50...70%.

 11.8.4. Розлив  готовых  изделий  и  оценка  их  качества

Розлив ликеров производится таким же способом, что и розлив водок, но кроме стеклянных бутылок их расфасовывают также в фигурную стеклянную, фарфоровую и керамическую глазурованную посуду различной формы.

12. ТЕХНОЛОГИЯ  ПРОИЗВОДСТВА  ВИНОГРАДНЫХ ВИН  И  КОНЬЯКОВ

Оценка качества готовых ликероводочных изделий производится по физико-химическим и органолептическим показателям. Оценивается внешний вид тары, фиксируются прозрачность, цвет, отсутствие  мути, полнота налива. Запах и вкус определяются при специальной дегустации. Содержание спирта, сахара, кислот должно соответствовать требованиям стандартов.

        Виноград употребляют в свежем, подвяленном и сушеном виде. Из него вырабатывают безалкогольные продукты: соки, концентраты, вакуум-сусло, бекмес, а также алкогольные продукты: вина, спирт, коньяки, водки.

Виноградное вино получают спиртовым брожением сока, полученного из винограда. Все вина делятся на сортовые, приготовленные из винограда одного сорта, и купажные – из смеси сортов. Согласно отечественной классификации, виноградные вина делятся на тихие (не содержащие избытка  диоксида углерода) и игристые, насыщенные диоксидом углерода.

Столовые вина представляют собой напитки, полученные в результате брожения свежего виноградного сока без добавления спирта. При получении сухих столовых вин исходный сок сбраживается полностью “насухо”, т.е. весь сахар используется дрожжами, и в готовом вине он практически отсутствует.

Полусладкие столовые вина получают в результате неполного сбраживания сока путем остановки брожения (охлаждением, оклейкой, пастеризацией) в момент, когда в бродящем сусле остается 3...8% сахара. Полусладкие столовые вина получают также путем купажа (смешивания) сухих виноматериалов и консервированного виноградного сусла. По цвету различают белые, розовые и красные столовые вина. Крепленые вина получают путем неполного сбраживания виноградного сока и остановки его брожения при добавлении ректификованного спирта.

Ароматизированные вина получают купажированием виноградных виноматериалов, ректификованного спирта, настоя ароматических трав, цветов и корней растений. Для их изготовления используют полынь, мяту, кориандр, зубровку, липовый цвет, березовые почки, шалфей, ваниль, корицу и др. К группе ароматизированных вин относятся вермуты.

Вина, насыщенные СО2, подразделяются на насыщенные естественным путем брожения в герметичных сосудах под давлением (игристые,  шампанское) и искусственно насыщенные способом сатурации (шипучие вина).

В зависимости от качества виноградные вина делятся на ординарные и марочные. Ординарными называются вина, выпускаемые без выдержки, но не ранее чем через 3 мес после переработки винограда.

Марочные вина  – это высококачественные вина, выдержанные от 1,5 до 4 лет (в зависимости от марки), выработанные из лучших сортов винограда в определенных винодельческих районах. Выдающиеся по качеству марочные вина, которые дополнительно выдерживаются в бутылках не менее 3 лет, называют коллекционными.  

12.1. Сырье  для  получения  виноградных  вин

Для получения высококачественного виноградного вина используют зрелый, здоровый, свежий или завяленный виноград определенных сортов. Каждый сорт винограда обладает присущими только ему свойствами. В зависимости от сортов виноград используется для производства соответствующих вин. Так, для получения десертных вин  используются сахаристые сорта винограда, из мускатных сортов винограда получаются вина со специфическим ароматом. Для получения столовых вин часто используются следующие сорта винограда: Рислинг, Алиготе, Каберне, Саперави, Ркацетели и др.

Химический состав ягод винограда оказывает значительное влияние на качество получаемого вина, зависит от сорта винограда, почвенно-климатических условий его выращивания и агротехники возделывания.

На качество вина существенное влияние оказывает использование отдельных частей виноградной грозди в технологических процессах. Гроздь винограда состоит из ягод и гребня. Ягоды винограда содержат ценный высокосахаристый сок сложного химического состава. Сок содержит 10...30% сахаров (глюкозы, фруктозы, сахарозы), 0,5...1,7% органических кислот, 0,1...0,9% белковых веществ, 0,1...0,3% пектиновых веществ, 0,1...0,5% минеральных веществ, витамины С, В1, В2, РР, ароматические  и другие вещества.

Ягоды винограда занимают 93...97% от массы грозди и состоят из кожицы, мякоти и семян. Кожица составляет 9...11% от массы виноградной ягоды: в ней присутствуют клетчатка и органические кислоты, но наибольшее значение имеют красящие и дубильные  вещества. Кроме того, клетки кожицы, соприкасающиеся с мякотью, содержат ароматические вещества, обуславливающие специфический аромат сорта винограда. Мякоть, составляющая 85...90% от массы ягод, содержит основную часть важнейших химических веществ. Семена, на долю которых приходится около 3% от массы ягоды, содержат наряду с клетчаткой дубильные вещества, масло, ванилин и смолистые вещества. Гребни, занимающие 3...7% от массы грозди, содержат в основном дубильные вещества и придают вину терпкий вкус. При длительном контакте гребней с соком вино приобретает неприятный привкус.

12.2.1. Столовые вина

Сбор винограда осуществляют в период технической зрелости при достижении им необходимого для получения данного типа вина содержания сахаров и кислот. Виноград для получения столовых вин собирают при содержании сахара 17...20% и кислотности 6...8 г/л, для получения десертных вин сахаристость винограда должна быть не менее 26%, кислотность 5...7 г/л.

12.2.  Производство  тихих  вин

Технология производства белых столовых вин состоит из следующих технологических процессов: дробления винограда и отделения гребней, стекания и прессования мезги, осветления сока, орошения, снятия вина с  осадка, обработки и выдержки вина.

Дробление винограда и отделение гребней с целью получения высококачественных столовых и шампанских виноматериалов производятся на валковых дробилках-гребнеотделителях. Извлечение сока из мезги производится сначала на стекателях, на которых отделяют сусло-самотек, идущее на приготовление высококачественных белых столовых вин. Дальнейшее извлечение сока производится на прессах. Сусло, полученное прессованием, содержит большое количество взвешенных частиц и используется для получения менее качественных (чаще всего крепленых) вин.

Полученное сусло должно быть освобождено от взвешенных частиц, обрывков кожицы и мякоти. Для этого сусло выдерживают в отстойных резервуарах в течение 20...24 ч. Одновременно в сусло вводят сернистый газ (SО2) из расчета 75...120 мг/л с целью подавления жизнедеятельности микроорганизмов, находящихся в сусле. Во время отстаивания происходит осветление сусла.

Осветленное сусло из отстойных резервуаров подается на брожение. Процесс брожения может осуществляться периодическим или непрерывным способом. Для проведения брожения используют бочки, буты, металлические или железобетонные резервуары. При периодическом  (классическом) способе брожения сусло перекачивают в бродильную емкость, вводят разводку винных дрожжей в количестве примерно 2% от объема сусла. Температура бродящего сусла поддерживается на уровне 15...20°С.

В первые несколько суток происходит размножение дрожжей, и начинается медленное брожение. Затем наступает период бурного брожения, характеризующийся интенсивным выделением диоксида углерода. Он продолжается 8...10 сут. В дальнейшем скорость брожения снижается, и начинается третий период брожения – дображивание, или тихое брожение, которое длится 2...3 недели. В этот период ослабевает образование СО2, дрожжи постепенно оседают на дно, происходит осветление молодого вина. Наряду со спиртом и СО2 в процессе брожения образуются вторичные продукты спиртового брожения (глицерин, альдегиды, кислоты и др.), играющие важную роль в создании вкуса и аромата вина.

По окончании брожения молодое вино снимают с дрожжей, переливают его в другую емкость. Затем молодое вино подвергают обработке и выдержке.

При производстве красных столовых вин в отличие от белых обеспечивают хороший контакт сусла с мезгой для обеспечения более полного извлечения из него красящих, дубильных и ароматических веществ. Получаемые вина отличаются интенсивной окраской, характерным вкусом и ароматом. Красные столовые вина готовят        из красных сортов винограда с содержанием сахара не менее 17%  и  кислотностью 6...9 г/л.

После дробления и отделения гребней мезга смешивается в потоке с SO2 (его расход составляет 72...100 мг/л) и подается в накопительные резервуары. Существует несколько технологий переработки винограда для получения красных вин. При наиболее распространенной технологии мезгу нагревают до температуры 55...60°С и выдерживают до приобретения суслом требуемой  окраски. После этого мезгу прессуют. Полученное красное сусло сбраживают по белому способу.

12.2.2. Крепленые  вина

К крепленым винам относятся: Портвейн, Мадера, Херес, Мускат, Токай, Кагор и др. Крепленые вина получают путем неполного сбраживания виноградного сока из сортов винограда с высоким содержанием сахара при созревании или способных к завяливанию при перезревании. Процесс брожения останавливают добавлением ректификованного спирта (спиртованием). При изготовлении десертных вин спиртование осуществляют на начальных стадиях брожения, когда в сусле остается еще довольно высокое количество сахаров. Введение повышенного количества спирта перед окончанием брожения приводит к получению крепкого вина. Введение спирта обуславливает не только требуемую крепость, но и способствует созданию  необходимой устойчивости и характера готового вина.

Технология вин типа Портвейн включает в себя: интенсивное дробление  мезги, купажирование виноматериалов из нескольких сортов винограда, тепловую обработку виноматериалов на солнечных площадках, в солнечных камерах в течение 1...2 летних сезонов.

Для получения вин типа Мускат используются ароматические сорта винограда с высоким содержанием сахаров в стадии полного физиологического созревания и после легкого подвяливания. После отделения гребней настаивают сусло на мезге в течение 24...36 ч, затем производят частичное спиртование сусла на мезге с последующим ее прессованием. Полученное сусло дображивают и производят окончательное спиртование.  Мускатные вина выдерживают  в бочках от 1 года до 3 лет.

Вина типа Кагор получают из интенсивно окрашенных сортов винограда с содержанием сахара не менее 20%. После дробления и отделения гребней производят сульфитацию мезги, нагрев до 75...80°С и выдержку при этой температуре в течение 18...24 ч при тщательном перемешивании. После охлаждения в мезгу вносят дрожжи, и ведут брожение до необходимого содержания сахара. Затем отделяют сусло-самотек, прессуют мезгу,  а когда в подброженном сусле остается требуемое количество сахара, все фракции сусла смешивают,  после чего спиртуют.

К ароматизированным винам относится Вермут. В нашей стране выпускают Вермут крепкий (с объемным содержанием спирта 18% и содержанием сахара 6...10%) и десертный  (с объемным содержанием спирта 16% и содержанием сахара 16%).

Для получения ароматизированных вин используются виноматериалы со слабовыраженным ароматом. С целью полного удаления из виноматериалов красящих и ароматических веществ производят их обработку активным углем. Затем виноматериалы подвергают деметаллизации, обрабатывают бентонитом и желатином. Купаж готовят из обесцвеченного сухого виноматериала, ректификованного спирта, раствора сахарозы в вине и ароматического экстракта. В купаж для красного Вермута вводят колер из термически обработанного сахара

В качестве ароматических экстрактов используются настои на культурных и дикорастущих растениях (от 20 до 40 видов): полыни, тмине, ромашке, мяте, зверобое, кориандре, корице, имбире, гвоздике, ванилине, валериане, зубровке, липовом цвете, березовых почках, аире, мелиссе, элеутерококке и др.

12.2.3. Обработка  и  выдержка  вина

Молодое вино (виноматериал) еще не обладает свойствами, отличающими выдержанные, зрелые вина. При выдержке вин в бочках или бутах проводят доливки и переливки вина. Вследствие испарения вина при хранении в бочке образуется свободное пространство, которое заполняется воздухом, отрицательно влияющим на качество вина. Поэтому в бочки доливают вино того же сорта и возраста или более старое.  Молодое вино использовать нельзя. Доливку производят периодически.

Цель  переливки состоит в своевременном отделении  вина от осадка и получении вина однородного состава. Переливку производят открытым или закрытым способом. Открытым способом пере-  ливку производят при свободном доступе воздуха. При этом кислород, растворяясь в вине, участвует в окислительных процессах, что способствует накоплению веществ, участвующих в создании букета вина, и его осветлению. Когда окисление уже не приводит к положительным результатам, проводят закрытые переливки без доступа      воздуха.

Купаж производят для получения однородной партии вина с выровненными показателями качества.  

Деметаллизация (удаление тяжелых металлов) производится обработкой вин ферроцианидом калия (желтой кровяной солью), фитином, трилоном  Б. Эти соединения, реагируя с нежелательными веществами вина – тяжелыми металлами, образуют нерастворимые осадки и выводят металлы из вина.

Оклейка вина – введение органических (желатин, казеин, танин) и неорганических (диатомит,  бентонитовые глины) сорбентов, взаимо-действующих с коллоидами вина и образующих хлопьевидные скопления. Оседая, хлопья увлекают за собой взвеси и вещества, способные давать муть и сообщать вину посторонние привкусы и запахи.

Охлаждение вин ускоряет их созревание и производит их стабилизацию, снижает растворимость виннокислых солей. При этом осаждаются дубильные вещества, белковые и пектиновые соединения, бактерии, споры грибов и мельчайшие взвешенные частицы.

Тепловая обработка при температуре 60…65°С способствует повышению стойкости вина, ускоряет созревание, улучшает вкусовые свойства вина.

12.3. Производство  вин,  насыщенных  диоксидом
углерода

При фильтровании через различные  материалы (диатомит, перлит) достигается освобождение вина от частиц мути и его полное осветление до прозрачности с блеском.

К группе вин, насыщенных диоксидом углерода, относятся вина типа “Шампанское”, игристое и шипучее вина.

Шампанские вина – вина, получаемые путём вторичного алкогольного брожения в герметичных сосудах под давлением из специальных виноматериалов. Шампанские вина отличаются приятным тонким букетом, гармоничным, освежающим вкусом, имеют бледно-соломенную окраску от зеленоватой до золотистой.

Технология приготовления шампанских вин состоит из двух стадий: получения виноматериалов и шампанизации.

Приготовление виноматериалов ведётся в основном по технологии белых столовых вин. Однако к сырью предъявляются повышенные требования: используются лучшие технические сорта винограда, культивируемые только в отдельных виноградарских районах. Виноград должен быть  одного сорта, зрелый, здоровый, свежий. Используются только сусло-самотёк и сусло первого прессования. Брожение осуществляется при пониженной температуре, что способствует  лучшему   осветлению и сохранению букета.

Виноматериалы, поступающие на заводы шампанских вин, подвергают специальной обработке: деметаллизации  и оклейке. После отдыха  производят купаж виноматериалов различных сортов для получения смеси, отвечающей требованиям производства. Приготовленные купажи оклеивают и обрабатывают холодом (при температуре минус 5С) для лучшего осветления, фильтруют и подвергают обескислороживанию. Для этого в купаж вводят разводку дрожжей, которые потребляют растворенный в вине кислород. Готовые купажи до передачи на шампанизацию хранят в условиях, исключающих контакт с воздухом.

Шампанизация заключается в естественном  насыщении вина диоксидом углерода путем вторичного алкогольного брожения и воздействия на составные части вина ферментативных, химических и физико-химических процессов, происходящих при выдержке шампанского.

Существуют три способа шампанизации вин: бутылочный (классический), резервуарный (периодический) и непрерывный.

При бутылочном способе производства тиражную смесь готовят из виноматериала с добавлением к нему тиражного ликера (50%-ного раствора сахарозы в виноматериале), растворов танина, рыбьего клея и разводки дрожжей. Готовая тиражная смесь должна иметь объемное содержание спирта 10…11% и содержание сахара 2,2%. Смесь разливают в тщательно вымытые толстостенные бутылки, закрывают их пробками, которые закрепляют  металлическими  скобами, и укладывают в штабели в бродильном отделении. Брожение производят при температуре 10…12С в течение 3 лет.

Брожение происходит медленно, с выделением СО2, поэтому в бутылках поднимается давление до 0,4 МПа, что приводит к растворению СО2 в вине. Часть СО2 переходит в связанную форму. При отмирании дрожжей происходит их автолиз, что приводит к обогащению вина аминокислотами и другими веществами, которые принимают участие в формировании специфических дегустационных свойств шампанского.

Для получения прозрачного вина после выдержки производят постепенное снятие дрожжевого осадка на пробку  (ремюаж). Эта операция выполняется на специальной машине, в которой бутылки медленно (за 1,5…2 мес) переводятся из горизонтального положения в почти вертикальное.  При этом осадок переводится на пробку без взмучивания вина. Затем вино замораживают, пробку с осадком удаляют из бутылки (дегоргаж). В открытую бутылку вводят определенный объём экспедиционного ликера для корректировки содержания сахара в готовом вине. Экспедиционный ликер готовят на высококачественном виноматериале с добавлением в него коньячного спирта, лимонной кислоты и сахара. После этого бутылки укупоривают пробками, закрывают металлическими уздечками и отправляют на контрольную   выдержку в течение 10 сут, после чего бутылки оформляют фольгой и кольереткой.

Бутылочный способ обеспечивает высокое качество вина, но требует большой длительности выдержки и большого объема ручного труда.

При  резервуарном методе производства шампанских вин вторичное брожение происходит в резервуарах (акратофорах), имеющих устройства для перемешивания, подогрева и контроля брожения. В резервуар одновременно подаются тиражный и экспедиционный ликеры и виноматериалы. Брожение происходит при температуре 15°С в течение 23…24 сут  до требуемого остаточного содержания сахара и давления в аппарате 0,5 МПа. Затем вино охлаждают до температуры минус 5°С с целью прекращения брожения, отстаивают 48 ч, фильтруют и разливают в бутылки.

В нашей стране широко развита непрерывная шампанизация в потоке. Линия шампанизации состоит из 7…8 последовательно соединенных аппаратов, холодильников, термос-резервуара, резервуаров для экспедиционного ликера, биогенератора, фильтра, приемных аппаратов. Виноматериал, проходя последовательно через  аппараты, нагревается до температуры 50…60°С, в него вносят резервуарный ликер до достижения содержания сахарозы 2,2%, охлаждают, фильтруют, вводят дрожжевую разводку и направляют в бродильные аппараты. Загрузку осуществляют через 2…3 сут.

Из последнего бродильного аппарата вино поступает в биогенератор, где обогащается продуктами жизнедеятельности дрожжей. Выходящее из биогенератора вино охлаждают до температуры  от минус 3 до минус 4°С и выдерживают в термос-резервуаре 24 ч. Затем в вино вводят экспедиционный ликер, фильтруют, выдерживают не менее 6 ч и разливают.

Игристые вина получают путем вторичного брожения сухих или крепленых  виноматериалов в герметически  закрытых сосудах по технологии, принятой для каждого вина.

12.4. Производство коньяков

Шипучие газированные вина получают сатурированием (искусственным насыщением диоксидом углерода) осветленных вин, прошедших технологическую обработку. Введенный диоксид углерода только растворяется в вине, но не  вступает в физико-химические взаимодействия с составными частями вина. Это обуславливает быстрое и обильное выделение диоксида  углерода при открытии бутылки. Вкус шипучих вин имеет неприятную остроту, свойственную газированным напиткам.

Коньяк – крепкий алкогольный напиток, обладающий специфическими цветом, букетом и вкусом. Он получается при перегонке молодых виноградных вин с последующей выдержкой в дубовых бочках или эмалированных металлических резервуарах с дубовой клепкой не менее 3 лет. В зависимости от срока выдержки и качества коньки делятся на ординарные, марочные и коллекционные .

Ординарные коньяки  имеют выдержку 3…5 лет, которая обозначается звездочками, и объемное содержание спирта 40…42%. Марочные коньяки имеют выдержку свыше 6 лет. Коньяк выдержанный (КВ) имеет выдержку 6…7 лет, коньяк старый (КС) имеет выдержку 10 и более лет, коньяк выдержанный высшего качества (КВВК) должен иметь выдержку 8…10 лет. Коллекционные коньяки изготавливают из марочных вин с дополнительной выдержкой не менее 3 лет в дубовых бочках.

Виноматериалы готовят по белому способу, они должны иметь объемное содержание спирта 8%, содержание сахаров до 2,2%. Конь-ячные виноматериалы подвергают перегонке таким образом, чтобы в отгоняемом спирте сохранилась часть летучих соединений (эфиры, кислоты), принимающие участие в создании характерных аромата и вкуса. Для перегонки коньячных виноматериалов используют простую перегонку с последующей перегонкой спирта-сырца, однократную перегонку с фракционированием дистиллята и непрерывную перегонку на специальных установках.

При простой перегонке сначала выделяют спирт-сырец с объемным содержанием спирта 22…35%, содержащий все летучие примеси, затем его направляют на вторичную перегонку. При этом отделяются головные, средние и хвостовые фракции. Для производства коньяка используют среднюю фракцию с объемным содержанием спирта 62…70%. Простой перегонкой получают коньячные спирты для марочных коньяков. Коньячные спирты выдерживают в дубовых бочках или эмалированных резервуарах, в которых равномерно распределена дубовая клепка. В резервуарах выдерживают спирты, предназначенные для ординарных коньяков. В коньячном спирте при длительном хранении его в дубовых бочках происходит ряд сложных физико-химических процессов.

В коньячный спирт из дубовой древесины переходят  растворимые высокомолекулярные соединения (лигнин, танины, гемицеллюлозы и др.), которые в процессе выдержки претерпевают ряд превращений. Химические процессы, происходящие при выдержке, способствуют созданию характерного букета.

Вследствие неоднородности коньячных спиртов по вкусу, аромату и крепости для получения товарного качества коньяка производят купажирование различных коньячных спиртов. Так как крепость коньячных спиртов выше крепости товарного коньяка, производят понижение их крепости, добавляя специально подготовленные спиртовые воды, которые получают из дистиллированной или умягченной воды путем ее смешения с коньячным спиртом среднего возраста, идущего на купаж.

С целью придания коньякам мягкого вкуса и установления нужного содержания сахара в купаж вводят сахарный сироп, а в ординарные коньяки, не имеющие развитой окраски, – колер. Сахарный сироп, предназначенный для купажирования со старыми коньяками, выдерживают 10 лет и более.

Купажированный коньяк выдерживают в дубовых бочках 3 (ординарные коньяки) или 6 мес. Перед выдержкой коньяк обрабатывают (производят оклейку, обрабатывают желтой кровяной солью и фильтруют). После выдержки производят обработку холодом при температуре от минус 28 до минус 12С  в течение 5…10 сут, фильт-руют при этой температуре и разливают в бутылки.

13. ТЕХНОЛОГИЯ  ПРОИЗВОДСТВА  СОЛОДА,  ПИВА  И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ  НАПИТКОВ

Пиво является игристым освежающим напитком с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом. Оно утоляет жажду, повышает общий тонус организма, способствует более правильному обмену веществ, так как содержит ряд витаминов: тиамин (В1), рибофлавин (В2), биотин (Н), пиридоксин (В6) и цианин (РР).

Безалкогольные напитки представляют собой насыщенную диоксидом углерода воду с использованием плодово-ягодных, овощных, виноградных соков и их концентратов и других веществ.

13.1. Производство  ячменного  солода

Основным сырьем для производства пива являются ячмень, хмель и вода. Так как  основной составной частью ячменя является крахмал, который, будучи полисахаридом второго порядка, не может непосредственно усваиваться дрожжами, то необходимо подвергнуть его гидролизу, преобразовать в усвояемую форму. Поэтому в зернах ячменя следует увеличить содержание гидролитических ферментов, способствующих гидролизу (осахариванию) крахмала. Для этого из ячменя производят солод.

Для производства пива используют только специальные пивоваренные ячмени. Пивоваренный ячмень должен иметь всхожесть 90…95%, содержание крахмала не менее 60%, белка – не более 12% (увеличение содержания белка способствует помутнению пива), содержать массовую долю влаги не более 15%.

Солод, являясь основным сырьем для производства пива, используется также при производстве спирта, кваса, для выработки ряда сортов хлеба и т.д. В пивоварении солод производится из ячменя, при производстве спирта – может производиться из различных злаков, в хлебопечении и при производстве кваса  –  из ржи, так называемый красный солод.

При производстве пива используют три сорта солода: светлый, темный и карамельный.

Технология производства солода состоит из следующих технологических процессов: очистки и сортирования ячменя, замачивания ячменя, солодоращения, сушки свежепроросшего солода, освобождения сухого солода от ростков и полировки солода.

Поступающее на производство зерно содержит ряд примесей, которые затрудняют процесс солодоращения и снижают качество солода. К ним относятся: камни, земля, пыль, песок, металлические предметы, семена трав и др. Все эти примеси следует отделить от  основной массы зерна перед закладкой на хранение и до начала замачивания. Самой распространенной зерноочистительной машиной является воздушно-ситовой сепаратор, в котором зерно очищается, проходя через сита определенных размеров, и обдувается воздухом. Сита  этой машины имеют продолговатые отверстия различной ширины по зонам. Проходом через первое сито с шириной отверстий 2,2 мм являются  самые щуплые зерна. Такое зерно не может быть направлено на солодоращение, поэтому оно идет на корм скоту. Проход через второе сито с шириной отверстий 2,5 мм является зерном третьего сорта, проход через третье сито с шириной отверстий 2,8 мм – зерном второго сорта. Наиболее крупные и тяжелые зерна идут сходом со всех сит, они являются зернами 1-го сорта.

Зерно после дозревания, очистки и сортировки поступает на мойку и замачивание. На поверхности зерна находятся различные органические и неорганические загрязнения, которые создают неблагоприятные условия для дальнейшего проращивания ячменя. Поэтому перед замачиванием зерно необходимо тщательно промыть с последующим удалением грязной воды.

При замачивании зерна поглощают воду. Конечную влажность, необходимую для проращивания, называют степенью замачивания. Оптимальная степень замачивания составляет 42…50%, она зависит от сорта ячменя и типа получаемого из него солода. Свободная вегетационная влага в зерне обеспечивает переход в раствор питательных веществ и их миграцию к зародышу. При этом создаются благоприятные условия для действия ферментов, которые переводят резервные нерастворимые вещества зерна в растворимые и легко усвояемые зародышем.

Замачивание может производиться тремя способами: периодическим, воздушно-водяным, непрерывно-поточным (в насыщенной воздухом воде) и воздушно-оросительным. Наиболее прогрессивным способом является воздушно-оросительный.

Воздушно-оросительный способ заключается в том, что зерно сначала в течение 20 ч орошается водой, распыляемой форсунками, расположенными над слоем зерна. Температура орошаемой воды 18…20С. Через каждый час  слой зерна продувают воздухом в течение 15 мин. Затем аппарат заполняют водой на 8 ч. При этом слой зерна продувают воздухом через каждые 30 мин. Далее воду сливают, а зерно продолжают орошать и периодически продувать воздухом до достижения конечной массовой доли влаги 42…47%. Длительность замачивания составляет 48…56 ч в зависимости от температуры замачивания.

При воздушно-оросительном способе замачивания улучшаются условия доступа растворенного в воде кислорода воздуха к зернам и отвода продуктов жизнедеятельности зерна (диоксида углерода и других веществ), замедляющих замачивание и прорастание зерна.

Проращивание зерна ведут с целью активации неактивных ферментов, синтеза новых ферментов, под влиянием которых в процессе затирания солода достигается растворение и осахаривание всех резервных веществ зерна. Кроме того, в процессе проращивания происходят разрыхление и разрушение клеточных оболочек зерна, облегчающие извлечение крахмала, белковых и других веществ при приготовлении сусла.

Проращивание осуществляют в солодовнях двух типов: токовых и пневматических. В токовых солодовнях  замоченное зерно рассыпают на полу слоем толщиной до 150 мм, при проращивании зерна его увлажняют и перемешивают. Пневматические солодовни  состоят из набора ящиков шириной до 4,5 м и длиной до 25 м. На ситчатое дно ящика насыпают слой замоченного зерна высотой 0,6…1 м. Зерно сверху регулярно поливают водой, через ситчатое дно продувают специально кондиционированным воздухом температурой 12…20°С (в зависимости от стадии проращивания) и относительной влажностью, близкой к 100%. Для предупреждения сцепления корешков солода проращиваемое зерно периодически перемешивают специальными ворошителями.

Проращивание заканчивают, когда ростки достигают размеров от 2/3 до 3/4 длины зерна. К этому времени стенки клеток эндоспермы зерна разрушаются под действием цитолитических ферментов, а эндосперм становится рыхлым и хрупким. О готовности солода судят по легкости растирания пальцами мучнистой части эндоспермы. При хорошем качестве запах солода свежий, огуречный. При нарушении режимов солодоращения его запах становится эфирным, а консистенция – мажущейся. Длительность проращивания светлого солода составляет примерно 7 сут, темного – 9 сут.

Подращенный (зеленый солод) поступает на сушку. Целью сушки является удаление излишней влаги и накопление экстрактивных, красящих и ароматических веществ. Массовая доля солода в процессе сушки снижается с 42…47% до 2…4% .

Различают три стадии сушки.

Первая стадия (физиологическая) протекает при температуре 40°С до достижения солодом массовой доли 35…30%, росток еще продолжает развиваться. Затем дыхание зерна прекращается, и прекращается развитие ростка.

В этом случае начинается вторая стадия сушки (ферментативная). Эта стадия осуществляется при температуре 40…60°С до достижения  массовой доли влаги солода 10…20%. При этом наблюдаются повышение активности всех ферментов и интенсивный гидролиз белков и углеводов. При производстве светлого солода длительность этой стадии стремятся сократить во избежание его потемнения. Для этого быстро снижают массовую долю влаги солода до 10%. При сушке темного солода, наоборот, обезвоживание ведут медленно, снижая массовую долю влаги солода до 20%.

Третья стадия сушки (химическая) наступает при температуре свыше 75°С, когда ферменты инактивируются. Данная стадия заканчивается при температуре 80°С для светлого солода и примерно при 100°С для темного. При данных температурах солод выдерживают 3…4 ч, при этом массовая доля влаги понижается до 3…5% для светлого солода и до 1,5…2,5% для темного. На этой стадии в солоде образуются меланоидные соединения – темноокрашенные вещества со специфическими вкусом, цветом и ароматом, которые образуются при взаимодействии моносахаридов солода с продуктами распада белков – аминокислотами, пептидами. Для темного солода этот процесс имеет большое значение, а для светлого – стремятся свести к минимуму образование меланоидов, сокращая длительность этой стадии сушки с тем, чтобы ферментативная активность  солода оставалась высокой. Продолжительность сушки солода  до массовой доли влаги 3…4,4% в целом составляет 18…20 ч.

13.2. Производство  пива

Высушенный солод охлаждают, продувая через него воздух. Охлажденный солод направляют в росткоотбойную машину для отделения от него ростков и корешков, которые придают пиву грубую горечь. Затем солод очищают от пыли и крупки – полируют, после чего направляют на склад на отлежку и далее – потребителю.

Сырьем для производства пива служат солод, вода, хмель, иногда в состав пива входят несоложеные зерновые продукты (рис, ячмень, кукуруза и др.).

К качеству воды, входящей в состав пива, предъявляются повышенные, по сравнению с обычной питьевой водой, требования. Она не должна обладать посторонними вкусом и запахом, должна быть чистой в микробиологическом отношении, иметь определенную жесткость. Для светлых сортов пива используется более мягкая вода (жесткостью до 3 мг-экв.), для темных сортов – несколько более жесткая (4…5 мг-экв.). В воде должны отсутствовать соли натрия, аммиак, диоксид углерода и соли азотной кислоты.

13.2.1. Приготовление охмеленного сусла

Хмель также является основным и незаменимым сырьем для производства пива. При производстве пива используют плоды вьющегося многолетнего растения из семейства коноплевых или концентраты, производимые из этих плодов. Входящие в состав плодов хмеля (шишек) вещества придают пиву специфические вкус и аромат, увеличивают его стойкость при хранении, способствуют лучшему осветлению пива и образованию пены. Качество хмеля определяется содержанием в плодах горьких веществ (кислот, смол, эфирных масел, дубильных веществ).

Перед подачей в производство солод и другие зернопродукты раздробляют, чтобы содержимое зерен было доступно для действия ферментов. Большое значение имеет качество помола: грубый помол является причиной повышенных потерь полезных веществ солода с остатками зерновых материалов – солодовой дробиной, а слишком тонкий помол задерживает процессы фильтрования и промывки осадка, что также ведет к повышенным потерям.

Приготовление сусла начинается с процесса затирания зерновых материалов. Его цель – перевести в растворимое состояние крахмал, белковые и другие вещества и затем произвести гидролиз крахмала (осахаривание) и части других веществ.

Для проведения процесса затирания в заторный аппарат набирают воду температурой 45°С  из расчета 3…4 л на 1 кг зернопродуктов, при работающей мешалке вносят солод и другие зернопродукты. После смешения мешалку останавливают, и смесь воды с зернопродуктами (затор) выдерживают при температуре 40°С в течение    30 мин. Затем затор при перемешивании подогревают до температуры 52°С и выдерживают при данной температуре 30 мин. В течение данной паузы протеолитические ферменты расщепляют часть белков, содержащихся в заторе, до аминокислот. После этого температуру затора поднимают до 63°С и выдерживают 30 мин. Эта температура оптимальна для действия фермента -амилазы, который катализирует реакцию гидролиза крахмала до мальтозы. Далее затор подогревают до температуры 70°С, выдерживают 30 мин. Данная температура оптимальна для действия фермента – -амилазы, который в основном способствует гидролизу крахмала до декстринов, разрушающихся до моносахаридов при брожении. Затем затор подогревают до температуры 72°С и выдерживают до полного осахаривания, определяемого по йодной пробе. Осахаренный затор нагревают до температуры 76…77°С для инактивации ферментов и перекачивают на фильтрование.

Целью фильтрования является разделение затора на жидкую фазу – сусло, которое является водным раствором извлеченным         из зернистых материалов сухих веществ, и отмытую от сахаров твердую фазу – нерастворенный остаток от зернопродуктов (солодовую дробину).

Фильтрование затора производится на фильтрационном аппарате, оснащенном фильтрационной перегородкой и рыхлителем осадка. Затор  перекачивают в фильтрационный аппарат, дают ему отстояться в течение 20 мин. Во время отстаивания в первую очередь оседа-  ют на фильтрационную перегородку наиболее крупные частицы, а затем все более и более мелкие. После отстаивания начинают фильтрование. Фильтрование жидкой фазы происходит через слой отстоявшегося осадка. Первые порции сусла мутные, их направляют обратно в фильтрационный аппарат. В  дальнейшем, когда сусло станет прозрачным, его направляют в варочный котел. После фильтрования полученный осадок (солодовую дробину) промывают горячей водой. Промытую солодовую дробину направляют на корм жвачным животным.

Цели варки сусла в варочном котле: доведение содержания сухих веществ в сусле до определенной стандартом на данный сорт пива величины, обработка сусла хмелем (обогащение сусла веществами, извлеченными из хмеля), денатурация части белковых веществ, вредных для пива, и стерилизация сусла (уничтожение микроорганизмов, находившихся в сусле). В процессе варки сусло подогревают до кипения паром через рубашку аппарата. В кипящее сусло вводят рецептурное количество хмеля, после чего вываривают лишнее количество воды. Процесс варки сусла длится 1,5…2 ч. Из варочного аппарата сусло подают в хмелецедильник для отделения от сусла не растворившихся частиц хмеля (хмелевую дробину). Хмелевую дробину промывают небольшим количеством горячей воды и направляют в отвал или используют в качестве удобрения. В дальнейшем в гидроциклонных аппаратах из сусла отделяют денатурировавшиеся при варке хлопья белковых веществ.

13.2.2. Брожение  сусла

После осветления сусло охлаждают до температуры 5…6°С и направляют в аппараты для главного брожения, куда одновременно подают посевные дрожжи, которые, ассимилируя сахара, вырабатывают этиловый спирт, диоксид углерода. При этом дрожжи продолжают размножаться. При главном брожении ассимилируется основное количество сахаров. После главного брожения получают молодое пиво и дрожжи. Одну часть дрожжей очищают и используют для засева следующего бродильного аппарата, а другую часть высушивают и используют в качестве медицинского препарата. Длительность главного брожения составляет примерно 7 сут.

После главного брожения молодое пиво направляют на дображивание и созревание. При дображивании оставшиеся в пиве дрожжи продолжают ассимилировать остатки сахаров: при этом происходит насыщение пива диоксидом углерода до требуемой стандартом концентрации, а также формирование вкуса и аромата (букета) готового пива. Длительность дображивания составляет  18…96 сут. В процессе дображивания  температуру пива постепенно снижают от 6 до 2°С. Конечную стадию дображивания проводят при избыточном давлении в аппарате 0,07…0,12 МПа. В конце дображивания дрожжи оседают на дно аппарата, увлекая за собой в осадок частицы белков и горьких веществ хмеля, что способствует осветлению пива и смягчению горького вкуса. При дображивании в пиве уменьшается содер-жание альдегидов, увеличивается содержание эфиров, высших спиртов и органических кислот, которые обогащают вкус и аромат пива.

После дображивания пиво осветляют на фильтр-прессах с добавлением в пиво диатомитового порошка для увеличения скорости фильтрования и продолжительности работы фильтра. При изготовлении отдельных сортов пива для увеличения срока хранения его пастеризуют при повышенной температуре или обеспложивают на антимикробных фильтрах.

Далее пиво направляют на розлив. С целью исключения вспенивания пива при розливе применяют изобарические разливочные машины, в которых пиво все время находится под избыточным давлением.

13.3. Производство  кваса

Хлебный квас – напиток, известный с древних времен, является продуктом неполного сбраживания дрожжами и молочнокислыми бактериями сусла, приготовленного из соложеных и несоложеных зерновых продуктов и сахара. Предприятиями вырабатываются: “Хлебный квас”, “Окрошечный квас”,  “Московский квас”, “Русский квас”, которые различаются содержанием сухих веществ в сусле.

Для производства кваса сначала готовят квасные хлебцы из смеси измельченного ржаного (64,5%), ячменного (10,5%) солодов и ржаной муки (25%). После выпечки хлебцы режут, высушивают и измельчают. Концентрат квасного сусла производят из 90% сухого красного (ржаного) и 10% зеленого ржаного солода. Эту смесь затирают по настойному способу, повышая температуру с 35 до 75°С с выдержкой по 90 мин при температуре 50, 62 и 79°С. После фильтрации сусло концентрируют в вакуум-выпарных аппаратах до массовой доли сухих веществ в концентрате 72 %.

Квасное сусло из концентрата  готовят путем разбавления концентрата водой до массовой доли сухих веществ 1,4…1,6%. При этом сначала добавляют 70% концентрата  от общего расхода. Остальные 30% добавляют после брожения при купажировании.

Квасное сусло из измельченных хлебцев или сухого кваса готовят 2…3-кратным настаиванием в горячей воде (температурой 80…90°С) по 1,5…2 ч. Отфильтрованное сусло охлаждают до температуры 25…30°С.

Квасное сусло сбраживают при температуре 28…30°С с помощью смешанной культуры дрожжей и молочнокислых бактерий в течение 12 ч. Затем дрожжи и бактерии отделяют, а молодой квас купажируют, вводя 75% сахара в виде сиропа, предусмотренного рецептурой, и оставшиеся 30% концентрата квасного сусла, и подают на розлив.

13.4.  Производство  газированных  безалкогольных
напитков

Назначение газированных безалкогольных напитков – утолять жажду, а это зависит от содержания в напитке диоксида углерода, так как последний обладает освежающим свойством, остротой и оригинальностью вкуса.

Выпускаются следующие виды газированных напитков: минеральные воды (природные и искусственные), газированные фруктовые воды, витаминизированные и тонизирующие напитки, напитки для диабетиков и сухие напитки.

Газированная вода является питьевой водой, искусственно насыщенной под давлением 0,5…0,7 МПа диоксидом углерода до массовой доли в воде 0,4…0,5%. Насыщаясь диоксидом углерода, вода приобретает кисловатый вкус, своеобразную свежесть и способна хорошо утолять жажду.

Природные минеральные воды, добываемые из недр Земли, обогащены кислыми или щелочными солями, радиоактивными элементами и микроэлементами и насыщены газами. Они подвергаются обеззараживанию, фильтрации, охлаждению, насыщению диоксидом углерода и розливу в бутылки.

Искусственные минеральные воды получают следующим образом: сельтерскую – путем растворения в питьевой воде соды, хлорида натрия, кальция, магния; содовую – растворением в питьевой воде соды и хлорида натрия; столовую – растворением соды, хлорида кальция и натрия и сульфата магния с последующим насыщением диоксидом углерода и розливом в бутылки.

Газированные фруктовые воды представляют собой водные растворы сиропов, полученных из сахара, фруктово-ягодных соков, морсов, настоев цитрусовых плодов, виноградных вин, ароматических эссенций, пищевых кислот и красителей, насыщенных диоксидом углерода.

Витаминизированные и тонизирующие напитки и напитки для диабетиков предназначены для повышения тонуса организма, восстановления сил, возбуждения аппетита и для диетических целей. В эти напитки добавляют витамины, экстракты и настои некоторых растений, оказывающие тонизирующее действие. Для лиц, страдающих диабетом, в напитки вместо сахара вводят ксилит, сорбит, сахарин  или фруктовые сиропы.

Производство газированных фруктовых напитков включает в себя следующие технологические процессы: приготовление сахарного сиропа, приготовление колера, приготовление купажного сиропа, сатурацию воды и розлив напитков.

Сахарный сироп  получают растворением сахара в воде до массовой доли 60…65%, стерилизуют паром, фильтруют. В сироп добавляют органические кислоты и инвертируют примерно до 50% сахарозы, тем самым получая инвертный сироп. Сироп охлаждают до температуры 25°С, фильтруют и направляют на купажирование.

Колер – продукт термической обработки сахарозы для окраски напитков. Для приготовления колера емкость наполовину заполняют сахаром, добавляют 1,5% воды от массы сахара, при постоянном перемешивании нагревают до температуры 190°С и в течение примерно 7 ч карамелизуют до появления темно-коричневого цвета. Затем охлаждают до 65°С, разводят водой до массовой доли сухих  веществ 80%  и  передают в купажное отделение.

Купажный сироп – смесь компонентов, входящих в состав напитка, кроме газированной воды. Купажирование производят в следующей последовательности: сначала подают в сборник сахарный сироп, затем при перемешивании вводят сок или экстракт, далее – вино, растворы кислот и красителей, последними вводят ароматические настои и эссенции. Полученный таким образом купажный сироп фильтруют, охлаждают до температуры 9°С и передают в дозировочную машину и на линию розлива.

Отдельно от купажного сиропа готовится газированная вода. Для этого воду подвергают предварительной очистке. Поскольку растворенный в воде воздух затрудняет процесс растворения диоксида углерода, воду деаэрируют.

Процесс искусственного насыщения воды диоксидом углерода называется сатурацией. В связи с тем, что растворимость диоксида углерода тем выше, чем выше абсолютное давление смеси и чем ниже ее температура, процесс сатурации ведут при температуре 2°С и избыточном давлении смеси 0,4…0,7 МПа. При этом достигается массовая доля диоксида углерода  в воде 0,66% . Расход диоксида углерода составляет 1…1,2 кг на 100 л воды, потери диоксида углерода составляют 50%.

В зависимости от рецептуры производимого напитка рассчитывают дозу купажного сиропа на одну бутылку с учетом ее вместимости. Налитый в бутылку купажный сироп доливается газированной водой в изобарических условиях. Напитки должны быть прозрачными, иметь вкус и аромат, установленные нормативно-технической документацией, хорошо насыщенными диоксидом углерода.

В отдельных случаях нормативно-технической документацией предусматривается выпуск замутненных газированных напитков. В этом случае замутнение должно быть равномерным по объему бутылки, замутнитель не должен выпадать в осадок.

14. ПРОИЗВОДСТВО  МУКИ,   ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ
И  МАКАРОННЫХ  ИЗДЕЛИЙ

Основным сырьем для производства хлебобулочных и макаронных изделий является мука, которую производят из зерен злаковых культур (в основном пшеницы или ржи). Реже в качестве примесей при производстве хлебобулочных изделий используют муку из ячменя, кукурузы, овса. Строение и состав зерен злаков рассмотрим на примере зерна пшеницы, так как оно типично для зерновых культур.

Зерно пшеницы состоит из оболочки, алейронового слоя, эндосперма и зародыша. Оболочка делится на плодовую и семенную: каждая из них –  многослойная. Плодовая оболочка покрывает зерно снаружи и сравнительно легко удаляется, а семенная, наоборот, прочно срастается с находящимся под ней алейроновым слоем. Верхний слой семенной оболочки содержит красящие вещества, придающие зерну окраску.

Алейроновый слой состоит из одного ряда очень крупных толстостенных клеток, заполненных питательными веществами: белками, жирами и жироподобными веществами, сахарами, минеральными веществами, водорастворимыми витаминами и ферментами.

Эндосперм, или мучнистое ядро, занимает всю внутреннюю часть зерна и составляет до 85% от его массы. Он состоит из крупных клеток, заполненных крахмалом и частицами белка.  Эндосперм является самой ценной частью зерна, из него получают высшие сорта муки.

Зародыш отделен от эндосперма щитком. Зародыш богат питательными веществами: белками, сахарами, жирами, ферментами и витаминами. Несмотря на высокую пищевую ценность зародыша, при помоле зерна его отделяют от муки, так как  он содержит большое количество непредельных жирных кислот, склонных к окислению кислородом воздуха и прогорканию. Поэтому мука, не освобожденная от зародыша, нестойка при хранении и сравнительно легко портится.

14.1. Производство  муки

Помол зерна и получение из него муки является сложным производственным процессом, осуществляемым на современных мельничных предприятиях.

Помол состоит из двух этапов: подготовки зерна к помолу и собственно помола. При подготовке к помолу зерна очищают от посторонних примесей, удаляют оболочку и зародыш, кондиционируют и составляют помольные партии однородного по качеству зерна.

Помол зерна (получение муки) состоит из двух основных процессов: собственно помола зерна (дробление) и просеивания продуктов помола (фракционирование по размерам). Дробление зерна осуществляется на вальцевых станках. Главными их рабочими органами являются два полых цилиндрических чугунных рифленых валка одинакового диаметра. Валки вращаются навстречу друг другу с разными скоростями. Зазор между валками выставляют в зависимости от намечаемой крупности помола. Каждый раз после прохождения вальцевого станка продукты размола сортируют по размерам на рассевах, проходя через набор сит с разными размерами ячеек, расположенных друг над другом. Вальцевый станок вместе с рассевом образуют систему. Системы бывают драные и размольные. В драных системах вальцы рифленые и служат для дробления зерна в крупку. В размольных системах валки гладкие, они превращают крупку в муку.

Помолы подразделяются на низкие повторительные (получение низких сортов муки) и высокие (получение высоких сортов муки). При низком помоле зерно стремятся сразу измельчить в муку. Для этого его пропускают последовательно через 3…6 размольные системы. После просеивания отбирается мука – проход через нижние сита каждой ступени измельчения, а более крупные фракции с верхних сит (сходы) направляются на повторное измельчение. Размол ведут так, чтобы с последней пары валков вся масса проходила через нижнее сито и поступала в муку. Соединяя  фракции муки из всех систем, получают один сорт муки, например, обойную муку (выход 95…96% от количества зерна, идущего на помол). Возможно организовать работу так, чтобы с последнего рассева сходили отруби (7…8%). В этом случае получается обдирная мука (с выходом 87%).

При сортовых помолах пшеницы зерно на драных системах превращают в крупку, при этом стремятся получить минимальное количество муки. Затем крупку обогащают на ситовейках, т. е. сортируют по крупноте и качеству. Мелкие фракции крупки, представляющие собой практически чистый эндосперм, измельчают на размольных системах и получают муку высших сортов. Менее качественные крупные фракции крупок подвергают повторному дроблению, вновь обрабатывают на ситовейках, отделяя остатки оболочек и зародыши, сортируют по размерам и лишь затем направляют на размольные системы.

Размол крупок различного качества ведут на разных размольных системах. Лучшие крупки, полученные на первых трех драных системах, размалывают на первых трех  размольных системах, получая муку высших сортов. Худшие крупки размалывают на последующих размольных системах, получая муку более низких сортов. С последних драной и размольной систем отбирают отруби.

Если муку из всех драных и размольных систем пропустить через единый контрольный рассев (смешать), то получится односортная мука  1-го сорта с выходом 72%. Можно получить муку двух сортов. Такой сложный помол называют двухсортным. В этом случае получают муку 1-го  сорта (45%), остальные 33% составляет мука 2-го сорта. Можно то же общее количество муки (78%) при сложном помоле разделить на три сорта: муку высшего сорта – 15%, муку 1-го сорта – 30% и муку 2-го сорта – 33%.

14.2. Хлебопекарное  производство

В ассортимент продукции хлебопекарной промышленности входят различные виды и сорта хлеба, хлебобулочных, сдобных, бараночных и сухарных изделий, а также национальные, лечебно-диетические и мучные кондитерские изделия, отличающиеся друг от друга по сорту, рецептуре, форме и т.д.

Хлеб – наиболее распространенный продукт растительного происхождения. Когда начали выпекать хлеб, точно не установлено, но бесспорно, что этот продукт – один из древнейших. В Швейцарии в Национальном музее г. Цюриха хранится круглый хлебец, найденный археологами при раскопках на дне высохшего озера, имеющий возраст около 6000 лет.

Технология производства хлеба прошла довольно сложную эволюцию. В последнее время резко возросло применение в хлебопечении различных добавок, позволяющих интенсифицировать отдельные технологические процессы, повышающие качественные показатели готовых изделий. Однако к применению добавок необходимо относиться осторожно, строго следить за тем, чтобы применяемые добавки были полностью безвредны для человека.

В хлебе, приготовленном из различных сортов пшеничной и ржаной муки, массовая доля влаги составляет 40…60%,  сухих веществ 50…60%. Сухие вещества в основном представлены углеводами (около 45%), небольшим количеством белков (8…9%), а также жирами, минеральными веществами, витаминами и кислотами. Пищевая ценность хлеба определяется содержанием отдельных составных веществ, физиологической и энергетической ценностью. Хлеб играет существенную роль в энергетическом балансе человека, обеспечивая примерно 1/3 потребности в энергии.

14.2.1. Принципиальная  технологическая  схема
      производства  хлеба

При потреблении в среднем около 400 г хлеба в сутки организм обеспечивается различными соединениями: белком на 38%, угле-       водами растительного происхождения, в частности крахмалом, –      на 45,5%, железом – на 84,7%, витаминами В1, В6, В9, РР –  в среднем на 37…54 %, витамином Е – на 76%, витамином В3 – на 25 % и витамином В2 – на 18,7 %.

Отдельные сорта хлебобулочных изделий производятся по несколько отличающимся друг от друга технологиям, но в то же время можно рассмотреть наиболее характерные технологические процессы, используемые при приготовлении хлеба.

При производстве хлебобулочных изделий существует классическая последовательность технологических процессов:

– процессы, связанные с хранением сырья и подготовкой его к производству;

– замес опары (закваски);

– брожение опары (закваски);

– замес теста;

– брожение теста;

– деление теста на куски;

– предварительная расстойка;

– формование тестовых заготовок;

– окончательная расстойка;

– выпечка;

14.2.2. Приготовление теста

– охлаждение и хранение хлеба.

Качество хлеба в большой мере зависит от соблюдения режи-  мов приготовления теста. Издавна тесто готовили порционно (периодически) в ящиках, перемешивали вручную. Начиная с 30-х гг. ХХ века, – в дежах с механическим замесом. В последнее время на заводах большой мощности широкое применение нашли непрерывно-действующие линии по производству теста. Однако на производствах небольшой мощности  широко применяется периодический замес в подкатных дежах.

14.2.3. Приготовление  теста  из  пшеничной  муки

Тесто из пшеничной муки готовят опарным или безопарным способом. При безопарном способе все ингредиенты, предусмотренные рецептурой, и вода вносятся при замесе одновременно. Начальная температура теста 28…30°С. Длительность брожения 2…4 ч в зависимости от качества и количества используемых дрожжей. При безопарном производстве теста используют 1,5…2,5%  дрожжей от массы муки.

Опарный способ приготовления теста включает в себя две фазы: приготовление опары и приготовление теста. Для опары расходуют примерно половину общего количества муки и до 2/3 воды, а также все количество дрожжей, предусмотренное рецептурой. Соль, сахар и жиры в опару не вносят, так как они препятствуют брожению. Расход дрожжей 0,5…1% от массы муки, длительность брожения 3,5…4,5 ч. Начальная температура опары 27…30°С.

Опары могут быть густыми, жидкими и большими густыми и различаются количеством муки и воды, расходуемым на их приготовление.

Густая опара имеет влажность 45…48%: для ее приготовления используют половину от общего расхода муки, 2/3 воды и все количество дрожжей.

Жидкие опары имеют влажность 65…75%. Для приготовления опары расходуют 20…35% муки, расходуются вся вода и все дрожжи. Тесто при этом готовят без добавления воды. Жидкие опары более транспортабельные, легко транспортируются по трубопроводам с помощью насосов, процесс их приготовления легко регулируется (нагревание, охлаждение, добавление различных улучшителей), в них более интенсивно происходят процессы созревания.

Большие густые опары имеют влажность 41…44 %. Расход муки составляет 65…70% от общего расхода. Продолжительность брожения 4…4,5 ч. После добавления всех ингредиентов тесто бродит 20…25 мин. Преимуществом большой густой опары является сокращение длительности цикла приготовления теста.

Опарный способ приготовления теста более длительный, чем безопарный, но получил более широкое распространение, так как обеспечивает получение хлеба лучшего качества (лучше вкус, аромат, пористость) в результате более глубокого протекания процессов созревания теста. Его применение требует меньшего расхода дрожжей и обладает технологической гибкостью, позволяющей лучше учитывать хлебопекарные свойства муки.

14.2.4. Особенности  производства  теста  из  ржаной  муки

Безопарный способ имеет свои преимущества: более короткое время брожения, на брожение расходуется меньше сухих веществ муки, приготовление теста требует меньше производственных площадей, меньше технологического оборудования. Однако преимущества применения опарного способа при изготовлении продуктов повышенного качества превосходит эти экономические выгоды от применения безопарного способа. Безопарный способ производства хлебобулочных изделий широко применяется на минихлебозаводах, где указанные недостатки стараются восполнить применением различных добавок.

Тесто из ржаной муки отличается более высокой кислотностью, поэтому оно готовится на заквасках. Закваска в данном случае – это порция спелого теста, приготовленная без соли и содержащая активные молочнокислые бактерии, а также небольшое количество дрожжей. В зависимости от влажности закваски могут быть густые, обыкновенные и жидкие, содержащие соответственно 50, 60 и 70…80% влаги.

При приготовлении заквасок различают два цикла: разводочный (процесс приготовления новой закваски) и производственный  (в этом случае спелую закваску делят на три части, две из которых расходуют на приготовление теста, а одну часть – для приготовления новой порции закваски). Разводочный цикл выполняют редко – в начале производства или если качество применяемой закваски в производстве ухудшилось и требует замены.

При разводочном цикле закваску готовят в 3…4 стадии, постепенно увеличивая порцию закваски. Температура брожения заквасок последовательно увеличивается с 25 до 28°С. Источником микрофлоры в разводочном цикле является смесь размноженных в лабораторных условиях чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий. Общая длительность разводочного цикла составляет 12…14 ч. Для получения производственной густой закваски подают на замес         1/3 муки, предусмотренной рецептурой, воду и порцию спелой закваски, полученной в предыдущем цикле. Брожение производят при температуре 28°С в течение 3,5…4 ч. Выброженную закваску делят на три равные части, две части подают на приготовление теста, а одну часть – на возобновление производственной закваски в последующем цикле.

Для приготовления теста в закваску добавляют муку, воду, соль и другие компоненты, предусмотренные рецептурой. Брожение ведут при температуре 28…30°С. По производственному циклу завод может работать месяцами.

При замесе теста из опары (закваски) и всех других ингредиентов, предусмотренных рецептурой, образуется масса, однородная по всему объему. Кроме достижения однородной структуры при замесе теста происходят сложные физические, коллоидные и биохимические процессы, совокупная взаимосвязь которых существенно влияет на свойства готового теста.

Брожение теста начинается с момента замеса и продолжается в период нахождения теста в бродильных емкостях и при дальнейших технологических процессах. Цели брожения – накопление в полуфабрикатах вкусовых и ароматических веществ и приведение теста по газоудерживающей способности и физическим свойствам в состояние, наиболее благоприятное для разделки и выпечки. На завершающих этапах производства – расстойке тестовых заготовок и выпечке – основными задачами брожения являются разрыхление теста диоксидом углерода и образование мякиша с хорошо развитой тонкостенной пористостью. Совокупность всех процессов, обуславливающих оптимальные свойства теста для разделки и выпечки, принято называть созреванием теста.

При брожении в тесте происходят следующие процессы: микробиологические (спиртовое и молочнокислое брожение), коллоидные, физические и биохимические. Спиртовое брожение вызывается дрожжами, в результате чего образуются этиловый спирт и диоксид углерода. Скорость брожения зависит от температуры, наличия сахаров, белков, минеральных веществ и витаминов,  кислотности среды и  количества дрожжей.

Молочнокислое брожение вызывается молочнокислыми бактериями, попадающими из воздуха, с мукой или  закваской. В пшеничном тесте преобладает спиртовое брожение, а в ржаном – молочнокислое. В результате нарастания кислотности ускоряется набухание белков, замедляется разложение крахмала, образуется тесто с оптимальными физическими свойствами, обуславливающими вкус и аромат хлеба. Поэтому кислотность теста является признаком его созревания, а кислотность хлеба – одним из показателей его качества, включенных в стандарт.

Коллоидные процессы, начавшиеся на стадии замеса, продолжаются при брожении и связаны с набуханием белков муки. При этом необходимо обеспечить условия для достаточного набухания белков, но в то же время не допустить излишней пептизации белков, приводящей к разжижению теста.

В результате физических процессов происходит насыщение теста диоксидом углерода, его объем увеличивается, температура повышается на 1…2°С.

14.2.5. Разделка  и  расстойка  теста

Биохимические процессы в тесте являются одними из важнейших, так как от их протекания зависит протекание и микробиологических, и физических процессов. Суть биохимических процессов состоит в гидролизе составных частей муки под действием ферментов, прежде всего белков и крахмала. При этом гидролиз части белков желателен, так как  их аминокислоты необходимы для жизнедеятельности дрожжей, и ведет к получению достаточно упругого и эластичного теста. Кроме того, аминокислоты белков принимают участие в образовании цвета, вкуса и аромата хлеба при выпечке. При гидролизе крахмала с помощью ферментов образуется мальтоза, которая расходуется на брожение теста и участвует в процессе выпечки (в образовании вкуса и окраске корки хлеба).  

Разделка теста заключается в делении теста на куски определенной массы, округлении, предварительной расстойке, формовании (закатке) тестовых заготовок и окончательной расстойке. При производстве формового хлеба, выпекающегося в металлических формах, покрытых с внутренней стороны кремнийорганическим соединением, производятся:  деление теста на куски,  укладка кусков в формы (чаще всего производится одной делительно-укладочной машиной) и окончательная расстойка.

При производстве подового хлеба производится деление теста на куски, далее производится их округление. Часто эти два процесса производятся на одной делительно-округлительной машине. Для получения кусков равной массы при делении важно, чтобы в тестоделитель поступало тесто, однородное по плотности. Допускается отклонение по массе в сторону увеличения не более 3% для одного куска и 2,5% для 10 кусков. При этом следует иметь в виду, что масса тестовых заготовок должна быть больше массы будущего изделия на величину потерь при разделке и выпечке (упек) и  хранении хлеба в экспедиции (усушку).

Округление кусков теста, т.е. придание им формы шара, производится на округлительной машине сразу же после деления. При производстве круглых подовых изделий округление является и формованием изделия, а предварительная расстойка не делается.

Предварительная расстойка заключается в выдержке округленных заготовок в состоянии покоя в течение 5…8 мин. Этого времени достаточно для того, чтобы в куске теста рассосались внутренние напряжения, возникающие в результате механического воздействия на тесто при делении и округлении. Предварительная расстойка осуществляется обычно на ленточных транспортерах, проложенных вдоль шкафов окончательной расстойки на уровне 2,5…3 м от пола.

При формовании хлеба изделиям придают форму, свойственную данному сорту хлеба. Оно осуществляется на формующих и закаточных машинах. При формовании часто используется ручной труд.

Окончательная расстойка необходима в связи с тем, что при формовании из тестовых заготовок почти полностью вытесняется диоксид углерода, нарушается пористая структура теста. Для получения хлеба с хорошей пористостью и большим объемным выходом необходимо, чтобы тестовые заготовки “подошли”, т.е. увеличились в объеме и приобрели равномерную пористую структуру. Для этого тестовые заготовки подвергаются перед выпечкой окончательной расстойке. Для изделий из пшеничной муки это вторая расстойка, а для изделий из ржаной муки – первая и окончательная.

Окончательная расстойка производится в расстойных шкафах при температуре 35…40°С и относительной влажности воздуха 75…85%. Длительность расстойки составляет 25…120 мин в зависимости от массы кусков и рецептуры теста. Весьма важно, чтобы изделия при расстойке не обдувались воздухом во избежание затвердевания кусков и образования уплотненной корки, которая будет препятствовать увеличению объема куска и приведет к образованию трещин и подрывов на поверхности готовых изделий.

14.2.6. Выпечка  хлеба

Выпечка производится в печах тупикового или тоннельного типа. В печах тупикового типа вход тестовых заготовок и выход готового хлеба находятся на одной стороне печи. В печах тоннельного типа тестовые заготовки укладывают на сетчатый транспортер с одной стороны печи, а готовый хлеб снимают с него с другой стороны печи.

Выпечку ведут при температуре 200…280°С, тесто постепенно превращается в хлеб с достаточно устойчивой формой благодаря образованию упруго-пластичного мякиша и прочной корки на поверхности изделия.

Режимы выпечки для различных видов изделий устанавливаются в зависимости  от сорта муки и влажности теста, массы и формы изделия, способа выпечки (на поду или в форме), параметров газовой среды пекарной камеры и других факторов. Продолжительность выпечки меньше для изделий из пшеничной муки, более высокой влажности теста и меньшей массы. Изделия из ржаной муки выпекаются дольше, чем из пшеничной той же массы.

Решающим фактором, влияющим на продолжительность выпечки, является масса тестовых заготовок. Так, чем они меньше, тем скорее выпекаются, например, изделия массой 100 г выпекаются 8…12 мин, массой 200 г – 17 мин, массой 0,8…1,0 кг – 28…30 мин. Ржаной формовой хлеб массой 1 кг выпекается 55…60 мин.

14.2.7. Хранение  и  транспортировка  хлеба

Горячий хлеб при небрежном обращении с ним легко сминается, изменяет форму, ухудшается его внешний вид и портится структура. После выпечки перед отправкой в торговую сеть хлеб передается в хлебохранилище для охлаждения и фасовки.

На крупных хлебозаводах имеются механизированные хлебохранилища, в которых готовые изделия, уложенные в лотки и в контейнеры, некоторое время специально выдерживают и только затем отправляют в торговую сеть.

В процессе остывания происходит перераспределение влаги между разными частями изделия. Часть влаги теряется в окружающую среду. В итоге влагообмена  внутри изделия и с внешней средой масса изделия уменьшается на 2…4% от массы горячего хлеба. Этот вид потерь называют усушкой.

При хранении хлеб черствеет. Черствение – неизбежный физико-химический процесс, связанный со старением биополимеров хлеба – денатурированных белков и клейстеризованного крахмала. Пока не удается полностью предотвратить черствение, однако существуют многочисленные приемы его замедления. Хлебохранилища должны быть чистыми и светлыми, в них нельзя хранить другие продукты и материалы.

Хлебные изделия хранят и доставляют в торговую сеть в лотках определенных размеров. Крупные изделия укладываются на транспортные лотки с решетчатым дном, а мелкоштучные изделия – в четырехбортные со сплошным днищем. Хлебобулочные изделия укладывают в лотки на боковую или нижнюю корку. Перевозка и хранение навалом не допускаются. Установлены минимальные и максимальные сроки хранения хлебных изделий после их выпечки на предприятии. Минимальный срок в 1 ч введен для всех видов изделий, кроме мелкоштучных изделий из пшеничной и ржаной сеяной муки. Максимальный срок хранения для штучных изделий из пшеничной и ржаной сеяной муки – 6 ч.

Доставка в торговую сеть осуществляется в течение суток, но наиболее интенсивно – в часы торговли. Хлеб доставляется в магазин в кузове автомашины. Кузов ежедневно очищают и не реже одного раза в 5 дней дезинфицируют 2%-ным раствором хлорной извести. Лотки после перевозки хлеба моют горячим щелочным раствором и ополаскивают чистой водой.

14.3. Производство  макаронных  изделий

Макаронные изделия вырабатывают только из пшеничной муки. Они могут храниться более одного года без заметных изменений свойств, поскольку имеют низкую влажность и не содержат скоропортящихся веществ. Макаронные изделия обладают большой питательной ценностью из-за высокого содержания углеводов и белков. Их быстро и просто готовить.

Макаронные изделия классифицируют по нескольким признакам.

По сортам. В зависимости от сорта муки макаронные изделия могут быть высшего и 1-го сорта. При внесении вкусовых или обогатительных добавок к названию сорта прибавляется название входящих в него добавок (например, высший яичный и др.).

По форме. В зависимости от формы макаронные изделия могут быть трубчатые (макароны, рожки, перья), нитеобразные (вермишель), лентообразные (вермишель) и фигурные.

По длине изделия. Макаронные изделия могут быть длинные (от 15 до 50 см) и короткие, или короткорезаные (длиной от 1,5 до 15 см). Различают также так называемые суповые засыпки, выпускаемые в виде срезов толщиной 1…3 мм.

По способу формования. Макаронные изделия могут быть прессованные и штампованные.

14.3.1. Приготовление теста

Основная масса макаронных изделий готовится из муки и воды. Часть изделий вырабатывается с добавками. Для производства макаронных изделий используют специальную макаронную муку двух сортов: высшего сорта (крупка) и 1-го сорта (полукрупка). При отсутствии макаронной муки разрешается использовать хлебопекарную муку высшего и 1-го сортов. В макаронной муке должна содержаться клейковина хорошего качества в количестве не менее 28…32%. Высокое содержание клейковины влияет на упругопластичные и прочностные свойства теста, а также определяет высокую питательную ценность готового продукта.

Макаронное тесто существенно отличается от всех других тестовых масс. Оно не подвергается брожению или искусственному разрыхлению, поскольку количество воды, добавляемое в муку при замесе, составляет около 1/2 от того количества, которое способны поглотить основные компоненты муки. Тесто требует длительного замеса в течение 20…30 мин.

Тесто представляет собой смесь крошек различного размера, которые лишь в процессе дальнейшей обработки превращаются в плотную пластичную массу, пригодную для формования. Приготовление теста осуществляется в тестосмесителях – специальных шнековых макаронных прессах, в первое корыто которых дозируют муку и воду по рецептуре. Добавки, растворенные в воде или приготовленные в виде водных эмульсий, тоже подают в тестосмеситель через дозатор.

Тестосмесители  могут быть одно-, двух-, трех- и четырехкорытными. Каждое корыто представляет собой полуцилиндр, внутри которого вращается вал с насаженными на него  лопастями для перемешивания теста и транспортирования его вдоль вала. В результате получается комковатая масса. Размер комков зависит от влажности теста: чем она выше, тем крупнее крошки и комья. В последнем корыте тестосмесителя создают вакуум для удаления из теста пузырьков воздуха, поскольку наличие воздуха вызывает растрескивание изделий при сушке.

Для придания тесту однородной структуры его направляют в камеру пресса, в которой происходит формование. Тесто захватывается витками шнека, уплотняется и становится вязкой  упругопластичной массой.

В макаронном производстве в зависимости от влажности используют три типа замеса: твердый (влажность теста от 28 до 29%), средний (влажность теста от 29,1 до 31%) и мягкий (влажность теста от 31,1 до 32,5%). Наиболее распространен средний замес.

Температура теста после замеса должна быть не выше 40°С. При этом учитывается, что в процессе формования изделия в шнековом прессе температура теста увеличивается на 10…20°С, а перед матрицей она должна составлять 50…55°С.

В зависимости от температуры воды, используемой для замеса, различают три типа замеса: горячий (при температуре 75…85°С), теплый (при температуре 55…65°С) и холодный (при температуре ниже 30°С). Чаще применяется теплый замес: при нем получается среднекомковатое, сыпучее тесто, которое хорошо заполняет витки прессующего шнека.

14.3.2. Прессование  макаронных  изделий

Известны два способа формования макаронного теста: прессование и штампование. При штамповании сначала получают ленту теста путем прессования, а затем из нее штампуют изделия сложной формы.

Сформировавшееся в шнековой камере тесто нагнетается в небольшое предматричное пространство, которое заканчивается прессовой матрицей. Матрица имеет отверстия, через которые тесто выпрессовывается из предматричного пространства под давлением 10…12 МПа. Столь высокое давление возникает из-за сопротивления движения теста в отверстиях матрицы. Ввиду интенсивного перемешивания теста в предматричном пространстве его температура повышается на 10…20°С. Во избежание перегрева теста шнековая и матричная камеры снабжены рубашками, по которым циркулирует холодная вода, а в начальный период пуска пресса – теплая вода.

Наиболее важной частью пресса являются матрицы. Они могут быть круглыми, в форме плоского диска и прямоугольными. Материал, используемый для их изготовления, должен быть прочным, выдерживать значительное давление и быть стойким к коррозии и истиранию. Лучше всего матрицы изготавливать из латуни и бронзы, но возможно использование и нержавеющей стали.

Форма макаронных изделий, получаемых при прессовании, зависит от конфигурации формующих отверстий матрицы. Встречаются три вида отверстий: кольцевые с вкладышами для получения отверстий в макаронной трубке, без вкладышей для формования нитеобразных изделий и щелевые   для прессования лапши, фигурных изделий и широких лент теста для последующего формования из них штампованных изделий.     

При использовании металлических матриц поверхность макаронных изделий получается шероховатой в результате прилипания теста к поверхности матриц. С увеличением пластичности теста поверхность получается более гладкой. Степень прилипания теста зависит от материала матрицы. Наиболее сильно тесто прилипает к матрицам, изготовленным из нержавеющей стали, меньше – к матрицам, изготовленным из латуни, еще меньше –  к матрицам, изготовленным из бронзы. Для снижения прилипания теста к поверхности формующих щелей матрицы, она должна быть тщательно отшлифована. В последнее время для получения изделий с гладкой поверхностью используются матрицы со вставками из пластмасс, в частности из фторопласта, к которому тесто не прилипает. В результате существенно возрастает скорость прессования, а готовые изделия имеют более желтый цвет.   

14.3.3. Разделка сырых макаронных изделий и их сушка

Цель разделки – подготовить полуфабрикаты к следующей, наиболее продолжительной, трудоемкой и энергоемкой стадии производства макаронных изделий – сушке.  Разделка сырых изделий заключается в их обдувке, резке и раскладке. От правильности разделки зависят продолжительность сушки и качество готовых изделий.

Сырые изделия, выходящие из прессов, обдуваются воздухом. При этом влажность изделий снижается на 2…3% в основном за счет наружных слоев изделий, в результате уменьшается пластичность полуфабрикатов, увеличивается их упругость, на поверхности образуется корочка, которая препятствует слипанию и искривлению изделий.

Назначение резки – получить продукт определенной длины, обусловленной стандартом. Короткорезаные изделия (вермишель, лапшу, рожки, фигурные изделия и суповые засыпки) режут специальными механизмами с одним или несколькими ножами, срезающими изделия непосредственно у отверстия матрицы или на весу, на некотором удалении от матрицы. Скорость движения, количество ножей и способ резки меняют в зависимости от вида изделия.

Способ резки длинномерных макаронных изделий  зависит от способа их укладки для сушки. Различают кассетную сушку, которая ведется в кассетах, или подвесную, когда сушка ведется на бастунах. В первом случае используются кассеты, представляющие собой ящики, имеющие только две боковые стенки, между которыми макароны укладываются таким образом, чтобы через них вдоль трубок проходил сушильный воздух.

Бастун – полая алюминиевая труба длиной примерно 2 м, концы которой опираются на цепи транспортера. На бастун развешивается макаронная прядь. При кассетной сушке выпрессованные изделия длиной 1,5…2 м укладываются на кассеты и режутся раскладочно-резательным механизмом на отрезки длиной 250 мм. Резка макарон при подвесной сушке ведется саморазвесом, который входит в поточную линию.

Макаронное тесто является хорошей средой для протекания микробиологических и биохимических процессов. Для их предотвращения тесто высушивают до массовой доли влаги 13,5…14%, чтобы после охлаждения она составляла не более 13%. От правильности проведения процесса сушки зависит качество готового изделия: прочность, кислотность, стекловидность в изломе. Очень интенсивная сушка может привести к растрескиванию изделий, а чрезмерно медленная сушка и недосушка – к их закисанию.

Макаронное тесто при сушке проявляет некоторые особенности, обусловленные характером связи влаги с тестом. Поскольку тесто готовят с низкой влажностью, свободной влаги в нем нет, она полностью связана с белками и крахмалом, причем белки удерживают влагу прочнее, чем крахмал. Процесс сушки протекает в два этапа: на первом (при постоянной скорости сушки) происходит более быстрое удаление влаги, связанной с крахмалом, а на втором (при убывающей скорости сушки) – происходит медленное обезвоживание белков.

В начальный период сушки, пока влажность продукта превышает 20%, тесто обладает пластичными свойствами, ослабляющими внутренние напряжения сдвига. В результате изделия меняют свою форму, уменьшаясь в размерах, но не разрушаясь. В дальнейшем, по мере снижения влажности с 20 до 16%, изделия постепенно утрачивают свойства пластичного материала и приобретают упругие свойства, т.е. свойства упугопластичного тела. При этом, если внутренние напряжения превышают предел прочности, то появляются микротрещины, которые могут привести к поломке изделия и его крошению.

Влажность снижается с 16 до 13,5%, изделия ведут себя как упруго хрупкие тела,  и малейшая усадка ведет к их растрескиванию. Поэтому в сушилках поточных линий процесс сушки разделен на два этапа – предварительную и окончательную сушку. В зависимости от сушильной способности воздуха для сушки макаронных изделий применяют трехстадийный режим сушки. Он состоит из следующих этапов: предварительной сушки, при которой испаряется от 1/3 до 1/2 влаги, удаляемой в процессе сушки, и которая длится от 30 мин до 2 ч; отволаживания – обдувки горячим влажным воздухом (относи-тельной влажностью воздуха 90…100%) с целью выравнивания влажности материала по его толщине; окончательной сушки, которую ведут при мягких режимах, так как изделия приобретают упругие свойства, последовательно чередуя процессы сушки и отволаживания.

14.3.4. Охлаждение  и  упаковка  макаронных  изделий

Макаронные изделия на выходе из сушилки имеют повышенную температуру. Перед упаковкой их необходимо охладить. Охлаждение проводят медленно, не менее 4 ч, обдувая высушенные макаронные изделия воздухом температурой 25…30°С и относительной влажностью 60…65%. При этом происходит стабилизация изделий: окончательно выравнивается влажность по толщине продукта, снимаются внутренние напряжения сдвига, остающиеся после интенсивной сушки, происходит некоторое снижение влажности изделия (на  0,5…1%).

15. ТЕХНОЛОГИЯ  ПРОИЗВОДСТВА                           КОНДИТЕРСКИХ  ИЗДЕЛИЙ

Макаронные изделия выпускают в упакованном и фасованном виде. Упаковка в мелкую потребительскую тару производится на автоматах. К потребительской таре относятся: коробочки из картона или плотной бумаги; пакеты из полимерной пленки или термосклеивающегося целлофана, лакированного с двух сторон; пакеты и коробки из других материалов. Фасованные в мелкую тару изделия затем укладывают в наружную (крупную) тару или короба. Упаковку макаронных изделий насыпью производят в наружную тару. Масса изделия не должна превышать 30 кг. Перед упаковкой короба или ящики выстилают внутри чистой оберточной бумагой, готовые изделия плотно укладывают, заполняя зазоры мятой чистой бумагой. Для более полного наполнения ящиков используют столы-вибраторы, которые позволяют увеличить вместимость тары до 10%.  

По принятой в нашей стране классификации кондитерские изделия в зависимости от применяемого сырья и его доли в продукте  делят на сахарные и мучные.

К сахарным изделиям относятся: карамель, конфеты, мармелад, пастила, ирис, халва и восточные сладости, а также шоколад и шоколадные изделия.

15.1. Сырье  для  производства  кондитерских  изделий

К мучным кондитерским изделиям относятся: печенье, пряники, торты, пирожные, кексы, вафли и т.д. Доля мучных кондитерских изделий в общем производстве составляет около 40%. Кондитерские изделия обладают высокой калорийностью, усвояемостью, приятным вкусом, тонким ароматом и привлекательным внешним видом,        что обуславливает их высокую пищевую ценность. Энергетическая ценность кондитерских изделий в расчете на 100 г колеблется от     1200 (мармелад)  до  2300 (шоколад) кДж.

Сырьем для производства кондитерских изделий являются: сахар, глюкоза, патока, жиры, молоко и молочные продукты, яйца и яйцепродукты, какао-бобы, орехи, фруктово-ягодные полуфабрикаты, мука, крахмал, вкусовые и ароматические вещества, химические разрыхлители и т.д.

Сахар (сахароза) используется в виде рафинированного сахара-песка или водного раствора (сиропа). На кондитерские фабрики сахар-песок поступает в таре (мешках по 50 кг) или бестарно (в вагонах или автомобилях). На заводах его хранят или в мешках, или в силосах. Перед подачей в производство просеивают через сито, подвергают магнитной очистке для освобождения от ферропримесей.

Глюкоза, используемая при выработке детского или диетического ассортимента вместо сахара, поступает на производство в виде белого кристаллического порошка и хранится при относительной влажности воздуха не выше 65%.

Патока при производстве сахарных кондитерских изделий используется в качестве антикристаллизатора, а также при производстве мучных кондитерских изделий в качестве заменителя сахара-песка. Кроме того, патоку вводят в тесто для придания пластичности, а готовым изделиям – мягкости и рассыпчатости. Патока поступает на предприятия в железнодорожных цистернах, где перед сливом ее разогревают паром и в разогретом виде перекачивают в баки. Перед использованием патоку также подогревают до температуры 40…54°С и процеживают через сито.

Мука пшеничная – основное сырье для производства мучных кондитерских изделий. Мука поступает на предприятие и хранится в основном, бестарным способом.

Крахмал применяется как рецептурный компонент мучных кондитерских изделий, кроме того, как формовочный материал при производстве корпусов конфет.

Жиры используются для приготовления многих кондитерских изделий: мучных, конфет, карамели с начинкой из шоколада и халвы.

Молоко и молочные продукты широко применяются в кондитерских производствах в виде молока натурального, сгущенного (с сахаром и без него), сухого и др.

Яйца натуральные и яйцепродукты (меланж, яичный порошок, яичный белок и др.) используются при производстве мучных кондитерских изделий, яичный белок – при производстве пастилы, зефира, сбивных конфет и других  в качестве пенообразователя.

Ядра орехов и семян масличных культур (миндаль, фундук, грецкий орех, арахис, кешью, кунжутные и подсолнечные семена и др.) используют при производстве конфет, начинок, халвы, шоколадных и мучных изделий.

Какао-бобы (семена дерева какао) используются при производстве шоколада и какао-порошка.

Фруктово-ягодное сырье в виде полуфабрикатов (пульпы, пюре, подварки, цукаты, заспиртованные ягоды) широко используется при производстве кондитерских изделий.

Для придания кондитерским изделиям кислого вкуса применяют пищевые кислоты (лимонную, винную, молочную, яблочную). В качестве ароматических добавок в кондитерские изделия вводят ароматические вещества – натуральные (естественные эфирные масла) и синтетические (эссенции).

15.2. Производство  карамели

Кроме того, в кондитерской промышленности используют такие виды сырья, как: разрыхлители, эмульгаторы, консерванты, сырье для выработки диетических видов изделий и др.

Карамель – кондитерское изделие, приготовленное из карамельной массы с начинкой или без нее. Карамель, получаемую только из карамельной массы, называют леденцовой. Для получения карамели с начинкой используют различные кондитерские массы (фруктовую, ликерную, медовую, помадную, молочную, ореховую и др.).

В зависимости от способа обработки карамельной массы перед формованием оболочка карамели может быть прозрачной или непрозрачной (тянутой). Карамель выпускается с различным внешним оформлением: завернутой, фасованной, открытой и т.д.

Ассортимент карамели, выпускаемой в нашей стране, разнообразен и насчитывает около 1000 наименований.

Технология производства карамели состоит из следующих стадий:              

– приготовления карамельного сиропа;

– приготовления карамельной массы;

– приготовления начинок;

– охлаждения и обработки карамельной массы;

– оформления карамели;

– охлаждения карамели;

– завертки и отделки поверхности карамели, упаковка.

Карамельный сироп готовят периодически или поточно-механи-зированным способом. На 100 кг сахара-песка добавляют 15,8 кг воды,  сахар частично растворяется в воде  при температуре 65…70°С. После этого в смесь добавляют 50 кг патоки, перемешивают и в виде кашицеобразной массы насосом подают в варочную колонку, в которой происходит нагревание сиропа до кипения. В колонке смесь частично уваривают под атмосферным давлением до массовой доли влаги 14…16%, в то время как начальная массовая доля влаги была 18…20%. Патока применяется в качестве антикристаллизатора, так как в процессе уваривания сиропа из него могли бы выпадать кристаллы сахара. Температура кипения уваренного сиропа  109…111°С.

Карамельная масса – аморфная масса, получаемая увариванием сахарного сиропа до массовой доли сухих веществ 96…99%. Для получения карамельной массы используют в основном змеевиковые вакуум-аппараты с выносной вакуум-камерой.

Аппарат состоит из греющей колонны и выпарной вакуум-камеры. В змеевиках греющей колонны сироп нагревается паром, находящимся  под  избыточным давлением 0,5…0,6 МПа. В выпарной камере карамельный сироп разбрызгивается, и за счет резкого снижения давления происходит самоиспарение части влаги, содержашейся в сиропе. Остаточное давление паров в вакуум-камере составляет 8…15 кПа. Уваренная масса стекает в нижнюю часть камеры, откуда по мере накопления периодически через каждые 2…3 мин выгружается.

Начинки, используемые в производстве карамелей,  не должны портиться при хранении, поэтому массовая доля сахара в них должна быть не ниже 70%, кроме того, они должны содержать антикристаллизаторы (патоку или инвертный сироп) для предотвращения кристаллизации сахара, не должны содержать скоропортящихся жиров, способных к быстрому прогорканию. Консистенция начинки должна быть однородной и достаточно вязкой.

Фруктово-ягодные начинки получают увариванием протертой плодовой мякоти с сахаром и патокой. Подготовленное фруктово-ягодное сырье подвергают протирке (отделению плодовой мякоти от несъедобной части), смешению с сиропом, а затем уваривают в змеевиковых варочных колонках или аппаратах периодического действия до массовой доли сухих веществ в начинке 81…84%.

Ликерные начинки получают увариванием сахаро-паточного сиропа до массовой доли сухих веществ 84…87%, охлаждением до температуры 70°С и смешением его с алкоголем или алкогольными напитками, кислотой, эссенцией, пищевыми красителями.

Помадные начинки представляют собой мелкокристаллическую массу, находящуюся в насыщенном сахаро-паточном сиропе. Их получают путем сбивания с одновременным охлаждением сахаро-паточного сиропа, содержащего не более 30%  патоки от массы сахара в сиропе. Массовая доля сухих веществ в начинке не менее 90%.

Масляно-сахаристые (прохладительные) начинки получают путем смешения сахарной пудры с кокосовым маслом и кристаллической кислотой. Замена части сахара глюкозой увеличивает “охлаждающий” вкус. Массовая доля сухих веществ в начинке не менее 96,5%.

15.2.1. Обработка  карамельной  массы  и  формование
 карамели

Шоколадно-ореховые начинки представляют собой массу, полученную смешением растертых ореховых ядер, какао-тертого, кокосового масла или какао-масла и сахарной пудры, содержащую сухие вещества массовой долей не менее 97,5%.

Выходящая из варочного аппарата карамельная масса подается в охлаждающую машину, где быстро охлаждается до температуры 80…90°С и приобретает пластичные свойства. В процессе охлаждения в карамельную массу вводят пищевую кислоту, эссенцию и растворенный краситель. Продолжительность обработки в охлаждающей машине составляет 20…25 с.

Для получения прозрачной карамельной массы ее направляют на проминку для равномерного распределения введенных компонентов, а также для удаления крупных воздушных пузырьков. При получении карамели с непрозрачной оболочкой карамельную массу после охлаждения подвергают вытягиванию с многократным складыванием. Масса насыщается воздухом, теряет прозрачность и приобретает шелковистый блеск. Одновременно с этим происходит равномерное распределение введенных добавок. Вытягивание производят на специальных тянульных машинах.

Далее карамельная масса поступает в карамелеобкаточную машину, состоящую из корытообразного корпуса, внутри которого вращается 6 рифленых конических веретен.

В этой машине карамельной массе придается форма усеченного конуса (карамельный батон). Для получения карамели с начинкой на машине устанавливают начинконаполнитель, с помощью которого внутрь карамельного батона непрерывно закачивается начинка. Для получения карамельного жгута определенного диаметра батон пропускают через жгутовытягиватель, который вытягивает карамельный жгут из карамелеобкаточной машины, производит калибрование наружного диаметра жгута и подает его в формовочную машину. Температура карамельной массы на этой стадии должна быть 70…80°С.

15.2.2. Охлаждение, отделка, завертка карамели

Для разделения карамельного жгута на отдельные карамельки и придания им определенной формы его передают на формовочную машину, где образуются цепочки карамелек, соединенных перемычками.

Далее карамельную цепочку охлаждают до температуры 35…45°С с целью перевода ее из пластического состояния в твердое. Охлажденная карамель – гигроскопический продукт. Для защиты поверхности карамели от увлажнения производят ее защитную обработку, завертку или фасование в герметичную тару. Защитную обработку поверхности карамели производят различными способами: глянцеванием (покрытием слоем воскожировой смеси), дражированием (нанесением слоя сахарной пудры с последующим покрытием слоем жировой смеси), обсыпкой сахаром-песком и др.

Завертка карамели осуществляется на быстроходных автоматах различной конструкции. Завернутую карамель и карамель с защитной обработкой поверхности упаковывают в деревянные ящики или в короба из гофрированного картона.

15.3. Производство  шоколада  и  какао-порошка

Карамель следует хранить в чистых, сухих, хорошо проветриваемых складах при температуре не выше 18°С, при относительной влажности воздуха не более 75%.

Шоколад – твердое кондитерское изделие, основу которого составляют какао-продукты с высокой энергетической способностью, хорошо поддерживает силы уставшего человека, повышает его работоспособность.

Хорошо известны тонизирующие свойства шоколада, которые связаны с  его химическим составом, в частности, с наличием в его составе теобромина, алкалоидов и дубильных веществ. Какао-продукты получают из какао-бобов.

Какао-бобы – семена дерева какао, произрастающего в тропических областях Африки, Америки и на некоторых островах Индийского и Тихого океанов. Извлеченные из плодов семена подвергаются ферментации.

Товарные какао-бобы представляют собой зерна массой 1…2 г, состоящие из оболочки (какаовеллы), ядра и зародыша. Какаовелла состоит в основном из клетчатки и не представляет пищевой ценности. Какао-бобы имеют массовые доли: влаги – 6%, жира (какао-масла) – 48%, белковых веществ – 12%, теобромина и кофеина – 1,8%, крахмала – 5%, глюкозы – 1%, дубильных веществ – 6%  и др.

Какао-бобы в мешках  поступают на кондитерскую фабрику  железной дорогой или автотранспортом. Мешки вскрывают, и бобы после взвешивания транспортными элементами подают в бункеры для хранения.

Со склада какао-бобы подают на очистку от посторонних примесей и сортировку по размерам. Далее они поступают на термическую обработку, целью которой является удаление влаги, улучшение вкуса и уничтожение микрофлоры. При этом какаовелла становится хрупкой и легче дробится. Термическая обработка производится в потоке горячего воздуха, при этом температура бобов не должна превышать 120°С.

15.3.1. Получение  какао-тертого  и  какао-масла

Очищенные, отсортированные и обжаренные бобы какао подвер-гают дроблению на дробильно-сортировочных машинах. Раздробленные какао-бобы сортируют по фракциям размерами от 8 до 0,75 мм. Одновременно с этим потоком воздуха отделяется какаовелла, а на триере – ростки. Какао-крупка идет на дальнейшее измельчение. 

Дальнейшее измельчение до частиц размерами до 30 мкм производят на машинах различных конструкций: ударно-штифтовых, валковых и шаровых мельницах. При этом получается продукт, называемый какао-тертым. Для предотвращения расслаивания с выделением жидкой фракции какао-тертое подвергают темперированию при температуре 85…90°С и при непрерывном перемешивании. При измельчении разрушаются клеточные стенки, освобождается какао-масло и образуется суспензия, состоящая из жидкой (какао-масла) и твердой (клеточных стенок) фракций. При размоле температура смеси поднимается значительно выше температуры плавления какао-масла, поэтому какао-тертое представляет собой густую сметанообразную массу.

Какао-тертое в дальнейшем используется для приготовления шоколадной массы и для получения какао-масла, которые являются основными компонентами шоколадного производства.

15.3.2. Получение  шоколадной  массы

Какао-масло получается прессованием какао-тертого на гидравлических прессах различной конструкции при температуре какао-тертого около 100С и давлении 45…55 МПа. При этом выход какао-масла от какао-тертого составляет 44…47%, остальное составляет какао-жмых, содержащий 9…14% какао-масла и служащий полуфабрикатом для производства какао-порошка. Какао-масло перекачивают в емкости, где хранят при температуре 50…60°С.

Шоколадная масса представляет собой тонкодисперсную смесь сахарной пудры, какао-тертого, какао-масла и добавок. Производство шоколадной массы состоит из следующих процессов: смешения компонентов, измельчения, разводки и гомогенизации. Для десертных сортов шоколадную массу подвергают коншированию.

Соотношение компонентов в рецептуре шоколадных масс может колебаться в широких пределах, однако массовая доля жира должна составлять 32…36%, что необходимо для обеспечения нормальной текучести массы при формовании. Жир вводится в массу как составная часть какао-тертого и дополнительно в виде какао-масла.

Вкус шоколадной массы в значительной мере определяется соотношением сахара и какао-тертого. Для характеристики сладости шоколадных масс используют коэффициент сладости (Пс), определяемый отношением массы вводимого сахара к массе какао-тертого. В зависимости от этого коэффициента шоколад подразделяют на 5 групп: очень сладкий – при Пс более 2; сладкий – при Пс = 1,6…2; полусладкий – при Пс = 1,4…1,6; полугорький – при Пс = 1…1,2;  горький – при Пс менее 1. При производстве шоколадных масс используют сахар в виде сахарной пудры.

Шоколадные массы готовят периодическим и непрерывным способами. При периодическом способе  смешение производится в месильных машинах, или меланжерах. Исходные компоненты загружаются в следующей последовательности: какао-тертое, сахарная пудра, добавки и какао-масло. Какао-масло вводят в таком количестве, чтобы его массовая доля находилось на уровне 26…29%. Оставшуюся часть какао-масла вводят на стадии разводки. Смешение осуществляют при температуре 40…50°С  в течение 15…30 мин.

Далее массу подвергают измельчению путем растирания и раздавливания частиц твердой фазы на пятивалковых мельницах. Внутри валков циркулирует охлаждающая вода. В процессе вальцевания шоколадная масса из пластического состояния переходит в сыпучее, порошкообразное, что связано со значительным увеличением поверхности твердых частиц за счет их измельчения и, соответственно, уменьшением массы жира, приходящегося на 1 м2  поверхности.

При введении в провальцованную порошкообразную массу ос-тавшегося количества масла она приобретает жидкую консистенцию. Этот процесс называется разводкой. Процесс разводки ведется при температуре 45…55°С при обработке шоколадных масс, содержащих добавки. Длительность процесса разводки составляет 3 ч.

В шоколадную массу затем добавляют соевый фосфатидный концентрат (разжижитель), который, являясь поверхностно активным веществом, способствует снижению вязкости шоколадной массы. После этого в целях получения более однородной массы ее подвергают гомогенизации, которая осуществляется в эмульсаторах, коншмашинах или меланжерах. Шоколадная масса для десертных сортов шоколада подвергается длительному механическому и тепловому воздействию – коншированию. Конширование производится в течение 24…72 ч при температуре 55…60°С. При этом значительно улучшаются вкусовые и ароматические качества шоколадной массы. На ход конширования благоприятно влияет воздействие воздуха на шоколадную массу.

15.3.3. Формирование  шоколадных  масс

Формирование шоколада производится путем отливки шоколадной массы в формы. При охлаждении происходит кристаллизация какао-масла, и шоколад приобретает твердую структуру. Какао-масло при охлаждении может кристаллизоваться в 4 различных формах, обладающих разными физическими свойствами, а также может происходить переход из одной формы в другую. При определенных формах кристаллизации извлечение шоколада из форм затруднено, что приводит к образованию на поверхности шоколада серого налета (жировое поседение).

Для того, чтобы кристаллизация произошла в нужном направлении, формированию должна предшествовать специальная обработка путем темперирования при определенном режиме: быстрое охлаждение до температуры 33°С, затем медленное тщательное перемешивание до температуры (30±1)°С.

Шоколад формируется в металлических формах на автоматах различных конструкций. После отливки формы поступают на вибротранспортер, обеспечивающий равномерное заполнение формы и удаление воздуха из массы. Далее формы поступают на охлаждение в шкаф, имеющий две зоны: в первой зоне поддерживается температура 8°С, во второй – 15…16°С. В охлаждающих шкафах формы находятся 20…25 мин. При выходе из шкафов они опрокидываются, шоколад поступает на транспортер, которым направляется на завертку.

Завертывание шоколада проводится с целью удлинения сроков хранения и придания ему привлекательного внешнего вида. Завернутые плитки шоколада упаковывают в картонные футляры, а затем – в ящики из гофрированного картона.

15.4. Производство  конфет

Хранят шоколад в сухих, чистых, хорошо проветриваемых помещениях при температуре (18±3)°С и относительной влажности воздуха не выше 75%.

Конфеты – кондитерские изделия, получаемые из одной или нескольких конфетных масс, имеющих мягкую консистенцию. Ассортимент насчитывает более 1000 наименований. В зависимости от способа изготовления и отделки конфеты подразделяются на глазированные, неглазированные и шоколадные. Изделия, поступающие на глазирование после формования, называют корпусами конфет. Корпуса готовят из кондитерских масс следующих наименований: помадные, пралиновые, сбивные, ликерные, грильяжные, молочные, кремовые, марципановые, фруктовые и др. Корпуса конфет могут изготавливаться из одной, двух и более (многослойные) конфетных масс. В качестве корпусов конфет используют также цукаты, сухофрукты, орехи, заспиртованные ягоды, фрукты и т.п.

15.4.1. Приготовление  конфетных  масс

Производство конфет состоит из следующих стадий: приготовления конфетной массы, формования корпусов, охлаждения (вы-стойки), глазирования и упаковки.

Помадные массы представляют собой двухфазную дисперсную систему из кристаллов сахарозы (твердая фаза), равномерно распределенных в насыщенном сахарном сиропе (жидкая фаза). В зависимости от рецептуры помаду готовят на основе сахаро-паточного сиропа (сахарная помада) и молочного сахаропаточного сиропа (молочная, сливочная и крем-брюле). В помадную конфетную массу вводят вкусовые и ароматические вещества. К сахарной помаде добавляют фруктово-ягодное сырье, какао-продукты и другие добавки, а к молочной и к помаде крем-брюле – сливочное масло, тертые орехи, какао-продукты.

Основным сырьем для производства помадного сиропа являются сахар и патока. В отличие от карамельного сиропа в помадный сироп подают меньше патоки (от 5 до 25% от массы сахара). Сначала готовят сахарный сироп с массовой долей влаги 16…14%, затем уваривают до массовой доли влаги 10…14%, далее подают в помадовзбивальную машину, где он охлаждается и выходит в виде помадной массы. Готовую помадную массу при температуре, соответствующей применяемому способу формования, подают в формующую машину.

Пралиновые и марципановые массы изготавливают на основе орехов. Пралиновые массы изготавливают из обжаренных ядер орехов и маслосодержащих семян, марципановые – из сырых или подсушенных ядер орехов. Эти конфетные массы отличаются высокой пищевой ценностью, обусловленной большим содержанием жиров, белков и углеводов. В большинстве рецептур этих масс на одну часть тертого ореха вводятся одна или две части сахара, а также 10…20% твердых жиров (какао-масло, сливочное масло, кондитерский жир).

Производство пралиновых масс состоит из следующих стадий: очистки ореховых ядер, их обжарки, растирания, смешивания с сахаром и другими компонентами, измельчения, разводки и обминки массы.

Сбивные массы имеют пенообразную структуру, содержат равномерно распределенные по всему объему мелкие пузырьки воздуха. Для повышения устойчивости в пену добавляют поверхностно-активные вещества. В кондитерской промышленности в качестве пенообразователя применяют яичный белок. Для повышения прочности образовавшейся пены в массу добавляют раствор агара, который при застудневании фиксирует структуру массы.

Для получения сбивных масс легкого типа готовят сахаро-паточно-агаровый сироп, который затем сбивают вместе с яичным белком. В приготовленную таким образом массу вводят вкусовые и ароматические добавки. При изготовлении конфет “Птичье молоко” в сбивную массу постепенно вводят смешанное со сливочным маслом сгущенное молоко.

При приготовлении сбивных масс тяжелого типа готовят сахаро-паточный сироп, сбивают его с белком и смешивают с остальными компонентами рецептуры (сахарной помадной массой, цукатами и др.). При получении масс этого типа агар не используют. Относительная плотность сбивных масс легкого типа составляет 0,56…0,66, а масс тяжелого типа – 0,8…1,1, так как они удерживают значительно меньше воздуха.

Ликерные массы представляют собой насыщенный раствор сахарозы с добавлением молока, фруктовых заготовок, вкусовых и ароматических веществ с обязательным введением в массу алкогольных напитков, спирта, ликера и т.д. Ликерные массы в зависимости от вводимых добавок подразделяют на три группы: винные (“Медный всадник” и др.), молочные (“Столичные” и др.), фруктовые (“Вишневый ликер” и др.). При производстве ликерных масс применяют насыщенный раствор сахарозы, чтобы при охлаждении после формования получался пересыщенный раствор и на поверхности изделий образовывалась тонкая, достаточно прочная корочка из кристаллов сахарозы.

Грильяжная масса  представляет собой массу, полученную плавлением сахара или увариванием сиропа с добавлением ядер орехов или масличных семян.

Кремовые массы представляют собой маслянистые пышные массы, получаемые сбиванием шоколадно-ореховых масс с жирами, молочным сиропом, со вкусовыми и ароматическими добавками. При этом масса насыщается воздухом, становится более легкой за счет снижения плотности, нежной на вкус.

15.4.2. Формование конфетных корпусов

Желейно-фруктовые массы имеют студнеобразную структуру. В зависимости от используемого сырья они подразделяются на три группы: фруктовые, изготавливаемые из фруктово-ягодного пюре; желейно-фруктовые, изготавливаемые с добавлением к фруктово-ягодному пюре агара или агароида и желирующего крахмала. Эти конфетные массы производят по схеме: получение рецептурной смеси, уваривание массы, получение конфетной массы путем смешения уваренной массы со вкусовыми и ароматообразующими добавками.

Формование – процесс придания корпусу определенного внешнего вида и формы. Оно может осуществляться различными способами: получением сразу отдельных изделий, получением пласта или жгута с последующей их резкой на отдельные изделия. Выбор метода формования определяется физико-химическими (температура, влажность, состав и др.) и структурно-механическими (вязкость, прочность и др.) свойствами конфетных масс. Сразу готовые изделия получаются методом отливки или отсадки. Кроме того, формование производят методами прессования, прокатки или размазывания.

Самым распространенным методом формования в настоящее время является  отливка. Этим методом формуют массы, обладающие при определенных условиях хорошей текучестью: помадные, фруктово-желейные, молочные, ликерные. Отливкой можно получать конфеты разной формы, многослойные изделия и конфеты с твердыми добавками.

Формование методом отливки производится в формы, отштампованные в крахмал. Крахмал должен удовлетворять следующим требованиям: не должен прилипать к штампу, отштампованные формы должны иметь гладкую поверхность, должен хорошо удаляться с поверхности конфет, иметь высокую температуру клейстеризации и др. Таким требованиям удовлетворяют кукурузный и рисовый крахмалы. Многократное использование крахмала при отливке требует его периодического просеивания, подсушки и смешения со свежей порцией крахмала.

В отливочном агрегате производятся: отливка массы в формы, выстойка, выборка конфетных корпусов из форм, очистка корпусов от крахмала, просеивание крахмала, штампование форм, подача лотков с крахмальными формами на отливку. В установке для выстойки происходит процесс затвердевания конфетной массы. Длительность выстойки и температурный режим зависят от вида конфетной массы. Процесс отливки и выхода готовых корпусов конфет протекает непрерывно по замкнутому циклу.

Для формования преимущественно сбивных и кремовых конфетных масс применяется метод размазки. При этом конфетная масса при движении конвейера размазывается в виде пласта. Для охлаждения конфетной массы над лентой конвейера подается охлажденный воздух.

Более прогрессивным методом формования по сравнению с размазкой является прокатка. Этот метод используют для формования корпусов из помадных, грильяжных, ореховых и других масс. Отформированный пласт поступает на охлаждение, а затем на специальные резальные машины.

При формовании методом выпрессовывания конфетная масса выдавливается в виде жгутов через отверстия в матрицах соответствующего профиля. После охлаждения жгуты разрезают на корпуса. Этот метод в основном используется для формования пралиновых и помадных масс.

15.4.3. Глазирование конфет

Готовые конфетные корпуса покрывают тонким слоем различных масс с целью предохранения корпусов от воздействия внешней среды, повышения пищевой ценности, улучшения вкуса и придания красивого внешнего вида. Этот процесс называют глазированием, а кондитерские массы, которыми покрывают корпуса конфет, – глазурями. Шоколадная глазурь отличается высокими вкусовыми достоинствами, стойкостью при хранении.

Существуют высокопроизводительные машины для нанесения шоколадной глазури. В этих машинах оттемперированная глазурь подается в емкость, расположенную над движущейся сетчатой лентой транспортера, на котором находятся корпуса конфет. Из емкости через щелевидное отверстие сверху льется глазурь и покрывает корпуса. Нижняя сторона корпусов глазируется с помощью вращающихся валиков. Излишки глазури сдуваются воздухом, поступающим из вентилятора. Регулируя скорость воздуха, можно регулировать толщину слоя глазури. Содержание глазури в конфетах регламентируется рецептурой.

С сетки глазировочной машины глазированные конфеты непрерывно поступают по транспортеру в охлаждающий шкаф, в котором поддерживается температура 6…10°С. Продолжительность охлаждения 5…6 мин. Готовые конфеты направляются на заключительные стадии обработки –  завертку и упаковку.

16. Технология  производства  сахара

Сахарное производство нашей страны является крупной отраслью пищевой промышленности, объединяющей производство сахара-песка и сахара-рафинада.

Сырьем для производства сахара-песка служат или сахарная свекла, или сахарный тростник. Сахарный тростник принадлежит к семейству злаковых и возделывается на Кубе, в Мексике, Индии, Австралии и других странах с жарким климатом. Сахар, в основном сахароза, содержится в соке стеблей (12…15%) высотой до 4 м и толщиной до 50 мм. С 1 га сахарного тростника получается в два раза больше сахара, чем из свеклы.

Отжатый тростниковый сок очищают, уваривают и выделяют сахар-сырец. Тростниковый сахар-сырец – вещество светло-кремового цвета, массовая доля сахара в котором составляет 97…98%,   инвертного сахара 0,6…0,8%,  влаги 0,5…0,8%.

Сахарная свекла принадлежит к семейству маревых. Это двухлетнее засухоустойчивое растение. В первый год вырастает корнеплод, в во второй – стебель, цветы и семена. Для производства сахара используют корнеплоды первого года. Масса корнеплода 200…500 г. В корнеплоде массовая доля воды составляет 75%, сухих веществ, которые состоят из сахаров и несахаров. 25%.

Содержание сахарозы в свекле, или сахаристость, может колебаться от 15 до 22% (в среднем 17,5%). Важным показателем свеклосахарного производства является доброкачественность или чистота сока, которая определяется отношением содержания сахарозы к содержанию сухих веществ, выраженным в %.

Период уборки сахарной свеклы составляет 40…50 сут. Сахарные заводы работают 110…150 сут в году, поэтому около 60% уб-ранной свеклы приходится закладывать на хранение. Хранение осуществляют в трапецеидальных кучах, называемых кагатами.

16.1. Доставка  свеклы  на  завод  и  отделение  примесей

Для обеспечения бесперебойной работы предприятия на нем создается 1…2-суточный запас свеклы, для чего предусматривают железобетонную емкость, так называемую бурачную, расположенную рядом с главным корпусом.

Из бурачной свекла подается на производство с помощью гидротранспортера – наклонного желоба, по которому свекла транспортируется водой. Подача воды составляет 600…700% от массы свеклы. В свою очередь. свекла содержит 5…15% примесей (ботвы, песка, камней, земли). Поэтому гидротранспортер оснащен песколовушками, ботволовушками и камнеловушками, которые улавливают как всплывшие на поверхность воды вещества (ботву, солому и др.), так и погружающиеся на дно (песок, камни и др.).

16.2. Мойка,  взвешивание  и  изрезание  свеклы

При подаче свеклы с помощью гидротранспортера часть механических примесей отделяется, но остаются примеси в виде прилипшей земли и др. Для их удаления свеклу подают в моечное отделение завода. Процесс мойки должен производиться очень тщательно, так как оставшиеся примеси ухудшают работу свеклорезок и загрязняют диффузионный сок. Для мойки свеклы применяют свекломоечные машины различных типов.

После моечных машин свеклу поднимают в верхнее отделение завода на высоту до 20 м, чтобы обеспечить ее гравитационный спуск на автоматические весы и в свеклорезки. На транспортере свекла очищается от ферромагнитных примесей и подается в бункер автоматических весов для взвешивания.

Сахар из свеклы извлекают диффузионным способом (растворением в воде). Для облегчения извлечения сахара свеклу измельчают в тонкую стружку желобчатой или пластинчатой формы. Толщина пластинок свекловичной стружки не должна превышать 0,5…1 мм, ширина полоски желобчатой стружки – 4…6 мм, пластинчатой – 2,5…3 мм.

Качество свекловичной стружки оказывает решающее влияние на работу диффузионного аппарата, служащего для извлечения сахара из стружки в водный раствор. Качество стружки оценивается длиной 100 г стружки, выраженной в метрах (число Силина), или отношением массы стружки длиной более 5 см к массе стружки менее 1 см (шведский фактор), для чего из определенной массы стружки выделяют частицы длиной менее 1 см и более 5 см.  Для качественной стружки число Силина должно быть 9…15 м, а шведский фактор –  не ниже 8.

Для изрезания свеклы наиболее распространены центробежные свеклорезки, в вырезах вертикальных цилиндрических корпусов которых неподвижно закреплено 12 или 16 ножевых рам. Свекла поступает во вращающийся ротор-улитку свеклорезки, вращается вместе с ротором,  центробежной силой прижимается к ножам и режется. Затем свекловичная стружка по ленточному транспортеру поступает в отделение для получения диффузионного сока.

16.3. Получение  диффузионного  сока 

Целью диффузионного процесса в сахарном производстве является извлечение из свекловичной стружки максимального количества сахарозы. Сахарозу из свеклы извлекают диффузионным способом (экстракцией), который заключается в противоточной обработке свекловичной стружки горячей водой. При этом сахароза  и растворимые несахара переходят (диффундируют) в воду, в результате чего их содержание в стружке понижается, а в воде повышается. Такое движение растворимых веществ происходит под влиянием градиента концентрации. С повышением температуры диффузия ускоряется, поэтому процесс извлечения сахаров проводят при температуре 70…74°С. При более высокой температуре в раствор переходит часть пектиновых веществ. Таким образом, содержание сахаров в стружке в процессе экстракции снижается  с 18,3% до 0,3%, а в диффузионном соке – повышается до 13,4%.

На отечественных сахарных заводах процесс извлечения сахарозы из свекловичной стружки осуществляется в непрерывнодействующих автоматизированных диффузионных установках. Длительность процесса диффузии составляет не более 80 мин, так как ее увеличение приводит к  повышению содержания растворимых пектиновых веществ в диффузионном соке и его вязкости, а также к  ухудшению условий  дальнейшей  очистки.

При понижении температуры ниже 70°С интенсивно развиваются микроорганизмы. С увеличением расхода воды на обессахаривание стружки снижаются потери сахаров в жоме, но на практике ограничивают его величиной 120…130% от массы стружки, идущей на диффузию, что обусловлено необходимостью экономии топлива, расходуемого на выпаривание лишней воды при сгущении сока.

Диффузионный сок является благоприятной средой для развития микроорганизмов, поступающих вместе со свеклой и водой. Развитие микроорганизмов подавляют улучшением отмывания свеклы, обеспечением чистоты диффузионной установки и питающей воды, а также ритмичной работой. Кроме того, в диффузионный аппарат периодически подают раствор формалина.

В диффузионном соке, выходящем из диффузионного аппарата, содержится много мезги (мельчайших частиц стружки), ухудшающей дальнейшую переработку сока. Поэтому диффузионный сок перед подачей на дальнейшую переработку очищают от  мезги.

Обессахаренная стружка (жом) выводится из верхней части диффузионного аппарата и подается в жомовый пресс. Массовая доля сухих веществ в стружке перед прессованием составляет примерно 8%. Жом после прессования в шнековых прессах имеет массовую долю сухих веществ 12…14%, если он в сыром виде будет скармливаться скоту, либо его прессуют до 22…25% сухих  веществ и направляют на высушивание до массовой доли сухих  веществ 86%. Для сохранения и повышения кормовой ценности жом обогащают добавками и брикетируют. В среднем выход  сушеного жома составляет 4,5…5%  от массы свеклы.

16.4. Очистка  диффузионного  сока

Из свеклы в диффузионный сок переходит почти вся сахароза и до 90% растворимых несахаров. Кроме того, в диффузионном соке содержится много мелких частиц свеклы (мезги), которые на воздухе быстро темнеют и пенятся.

Из такого сока без очистки трудно выделить сахарозу, так как несахара существенно замедляют скорость кристаллизации и увеличивают содержание сахара в отходах (мелассе). Одна часть несахаров удерживает в мелассе до 1,5 частей сахарозы. Чтобы получить максимальный выход сахара-песка и низкий выход мелассы, из диффузионного сока необходимо удалить  как можно больше несахаров и довести его до слабощелочной реакции, в которой сахароза наиболее устойчива к разложению.

Производится довольно сложная и многоступенчатая очистка диффузионного сока.

Первой ступенью очистки диффузионного сока является преддефекация. При этом в диффузионный сок добавляют известковое молоко в количестве 0,2…0,3% СаО от массы свеклы равномерно во времени в течение 20…30 мин при температуре 40…60°С. Целью преддефекации является коагуляция (укрупнение) частиц коллоидной дисперсии для выведения их из раствора.

Далее производится основная дефекация. Целью основной дефекации является вторичная обработка диффузионного сока избытком извести сразу же после преддефекации. Основной дефекацией достигаются полное разложение амидов кислот, редуцирующих и пектиновых веществ, солей аммония, омыление жиров, а также создание избытка извести, необходимой для получения достаточного количества карбоната кальция при дальнейшей очистке – на 1-й сатурации. Общее количество активной извести, расходуемой на преддефекацию и основную дефекацию, составляет 2,2…2,5% СаО от массы свеклы. Температура, длительность процесса и доза известкового молока определяются лабораторией в зависимости от качества перерабатываемой в данный момент свеклы.

Сразу же после дефекации производится 1-я сатурация. После основной дефекации нефильтрованный сок, содержащий известь (меньшую часть  – в растворе и большую часть – в осадке), поступает на 1-ю сатурацию, где его обрабатывают сатурационным газом (смесью газов, содержащих в большом количестве диоксид углерода). Диоксид углерода (СО2) вступает в реакцию с гидроксидом кальция (Са(ОН)2) и образует карбонат кальция (СаСО3). На положительно заряженной поверхности свежеобразованных кристаллов СаСО3 адсорбируются несахара сока, в том числе продукты распада пектиновых и других веществ, несущих отрицательный заряд.

Таким образом, если на предварительной и основной дефекациях химическая очистка осуществлялась путем коагуляции, осаждения и разложения несахаров, то на 1-й сатурации проводится физико-химическая очистка сока адсорбцией, что и является основной целью 1-й сатурации. Кроме того, образующийся кристаллический осадок СаСО3 служит основой для создания фильтрующего слоя при фильтрации сока.

Образовавшийся осадок СаСО3 с адсорбированными несахарами отфильтровывают.

Нефильтрованный сок 1-й сатурации содержит 4…5% взвешенных частиц, которые необходимо отделить, чтобы продолжить дальнейшую  очистку сока. Фильтрование чаще всего производят на листовых саморазгружающихся фильтрах-сгустителях периодического действия. Сок 1-й сатурации на фильтре разделяется на фильтрованный сок и сгущенную суспензию.

Отфильтрованный сок содержит на выходе из фильтра не более   1 г/л твердой фазы и без контрольного фильтрования направляется на 2-ю сатурацию. Сгущенную суспензию сока 1-й сатурации повторно фильтруют в камерных вакуум-фильтрах, на которых осадок промывается горячей водой и просушивается воздухом или паром. Разбавленный сок, получаемый на первой стадии промывки, присоединяют к отфильтрованному соку. Сильно разбавленный сок, получаемый на окончательной стадии промывки осадка, используют в других технологических процессах. В фильтрованном осадке содержится 75…80% карбоната кальция и 20…25% органических и неорганических несахаров. Он используется в сельском хозяйстве для известкования кислых почв. Потери сахарозы в фильтрованном осадке составляют примерно 1% от его массы. На промывку фильтрованного осадка расходуется 105…110% воды от массы осадка.

Тщательно отфильтрованный, чистый сок подвергают 2-й сатурации для того, чтобы перевести оставшиеся после 1-й сатурации в растворе гидрооксиды кальция,  калия и натрия в углекислые соли и вывести их в осадок, а также вывести в осадок кальций, связанный с органическими кислотами в комплексы.

Для повышения качества к соку перед 2-й сатурацией добавляют небольшое количество извести (0…0,5% СаО от массы сока), что способствует не только дополнительному разложению несахаров, но и увеличению адсорбционной поверхности в результате большего образования карбоната кальция. Перед 2-й сатурацией сок нагревают до температуры 93…95°С и в течение 10 мин сатурируют (продувают СО2). При сатурировании из сока испаряется более 1% воды, и он охлаждается на 2…5°С. Для дополнительного удаления кальция из раствора сок после сатуратора следует подвергнуть “дозреванию” в течение 10…15 мин при интенсивном перемешивании в отдельном сосуде, что снижает накипеобразование в выпарной установке.

После “дозревания” сок 2-й сатурации фильтруют на листовых фильтрах таким же образом, как и сок  1-й сатурации. Фильтрат направляют на сульфитирование, а сгущенную суспензию – на преддефекацию.

Сульфитацией называется обработка сахарных растворов диоксидом серы (SO2), который получают сжиганием комовой серы на воздухе в специальной печи. В получаемом сульфитационном газе содержится 10…15%  SО2,  воздуха 85…90%.

Диоксид серы – бесцветный газ с резким запахом, ядовит, вызывает удушье, хорошо растворим в воде, но только небольшая часть растворенного диоксида серы реагирует с водой, образуя сернистую кислоту.

Целями сульфитации являются: обесцвечивание сока, снижение его вязкости, а также обеззараживание. При пропускании сульфида серы через сок образуется сернистая кислота, являющаяся сильным восстановителем. Она частично переходит в серную кислоту; при этом выделяется молекулярный водород, который восстанавливает органические окрашенные вещества. Действие сернистого газа продолжается и при выпаривании, что способствует меньшему потемнению сиропа. Коэффициент использования диоксида серы составляет 70…80%, оптимальное значение рН сульфитированного сока составляет 8,5…8,8.

16.5. Сгущение  сока  до  сиропа

Несмотря на достаточно сложный комплекс мероприятий по очистке диффузионного сока, из него удается извлечь только 25…30% несахаров. Примерные потери сахарозы в свеклоочистительном отделении составляет 0,15…0,25% от массы свеклы.

Полученный очищенный сок имеет в среднем массовую долю сухих веществ 13,3%, из которых примерно 12% составляет сахароза. Чтобы выделить сахарозу в виде кристаллов, необходимо сгустить сок и получить пересыщенный сахаром раствор. Сгущение ведут в два приема: сначала сок сгущают до массовой доли сухих веществ примерно 62%, затем сироп дополнительно очищают, повторно концентрируют до массовой доли сухих веществ 92,5…93,5%. Всего при сгущении из очищенного сока удаляют 110…115% воды от массы свеклы.

Первый этап сгущения происходит в многокорпусной выпарной установке. Так как на первой стадии вязкость концентрируемого сока еще не высока, выпаривание можно производить в вертикальных трубчатых выпарных аппаратах, в которых выпариваемый раствор находится в трубках аппарата, а в межтрубном пространстве находится греющий пар. В связи с тем, что температура кипения раствора и конденсации греющего пара зависит от давления, то в многокорпусных выпарных аппаратах можно организовать многократное использование теплоты конденсации греющего пара и, тем самым, экономить расход пара на концентрирование.

Перед сгущением фильтрованный сульфитированный сок нагревается в теплообменнике под избыточным давлением до температуры 126…129°С и направляется в 1-й корпус выпарного аппарата, где из него выпаривается часть воды, образуя вторичный пар. Из 1-го корпуса сок поступает во 2-й корпус, где выпаривается при меньшем давлении, подогреваясь вторичным паром из 1-го корпуса. Из 2-го корпуса сок поступает в 3-й корпус, где выпаривается, подогреваясь вторичным паром из 2-го корпуса. Далее сок поступает в 4-й корпус, где выпаривается, обогреваясь вторичным паром из 3-го корпуса. Таким образом, сок концентрируется до массовой доли сухих веществ примерно 65%, превращаясь в сироп. Применение многокорпусного выпаривания позволяет сократить расход пара на выпаривание примерно в 2,5 раза.

16.6. Варка  сиропа   до  утфеля  1-й  кристаллизации

Сироп после выпарной установки  подогревается в теплообменнике до температуры 85…90°С, сульфитируется, фильтруется и поступает на уваривание утфеля 1-й кристаллизации.

Поступающий на уваривание утфеля 1-й кристаллизации сульфитированный сироп должен содержать сухие  вещества массовой долей не менее 65%, быть прозрачным, иметь рН 7,8…8,2. Утфель уваривают в вертикальных вакуум-аппаратах периодического действия в 4 стадии:

– сгущение сиропа до заводки кристаллов;

– заводка кристаллов сахара;

– наращивание кристаллов сахара;

– окончательное сгущение и спуск утфеля.

Сначала в вакуум-аппарате создают остаточное давление 0,02 МПа, затем в него вводят сироп и выпаривают при температуре 67…70°С, что дает возможность проводить сгущение с небольшими потерями сахарозы от разложения. К концу процесса сгущения массовая доля сухих веществ повышается до 82…83%, что соответствует коэффициенту пересыщения 1,25…1,30; температура кипения сиропа становится 73…75°С. Повышение температуры кипения связано с увеличением содержания сухих веществ в кипящем растворе.

При этих условиях в раствор вводят затравку в виде тонко измельченной сахарной пудры из расчета 50 г на 40 т утфеля. Затравка является импульсом для возникновения новых центров кристаллизации. Как только в увариваемой массе после ввода затравки появится достаточное количество зародышей кристаллов в вакуум-аппарат в 2…3 приема подкачивают сироп, а это приводит к тому, что новые кристаллы не образуются, а растут уже имеющиеся. Дальнейшее наращивание кристаллов проводят при остаточном давлении в аппарате не выше 0,02 МПа и температуре 76…78°С.

Для наращивания кристаллов требуются: систематический приток сиропа в аппарат, поддержание коэффициента пересыщения в интервале 1,1…1,12, энергичная циркуляция утфеля и достаточная площадь поверхности кристаллизации.

16.7. Центрифугирование  утфеля  1-й  кристаллизации

После подачи последней порции сиропа в вакуум-аппарат начинают окончательное сгущение утфеля, необходимое для более полного обессахаривания межкристального раствора. Оно осуществляется до массовой доли сухих веществ 92,0…92,5%. Дальнейшее сгущение нецелесообразно, так как густой утфель плохо центрифугируется. К концу уваривания его температура не должна превышать 75°С. Выгруженный из вакуум-аппарата утфель немедленно направляют на центрифугирование.  

Утфель представляет собой текучую суспензию, состоящую из твердой фазы (кристаллов сахара) и жидкой фазы (межкристальный раствор). Чтобы получить кристаллический сахар, твердую фазу отделяют на фильтрующей центрифуге периодического действия с программным управлением. Ротор центрифуги, представляющий собой перфорированный  цилиндрический барабан, закреплен на  вертикальном валу. Утфель поступает в барабан, центробежной силой отбрасывается на внутреннюю поверхность барабана, жидкая фаза фильтруется через слой кристаллического сахара и фильтрующее сито на перфорированной поверхности барабана, а кристаллы сахара остаются на внутренней поверхности барабана. Межкристаллический раствор называют оттеком. Оттек из центрифуги по желобу направляется в сборник первого оттека.

Центрифугированием удаляется большая часть межкристального раствора, который после центрифуг называют первым оттеком. На кристаллах сахара после центрифугирования остается тонкая пленка, придающая сахару желтоватый цвет. Чтобы ее снять, слой сахара пробеливают (промывают) артезианской водой, нагретой до температуры 80…90°С, в результате чего образуется второй оттек. На пробеливание сахара расходуют воды 2,0…3,5% от массы утфеля, которую подают на слой сахара через узел промывки. После пробеливания сахар механически удаляют из центрифуги и вибротранспортером передают в сушилку. Влажность сахара, поступающего в сушилку, составляет 0,8%.

Для сушки сахара-песка применяют двухбарабанную конвективную сушилку. При вращении барабанов сахар-песок пересыпается и передвигается вдоль барабана. В первый барабан подается горячий воздух для сушки кристаллов, а во второй – очищенный холодный воздух для их охлаждения. Охлажденный сахар-песок направляют на упаковку. Сахар-песок, как правило, упаковывают в мешки массой 50 кг и хранят на сахарных складах.

Получающиеся при центрифугировании и пробелке утфеля I оттеки используют для варки утфеля II. Процесс уваривания проводят также в вакуум-аппаратах. Длительность варки несколько боль-        ше варки утфеля I. Утфель II с массовой долей сухих веществ 93,0…93,5% центрифугируют в горячем состоянии. Сахар пробеливают небольшим количеством горячей чистой воды. При центрифугировании отбирают два оттека, которые направляют на варку утфеля III. В связи с меньшей чистотой оттеков продолжительность варки утфеля III в 1,5…2,5 раза больше, чем продолжительность варки утфеля II.

Массовая доля сухих веществ в утфеле III составляет 93,0…95,5%. Из вакуум-аппарата утфель III направляют в кристаллизатор, где охлаждают холодной водой до температуры 35…40°С. Перед центрифугированием утфель нагревают в утфелемешалке и центрифугируют без пробеливания сахарозы с отбором одного оттека – мелассы, выводимой из производства.

При этом на поверхности кристаллов сахара остается слой мелассы, и доброкачественность сахара не превышает 96%. Для повышения доброкачественности сахар разбавляют оттеком утфеля I до массовой доли сухих веществ 88…90% и перемешивают в утфелемешалке 20 мин при температуре 65°С (проводят аффинацию сахара III). В результате часть несахаров, содержавшихся в пленке на кристаллах, переходит в аффинирующий раствор, и при центрифугировании будет получен более чистый сахар-аффинад. Сахар-аффинад и сахар II разбавляют (клеруют) очищенным исходным соком при температуре 80…85°С до массовой доли сухих веществ 65…67%, смешивают с сиропом и подают на уваривание утфеля I. Таким образом, товарный сахар-песок получают только из утфеля I.

16.8. Использование  отходов  свеклосахарного  
производства

В 100 кг свеклы содержится примерно 25 кг сухих веществ, из которых получают 15 кг сахара-песка, а 10 кг (40% сухих веществ свеклы) переходит в отходы. Наиболее ценными отходами свеклосахарного производства являются меласса  (оттек 3-й кристаллизации)  и обессахаренная стружка (жом).

Меласса представляет собой густую жидкость темно-коричне-вого цвета с острым запахом и неприятным вкусом, массовая доля сухих веществ в ней составляет 76…84%, из них сахарозы 46…51%. Выход мелассы составляет 4,5...5,5% от массы переработанной свеклы. Меласса используется в ряде отраслей пищевой и микробиологической промышленности в качестве основного сырья (производство этилового спирта, дрожжей, молочной и лимонной кислот, глицерина и др.), в комбикормовой промышленности как добавка в корма для животных.

Жом представляет собой мякоть свеклы. Выход жома составляет около 5 кг на 100 кг свеклы. Сухие вещества жома состоят из пектиновых веществ (45%), целлюлозы и гемицеллюлозы (примерно по 20%), белков, золы и сахара (по 2…4%). Жом является прекрасным кормом для скота, для этой цели его используют как в свежем, так и в высушенном виде.

17. ТЕХНОЛОГИЯ  МАСЛОЖИРОВОГО  И             МАРГАРИНОВОГО  ПРОИЗВОДСТВ

Жом также используют для получения пищевого пектина (для кондитерской промышленности) и пектинового клея (для текстильной и полиграфической промышленностей).

Масложировая отрасль пищевой промышленности вырабатывает пищевые и технические растительные масла, маргарин, кондитерские, хлебопекарные и кулинарные жиры, майонез, а также мыло и моющие средства, олифу. Технические растительные масла применяют при производстве лаков, красок, смазочных масел и другой продукции. Растительные масла применяют в фармацевтической и парфюмерно-косметической отраслях промышленности.

17.1. Сырье для производства растительных масел

Подсолнечник является основным масличным растением в нашей стране. На его долю приходится значительная часть общего объема производства растительных масел. Лучшие сорта подсолнечника обладают высокой урожайностью (35…57 ц/га) и масличностью  (52…60 %). Содержание плодовой оболочки составляет 20%  и ниже.

Семена хлопчатника являются побочным продуктом при выращивании хлопка на волокно. Семена производятся в большом количестве в среднеазиатских странах и Азербайджане. Часто собственных мощностей для переработки всех семян не хватает, тогда часть семян продают на российские маслодобывающие предприятия, которые имеют опыт по их переработке. Масличность семян составляет 22…26%, содержание оболочки 28…54%. Сырое хлопковое масло содержит токсичный пигмент – госсипол, придающий маслу темный цвет. Для удаления госсипола масло обязательно подвергают рафинации.

Соя относится к белково-масличным культурам. Плод сои – боб, содержащий 2…3 семени. Масличность семян  19…22%, содержание белковых веществ около 40%, оболочки – 5…10%. Соя в массовом порядке производится в Амурской области, Хабаровском и Приморском краях. Большое количество семян сои наша страна покупает по импорту в КНР, США и других странах.

Семена льна получают при выращивании льна для волокна. Плод льна – коробочка, содержащая от 1 до 10 семян. Масличность  семян  40…48%. Оболочка при переработке семян льна не отделяется.

В последнее время все большее распространение в качестве масличных семян находят семена рапса. Масличность семян рапса составляет 33…50%.

17.2. Технология  производства  растительных  масел

Масличные семена поступают на предприятие в железнодорожных вагонах или автотранспортом. Семена взвешивают, разгружают, очищают, если надо – сушат, повторно очищают и взвешивают.

Технология производства растительных масел состоит из большого количества технологических процессов, в ходе которых в масличном сырье протекают сложные физико-химические процессы.

Извлечение масла из растительного сырья в настоящее время осуществляется двумя принципиально различными способами: прессованием и экстракцией. Прессование представляет собой механический отжим масла на шнековых прессах. Прессование может быть однократное и двукратное – с предварительным и окончательным отжимом масла.

Метод экстракции основан на растворении масла в легколетучих органических растворителях и используется для прямой экстракции (однократное извлечение масла только экстракцией) и для экстракции масел из жмыха, получаемого после предварительного однократного отжима масла на шнековых прессах.

17.2.1. Подготовка  масличных  семян  к  извлечению
        из  них  масла

Обрушивание семян производится в связи с тем, что главная часть масла сосредоточена в ядрах семян, поэтому с целью снижения потерь масла с лузгой, повышения производительности оборудования за счет выведения лузги из производства, повышения кормовой ценности получаемого шрота (жмыха), так как лузга в основном состоит из менее ценных в кормовом отношении веществ, необходимо разделить семена на составляющие их части: ядро и лузгу.

Обрушивание в основном происходит за счет удара движущихся семян о неподвижную поверхность. Рушки могут иметь различную конструкцию. Важным условием обрушивания семян, кроме сведения к минимуму количества необрушенных семян (недоруша), является также сведение к минимуму образования масличной пыли, приводящей к повышению масличности лузги.

Разделение рушанки на ядро и лузгу основано на разнице в размерах лузги и ядра, а также аэродинамических свойств. Поэтому при разделении рушанка проходит через набор сит с различными диаметрами отверстий, совершающих колебательные движения. В дальнейшем каждая из фракций проходит через аспирационное устройство, где оно разделяется с помощью потока воздуха.

Таким образом, рушанка разделяется на ядро, недоруш, перевей и лузгу. Ядро поступает на дальнейшую переработку, недоруш – на повторное обрушивание, перевей – на повторное разделение, а лузга направляется на утилизацию или сжигание. Лузга часто используется на гидролизных заводах для производства гидролизного спирта и кормовых дрожжей.

Измельчение ядра производят для разрушения его клеточной структуры. Конечной целью измельчения является перевод масла, находящегося в клетках ядра, в форму, доступную для извлечения.

Измельчение ядра производят на пятивалковых станках, в которых валки расположены друг над другом. Валки имеют одинаковый наружный диаметр (примерно 400 мм). Вальцевание производят в 4 прохода. Два верхних валка имеют рифли, облегчающие захват материала. Нижний валок приводится во вращение электродвигателем через редуктор с частотой 150 об/мин, а от него вращение передается на 3-й и 5-й валки с частотой 147 об/мин. Валки 2-й и 4-й приводятся во вращение силами трения других валков. Разница в частоте вращения валков способствует растиранию материала. При хорошем помоле ядра проход мятки через сито с отверстиями диаметром 1 мм должен быть не менее 60%.   

17.2.2. Извлечение масла прессованием

Масло в мятке распределено в виде тонкой пленки на поверхности частиц измельченного ядра и удерживается на ней большими силами молекулярного взаимодействия, величина которых намного превышает давление, развиваемое современными прессами, применяемыми для отжима масла. Для уменьшения этих сил, связывающих масло с поверхностью мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонентов мятки применяют влаготепловую обработку мятки, – так называемое жарение.

Обработка мятки влагой и теплотой при интенсивном перемешивании и доведение ее влажности и температуры до оптимальных величин в течение определенного времени вызывает изменение ряда физико-химических свойств мятки и содержащегося в ней масла, что способствует наилучшему эффекту извлечения масла.

Влаготепловая обработка осуществляется в специальных аппаратах – жаровнях. Продукт, получаемый после влаготепловой обработки мятки, называется мезгой. Жарение производится в два этапа: на первом этапе мятку быстро подогревают до температуры 80…85°С острым паром с целью инактивации ферментов, содержащихся в мятке. Одновременно происходит ее увлажнение до 8…9%.   В дальнейшем на втором этапе температуру доводят до 115…120°С, а влажность до 5…6%. Время второго этапа жарения составляет 40…45 мин.

Мезга после влаготепловой обработки поступает в прессы для извлечения из нее масла. В настоящее время используют шнековые прессы, в которых создается избыточное давление, равное примерно 25 МПа. Шнековый пресс состоит из вращающегося вала, имеющего с наружной стороны спиралевидный выступ. С целью сжатия материала наружная поверхность вала постепенно увеличивается по ходу движения материала. К тому же шаг спиралевидных витков выступов (шнеков) постепенно уменьшается. Таким образом обеспечивается уменьшение объема мятки по мере сжатия и удаления из нее части масла. Неподвижная цилиндрическая поверхность пресса образована набором пластин, расположенных параллельно оси вала. Пластины имеют увеличивающуюся толщину по радиусу цилиндра. На боковых поверхностях пластин находятся выступы, обеспечивающие определенную величину зазора между пластинами, расположенными рядом друг с другом. Величина зазора составляет 0,15…1,5 мм в зависимости от расположения пластин по ходу движения мезги. Эти пластины называют зеерными пластинами, а пластины, собранные в массивных корпусах, –  зеерными коробками. Таким образом, по мере сжатия мезга уплотняется, а выделившееся масло выводится из зоны сжатия через щели между зеерными пластинами.

При влаготепловой обработке мезги важно обеспечить сочетание ее упругих и пластичных свойств. Пластичность мезги достигается принятыми режимами жарения. Отклонения от оптимального сочетания влажности и температуры мезги приводят к нарушению процесса прессования. При прессовании пересушенной мезги, ввиду низкой ее пластичности, прессуемый материал выходит из пресса в виде сухой, жесткой муки или крупки повышенной масличности. Переувлажненная, с повышенной пластичностью мезга не формируется в виде жмыховой ракушки, а выходит из пресса в виде бесформенной массы. При этом значительное количество мезги выходит из пресса через щели между зеерными планками.

17.2.3. Извлечение  масел  методом  экстракции

Масличность жмыха при предварительном прессовании составляет примерно 18%, а при повторном, окончательном прессовании – не выше 6%.

Экстракционный метод извлечения растительных масел из масличного сырья заключается в растворении масел в специальных растворителях и дальнейшей отгонке растворителя из масел и шрота, после чего растворитель используется повторно.

Растворителей, удовлетворяющих всем требованиям к ним, в настоящее время не существует, поэтому применяемые растворители имеют ряд недостатков.

В настоящее время в качестве растворителей используют специальный экстракционный бензин, являющийся смесью алифатических углеводов (продуктами крекинга нефти). В соответствии с ТУ 101303-72 выпускаются экстракционные бензины марок А и Б, которые несколько отличаются друг от друга.

Бензин марки А имеет плотность 685 кг/м3, температуру начала перегонки 63С и перегонки не менее 98%  при температуре 75°С. Бензин марки Б имеет плотность 715 кг/м3, температуру начала перегонки не менее 70С и перегонки 98%  при температуре  не менее 85°С.

Главными недостатками экстракционного бензина являются его легкая воспламеняемость и способность образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Воспламенение может произойти  при температуре 260…270°С от искры или любого предмета, нагретого до такой температуры, например, от соприкосновения с неизолированным паропроводом. Именно это ограничивает температуру применяемого перегретого пара, которая не должна превышать 220°С. При достижении содержания паров бензина в воздухе от 40…47 мг/л до 230…300 мг/л смесь является взрывоопасной. Пары бензина тяжелее воздуха в 2,7 раза и располагаются внизу, скапливаясь в ямах, каналах для труб, приямках для норий, шнеков, что требует постоянной вентиляции этих мест.

Бензин оказывает токсическое действие на организм человека, поражая, главным образом, нервную систему. Продолжительное вдыхание паров бензина вызывает головокружение, головную боль, потерю сознания. Острые несистематические отравления быстро и бесследно проходят при выходе пострадавшего на свежий воздух или вдыхании кислорода. По действующим нормам по охране труда содержание паров бензина в рабочих помещениях не должно превышать 0,3 мг  на 1 л воздуха. Для обеспечения этих норм в экстракционных цехах устанавливается усиленная приточно-вытяжная вентиляция. Отдельные места аспирируют особенно интенсивно путем устройства местных отсосов.

Экстракционный способ извлечения масла из масличного сырья может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с форпрессованием. Наиболее характерным примером использования экстракционного способа самостоятельно является прямая экстракция “сырой мятки” при переработке семян сои. При комбинировании экстракционного способа с форпрессованием извлечение производится в два этапа. На первом этапе  прессованием извлекается 80…85% масла, что облегчает проведение второго этапа – экстракции. Форпрессование-экстракция применяется при переработке семян подсолнечника, хлопчатника, льна, арахиса, копры, пальмовых ядер и т.д.

При прямой экстракции семена сои измельчают в довольно крупную крупку (размерами 6…9 мм) и после влаготепловой обработки расплющивают в лепесток толщиной 0,4…0,6 мм. Затем лепесток подсушивают для улучшения проницаемости бензина и масла.

При использовании метода форпрессования-экстракции жмых подвергают обработке с целью придания ему структуры крупки, гранул или лепестка, обеспечивающих максимальное извлечение масла растворителем. Для этого жмых дробят, подвергают влаготепловой обработке, затем на плющильных вальцах получают жмыховый лепесток.

В настоящее время для экстракции используют экстракторы, работающие по следующим способам:

– погружения экстрагируемого материала в противоположно движущийся растворитель;

– многоступенчатого противоточного орошения экстрагируемого материала растворителем;

– по смешанному способу, при котором на первой стадии свежий материал замачивается и экстрагируется концентрированной  мисцеллой, а на второй стадии – окончательно обезжиривается путем многократного орошения мисцеллой и чистым растворителем.

Раствор масла в легколетучем растворителе называют мисцеллой. Мисцелла, выходящая из экстрактора, увлекает за собой  некоторые частицы экстрагируемого материала, которые отделяют фильтрованием. В дальнейшем растворитель переводят в парообразное состояние. Этот процесс в масложировой промышленности называют дистилляцией мисцеллы.

В процессе дистилляции растворитель должен быть как можно полнее удален (до тысячных долей процента) при минимальных температурах в возможно короткий срок. Полнота отгонки растворителя контролируется по температуре вспышки масла, которая должна быть не менее 225°С. Дистилляция мисцеллы производится в 2…4 стадии. На первых стадиях, при повышении массовой доли масла в мисцелле с 12…20 до 55…60%, температура кипения мисцеллы незначительно увеличивается с увеличением содержания масла. Поэтому дистилляция мисцеллы на этих стадиях напоминает обыкновенную выпарку. В дальнейшем с повышением содержания масла в мисцелле температура ее кипения возрастает значительно. Особые трудности испытывают при удалении последних 5% бензина.

На последней стадии дистилляции мисцеллы с целью интенсификации массообмена процесс ведут под разрежением, и в аппарат подают инертное по отношению к мисцелле вещество – перегретый водяной пар, за счет которого, прежде всего, происходит снижение парциального давления паров бензина в смеси паров. Кроме того, распылением или применением других методов увеличивается межфазная поверхность жидкость-пар,  увеличивается коэффициент массообмена при переходе от жидкой фазы к газообразной.

Выходящий из экстрактора шрот содержит 25…40% растворителя. С целью сокращения расхода растворителя и придания шроту товарных свойств (шрот является ценным белоксодержащим кормом для животных) растворитель отгоняют из шрота.

17.3. Рафинация  масла

Отгонку растворителя из шрота производят или в горизонтальных шнековых испарителях, или в вертикальных чанных испарителях – тостерах. Готовый шрот, выходящий из испарителя, имеет температуру 100…105°С, влажность 8,5…10%, содержит растворителя не более 0,05%.

Очистка масел от сопутствующих веществ получила название рафинации. Существуют следующие методы рафинации: физические (отстаивание, центрифугирование, фильтрование), химические (гид-ратация, щелочная рафинация) и физико-химические (адсорбционная рафинация, дезодорация).

Удаление из масел крупных твердых частиц, увлекаемых маслом при маслодобывании, производится отстаиванием в механизированных гущеловушках-отстойниках или в горизонтальных шнековых центрифугах.

Осветление масел (удаление мелких твердых частиц) производится на саморазгружающихся центрифугах или фильтрованием на фильтр-прессах.

Гидратацию (удаление фосфолипидов с помощью воды) производят невзирая на то, что в физиологическом отношении фосфолипиды полезны для человека, и они являются антиокислителями, предохраняющими масла от окисления, но при хранении масел выпадают в легко разлагающийся осадок. Кроме того, фосфолипиды, являясь поверхностно-активными веществами, мешают проведению ряда дальнейших технологических процессов при переработке масел.

При гидратации масло тщательно перемешивают с горячей водой. Смесь масла с водой при температуре 45…60°С выдерживают в течение 20…30 мин для коагулирования фосфолипидов и формирования осадка. Осадок отделяют в отстойниках или  сепараторах.

С целью сохранения осадок высушивают на роторных пленочных аппаратах в тонкой турбулизованной пленке материала. Масло высушивают в распылительных сушилках, нагретых  до  100…110°С, до остаточного содержания влаги в масле не более 0,1%.

Щелочная рафинация производится с целью удаления из масел свободных жирных кислот. При этом тщательно смешивают водный раствор щелочи с маслом. Свободные жирные кислоты реагируют со щелочью с образованием мыла и воды. Мыло выпадает в осадок, увлекая за собой разнообразные примеси: красящие вещества, белки, слизи и др. Образующийся осадок после щелочной рафинации называют соапстоком. Щелочная рафинация сопровождается также частичным разложением нейтрального жира, что нежелательно, так как приводит к уменьшению выхода рафинированного масла.

Адсорбционная рафинация производится с целью удаления красящих веществ из масла (отбеливание масла). При щелочной рафинации цвет масла тоже несколько снижается, так как идет частичная сорбция пигментов соапстоком. Однако жирорастворимые пигменты остаются в масле.

Для отбеливания масел используют бентонитовые глины, активированные кислотной обработкой. Основными компонентами бентонитовых глин являются алюмосиликаты. Активные глины вводят в масло в количестве до 2,0…2,5% от массы масла (для хлопкового масла 4…5%). Процесс отбеливания масла заключается в создании суспензии масла и отбеливающей глины. Суспензию при активном перемешивании выдерживают при разрежении в аппарате. Отбельную глину отделяют от масла фильтрованием. Отбелка происходит при остаточном давлении в аппарате, равном 3,4 кПа. Продолжительность отбеливания составляет примерно 30 мин.

Дезодорация масел применяется для удаления веществ, придающих  маслам специфические вкус и запах. Частично эти вещества удаляются на предыдущих этапах рафинации, но недостаточно.

Масло, подвергшееся щелочной рафинации, подогревают до тем-пературы 60С, после чего подают в деаэратор для удаления растворенного воздуха из масла, где оно распыляется под вакуумом и подогревается до 130…180°С. После деаэрации масло дополнительно подогревают и подают в дезодоратор. Дезодорацию ведут при температуре 190…250°С и остаточном давлении в аппарате 0,4…1,3 кПа.  Для снижения парциального давления одорирующих веществ в        дезодоратор подают острый перегретый водяной пар. В этих условиях из масел испаряются более легколетучие одорирующие вещества. После дезодорации масло охлаждают до температуры 40°С. Для предотвращения окисления дезодорированное масло  хранят без доступа кислорода воздуха (под вакуумом или в атмосфере инертного газа).

 17.4. Гидрогенизация  жиров

Задача гидрогенизации жиров – превращение жидких масел, содержащих ненасыщенные жирные кислоты (жирные кислоты, имеющие двойные и тройные связи между атомами углерода), в твердые жиры. При этом двойные и тройные связи между атомами углерода расщепляются и в присутствии катализаторов замещаются атомами водорода.

В качестве катализатора гидрирования жиров используют в основном порошкообразный никелевый катализатор, промотированный медью. В последнее время стали использовать никелевый катализатор на кизельгуре.

Для гидрирования жиров необходим водород. Среди разнообразных методов производства водорода наиболее распространенным является электролитический метод. Практически электролизу постоянным током подвергаются водные растворы щелочей или кислот. Хранят водород в газгольдерах.

На гидрирование направляется тщательно отрафинированное масло. Процесс гидрирования ведут в вертикальных цилиндрических автоклавах, снабженных рубашкой, турбинной мешалкой и барботером для водорода. На многих предприятиях процесс гидрирования ведут непрерывным способом в батарее из трех автоклавов, в которых масло проходит последовательно через автоклавы батареи. Гидрированное масло (саломас) из последнего автоклава направляется в сборник, откуда подается на фильтрацию для отделения катализатора. Использованный катализатор частично применяют повторно для гидрирования, а частично – для регенерации.

Для производства пищевого саломаса используют только свежий водород, а технического – смесь с очищенным оборотным водородом. Температура масла при производстве пищевого саломаса при гидрировании составляет 210…230°С, а при производстве технического саломаса 240…250°С. Масса катализатора, добавляемого в масло при гидрировании, составляет 0,5…2,0 кг никеля на 1 т масла. Температура плавления пищевого саломаса 31…33°С, а технического – от 33…36 до 45…48°С.

17.5. Технология  производства  маргариновой  продукции

Маргарин представляет собой дисперсную систему – эмульсию типа “вода в масле”. По составу, свойствам и питательной ценности это высококачественный пищевой продукт, равноценный сливочному маслу. Маргариновую продукцию применяют в хлебопекарной промышленности, кондитерской промышленности, кулинарии, в промышленности пищеконцентратов, а также для непосредственного употребления в пищу.

В состав маргарина входят: жировая основа, молоко, соль, сахар, фосфолипиды и эмульгаторы. В состав жировой основы, например, молочного маргарина входят, кроме растительного саломаса, твердые  при комнатной температуре кокосовое и пальмоядровое масла, китовый саломас и жидкое растительное масло. Жировая основа маргарина должна иметь температуру плавления 27…37°С и содержать твердые глицериды при  20°С от 18 до 22%.

Маргариновые заводы, кроме производства собственно маргарина, выпускают жиры кондитерские (для производства шоколадных изделий, конфет, ванильных и прохладительных начинок), жиры кулинарные (гидрожир кулинарный, комбижир животный, комбижир растительный, комбижир свиной), жиры для пищеконцентратов (гидрожир легкоплавкий с повышенной твердостью), жир для булочных изделий (хлебопекарный жир с фосфолипидами), заменитель масла какао.

Для повышения биологической ценности маргарин часто обогащают витаминами A и D. В качестве ароматизаторов применяют соединения, имеющие в своем составе диацетил. Для повышения стойкости при хранении и снижения окислительных процессов в маргарин добавляют консерванты – аскорбиновую, лимонную или бензойную кислоты.

Молоко, используемое при производстве маргарина, подвергают пастеризации при температуре 80…85°С. После охлаждения до 24…28°С в него вводят закваску. В результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий молоко свертывается, при этом образуется небольшое количество летучих продуктов брожения, в частности, диацетил, которые придают маргарину специфический молочнокислый аромат.

Технология производства маргарина состоит из следующих процессов: подготовки молока, подготовки воды, соли, сахара, эмульгатора, красителя и витаминов. Эмульсии приготавливают сначала в емкости с интенсивным перемешиванием, а затем в гомогенизаторе, где получают тонкодисперсную эмульсию. Далее производят охлаждение и переохлаждение эмульсии в вытеснительном охладителе и кристаллизаторе. После этого маргарин фасуют.

Хранение маргариновой продукции ведут в холодильных камерах при температуре 0…2°С. Качество маргариновой продукции должно соответствовать действующим стандартам и техническим условиям. Все столовые и молочные маргарины должны иметь массовую долю жира не менее 82%. Шоколадный и кофейный маргарины должны содержать не менее 62…65% жиров. Маргарин должен иметь чистый вкус и аромат, сходный со сливочным маслом, консистенция должна быть однородной и пластичной, а цвет – однородным по всей массе. При жарении маргарин не должен разбрызгиваться.

КОНТРОЛЬНЫЕ  ВОПРОСЫ

1. Роль пищевой промышленности в удовлетворении потребительского спроса населения.

2. Производственный процесс. Основное и вспомогательное производства.

3. Технологический процесс и его составные части. Понятие о технологии производства изделия.

4. Роль пищи и питания для жизнедеятельности человека.

5. Вещества, составляющие основную часть питания.

6. Незаменимые факторы питания.

7. Ассимиляция и диссимиляция веществ в организме.

8. Основной и дополнительный обмен веществ в организме.

9. Калорийность пищи.

10. Потребность человека в различных пищевых веществах и
энергии.

11. Белки как важнейшая часть пищи.

12. Классификация белков.

13. Состав белков.

14. Свойства белков и их использование в пищевых произ-
водствах.

15. Биологическая ценность белков и их составных частей.

16. Роль незаменимых аминокислот в питании. Источники белков.

17. Липиды и их роль в питании.

18. Химический состав липидов. Свойства липидов.

19. Источники липидов.

20. Ненасыщенные жирные кислоты, их свойства и роль в пита-
 нии.

21. Источники углеродов и их роль в питании.

22. Химический состав углеродов и их свойства.

23. Полисахариды первого порядка и их применение в пищевой
 промышленности.

24. Полисахариды второго порядка  и их применение в пищевой
 промышленности.

25. Значение ферментов для обмена веществ.

26. Эндо- и экзоферменты и их действие при обмене веществ.

27. Использование ферментных препаратов в пищевых произ-
водствах.

28. Значение витаминов для жизнедеятельности человека.

29. Значение аскорбиновой кислоты (витамина С) для человека. Источники и потребность.

30. Значение тиамина (витамина В1) для человека. Источники и потребность.

  1.   Значение никотиновой кислоты (витамина В3) для человека. Источники и потребность.
  2.   Значение рибофлавина (витамина В2) для человека. Источники и потребность.
  3.   Значение пантетоновой кислоты (витамина В5) и пиридоксина (витамина В6) для человека. Источники и потребность.
  4.   Значение фолиевой кислоты (витамина В9) для человека. Источники и потребность.
  5.   Значение ретинола (витамина А) для человека. Источники и потребность.
  6.   Значение кальциферолов (витамина D) для человека. Источники и потребность.
  7.   Значение токоферолов (витамина Е) для человека. Источники и потребность.
  8.   Значение филлихинонов (витамина К) для человека. Источники и потребность.
  9.   Значение воды для производства пищевых продуктов. Требования к качеству воды, используемой для производства пищевых продуктов.
  10.   Роль воды в жизнедеятельности человека.
  11.   Роль хлористого натрия для жизнедеятельности человека, суточная потребность в нем.
  12.   Роль натрия и калия для жизнедеятельности человека.
  13.   Роль кальция в жизнедеятельности человека. Источники и суточная потребность.
  14.   Значение фосфора и магния для жизнедеятельности человека. Источники и суточная потребность.
  15.   Значение железа, меди и йода для жизнедеятельности человека. Источники и суточная потребность.
  16.   Значение марганца, кобальта, цинка и фтора для жизнедеятельности человека. Источники и суточная потребность.
  17.   Понятие “качество продукции”.
  18.   Показатели качества пищевых продуктов.
  19.   Факторы, влияющие на качество производимых пищевых продуктов.
  20.   Группы предприятий, перерабатывающих растительное сырье. Классификация пищевого сырья.
  21.   Показатели,  характеризующие зерномучное сырье.
  22.   Какая продукция изготавливается из зерномучного сырья?
  23.   Химический состав зернового сырья.
  24.   Свойства, которыми характеризуется зерновое сырье.
  25.   Пшеничная мука как сырье для пищевых производств.
  26.   Ржаная мука как сырье для пищевых производств.
  27.   Плоды и овощи как сырье для пищевых производств.
  28.   Физиологическая ценность плодов и овощей для человека.
  29.   Требования к технологической воде, используемой в пищевых производствах.
  30.   Задачи хранения растительного сырья. Важнейшие процессы, выполняемые при подготовке сырья к хранению  и в процессе хранения.
  31.   Биохимические процессы, происходящие в растительном сырье при хранении.
  32.   Факторы, влияющие на интенсивность дыхания растительного сырья при его хранении.
  33.   Значение послеуборочного дозревания для качества растительного сырья.
  34.   Условия прорастания растительного сырья при его хранении.
  35.   Изменения химического состава растительного сырья при его хранении.
  36.   Деятельность микроорганизмов в процессе хранения растительного сырья.
  37.   Самосогревание растительного сырья при его хранении.
  38.   Способы хранения зернового сырья, их преимущества и недостатки.
  39.   Режимы хранения зернового сырья.

69. Вредители зернового сырья и борьба с ними.

70. Хранение картофеля.

71. Хранение сахарной свеклы.

72. Хранение плодов и овощей в холодильниках.

73. Классификация пищевых производств в зависимости от ос-новных технологических процессов, используемых в технологиях.

74. Роль дрожжей в производстве пищевых продуктов.

75. Строение дрожжевой клетки.

76. Фазы развития дрожжей.

77. Изменения дрожжей по возрасту. Дыхание дрожжей.

78. Влияние внешних условий на жизнедеятельность дрожжей.

79. Дрожжи, применяемые при производстве пищевых продуктов.

80. Характеристика продуцента лимонной кислоты – микроскопических грибов Aspergillus niger.

81. Характеристика продуцента молочной кислоты – бактерий Lactobcillus delbrükii.

82. Приготовление питательной среды при производстве хлебопекарных дрожжей.

83. Выращивание посевных дрожжей при производстве хлебопекарных дрожжей.

84. Выращивание товарных дрожжей при производстве хлебопекарных дрожжей.

85. Дозревание дрожжей и выделение их из жидкой среды при производстве хлебопекарных дрожжей.

86. Фильтрование дрожжевого концентрата и формование прессованных дрожжей при производстве хлебопекарных дрожжей.

87. Этиловый спирт как пищевой продукт. Сырье для производства пищевого этилового спирта.

88. Подготовка зерна и картофеля для производства спирта.

89. Разваривание крахмалсодержащего сырья при производстве спирта.

90. Осахаривание крахмалсодержащего сырья при производстве спирта.

91. Культивирование дрожжей и сбраживание сусла при производстве спирта.

92. Извлечение спирта из зрелой бражки и его очистка.

93. Утилизация отходов при производстве пищевого спирта.

94. Характеристика водок как пищевого продукта. Подготовка воды для производства водок.

95. Обработка активным углем, окончательное фильтрование и розлив водок.

96. Определение ликероводочных изделий и их классификация.

97. Подготовка сырья и приготовление полуфабрикатов при про-изводстве ликероводочных изделий.

98. Купажирование и фильтрование купажей при производстве ликероводочных изделий.

99. Выдержка и гомогенизация ликеров. Розлив готовых ликероводочных изделий и оценка их качества.

100. Классификация виноградных вин.

101. Сырье для производства виноградных вин.

102. Производство столовых вин.

103. Производство крепленых вин.

104. Обработка и выдержка вин.

105. Производство вин, насыщенных диоксидом углерода (клас-
 сификация, сырье и его подготовка).

106. Бутылочный способ шампанизации вин.

107. Резервуарный и непрерывный методы шампанизации вин.

108. Классификация коньяков. Сырье для производства коньяков.

109. Технология производства коньяков.

110. Технология производства пива. Требования к сырью.

111. Ячменный солод как сырье. Замачивание ячменя.

112. Проращивание ячменя при производстве солода.

113. Сушка и отделение ростков при производстве солода.

114. Затирание зернопродуктов при производстве пива.

115. Фильтрование затора и варка сусла при производстве пива.

116. Охлаждение и брожение сусла при производстве пива.

117. Производство кваса.

118. Газированные безалкогольные напитки (классификация, ос-
  новные стадии производства, используемое сырье).

119. Производство сахарного сиропа, колера, купажного сиропа,
 газированной воды при производстве газированных безалкогольных
 напитков.

120. Строение злаковых культур при производстве муки.

121. Помол зерна при производстве муки.

122. Низкие помолы зерна при производстве муки.

123. Высокие помолы зерна при производстве муки.

124. Ассортимент хлебобулочного производства. Состав хлеба и его роль в питании человека.

125. Приготовление теста из пшеничной муки.

126. Особенности производства теста из ржаной муки.

127. Значение брожения при производстве хлебобулочных изделий.

128. Разделка и расстойка теста при производстве хлеба.

129. Выпечка хлеба.

130. Хранение и транспортировка хлеба.

131. Классификация макаронных изделий.

132. Приготовление теста при производстве макаронных изделий.

133. Прессование макаронных изделий.

134. Разделка сырых макаронных изделий.

135. Сушка макаронных изделий.

136. Охлаждение и упаковка макаронных изделий.

137. Классификация кондитерских изделий.

138. Сырье для производства кондитерских изделий.

139. Производство карамельных масс.

140. Приготовление начинок для карамели.

141. Обработка карамельной массы и формование карамели.

142. Охлаждение, отделка и завертка карамели.

143. Свойства шоколада. Сырье для производства шоколадных изделий.

144. Получение какао-тертого и какао-масла.

145. Получение шоколадной массы.

146. Виды шоколадных масс.

147. Формование шоколадных масс. Завертывание шоколада.

148. Конфеты как кондитерские изделия.

149. Приготовление помадных масс.

150. Приготовление пралиновых и марципановых масс.

151. Приготовление сбивных конфетных масс.

152. Приготовление ликерных и грильяжных конфетных масс.

153. Приготовление кремовых и желейно-фруктовых конфетных масс.

154. Формование конфетных корпусов методом отливки.

155. Формование конфетных корпусов методами прессования, прокатки или размазывания.

156. Глазирование конфет.

157. Сырье для производства сахара-песка.

158. Доставка свеклы на сахарный завод и отделение примесей.

159. Мойка, взвешивание и изрезывание сахарной свеклы.

160. Получение диффузионного сока при производстве сахара-песка.

161. Дефекация сока при производстве сахара-песка.

162. Сатурация сока при производстве сахара-песка.

163. Фильтрование сока при производстве сахара-песка.

164. Сульфитация сока при производстве сахара-песка.

165. Сгущение сока до сиропа при производстве сахара-песка.

166. Варка сиропа и оттеков до утфелей, получение кристаллического сахара.

167. Центрифугирование утфеля. Пробеливание и сушка сахара-песка.

168. Переработка оттеков утфелей I, II и III.

169. Использование отходов свеклосахарного производства.

170. Сырье для производства растительных масел.

171. Подготовка масличных семян к извлечению из них масла.

172. Извлечение масла прессованием.

173. Характеристика экстракционного бензина, применяемого для извлечения растительных масел.

174. Извлечение масел методом экстракции.

175. Рафинация масел.

176. Гидрогенизация жиров.

177. Производство маргариновой продукции.


список Рекомендуемой литературы

1. Калунянц К. А., Яровенко В. Л., Домарецкий В. А., Колче-        ва Р. А. Технология солода, пива и безалкогольных напитков. – М.: Колос, 1992. – 446 с.

2. Ковальская Л. П., Шуб И. С., Мелькина Г. М. и др. Техноло-гия пищевых производств/ Под ред. Л.П. Ковальской. – М.: Колос, 1997. – 752 с.

3. Назаров Н. И., Гинзбург А. С., Гребенюк С. М., Маршал-       кин Г. А., Мачихин Ю. А., Нечаев А. П. и др. Общая технология пищевых производств/ Под ред. Н. И. Назарова. – М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981. 360 с.

4. Общая технология пищевых производств/ Под ред. Л. П. Ковальской. – М.: Колос, 1993. – 383 с.

5. Сапронов А. Р., Жушман А. И., Лосева В. А. Общая технология сахара и сахаристых веществ/ Под ред. А. Р. Сапронова. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1990. – 397 с.

6. Технология производства растительных масел/ Под ред.           В. М. Копейковского. – М.: Лег. и пищ. пром-сть,1982. – 416 с.

7. Технология переработки жиров/ Под ред. Н. С. Арутюняна. – М.: Агропромиздат, 1985. – 368 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8858. Документация хозяйственных операций 146.44 KB
  Документация хозяйственных операций Цель лекции: студент должен познакомиться со способами ведения документации хозяйственных операций Содержание. Документация. Классификация бухгалтерских документов. Характеристика первичных документов...
8859. Виды и назначение отчетности 84.27 KB
  Виды и назначение отчетности Цель лекции: студент должен познакомиться с видами отчетности и системой их показателей Содержание. Понятие отчетности. Классификация отчетности. Виды отчетности. Требования, предъявляемые к отчетно...
8860. Сценарий экологического праздника. И кошке доброе слово приятно. Сценарий экологического праздника 63.5 KB
  Сценарий экологического праздника И кошке доброе слово приятно Цель: представить и обобщить результаты коллективной творческой деятельности учащихся в ходе реализации экологического проекта Кошкин дом. Задачи: обобщить и дополнить знания уча...
8861. Гуманному отношению к животным посвящается 273 KB
  Гуманному отношению к животным посвящается Цель: Формирование системы ценностных ориентаций учащихся через осознание своей роли в экомире расширение положительных нравственных качеств личности, таких как гуманизм, сострадание, милосерди...
8862. С любовью к животным. Класный час 69.5 KB
  Классный час, посвященный Всемирному Дню Защиты животных С любовью к животным ( 3 -7 кл) Цель: Воспитание учеников, как активных, отзывчивых людей. Воспитание гуманных общечеловеческих качеств у детей - забота, сострадание. Воспитание чув...
8863. Классный час на тему: Мы в ответе за тех, кого приручили 46.5 KB
  Классный час на тему: Мы в ответе за тех, кого приручили! Цель: определить причины появления на улицах бездомных собак, обратить внимание жителей на эту проблему. Задачи: Узнать, как собака стала домашним животным, чем является собака для чело...
8864. Классный час: Собака - друг человека. А друзей не бросают в беде 124 KB
  Классный час: Собака - друг человека. А друзей не бросают в беде Цель: воспитание гуманного отношения к бездомным животным и ответственности за домашних питомцев. Прогнозируемый результат: получение школьниками опыта переживан...
8865. Окружающий мир. Про кошек и собак 118.5 KB
  Предмет - Мир вокруг нас Краткая аннотация проекта: Проект проводится в рамках предмета Мир вокруг нас для учеников 2 класса. Метод проектов при изучении тем Про кошек и собак, Как ухаживать за кошкой и собакой позволяет детям не только раскры...
8866. Собака - друг человека 73.5 KB
  Тема: Собака - друг человека Продолжительность: Класс: 2 класс Технологии: компьютерная презентация Аннотация: Урок по теме Собака - друг человека проводится в рамках Года добрых дел. На этом уроке рассматривается произведение Б. Заходера Песн...