автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Обоснование и разработка технологии водки с использованием гидробионтов

Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Структура и свойства водно - спиртовых смесей.

1.2 Использование активных сорбентов для обработки водно — спиртовых растворов.

1.3 Характеристика гидробионтов и использование их в пищевой промышленности.

2 Методическая часть.

2.1 .Объекты исследований.

2.2 Методы исследований.

2.3 Математическая обработка экспериментальных данных.

3 Экспериментальная часть.

3.1 Исследование изменений физико - химических показателей водно - спиртовых смесей в зависимости от различных факторов.

3.1.1 Влияние природы спирта.

3.1.2 Влияние очередности внесения компонентов при получении водно - спиртовых смесей.

3.1.3 Влияние температуры исходных компонентов сортировки на физико - химические показатели.

3.1.4 Динамика физико - химических показателей водно - спиртовых смесей в зависимости от давления.

3.1.5 Изменение физико - химических показателей сортировки при выдержке.

3.2 Исследование изменений качества водки в зависимости от различных технологических приемов.

3.2.1 Влияние способа обработки сортировки.

3.2.2 Изменение физико - химических показателей готового продукта в процессе хранения.

3.2.3 Влияние вида стекла на качество водки при хранении.

3.3 Разработка схемы технологического процесса производства водки с использованием гидробионтов.

3.3.1 Разработка способа получения настоев из гидробионтов.

3.3.2 Определение физико - химических показателей водки.

3.3.1 Разработка схемы технологического процесса производства водки с использованием настоев из гидробионтов.

В современных условиях производства ликеро — водочных изделий, с учетом широкого ассортимента продукции, представленной на отечественном потребительском рынке, особая роль отводится совершенствованию как отдельных технологических операций, так и всего процесса в целом.

Применение традиционных технологических приемов не всегда позволяет получить готовую продукцию соответствующую, по физико -химическим и органолептическим показателям, действующим регламентам.

Тенденция реализации мер по повышению качества ликеро -водочной продукции направлена на разработку новых методов обработки водно - спиртовой смеси, именуемой в производстве сортировкой, применение для улучшения органолептической оценки напитка различных ингредиентов, использование новых видов фильтров для придания напитку кристальной чистоты и прозрачности и т.п.

В последнее время получило развитие использование для приготовления водки различных компонентов, обладающих биологически активными свойствами. К сожалению, широко используемая обработка сортировки активированным углем позволяет добавлять указанные компоненты в небольших концентрациях, в связи с недостаточной сорбционной способностью сорбента. В результате чего не достигается обогащение напитка биологически активными веществами.

На основании вышесказанного можно сделать предположение о несовершенстве используемых, на сегодняшний день, технологических приемов и о необходимости разработки новых способов, позволяющих получить готовый напиток, отвечающий как действующим ГОСТам, так и современному направлению приготовления водки.

Настоящая работа посвящена изучению процессов, протекающих при производстве водки, факторов влияющих на качество напитка, а также разработке технологии водки с использованием нового вида сырья, позволяющего, помимо расширения сортимента ликеро — водочной продукции, повысить ее биологическую активность.

Применение метода определения продолжительности жизни пленки водно - спиртовых смесей позволило фиксировать степень ассимиляции спирта в воде на различных технологических этапах приготовления напитка, с учетом влияния различных физических факторов, таких как температура, давление, продолжительность ассимиляции, обработка сортировки и т.д. проведенные исследования позволили дать определение ассимиляции применимое для водочного производства, основанное как на химическом так и на межмолекулярном взаимодействии, протекающих в водно - спиртовых смеси.

Предложено в качестве активного сорбента для обработки водно -спиртовой смеси использование клиноптилолита, которое способствует сорбированию на своей поверхности соединений, вызывающих помутнения и нежелательные оттенки вкуса и аромата, чем достигается двойной эффект осветления и улучшения органолептической оценки. Применение клиноптилолита, за счет его высокой сорбционной способности, обогащать водки биологически активными соединениями, такими как белковые, полисахариды и другими, способствующие смягчению негативного воздействия продуктов метаболизма этилового спирта на организм человека. При этом на стабильности напитка в процессе хранения это не отражается. Изучено изменение физико -химических показателей в процессе хранения в стеклянной бутылке с разной степенью использованности (новая и бывшая в употреблении).

На защиту выносятся следующие основные положения: 1. Оценка влияние различных факторов на физико - химические показатели водно - спиртовой смеси. 6

2. Поиск новых видов сорбентов для обработки водно - спиртовых смесей.

3. Осуществить подбор новых видов биологически - активного сырья для получения особых водок.

Экспериментальные исследования проводились на кафедре технологии виноделия Кубанского государственного технологического университета, на предприятии ООО «Экстра», находящегося в г. Краснодар.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что очередность внесения компонентов при получении водно — спиртовых смесей играет важную роль при ассимиляции спирта в растворе. Так, при внесении спирта в воду данная цель достигается быстрее, в сравнении с образцом, приготовленным путем добавления воды в спирт.

2. Анализ физико - химических показателей водно - спиртовой смеси в зависимости от изменения температуры, позволил установить, что при отклонении от 10-20 °С происходит интенсификация процессов, протекающих при приготовлении сортировки.

3. Снижение давления при приготовлении водно - спиртовой смеси приводит к уменьшению содержания органических примесей и времени жизни пленки в исследуемых образцах за счет уменьшения содержания кислорода в среде смешения компонентов.

4. Установлено, что физико - химические показатели сортировки меняются после смешения компонентов смеси, наименьшие значения массовой концентрации микропримесей и продолжительности жизни пленки исследуемых образцов зафиксированы через 3 — 3,5 часа после получения водно - спиртовой смеси, что связано с формированием ее структуры в течение длительного времени.

5. Анализ образцов полученных путем обработки клиноптилолитом допускает использование его в качестве активного сорбента для обработки сортировки с целью снижения органических примесей и удаления красящих веществ.

6. Установлено, что в процессе хранения содержание альдегидов и сивушных масел в водке уменьшается, а сложных эфиров увеличивается. Это связано с тем, что в готовом напитке продолжают протекать химические процессы, например, этерификация.

91

7. Использование бутылки бывшей в употреблении для хранения водки приводит к неравномерному изменению содержания альдегидов, тогда как при использовании новой бутылки скачкообразное поведение не наблюдается.

8. Предложена схема технологического процесса получения водки с использованием гидробионтов (ульва, филлофора, зостера и гидролизат из мидий). Использование настоев из гидробионтов позволяет получить водку с биологически активными свойствами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Водка является продуктом смешения воды со спиртом с дальнейшим их обработкой через слой активного сорбента.

Изменение физико - химических показателей водки происходит на всем этапе производства напитка.

Начальным этапом производства водки является получение сортировки путем смешения воды со спиртом, в результате которого наблюдается ряд явлений, природа которых не получила на сегодняшний день должного разъяснения, но установлено влияние различных физико -химических факторов.

Следует также отдать должное обязательной обработке сортировки активным сорбентом, результатом которой является изменение физико-химических и формирование органолептических показателей, характерных для готового напитка.

Следует отметить, что водка является одним из напитков, потребление, которого приводит к явным негативным последствиям, оказанным на организм потребителя. На основании этого получило распространение разработка технологии водки с добавлением сырья, способного смягчить данное воздействие.

Проведенные нами исследования позволили дополнить представления о воздействии различных факторов (температура, время выдержки водно - спиртовой смеси и т.п.) на физико - химические показатели готового напитка при на всех этапах технологического процесса. Изучено влияние указанных факторов на степень ассимиляции спирта в водно - спиртовой смеси.

Основываясь на литературных и полученных экспериментальных данных изменения в составе водно - спиртовых смесей обусловлены нестабильной молекулярной структурой исследуемого раствора.

При получении сортировки образуются водно - спиртовые клатраны. Также как и чистые растворы, они являются не стабильными и малейшее воздействие, будь то температура или просто какое - то механическое воздействие, приводит к разрыву водородных связей, перегруппировке молекул и образованию новых клатранов.

Играет важную роль при формировании структуры порядок внесения компонентов, т.е. спирт в воду или вода в спирт. Так при внесении спирта в воду, вероятно, происходит постепенное формирование структуры и как результат образование больших комплексов. А при добавлении воды в спирт, в соответствии с технологией получения водно - спиртовых смесей, зафиксирован распад большого комплекса, вероятно, на маленькие. Это связано с тем, что в данном случае, водные и спиртовые кластеры и ассоциаты разрываются на отдельные молекулы и обрывки структур, затем в процессе хранения, эти обрывки соединяются между собой и образуют водно - спиртовые клатраны. Следует отметить, что в данном случае процесс ассимиляции (образование клатранов) протекает гораздо дольше.

Установлено, что отклонение от температурного диапазона 10— 20 °С приводит к увеличению накопления органических примесей предположительно за счет образующейся теплоты смешения и искусственного подогрева раствора, а именно при смешении воды со спиртом выделяется теплота, так наибольшая ее величина зафиксирована при температуре близкой к 0 °С. В результате такого «самоподогрева» химические процессы интенсифицируются, водородные связи разрываются, происходит миграция молекул от одного комплекса к другому, что ведет к их взаимодействию с молекулами других веществ.

Уменьшение давления приводит к снижению физико - химических показателей водно - спиртовых смесей. Вероятно, что это связано с тем, что при «откачивании» воздуха уменьшается содержание кислорода воздуха, при контакте с которым протекают реакции окисления.

По технологии получения сортировки после смешения воды со спиртом предусматривается отдых полученной смеси в течении 0,5 - 1,5 часа. Изучение динамики физико - химических показателей водно -спиртовых смесей в процессе выдержки показало, что состав смеси не является стабильным и изменяется в течение длительного времени, но следует отметить, что наименьшие концентрации органических примесей (альдегидов, сложных эфиров и сивушных масел) зафиксировано через 3-3,5 часа после смешения компонентов смеси. Таким образом, обработка сортировки после отдыха 3-3,5 часа позволяет получить готовый напиток со значительно низким содержанием примесей, а также увеличить ионообменную емкость активного сорбента.

Предложено использование с целью обработки сортировок природного цеолита - клиноптилолита. Анализ показал, что предложенный сорбент позволяет получить готовый напиток с наименьшим содержанием физико - химических показателей, по сравнению с образцом, обработанным активированным углем.

Анализ динамики содержания альдегидов и сивушных масел в процессе хранения в течение трех месяцев показал, что концентрация перечисленных веществ уменьшается, а содержание сложных эфиров увеличивается.

Установлено, также, что на изменение основных показателей состава готового напитка (водки) помимо внешних физико - химических факторов оказывает влияние стекло, в котором он храниться. Так при использовании новой бутылки исследуемые критерии изменяются равномерно. При использовании же бутылки бывшей в употреблении динамика наблюдается скачкообразная.

На основе полученных данных предложена схема технологического процесса получения водки с использованием перспективного вида сырья -гидробионтов. Гидробионты являются носителями биологически активных

89 веществ. Установлено наличие в готовом напитке витаминов, микроэлементов, белковых, пектиновых веществ и полисахаридов.

Предложенная схема предусматривает получение настоев из гидробионтов и затем дальнейшее их использование в технологическом процессе. Предложенная схема технологического процесса предусматривает получение водки с биологически активными свойствами, позволяющие снизить негативное действие продуктов метаболизма на организм человека.

1. Альгинаты структурообразователи пищевых систем./ Соколова В.М.// Рыбохозяйственное исследование океана: Материалы юбилейной научной конференции. - 1996 - С.55-56.

2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.:Высшая школа. -1988 - 638с.

3. Ахназарова С.П., Кафаров В.В. методы оптимизации эксперимента в химической технологии. -М.: Колос, 1985. 319с.

4. Ахрем А.А., Кузнецова А.И. Тонкослойная хроматография М.: Наука.-1964.- 175с.

5. Бабко А.К., Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В., Рябушко О.П. Физико -химические методы анализа М.: Высшая школа, 1968. - 335с.

6. Бачурин П.Я., Смирнов В.А. Технология ликеро водочного производства. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 326 с.

7. Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии. -М.: Высшая школа, 2001 767с.

8. Валуйко Г.Г. Методы технохимического и микробиологического контроля в виноделии. -М.: Пищевая промышленность, 1980 144 с.

9. Вода./Маленков Е.Э.//Химия и жизнь. 1980 - №8 - с.50-59.

10. Ю.Дорошевский А.Г. Исследование в области водно — спиртовыхрастворов. М.: Издательство московского университета, 1911. -550 с.

11. Геллерт Р., Бау Р., Мартны Р., Мариали Я., Зигель X, Джек Т., Давыдов С. Ионы металлов в биологических системах. М.: Мир, 1982. - 168с.

12. Государственные стандарты Р 51355-99 Водки и водки особые. Общие технические условия.

13. Государственные стандарты Р 51698 2000 Водка и спирт этиловый. Газохроматографический экспресс - метод определения содержания токсичных микропримесей.

14. Гончаров А.И., Корнилов М.Ю. Справочник по химии. Киев: Вища школа - 1977. -301с.

15. Грицюк И.Г., Ройтер И.М. Технология ликеро водочного производства. - М.: Государственное издательство министерства легкой и пищевой промышленности, 1953. - 310с.

16. Гидролизаты из водорослей и продуктов их переработки/Зимина JI.C. Рыбохозяйственное исследование океана: Материалы юбилейной научной конференции. 1996 - с.55-56.

17. Донченко В.Л. Технология пектина и пектинопродуктов. М.: ДеЛи -2000-255с.

18. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. М.: Мир-1991.-543с.

19. Жиряков В.Г. Органическая химия. М.: Химия - 1968. - 486с.20.3айцев А.Н. О пектине из морской травы зостера. М.: Пищеваяпромышленность, 1996. С.61 - 62.

20. Использование в технологии лечебно профилактической продукции./ Щеникова Н.В., Мирошниченко В.А.//Рациональное использование биоресурсов Тихого океана. - 1991. - №5. - С.247 — 248.

21. Использование природных цеолитов для извлечения кислых газов, редких и цветных металлов из промышленных отходов./ Чемицев Н.Ф., Беренштейн Б.Г., Смола В.И./Юбзор.

22. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия М.: Высшая школа, 2000. - 479с.

23. Кравченко В.А. Технология использования клиноптилолита в очистке природных вод: Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев: 1988 - 21с.

24. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК-, ЯИР-спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа, 1971-269с.

25. Ленинджер А. Основы биохимии. Т1 -М.: Мир, 1985 364с.

26. Ленинджер А. Основы биохимии. Т2 М.: Мир, 1985 - 375с.

27. Ленинджер А. Основы биохимии. ТЗ -М.: Мир, 1985 381с.

28. Лобанов В.Г., Щербаков В.Г., Прудникова Т.Н., Минакова А.Д., Гаманченко А.И., Ильчишина Н.В., Кудинов П.И. Лабораторный практикум по биохимии и пищевой химии. Учебное пособие. -Краснодар-2001 137с.

29. Манкаев П.М. Водка «Меркурий»/Джанлетов Б.Р., Солодовников Г.П., Бурачевский И.И., Макеева А.Н., Ющенко Г.И.; ТОО фирма «Меркурий».- №98111240/13 Заявлена 29.06.98;0публиковано 27.10.99, Бюл.№30.

30. Менделеев Д.И. О соединении спирта с водой. 1865, Сочинения, Т.4 , ОНТИ. М.: Химтеориздат, 1937. - 561с.

31. Менделеев Д.И. Исследование водных растворов по их удельному весу, 1887, Изб. сочинения, Т.З, ОНТИ. М.: Химтеориздат, 1934. - 467 с.

32. Менделеев Д.И. Растворы. М.: Химтеориздат, 1958 - 562с.

33. Менделеев Д.И. Исследование водных растворов по их удельному весу, 1887, Изб. сочинения, Т.4 ОНТИ. М.: Химтеориздат, 1937 - 381с.

34. Мержаниан А.А. Физико химия игристых вин. - М.: Пищевая промышленность, 1979 - 268с.

35. Мехузла Н.А. Сборник международных методов анализа и оценки вин и сусел М.: Пищевая промышленность - 1993. - 318с.

36. Мехузла Н.А., Панасюк А.Л. Плодово ягодные вина - М.: Легкая и пищевая промышленность - 1984. - 237с.

37. Нечаев А.П. Органическая химия М.: Высшая школа, 1988 - 319с.39,Орешенкова Е.Г. Спектральный анализ. М.: Высшая школа, 1982 375с.

38. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия М.: Высшая школа - 1981. - 592с.

39. Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности М.: Агропромиздат - 1985. - 343с.

40. Пищевая биологически активная добавка из мидий/Новикова М.В., Рехина Н.И., Беседина Т.В., Паренкова Л.Ю., Королев А.Н., Пархоменко И.М.//Биохимия и физиология питания.-1998.-№ 1

41. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений — М.: Колос 1968 — 183с.

42. Производство алкогольных напитков. Технология водок./ М.В. Гернет, А.Н. Кречетникова //Пиво и напитки. 2000г. - № 2. - С.50-51.

43. Поверхностное натяжение водно-спиртово-сахарных растворов/ Е. Харин, В.И. Целинская//Известия Вузов СССР. Пищевая технология. -1963 №3 - С.63-64.

44. Преображенский Н.А. Химия биологически активных природных соединений. М.: Химия - 1976. - 456с.

45. Производственный технологический регламент на производство водок и ликеро водочных изделий. - М.: Всероссийский научно -исследовательский институт пищевой биотехнологии. - 1990. - 318с.

46. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. С-П: Химия, «Санкт - Петербургское отделение», 1994 - 432с.

47. Роль поверхностно активных веществ в формировании качества шампанского./ А.А. Мержаниан// Виноделие и виноградарство СССР. -1961, №6-с. 15-22.

48. Сафонова Т.М. Сырье и материалы рыбной промышленности. М.:ВО Агропромиздат, 1991 - 186с.

49. Сисакян Н.М., Евстигнеев В.Б., Егоров И.А. Спектрофотометрическая оценка коньяков и вин// биохимия виноделия. 1948. - Сб.2 - с. 69-75.

50. Сикорский З.М. Технология продуктов морского происхождения. М.: Пищевая промышленность, 1974-520с.

51. Синюков В.В. Вода известная и неизвестная. М.: Знание, 1987,176с.

52. Скурихин И.М. Химический справочник пищевых продуктов. Книга 2. М.: ВО Агропромиздат, 1987. - 359с.

53. Слабость и могущество водородной связи./ Зяблов В.С.//Химия и жизнь. 1979. - №2. - с.14 - 18.

54. Стабников В.Н., Ройтер И.М., Процкж Т.Б. Этиловый спирт. М.: Пищевая промышленность, 1976. - 272 с.

55. Христюк В.Т Разработка и научное обоснование технологии осветления и стабилизации виноматериалов природными слоистыми цеолитами. -Краснодар, 1981.-341 с.

56. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. М.: Агар, Флинта, 1999. - 507с.

57. Франк Л. Вайзман Основы органической химии. С-П.: Химия, 1995. -463с.

58. Шабанов П.Д., Калишевич С.Ю. Биология алкоголизма. Санкт -Петербург: Лань, 1998 - 273с.