Производство концентратов, экстрактов и безалкогольных напитков (Домарецкий) 1990 год

Ученые, работники промышленности, специалисты профилактической медицины, институтов питания разрабатывают принципиально новые средства профилактической фармакологии, занимающие промежуточное место между продуктами питания и лекарственными препаратами. Это поликомпонентные растительные смеси, применяемые как добавки к пищевым продуктам и напиткам, изготовленные из натурального сырья и предназначенные для профилактики и лечения различных заболеваний. Высокий уровень технологических процессов и разнообразие растительного сырья обеспечат производство таких смесей в виде концентратов, экстрактов и напитков с разнонаправленной биологической активностью н высокими вкусовыми качествами.

      Основу многих продуктов питания и напитков составляют полисолодовые экстракты из проросших зерен пшеницы, ячменя и кукурузы. «Полисол» по набору аминокислот, белков, витаминов, ферментов, гормонов и минеральных веществ значительно богаче, а по биологической ценности намного превосходит известные ранее ячменно-солодовый н кукурузно-солодовый экстракты.

      Новые продукты «Полисол», «Холесол», «Антигипокснн» и другие позволяют не только сохранить в сбалансированном соотношении оптимальный набор пищевых веществ, но также синтезировать н увеличить содержание в них витаминов С, В, Е и ферментов, значительно повысить биологическую актнвность веществ. Эти продукты стимулируют обменные процессы, улучшают работоспособность, повышают компенсаторно-приспособительную активность н сопротивляемость организма, оказывают благоприятное влияние на состояние здоровья.

      Путем обогащения полисолодовых экстрактов лечебными травами целенаправленного действия при различной патологии, экстрактами бобовых культур, концентратом молочной сыворотки, растительными маслами и другими натуральными добавками разработаны специальные продукты для профилактики и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы и органов дыхания («Антнгипокснн»), печени и желчных путей («Холесол»), поджелудочной железы («Эксыпол»), почек («Нефросол»), анемии («Гемосол»), гипертонической болезни («Апресол»).

      Применение полисолодовых экстрактов полностью исключает назначение некоторых фармакологических средств, нередко обладающих побочным действием и вызывающих аллергические реакции.

      На основе полисолодовых экстрактов выпускается ряд диетических безалкогольных напитков («Колосок» и др.). Полисолодовые экстракты широко используют как биологически активные добавки для кисломолочных напитков, творожных смесей, кондитерских и хлебобулочных изделий.

      Современная безалкогольная промышленность выпускает разнообразные освежающие, тонизирующие и витаминизированные напитки, богатые биологически активными веществами, микроэлементами и солями, необходимыми для человека. Особенно полезны напитки, приготовленные из натуральных фруктово-ягодных и зерновых концентратов, цитрусовых настоев и различных экстрактов из трав. В состав их входят витамины, минеральные вещества и микроэлементы, кислоты и другие Вещества, способствующие нормальному пищеварению и выводу из организма радионуклидов, токсических и канцерогенных соединений.

      В тринадцатой пятилетке предусмотрены увеличение, обновление и расширение ассортимента безалкогольных напитков на базе традиционных и нетрадиционных (топинамбур, цикорий, тритикале и др.) видов сырья, в том числе местного растительного. Создаются напитки на основе натурального сырья в сочетании с экстрактами из пряноароматического. Перспективно использование для приготовления безалкогольных напитков цитрусовых, абрикосовых, облепиховых и других соков с мякотью. Будет увеличен выпуск тонизирующих напитков с применением чайного сырья.

      Очень важным для кардинальных изменений в объеме и ассортименте выпуска напитков и концентратов является комплексное решение вопроса снабжения безалкогольного производства сырьем по заказу промышленности и науки, которая совместно с производством разрабатывает новые виды продуктов, богатых биологически активными веществами.

СЫРЬЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

      Анализ структуры прироста производства концентрированных экстрактов и безалкогольных напитков за 1986 — 1989 гг. подтверждает существование прямой зависимости между развитием сырьевой базы безалкогольного производства и выпуском целевого продукта.

      Основным фактором, способствующим росту спроса на безалкогольные напитки, является расширение ассортимента и улучшение качества их, что зависит от уровня развития сырьевой базы безалкогольного производства и совершенствования интеграции между поставщиками и потребителями сырья.

      В производстве безалкогольных напитков сырье играет важную роль. Доля затрат в себестоимости готовой продукции на сырье составляет в среднем 70 — 90 %. Следовательно, экономия и рациональное использование сырья равнозначны увеличению сырьевых ресурсов и объема производства безалкогольных напитков и концентратов.

      В состав основных компонентов безалкогольных напитков входят вода, натуральные и спиртованные плодово-ягодные соки и морсы, настои и измельченные плоды цитрусовых; их композиции, концентрированные экстракты зерновых культур, экстракты растительного сырья, пищевые кислоты и другие добавки. Незаменимым сырьем для производства многих безалкогольных напитков являются фруктово-ягодные концентрированные и неконцентрированные соки: абрикосовый, персиковый, сливовый, гранатовый, вишневый, яблочный, виноградный, мандариновый и т. д. Сырьевая база получения этих компонентов значительна и продолжает расширяться. И все же производство безалкогольных напитков, особенно по ассортименту, осложняется недостаточностью многих видов сырья, главным образом, чистого и безвредного. Для улучшения обеспечения отрасли высококачественным сырьем и полуфабрикатами (добавками) необходимо значительно увеличить количество оптимальных по размеру и расположению сырьевых зон и специализированных перерабатывающих предприятий, т. е. расширить сырьевую базу безалкогольного производства, выделив ее в отдельную, самостоятельную отрасль. В настоящее время большая часть сырья и полуфабрикатов производится многочисленными неспециализированными хозяйствами и предприятиями различных отраслей. Многие безалкогольные заводы и цеха готовят полуфабрикаты сами. Это приводит К тому, что ассортимент и качество напитков не удовлетворяют потребности населения.

      На качество и пищевую ценность соков и безалкогольных напитков большое влияние оказывают химический состав, сорт и степень зрелости перерабатываемого сырья.

      Проведенные исследования показали, что в перспективе наибольшим спросом будут пользоваться концентрированные экстракты не зерновых культур и плодово-ягодного сырья, экстракты лечебных трав, осветленные яблочный и виноградный соки, натуральные окрашенные соки из других плодов и косточковых культур и напитки на их основе.

      В последнее время в качестве основных компонентов и добавок к безалкогольным. напиткам, концентрированным экстрактам полисолодов и различным композициям все чаще применяют дикорастущие виды растений и некоторые культивируемые.

      В результате исследований различных растений отобрано еще несколько видов с целою их использования в качестве сырья для производства полисолодовых экстрактов и безалкогольных напитков. При этом учтены медицинские данные, состав растении, вкус и аромат, а также возможности их заготовки. доставлена химическая и фармакологическая характеристика этих растении. Полученные экстракты подвергались клиническим исследованиям и дегустационной оценке.

      Пряно-ароматное растительное сырье отличается большим разнообразием. многие виды сырья мало изучены, так, из этих видов растении, произрастающих в семи, в народной медицине используется около о 70, а разрешено к применению в научной медицине всего лишь 2 %.

      Следует отметить, что интерес мировой науки к растительным биологически активным веществам значительно возрос. Это объясняется тем, что применение синтетических биологически активных веществ вызвало массовые явления аллергизации и увеличение частоты хронических заболевании, в то время как растительные не вызывают отрицательных побочных явлений.

      К биологически активным веществам профилактического действия, полученным из пряно-ароматного растительного сырья, относятся витамины, органические кислоты, макро- и микроэлементы, эфирные масла, фенольные соединения и др. Наиболее широким диапазон действия имеют флавоноиды — вещества фенольной природы.

      ВОДА

      ТРЕБОВАНИЯ К ВОДЕ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НАПИТКОВ И КОНЦЕНТРАТОВ

      В производстве безалкогольных напитков вода является основным компонентом. Качество ее в значительной степени влияет на выход и показатели готовой продукции.

      Вода в чистом виде бесцветна, прозрачна и не имеет ни вкуса, ни запаха. В зависимости от происхождения вода содержит различные растворенные вещества, главным образом кислород, двуокись углерода, минеральные соли, органические и неорганические соединения. В воде во взвешенном состоянии встречаются песок, ил, микроорганизмы, продукты распада органических веществ, промышленные и бытовые отходы.

      Жесткая вода не пригодна для производства напитков, т. к. соли временной жесткости (бикарбонаты кальция и магния) связывают кислоты, в результате образуются осадки, изменяющие внешний вид готового продукта.

      Минеральные вещества влияют на процесс инверсии сахарозы при приготовлении сахарного сиропа, участвуют в формировании цвета, вкуса и аромата напитков. Кроме того, они обусловливают растворимость двуокиси углерода на стадии разлива напитков, участвуют в создании их коллоидной системы. От щёлочности технологической воды зависит расход дорогостоящей лимонной кислоты.

      Вода для производства безалкогольных напитков и концентратов должна соответствовать требованиям ГОСТ 2874 — 82 «Вода питьевая». С учетом специфических воздействий некоторых ионов на физико-химические и биохимические процессы, протекающие при производстве напитков, к ней предъявляются дополнительные требования:

      Довольно жесткая Жесткая

      Очень жесткая

      Следует отметить, что загрязнение окружающей среды привело к ухудшению микробиологического н химического состава воды. Увеличилось содержание хлоридов в питьевой воде, в результате использования удобрений в земледелии возросло содержание нитратов в подземных и речных водах. Сточные воды предприятий содержат значительное количество фосфора и органических веществ. Следовательно, для повышения качества безалкогольных напитков, концентратов, а также с целью интенсификации технологических процессов производства необходимо применять воду оптимального состава, что требует эффективной и экологически приемлемой водоподготовки.

      СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНЦЕНТРАТОВ И БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ

      Для обработки воды в безалкогольной промышленности используют отстаивание, коагуляцию, умягчение (термический, ионообменный, известково-содовый, мембранный электродиализный и дистилляционный способы), для обеззараживания — хлорирование, озонирование, микрофильтрование, анодное окисление и др.

      При выборе способа водоподготовки необходимо учитывать состав воды, поступающей на производство. Наиболее эффективна комбинированная схема, предусматривающая сочетание нескольких способов.

      В Научно-производственном объединении напитков и минеральных вод (г. Москва) разработал метод водород- кальций-катионирования, позволяющий изменять содержание ионов кальция и щёлочность в воде при производстве концентратов из зерновых культур. При последовательном водород- кальций-катионировании осветленная вода поступает на водород-катионитовый фильтр, а на выходе смешивается с исходной для нейтрализации кислотой. Нейтрализованная смесь поступает в декарбонизатор, откуда направляется на кальций-катионитовый фильтр. В процессе прохождения воды через водорода-тионитовый фильтр в нее поступают ионы водорода в количестве, эквивалентном содержанию растворенных в исходной воде солей. В дальнейшем, при прохождении через кальций-катионитовый фильтр, она насыщается ионами кальция. При использовании схемы параллельного водород- кальций-катионирования осветленная вода направляется на обработку двумя потоками на кальциевый и водородный катионитовые фильтры.

      После этого умягченная вода смешивается в специальном устройстве и подается в декарбонизатор для удаления образовавшегося СОг-

      Эти способы позволяют снизить щёлочность, обусловленную содержанием бикарбонатов кальция, магния, натрия, и обогатить воду ионами кальция. Однако, если природная вода, поступающая на производство, содержит солей выше 1000 мг/л, способ ионного обмена применять экономически нецелесообразно. В безалкогольной промышленности данный способ используют в сочетании с хлорированием, обезжелезиванием, микрофильтрацией и др. На рисунке 1 представлена схема умягчения и обезжелезивания воды умеренной жесткости, свободной от механических примесей. Вода поступает в хлоратор, куда автоматически подается жидкий хлор в таком же количестве. Фильтруется она на кварцевом фильтре, откуда направляется в аэратор. Умягчение производится в ионообменном фильтре. Освобожденная от солей жесткости вода поступает через промежуточный сборник в бактерицидную установку и деаэратор для удаления газов. После фильтрования на рамном фильтре она собирается в сборниках обработанной воды и используется в технологических целях.

      В практике обессоливания воды широко внедряется электродиализный способ, заключающийся в переносе ионов растворенных веществ через селективные ионитовые мембраны под действием электрического поля. Работа электродиализных установок основана на применении ионообменных мембран гетерогенного интерполимерного и биополярного типов.

      Для обеспечения высокоэффективной работы электродиализных установок необходимо, чтобы поступающая на электродиализ вода отвечала следующим требованиям: содержание взвешенных веществ не более 2,0 мг/л, цвет — не выше 20 платиново-кобальтовой шкалы, окисляемость не более 5 мг Ог/л, содержание железа и марганца не более 0,05 мг/л (каждого элемента).

      Схему электродиализной установки выбирают с учетом технико-экономического обоснования, основными исходными параметрами которого являются производительность электродиализных установок, солесодержание и качественный состав обрабатываемой воды, стоимость электроэнергии и эксплуатационные расходы. Технологическая схема электродиализной установки представлена на рисунке 2, из которой видно, что исходная вода подается на фильтр предварительной очистки 1, расположенный на пульте управления. Фильтрованная — через ротаметры 3 направляется в электродиализный аппарат 4. В двух тактах происходит обессоливание и концентрирование ее в режимах прямой и обратной полярности. Опресненная до заданных параметров вода накапливается в сборнике 6 ив дальнейшем используется в технологических целях.