Технологія бродильних виробництв.

3.3: Технологія цукристих продуктів та харчо концентратів.

Світовий ринок цукру і ринок цукру в Україні. Проблеми енерго — та ресурсозбереження. Сахароза її основні фізичні та хімічні властивості.

Коротка характеристика найважливіших процесів (Екстрагування сахарози з бурякової стружки, очищення дифузійного соку від нецукрів, очищення соку шляхом адсорбції нецукрів на 1-му та -2-му ступені карбонізації вапна, згущення соку, кристалізація сахарози, принципова технологічна схема продуктового відділення).

Характеристика виробництва крохмальної патоки, кристалічної глюкози та глюкозно — фруктозного сиропу.

Виробництво пектину.

Технологічна схема виробництва харчових концентратів перших. других і третіх обідніх страв. Підготовка сировини до виробництва. Вимоги, що ставляться до продуктів дитячого харчування (сухі суміші). Технологічна схема виробництва продуктів екструзійної технології. Особливості виробництва смажених і заморожених картоплепродуктів.

Найважливішим напрямом підвищення ефективності сучасного виробництва є створення мало — і безвідходних технологій та більш широке використання вторинних ресурсів сировини. Цим вимогам відповідає виробництво пектину і пектинопродуктів із бурякового жому, яблучних, виноградних і цитрусових вичавок.

На жаль, нині рівень використання вторинних ресурсів у харчовій промисловості становить 20…ЗО % від загальної їх кількості, а на виробництво пектину направляється лише 0,2…0,3 % бурякового жому та 2…З % яблучних вичавок.

Потреба в пектині значно перевищує обсяги його вітчизняного виробництва й закупок за кордоном.

Погіршання екологічних умов у багатьох регіонах України (особливо після Чорнобильської катастрофи), яке супроводжується забрудненням навколишнього середовища і харчових продуктів токсичними речовинами та радіонуклідами, вимагає проведення профілактичних заходів, що в першу чергу зумовлює потребу розширення виробництва пектину як природного детоксиканту.

Пектини взагалі мають багато корисних властивостей: вони нормалізують кількість холестерину в організмі (якщо його багато, — виводять з організму, якщо мало, — затримують), підвищують стійкість організму до алергії, допомагають відно­вити слизову оболонку всіх органів після запальних процесів, позитивно впливають на внутрішньоклітинне дихання та загаль­ний обмін речовин в організмі.

Пектин — один із найпоширеніших поліцукридів, який міститься в достатній кількості в рослинній сировині (плодиягоди, овочі, коренеплоди, яблучні та цитрусові вичавки). В наш час рівень техніки й технології пектину настільки удосконалений, рентабельний і доступний, що його можна виробляти на кожному консервному й цукровому заводах, підприємствах виноробної та молочної промисловості.

Світове виробництво пектину нині становить понад 80 тис. т на рік. Основним виробником цитрусового пектину є американська фірма «Оегсиіев Іпс". Яблучний пектин виробляється в основному в Англії, Франції, Австрії, Швейцарії, Німеччині. Близько 40 т желатину з бурякового жому виробляють в Канаді. В Україні пектин виробляють у невеликій кількості на дослідних підприємствах.

Сучасна промислова технологія пектину ґрунтується на кислотно-термічному гідролізі і складається з чотирьох основних груп процесів:

Перша — підготовка сировини, гідролізне екстрагування пектину, очищення та концентрування пектинового екстракту;

Друга — вилучення пектину з рідинної фази у вигляді су­хого продукту;

Третя — одержання пектину з різними властивостями, які характеризуються тонким очищенням пектинового екстракту й коагуляту при оптимальних технологічних параметрах до до­сягнення відповідної швидкості драгле — і комплексоутворення;

Четверта — об’єднання процесів регенерації етилового спирту, що застосовується в процесах другої групи, утилізація відходів виробництва та очищення стічних вод.

Основними структурними ознаками пектинових речовин є лінійні молекули полігалактуронової кислоти, в якій мо-номірні кільця сполучені 1,4-глікозидним зв’язком. Гетерополіцукридний характер пектину зумовлений присутністю трьох структурних одиниць: пектової кислоти, галактану та арабану.

Ученими встановлено, що початковою речовиною для біосинтезу пектину в рослинних клітинах є галактуронова та глюкуронова кислоти, які за допомогою ферментів і сонця переходять у розчинний пектин. Найкращим розчинником пектинових речовин є вода, в якій пектинові молекули мають форму спіралі, а карбоксильні групи містяться в сусідніх витках.

Розчинність пектину залежить від ступенів його полімеризації та етерифікації. Розчинність пектину у воді збільшується за підвищення ступеня етерифікації й зменшення молекулярної маси. Для одержання однорідного розчину потрібно порошок пектину попередньо перемішати з цукром (п’ять частин цукру на одну ча стину пектину) або змочити спиртом. Ефективним способом розчинення порошку пектину у воді є використання змішувача частотою обертання мішалки 20…ЗО хв1. Для повного розчинення пектину потрібно суспензію прокип’ятити протягом хвилини.

Характерними властивостями водних розчинів пектинових речовин є їх підвищена в’язкість. Таке явище пояснюється тим, що молекули пектину в розчині легко асоціюються як одна з одною, так і з молекула^ми інших речовин, що містяться в розчині. Пектини як високомолекулярні сполуки не дифундують із розчину через клітинні мембрани рослин. Ці властивості використовують для вилучення пектинових речовин із низькомолекулярних речовин у процесі дифузії бурякового цукру. Обмежена властивість до дифузії повинна бути використана у виробництві пектину.

В’язкість водних розчинів пектинів залежить від різних факторів: концентрації, довжини молекулярного ланцюга, ступеня етерифікації, присутності електролітів і температури.

Велике практичне значення має розщеплення пектинових речовин під дією ферментів. Воно широко використовується у процесі переробки цукрових буряків, а також освітлення соків і вин. У процесі ферментативного гідролізу утворюється фермент — субстратний комплекс, в якому проходить внутрішньо-молекулярне перегрупування під впливом активного центру ферменту. У процесі ферментативного гідролізу пектинових речовин беруть участь пектин-естераза, екзополігалактуроназа.

Надзвичайно важливими властивостями пектинових речовин є їх комплексоутворювальна здатність, яка ґрунтується на взаємодії молекул пектину з іонами важких і радіоактивних металін. Ці властивості дають повне право рекомендувати пектин для включення в раціон харчування осіб, що перебувають у зонах, забруднених радіонуклідами, і контактують із важкими металами.

Комплексоутворювальна властивість пектину залежить від рН середовища. За різних значень рН пектинові речовини мають різні значення комплексоутворення. Для пектину з бурякового жому висока комплексоутворювальна здатність досягається при рН 5 і рН 10. За таких значень буряковий пектин зв’язує до 68 % від загальної кількості введеного стронцію. Найбільшу комплексоутворювальну здатність має пектин із соняшника при рН 9, гарбуза — при рН 5, яблук — при рН 5, з виног радних вичавок — при рН 10.

Отже, завдяки комплексоутворювальним властивостям щодо важких металів пектин є незамінною речовиною у виробництві харчових продуктів лікувально-профілактичного призначення. Оптимальна профілактична доза пектину — 2 г на добу для осіб, що контактують із важкими металами, і не менше 15—16 г на добу — в умовах радіоактивного забруднення.

Не менш важливими властивостями пектинових речовин, які характеризують широкий спектр їх застосування в харчовій. промисловості, є драглеутворювальна здатність, яка залежить від молекулярної маси пектину, ступеня етерифікації його молекули й вмісту функціональних груп, концентрації цукру в розчині, кількості баластних речовин, температури та рН середовища.

Найбільш міцними драглі утворюються, коли в розчині при­сутня лимонна, винна і триоксигмурарова кислоти. Цукор у процесі драглеутворення виконує роль дегідратуючої речовини. Здатність до дегідратації у різних цукрів різна і характеризується їх впливом на в’язкість пектинових розчинів. Більш міцні драглі утворюються при додаванні цукрози, менш міцні — мальтози.

Для утворення міцних драглів у трикомпонентній системі пектин — цукор — кислота необхідне їх оптимальне співвідношення, яке залежить від виду пектину і його властивостей. У практиці оптимальним є співвідношення пектину, цукру і кис­лоти відповідної :60:1.

Як відомо, драглеутворення пектину залежить також від рН драглів і температури процесу. Для високоетерифікованих пектинів максимальна міцність драглів досягається при рН 3…3.3, для низькоетерифікованих — при рН 2,5…2,8.

Крім того, пектин є поверхнево-активною речовиною і має яскраво виражені емульгувальні та піноутворювальні властивості. Фізико-механічні та теплофізичні властивості глибоко вивчені, науково обґрунтовані та класифіковані доктором технічних наук, професором, академіком Л. В. Донченко.

Пектинові речовини зустрічаються в усіх частинах рослин: в корінні, стеблі, суцвітті, листі і головним чином в овочах і плодах. Пектиновмісна сировина поділяється на три основні групи: перша — овочі: бульбоплоди (картопля), коренеплоди (буряк, морква), листяні (капуста, цибуля), плодові (баклажани, помідори), кабачкові (кавуни, дині, гарбузи), бобові (горох, квасоля, соя);

Друга — насінні (яблука, айва, груша), кісточкові (вишня, черешня), ягоди (виноград, смородина, полуниця, суниця, малина), цитрусові (лимони, апельсини, мандарини, інжир, гранати); третя — інші види промислової сировини також з високим вмістом пектину: чай, тютюн, соняшник, бавовна, кора хвойних порід дерев (сосна, ялина, модрина) Найбільше пектинових речовин міститься в цукрових і кормових буряках (18…30 %), моркві (6,4…20 %), червоних буряках (18…15 %), кавунах(6,4…23,6 %), гарбузах (3… 17 %), яблуках (6…20 %), горобині (9…11 %), грушах (4…8 %), інжирі (6…16 %), гранатах (10…14 %), хурмі (9…12 %), цитрусових (9… 14%).

З цього можна зробити висновок про необхідність використання цих видів сировини для виробництва пектинових харчових виробів. Крім пектину, ці види сировини містять і ряд інших біологічно активних речовин, що мають лікувально-дієтичні властивості.

Якість кінцевого продукту — пектину залежить не тільки від фізико-хімічних властивостей пектиновмісної сировини, але й значною мірою від способів її зберігання, консервування, підготовки й переробки.

Пектиновмісна сировина являє собою рослинний матері­ал із високою вологістю і біохімічною активністю, в якому проходять процеси, що залежать від хімічного складу, вологи, умов і терміну зберігання. Під час зберігання такої сировини відбувається розпад і окиснення поліцукридів, що призводить до гідролітичного розщеплення пектину.

Одним із способів консервування свіжовичавленої сировини є сульфітація. Антисептик — діоксид сірки — прекрасно збе­рігає пектиновмісну сировину від псування. Необхідна концентрація діоксиду сірки для обробки сировини становить 0,15 — 0,20 % при температурі 0 °С. При цьому термін зберігання сировини становить 9 місяців, а при 18 °С скорочується до 4 місяців.

Найбільш прогресивним і поширеним способом консервування пектиновмісної сировини є її сушіння. Для цього використовують конвективне підведення теплоти. Теплоносій (атмосферне повітря), підігрітий у парових або в електричних калориферах, подається в конвективні тунелі, конвеєрні або барабанні сушар­ки періодичної чи безперервної дії з протитечійним рухом матеріалу й теплоносія. Кінцева вологість яблучних вичавок повинна бути не вище 8 %, цитрусових — 10, бурякового жому — 14 %.

Важливе значення у виробництві пектину має попередня обробка пектиновмісної сировини. Це — сушіння сировини в оптимальних умовах, виділення відновлювальних цукрів, речовин білкового характеру та інших баластних сполук. Виходячи із загальних положень теорії масообміну в системі тверде тіло — рідина для прискорення процесу вилучення пектину із пектиновмісної сировини потрібно значно збільшити поверхню контакту двох фаз, тобто подрібнити сировину з урахуванням вимог технологічних процесів виробництва пектину (до розміру частинок 2…6 мм).

Для одержання пектину та пектинопродуктів із яблучних вичавок використовуються зрілі пізні й ранні сорти яблук.

Виробництво яблучного пектину

Особливості виробництва яблучного пектину такі. Сухі яблучні вичавки перед процесом гідролізного екстрагування пектинових речовин тричі промивають водою при температурі 30…35 °С. Для одержання пектину з низькою швидкістю драг-леутворення промивають сировину водою при температурі суміші 55…60 °С.

Гідролізне екстрагування пектину проводять водним розчином азотної кислоти при рН 1,5…2,0, температурі гідролізної суміші 70…80 °С, співвідношенні сировини й екстрагента 1 : 10 протягом З…3,5 год в екстракторі періодичної дії. Після закінчення процесу на спеціальних пресах відділяють А-екстракт. Відпресовані яблучні вичавки знову вивантажують в екстрактор, заливають водою температурою 45…50 °С у співвідношенні 1:13 і проводять повторне екстрагування пектинових речовин протягом 1,5 — 2 годин. Одержаний на пресах В-екстракт змішують з А-екстрактом і відстоюють протягом 2…4 год для відокремлення механічних домішок.. У відпресованих вичавках вміст пектину не повинен перевищувати 0,8 — 1,0 %. Середній вміст сухих речовин в екстракті 1,0…1,2 %, в тому числі пектинових речовин 0,3…0,4 %. Відстояний екстракт пропускають через сепаратори і фільтрують на кізельгуровому фільтрі. Концентрування екстракту проводять на двокорпусних вакуум-випарних установках безперервної дії. Температура продукту в першому корпусі не повинна перевищувати 70…75, у другому — 45 °С. Вміст сухих речовин у концентраті становить 6…7 %, концентрація осаджуваних спиртом пектинових речовин — 2,5…3,5 %, рН концентрату — 1,7…2,2.

Одержаний концентрат охолоджують до 25 °С на пластинчастих теплообмінниках. Осадження пектинових речовин проводять етиловим технічним або ректифікованим спиртом міцністю 90…95 % об. Об’ємна частка спирту на один об’єм пектинового концентрату становить три частини. Для запобігання осадженню разом з пектином мінеральних домішок процес проводять при рН 1,7…1,9. Одержана пектинова суспензія безперервно подається в центрифугу типу ОГШ-353К-09. Після центрифугування пектиновий коагулянт вологістю 70…75 % безперервно подається на промивання спиртом міцністю 70 %об. у співвідношенні 1:8. Суспензія першої промивки надходить самостійно в центрифугу такого самого типу. Друге промивання проводиться також спиртом міцністю 90…95 %об. у співвідношенні 1:8. Суспензія подається в центрифугу для відокремлення пектину, який подається на сушіння при температурі 55…60 °С протягом 2…З годин.

Виробництво яблучного пектину за технологією асоціації "Пектин" характеризується новими процесами, впровадженими в багатьох країнах світу. Яблучні вичавки надходять на переробку за допомогою стрічкових конвеєрів зразу після вичавлення соку. Підготовка сировини включає двостадійне промивання водою температурою 50…60 °С (з метою виділення водорозчинних речовин) в апаратах безперервної дії барабанного типу та віджимання залишків води на шнековому пресі типу ВПШ. Потім підготовлені вичавки вміщують у гідролізатори.

Гідроліз протопектину з вичавок проводиться в сталевих емальованих апаратах із мішалкою. Оптимальна температура процесу підтримується подаванням гарячої води або пари в сорочку гідролізатора.

Гідролізне екстрагування пектинових речовин проводиться при періодичному перемішуванні в присутності електроактивованої води. Після закінчення процесу гідролізну масу охолод жують, а потім додають відповідну кількість дифузійного соку, що утворився при промиванні свіжовіджатих яблучних вичавок.

Після відокремлення основної частини пектинового екстракту на відокремлювальних ситах маса подається в стікач. Відпрацьована сировина вивантажується на стрічковий конвеєр, потім подрібнюється, протирається, в результаті чого одержують драглеподібне пюре, яке містить 0,6 % пектинових речовин. Пектиновий екстракт із відокремлювального сита та стікача подається в збірник, де охолоджується до температури 18…20 °С. Від завислих частинок екстракт очищується на сепараторі і фільтраційних пресах.

Очищений пектиновий екстракт подається на розлив і сте рилізацію або на концентрування у ваккум-випарну установку, а потім на зберігання в сталевих емальованих апаратах. За технологією, розробленою фахівцями асоціації "Пектин", передбачається також одержання сухого пектинового екстракту й пектину. Сушіння пектинового екстракту проводять на розпилювальних сушарках. Вміст пектинових речовин в сухому продукті становить 50…60 %.

Для одержання пектину сухий екстракт обробляють етиловим спиртом згідно з технологічним регламентом та технологічними інструкціями. Одержаний чистий пектин має такі фізико-хімічні показники, %: зольність — 0,04, уронидна складова—86,0, вміст вільних карбоксильних груп — 4,8, метоксильна складова — 7,4. Драглеутворювальна здатність — 88 кПа, комплексоутворювальна — 144,8 мгРЬ2+/г.

Рекомендована література:

1.  Стабников В. П., Остапчук Н. В. Общая технология пищевых продуктов. — Киев, Вища школа. 1990-707 с.

2.  Технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л. П. — М.: Колос, 1997.-707 с.

3.  Мерко И. Т. Технология мукомольного и крупяного производства, М.: Агропромиздат, 1990. – 288 с.

4.  Общая технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л. П. — М.: Колос, 1993. -384с.

5.  Стабников В. Н., Остапчук Н. В. Общая технология пищевых продуктов. – Киев, Вища школа. 1980. – 303 с.

6.  Общая технология пищевых производств /Под ред. Назарова Н. И. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 360 с.

7.  Технология кондитерских изделий./ Под ред. Маршалкина Г. А. – М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984. – 447 с.

Реферати

Tagged with: , , ,
Posted in Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
Перелік предметів:
  1. Інформаційні технологіі в галузі
  2. Інформаційні технологіі в системах якості стандартизаціісертифікаціі
  3. Історія української культури
  4. Бухоблік у ресторанному господарстві
  5. Діловодство
  6. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами
  7. Науково-практичні основи технологіі молока і молочних продуктів
  8. Науково-практичні основи технологіі м’яса і м’ясних продуктів
  9. Організація обслуговування у підприємствах ресторанного господарства
  10. Основи наукових досліджень та технічноі творчості
  11. Основи охорони праці
  12. Основи підприємницькоі діяльності та агробізнесу
  13. Політологія
  14. Технологічне обладнання для молочноі промисловості
  15. Технологічне обладнання для м’ясноі промисловості
  16. Технологічний семінар
  17. Технологія зберігання консервування та переробки молока
  18. Технологія зберігання консервування та переробки м’яса
  19. Технологія продукціі підприємств ресторанного господарства
  20. Технохімічний контроль
  21. Технохімічний контроль
  22. Управління якістю продукціі ресторанного господарства
  23. Вища математика 3к.1с
  24. Вступ до фаху 4к.2с.
  25. Загальні технології харчових виробництв
  26. Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
  27. Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с
  28. Математичні моделі в розрахунках на еом
  29. Методи контролю харчових виробництв
  30. Основи фізіології та гігієни харчування 3к.1с
  31. Отримання доброякісного молока 3к.1с
  32. Прикладна механіка
  33. Прикладна механіка 4к.2с.
  34. Теоретичні основи технології харчових виробництв
  35. Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
  36. Фізика
  37. Харчові та дієтичні добавки
  38. Фізичне виховання 3к.1с

На русском

  1. Методы контроля пищевых производств
  2. Общая технология пищевых производств
  3. Теоретические основы технологий пищевых производств
  4. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
LiveInternet