2.Обгрунтувати можливі шляхи зниження кислотності вина (сусла) в залежності від складу кислот.

Зниження кислотності використовується для виправлення виноматеріалів з надмірно високою титрованою кислотністю в основному за рахунок підвищеного вмісту яблучної кислоти. Такі виноматеріали мають різкий негармонійний смак. Це небажане явище більше спостерігається в північних районах виноробства. Якщо немає можливості понизити кислотність цих виноматеріалів шляхом купажування (егалізації) з низькокислотними плоскими винами, застосовують біологічні або хімічні способи зниження кислотності.

Біологічний спосіб пониження кислотності заснований на розкладенні яблучної кислоти дріжджами або бактеріями. Його проводять шляхом яблучно-молочного бродіння, в результаті якого яблучна кислота перетворюється молочнокислими бактеріями в молочну кислоту з виділенням двооксиду вуглецю.

Технологічне значенням яблучно-молочного бродіння заключається в зниженні кислотності і поліпшенні смаку, особливо вин з високою кислотністю, які стають більш м'якими і гармонійними. Зниження титрованої кислотності вина в результаті яблучно-молочного бродіння пояснюється тим, що двоосновна яблучна кислота замінюється одноосновною молочною.

Некерований процес яблучно-молочного бродіння може привести до погіршення якості вина в зв'язку з тим, що після розкладання яблучної кислоти бактерії використовують цукор, лимонну і винну кислоти, гліцерин і азотомісткі речовини. При цьому утворюються леткі кислоти та інші побічні продукти, які погіршують смак вина. Тому безпосередньо після розкладання яблучної кислоти молочнокислі бактерії бажано інактивувати і видалити їх з вина фільтруванням або оклеюванням.

Хід спонтанного яблучно-молочного бродіння можна деякою мірою регулювати, змінюючи температуру і вносячи двооксид сірки. Для посилення зниження кислотності температуру

вина підтримують у межах 15-17°С і зменшують дози SO₂. Розвитку яблучно-молочного бродіння сприяють біологічно активні і живильні речовини, які виділяються дріжджами після закінчення спиртового бродіння. Якщо необхідно зберегти кислотність, виноматеріали зберігають при температурі 12°С і застосовують високі дози SO₂ (80-85 мг/дм³).

Кращі результати зниження кислотності і поліпшення смаку вина досягаються при застосуванні чистих культур молочнокислих бактерій штамів гетероферментативних коків роду Leuconostoc або гомоферментативних паличок роду Lactobacillus. Розводки культури бактерій можна вводити в сусло, яке доброджує, із залишковим цукром 2-3% або у вино, попередньо витримане на дріжджовому осаді 1-2 міс. для збагачення амінокислотами і біологічно активними речовинами.

Хімічний спосіб пониження кислотності заснований на нейтралізації частини кислот і видаленні їх із продукту у вигляді нерозчинних солей. При цьому виноматеріал обробляють карбонатом кальцію (крейдою), який не має сторонніх домішок.

Виноматеріали обробляють крейдою безпосередньо після закінчення бродіння і зняття з дріжджів. Після внесення розрахованої кількості крейди виноматеріали ретельно перемішують не менш 1 год і потім витримують при низькій температурі доти, поки вміст кальцію у вині не стане нижче 90 мг/дм³, що вказує на закінчення процесу кристалізації виннокислого кальцію.

Такий спосіб забезпечує видалення тільки винної кислоти і не змінює кількості яблучної, кальцієва сіль якої розчинна.

Часткового видалення із сусла винної кислоти разом з яблучною можна досягти при поступовому введенні протягом 10-15 хв у сусло суспензії карбонату кальцію при інтенсивному перемішуванні. Осади подвійної солі кальцію винної і яблучної кислот, що утворюються при цьому, відокремлюють центрифугуванням або фільтруванням

З.Дати оцінку сучасним технологічним схемам виробництва плодово-ягідних вин. Техніка безпеки при виробництві плодово-ягідних вин.

Потокова механізована лінія переробки яблук Б2-ВПЯ-5

Яблука, що надійшли на переробку, розвантажують в одну із секцій бункера за допомогою автомобільного розвантажувача, який встановлений на рейковий візок і може пересуватися до одного з трьох бункерів. Потім за допомогою гідравлічного транспортера і нахиленого шнекового транспортера їх направляють на миття та інспекцію. Частки ґрунту, а також інші сторонні предмети осідають при цьому в каменеувлювачі. Після інспекції яблука подають шне­ковим транспортером 5 на автоматичні порціонні ваги, з яких над­ходять потім безпосередньо в бункер дробарки. Отриману м'язгу зі збірника м'язги направляють насосом м'язги через сульфітодозатор на відділення соку в стікач і прес. Сік збирають у збірни­ки сусла, звідки насосом перекачують для подальшої оброб­ки, а вичавки транспортують шнековим транспортером 15 у спеціа­льний бункер 16, з якого потім вивантажують у автомобілі чи трак­торні причепи.

Керування основним технологічним устаткуванням лінії здійснюється оператором з пульта управління. Приймання сирови­ни ведеться приймальником сировини за допомогою автомобільно­го розвантажника, інспекція яблук здійснюється двома робітниками.

У лінії передбачено автоматичне блокування устаткування, яке забезпечує вимикання попередніх агрегатів при зупинці наступ­ного. Виняток складає дробарка, робота якої визначається безпосе­редньо з пульта. Це необхідно для того, щоб усунути можливість її включення при наповненому яблуками бункері. З цією ж метою транспортер, що подає яблука на ваги, зблоковано з дробаркою так, щоб його включення при пуску лінії відбувалося після дробарки, а при зупинці лінії - у зворотному порядку. Збірники м'язги і соку, а також бункери стікача і преса, збірник з водою приймального бунке­ра обладнані датчиками рівня, які дозволяють керувати роботою відповідного устаткування в автоматичному режимі. Завдяки мне­мосхемі із сигнальними лампочками на пульті здійснюється конт­роль за роботою устаткування лінії.

Вилучені зі здрібненої сировини самоплив і сік після пресу­вання поєднують. Вони складають сік 1-ї фракції. Оскільки у вичав­ках після пресування міститься помітна кількість екстрактивних і ароматичних речовин, рекомендується їх вилучати сульфітованою водою (150-200 мг/дм³ S0₂). Воду беруть у кількості 30% маси вичавків. Після 16-22-годинного екстрагування вичавки знову пресують. Отриманий водя­ний екстракт з метою підвищення вмісту в ньому сухих речовин мо­жна використаний повторно для обробки нових партій вичавків.

Екстрактивні речовини вичавків таких ягід, як вишня, сморо­дина, чорниця та ін., вилучають гарячою водою (70-80°С). Об'єднані водяні екстракти вичавків складають сік 2-ї фракції. Його можна ви­користати при одержанні плодово-ягідних вин як окремо, так і у ви­гляді суміші з соком 1-ї фракції. Одержані соки обох фракцій суль­фітують до 50-100 мг/дм S0₂, освітлюють відстоюванням, сепару­ванням або фільтрацією. Прояснений сік потім направляють на при­готування вина, зброджено-спиртованих соків або на консервування і збереження.

Консервування соків проводять шляхом спиртування їх до 16% об. або насиченням двооксидом вуглецю з наступним збере­женням у металевих резервуарах під тиском 70-80 КПа при темпе­ратурі не вище 15°С.

Потокова механізована лінія переробки яблук Б2-ВПЯ-10

У лінії був реконструйований вузол водовідділення з механі­зацією видалення твердих домішок із транспортерно-мийних вод; реконструйований нахилений шнек подачі яблук з гідротранспортера з пристроєм додаткових зрошувачів для миття плодів; дробарка ВДМ-10 установлена вище стікача, при цьому був ліквідований ву­зол збору і перекачування м'язги. При подальшій експлуатації лінії, підсиливши вузли додаткового зрошення після інспекційного транспортера й установки їх у транспортері подачі плодів на дроба­рку, стало можливим відмовитися від використання в лінії уніфіко­ваної мийної машини КУВ-1. При цьому надійність роботи лінії під­вищилася, а якість одержуваного соку поліпшилася, знизилися втрати сировини і витрати електроенергії.

Лінія виробництва виноматеріалів з яблук пресово-дифузійним способом

При виробництві яблучних виноматеріалів і соку пресовим способом м'язга після відділення частини соку на стікачі пресується для остаточного відділення соку. При цьому у відходах залишаєть­ся значна частина соку (35 - 40%), яка у звичайних умовах виробни­цтва іде разом з вичавками на корм худобі чи на приготування су­шених вичавків - сировини для виробництва пектину. З метою усунення недоліків пресового способу виробництва соку і виноматеріалів і збільшення їхнього виходу був запропонова­ний і випробуваний у радгоспі заводі «Янтарний» пресово-дифузійний спосіб вилучення соку.

Використання у виробництві пропонованої технології дає можливість збільшити вихід соку (виноматеріалу) на 18-20% у порівнянні з нормативним.

Відмінністю пропонованого способу виробництва яблучно­го соку є те, що 50% соку від м'язги відокремлюють пресуванням, а 40-45% витягають дифузією в два етапи - знесоленою водою і сброженним дифузійним соком чи виноматеріалом у чотириступеневому протитечійному екстракторі.

При виробництві виноматеріалів дифузійний сік бродять окремо, використовуючи його спочатку для більш повного насичен­ня цукрами й екстрактивними речовинами на екстракторі, а потім направляють його на купажі з пресовими фракціями. Сік пресових фракцій після бродіння також може бути використаний для більш повного насичення екстрактивними речовинами на екстракторі. Вичавки використовують як добавки до кормів тварин чи сушать для використання потім як сировину для виробництва пектину.

Білет 11

1.Основні закономірності харчових технологій. Проаналізувати кінетику мікробіологічних процесів. Кинетика микробиологических процессов. В пищевой промышленности биохимические процессы составляют основу многих производств. Особенно широко участву­ют микроорганизмы в бродильных производствах. Здесь применяются дрожжи (при выработке этилового спирта, глицерина, хлебопекарных дрожжей, в виноделии, пиво­варении), бактерии (в ацетоно-бутиловом производстве, при изготовлении уксуса, молочной и масляной кислот), плесневые грибы (в производстве лимонной, глюконовой, фумаровой, итиколовой кислот, пенициллина, стрепто­мицина).

Основные процессы, характеризующие жизнедеятель­ность дрожжей, — ассимиляция и диссимиляция, пред­ставляют собой две стороны единого процесса обмена веществ.

Различают две формы ассимиляции: дыхание и бро­жение. Дыхание происходит при наличии свободного кислорода и приводит к полному окислению углеводов (в том числе и спирта) с образованием углекислоты и воды. Брожение характеризуется неполным распреде­лением углеводов и протекает при отсутствии молеку­лярного кислорода (анаэробно). В результате дыхания и брожения образуются одинаковые продукты превра­щения углеводов, но в дальнейшем процессы протекают по-разному и приводят к различным конечным продук­там. Эти различия широко используются в пищевых про­изводствах. В условиях недостатка воздуха дрожжами сбраживают продукты, находящиеся в питательной сре­де, получая при этом этиловый спирт и углекислоту. При достаточном притоке воздуха спиртовое брожение пре­кращается и дрожжи получают необходимую для раз­вития энергию путем аэробного дыхания. Так выращи­вают различные расы дрожжей, используемых в произ­водстве пищевых продуктов, а также в качестве кормо­вой добавки. Эти два технологических процесса разного назначения требуют и различного аппаратурного офор­мления.

Особенности биохимических реакций отражают ана­литические уравнения биохимической кинетики, форма которых отличается от уравнений химической кинетики. При изучении кинетических закономерностей биохими­ческого катализа устанавливают зависимость скорости ферментативной реакции от концентраций фермента, субстрата, активаторов, ингибиторов, а также от физико-химических факторов: температуры, давления, ионных сил, диэлектрической проницаемости.

Если исходить из предположения, что фермент вна­чале образует со своим субстратом фермент-субстрат­ный комплекс, а затем этот комплекс распадается с осво­бождением свободного фермента и продукта реакции, то уравнение, учитывающее изменение концентрации суб­страта, имеет вид

Экспериментально подтверждено, что между ско­ростью реакции а₀ и концентрацией субстрата 5₀ суще­ствует зависимость

Согласно принципу сохранения концентрации веще­ства в процессе реакции, общая концентрация фермен­та /о равна сумме концентрации свободного фермента f и фермента, связанного в виде фермент-субстратного комплекса f_S:

f_O = f + f_S

В соответствии с кинетической схемой и законом действующих масс, скорость реакции V пропорциональ­на концентрации фермент-субстратного комплекса. Та­ким образом, с учетом уравнения для скорости реакции получим:

Константа K_S = 1 / K = K _-1 / K₁ называется константой Михаэлиса и имеет размерность концентрации (обычно моль/л). В начале реакции S = S₀ и, следовательно, V≈ V_O.Тогда уравнение для начальной скорости реак­ции можно записать в таком виде:

Это уравнение, называемое уравнением Михаэлиса— Ментен, является одним из фундаментальних уравнений кинетики ферментативных реакций.

В самом общем виде можно сформулировать три за­дачи кинетического исследования: выяснение механизма явления, определение влияния исходных факторов на вы­ходные характеристики и определение постоянных в урав­нениях кинетики.

Особую роль в пищевых производствах играет кине­тический анализ биохимических процессов, который дает возможность решать так называемые прямые задачи: а) выяснить механизм данной ферментативной реакции (определить термодинамические характеристики фер­мент-субстратного комплекса, число стадий его превра­щения, установить последовательность присоединения субстратов и кофакторов к ферменту, определить срод­ство субстрата с ферментом, выявить функциональные группы активного центра); б) оценить степень очистки гетерогенного ферментативного препарата; в) выяснить биологическое значение клеточных структур. Кроме то­го, изучение кинетики ингибирования ферментативных реакций имеет большое практическое значение для управления биохимическими процессами.