3.Обгрунтувати основні вимоги до сучасної технології і обладнання по виробництву виноградних вин.

Винодельческая промышленность за последние годы, превратившись в крупную отрасль пищевой промышленности, зна­чительно увеличила объем производства и ассортимент продукции. Были реконструированы многие действующие предприятия, по­строены новые винодельческие заводы, оснащенные современным оборудованием, обеспечивающим применение прогрессивной техно­логии.

Винодельческая промышленность объединяет следующие про­изводства:

1. первичное виноделие — переработка винограда, производст­во виноматериалов и вин; к первичному виноделию относят перера­ботку отходов производства (выжимок, дрожжевых и гущевых осадков и т. д.) и производство концентратов;

2. вторичное виноделие — технологическая обработка вин и выпуск готовой продукции;

3. производство коньячного спирта и коньяков;

4. производство игристых вин;

5. переработка плодово-ягодного сырья и производство плодо­во-ягодных вин;

6. производство виноградных и плодово-ягодных соков и других видов безалкогольной продукции.

Требования:

Быть эмалированными, чтоб не было перехода ионов металла от металлических аппаратов к виноматериалам

Сокращение потерь за полный технологический процесс до минимума

Білет 24

1.Основні складові харчових продуктів. Моносахариди і полісахариди. Проаналізувати їх перетворення при технологічній обробці.

В отличие от продуктов животного происхождения, состоящих преимущественно из белков и жиров, растительные продукты содержат главным образом углеводы.

Многочисленные углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды. Полисахариды в свою очередь подразделяются по степени полимеризации на:

1)полисахариды 1-го порядка (дисахариды, трисахариды, тетрасахариды) их еще называют олигосахаридами;

2)полисахариды 2-го порядка (крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества, агар, гемицеллюлоза, слизи и др.

По растворимости в воде, сладкому вкусу, различным химическим свойствам и функциям под­разделяются на сахара и полисахариды. Хотя некоторые молекулярные аспекты и являются общими для этих групп, функциональные характеристики сахаров и по­лисахаридов значительно отличаются друг от друга.

Сахара

Наиболее часто встречающимися в пищевых продуктах сахарами являются моноса­хариды (глюкоза и фруктоза) и дисахариды (сахароза, лактоза и мальтоза). Все они являются натуральными веществами и часто добавляются в качестве ингредиентов (как в чистом виде, так и в составе другого ингредиента).

Все сахара гигроскопичны, а это означает, что сладкие пищевые продукты склонны к аккумулированию влаги и с трудом поддаются сушке ее испарением. При избытке редуцирующих сахаров (глюкозы, фруктозы и мальтозы) структуры сахара и сахаристых продуктов обладают повышенной гигроско­пичностью — способностью поглощать своими альдегид­ными или кетонными группам из окружающего воздуха уже при сравнительно низкой его относительной влажности. Это приводит к растворению конфетных масс, их порче и прилипанию конфеты к обертке. Химически чистая сахароза практически не обла­дает такой способностью и лучше сохраняется в усло­виях высокой относительной влажности воздуха хра­нилищ.

Глюкоза (виноградный сахар, декстроза) и фруктоза (фруктовый сахар, плодовый сахар, левулеза) содержатся в таких натуральных продуктах, как мед, фрукты и фруктовые соки. Для использования в качестве чистых ингредиентов глюкозу и фруктозу получаются из зерна, и, как правило, применяют в качестве жидкого сиро­па. Мальтоза (солодовый сахар), состоящая из двух остатков глюкозы, встречается в продуктах, претер­певших ферментативный гидролиз крахмала (производство солода в пивоваренной и спиртовой промышленностях). Сахароза (свекловичный сахар, тростниковый сахар) — это глюкоза и фруктоза, объединенные в нередуцирующий сахар. При использовании в качестве чистого ингредиента сахарозу получают из сахарной свеклы или сахарного тростника. От­личительные признаки кристаллической сахарозы связаны скорее с размерами ча­стиц, чем с источником ее происхождения. Лактоза (молочный сахар), состоящая из глюкозы и галактозы, встречается исключительно в моло­ке и молочных продуктах. Люди с непереносимостью лактозы неспособны ее перева­ривать и поэтому при потреблении большого количества этого продукта могут ис­пытывать дискомфорт. Этот факт объясняется тем, что в пищеварительной системе таких людей отсутствует расщепляющий лактозу фермент. В процессе брожения молочных продуктов лактоза преобразуется в молочную кислоту.

Сахара в процессе переработки участвуют в различных химических и биохимических реакциях с образование различных продуктов. Основные реакции с участием сахаров следующие:

1. гидролиз;

2. реакции карамелизации;

3. реакции мелаидинообразования;

4. различные виды брожения.

. Кислая среда в безалкогольных напитках способна преобразовать сахарозу в глюкозу и фруктозу. Воздействие гидролиза сахарозы на сладость неве­лико, поскольку оба составляющих сахара дают схожий общий уровень сладости, однако способность сложных сахаров вступать в реакции гораздо выше, поскольку оба они являются редуцирующимися сахарами. Результатом гидролиза лактозы в галактозу и глюкозу является общее увеличение сладости.

При нагреве до высоких температур сахара вступают в реакцию карамелизации. Итогом этой реакции становится обра­зование вкусовых соединений, потемнение и формирование полимеров с ограничен­ной растворимостью в воде. Продукты карамелизации в зависимости от концентрации сахаров, их состава, реакции среды, продолжи­тельности нагревания обнаруживаются уже при температурах ниже точки плавления сахаров

Среди продуктов карамелизации находят, кроме отмеченных ангидридов моноз и дисахаридов, продукты более глубокой де­гидратации, например

1. карамелан (С₁₂Н₁₈О₉ или C₂₄H₃₆0₁₈ жел­того цвета) при потере 10% воды;

2. карамелен (С₃₆Н₄₈О₂₄ · Н₂О коричневого цвета) при потере 14% и

3. в буро-черной массе выде­лен карамелин (C₂₄H₃₀O₁₅), образующийся из сахарозы после отщепления 25% воды.

Все продукты глубокой карамелизации имеют горький вкус. Кроме того, при нагревании фруктозы и глюкозы в кислых средах образуется также оксиметилфурфурол, превращающийся в левулиновую и муравьиную кислоты. Смесь продуктов карамелизации имеет в основном коллоидную природу и нередко их относят к гуминовым веще­ствам.

Образование меланоидинов в пищевых продуктах (Реакция Майяра)

Реакция Майяра происходит между карбонилом (альдегидной или кетоновой груп­пой), встречающимся в редуцирующем сахаре, и аминогруппой, присутствующей в белках и аминокислотах. Результатом реакции в хлебной корочке, мясе, кофе, какао, картофельных чипсах и бобах, потемнение табака в процессе ферментации становится развитие аромата и приобретение темного цвета. Меланоидинообразование имеет большое значение и в виноделии. В процессе мадеризации при 60 - 70°С в окраске вин появляются оранжевые и коричневые тона, интенсивность которых по мере нагревания усиливается. Аналогичные процессы проходят и при получении хересных вин, портвейнов Результаты реакции Майяра зачастую весьма желательны, но ее чрезмерность может стать причиной появления в продукте отрицательных свойств. По­темнение вследствие реакции Майяра подразумевает некоторую последовательность реакций, где образование цвета является последним этапом.

Целлюлоза

Полисахариды представляют собой углеводы, содержащие в себе 10 и более связан­ных элементов сахаридов. Наиболее распространенным элементом полисахаридов является глюкоза, но будучи элементом цепочки она теряет свою сладость и способ­ность вступать в реакцию как редуцирующий сахар. Целлюлоза — это полимер глю­козы, в котором элементы связаны посредством связи β-1,4

Эта харак­терная связь между элементами глюкозы способствует формированию полимера, на который не действуют тепло, умеренные кислоты, щелочи или ферменты (как пра­вило, используемые при обработке пищевых продуктов и присутствующие в пище­варительном тракте человека). Целлюлоза поддается гидролизу только при действии сильных кислот (Н₂SO₄, НСI) пи повышенных температурах (120-190°С):

целлюлоза целлобиоза глюкоза

Рис. 8 Гидролиз целлюлозы до глюкозы

Крахмал

Еще одним полимером глюкозы является крахмал, в котором звенья цепочки связа­ны как α-1,4, так и α-1,6 связями. Эти связи формируют легко усваиваемые полиме­ры, гораздо более функциональные, чем целлюлоза. Форма, в которой элементы глюкозы в основном имеют связь в α-1,4 положении, носит название амилозы, а форма со связями α-1,4 и α-1,6 называется амилопектином (см. рис.8 ).

Амилоза растворяется в горячей воде, в процессе выдержки ретроградирует из раствора в осадок, в зернах крах­мала дает упорядоченные кристаллические структуры, обнаруживаемые на рентгенограммах и изменяющиеся при прогреве крахмальных гелей и их последующем хранении

Основным видом связи между макромолекулами крахмала и их звеньями является водородная, образуе­мая непосредственно между водородом одного гидроксила и кислорода другого, а в гидратированном со­стоянии также при помощи «мостиков» из молекул воды

При повышении температуры до 55°С структура крахмальных зерен, суспендированных в воде, изменяется. Вначале они медленно поглощают воду (до 50% и более) и ограниченно набухают. Повышение вязкости при этом не наблюдается. Вода проникает в гелеподобные участки крахмального зерна и вызывает их набухание, оставляя кристаллические участки не измененными. Набухание это обратимо: после охлаждения и сушки крахмал оказывается почти не измененным.

Если нагревание в избытке воды продолжить до 80°С гранулы крахмала набухают и в конечном счете разрушаются, высвобождая молекулы амилозы и амилопектина (этот процесс носит название же­латинизации или клейстеризации). В процессе желатинизации при повышенных тем­пературах молекулы воды про­никают в зерна крахмала, увеличивая их объем. Этому способствуют дефекты и повреждения частиц: трещины на их поверхности, разрушение их на части и др.

Молекулы крахмала, прошедшие желатинизацию, могут в процессе хранения под­вергаться процессу дежелатинизации за счет реакции, называемой ретроградацией. За счет водородных связей молекулы крахмала вновь соединяются друг с другом что делает их более прочными.