Тема 19. Производство пищевого уксуса.

Лекция 1. Технология получения пищевого уксуса.

1. Характеристика уксусной кислоты и сырьё используемое для её производства.

2.Непрерывный и циркуляционный способы производства уксуса.

3. Обработка и розлив уксуса, его хранение.

Лит. 9, стр. 243-246; 4, стр. 654-655.

Производство пищевых органических кислот

Пищевые органические кислоты используются в ряде отраслей пищевой промышленности (кондитерской, консервной, при производстве безалкогольных напитков и др.) для придания изделиям опреде­ленного вкуса. Кроме того, они широко применяются в фармацевтичес­кой, химической, текстильной, кожевенной и других отраслях промыш­ленности. В пищевой промышленности наибольшее применение находят лимонная, уксусная и молочная кислоты.

1. Характеристика уксусной кислоты и сырьё используемое для её производства.

Производство уксусной кислоты.

Уксусную кислоту можно получить брожением и химической обработкой продуктов сухой перегонки дерева. Пищевую уксусную кислоту получают главным образом брожением.

Возбудителем брожения являются уксуснокислые бактерии, которые окисляют этиловый спирт в уксусную кислоту. Процесс окисле­ния этилового спирта в уксусную кислоту проходит в две стадии. Внача­ле этиловый спирт окисляется в уксусный альдегид, который при даль­нейшем окислении превращается в уксусную кислоту:

2СН₃СН₂ОН + О₂ → 2СН₃СНО + 2Н₂О

2СН₃СНО + О₂→2СН₃СООН

или суммарно

2СН₃СН₂ОН + О₂ → СН₃СООН + Н₂О + 117 ккал

При производстве используют из многих видов бактерий бакте­рии Шюценбаха и бактерии курвум.

Для уксуснокислых бактерий благоприятна кислая среда (рН 3,0). Оптимальная температура для бактерий курвум 35-37°С, для бактерий Шюценбаха - 28°С. Уксуснокислое брожение является аэробным процессом, для этого среда продувается воздухом. Для нормальной жизнедеятельности уксуснокислых бактерий и нормального брожения сбраживаемое сусло должно содержать воду, этиловый спирт, уксусную кислоту, а также питательные вещества: сахар, сернокислый аммоний, суперфосфат.

Сырьем для производства уксуса является спирт, получаемый из зерно-картофельного сырья. Уксус, полученный из спирта-сырца, более ароматичный, чем из ректификата, однако непостоянное количест­во сивушного масла в спирте-сырце приводит к нарушению технологи­ческого процесса.

Уксус можно производить двумя основными способами: медлен­ным и скорым; последний может быть периодическим или непрерывным, который и применяется в большинстве случаев.

2. Непрерывный и циркуляционный способы производства уксуса.

Брожение протекает в окислительных генераторах (рис. 1), которые изготавливаются из дубовой клепки и имеют форму усеченного конуса, обращенного широким основанием вверх. Внутренняя поверх­ность генератора покрыта пивной смолкой или парафином. На расстоя­нии 20 см от крышки внутри чана имеется деревянное сито с отверстия­ми диаметром 3-5 см. Это сито равномерно распределяет вводимое в генератор сусло. На высоте 20-25 см от дна находится дырчатое (лож­ное) дно, через отверстия которого стекает готовый уксус. В нижней части по окружности чана, непосредственно под ложным дном, нахо­дятся отверстия для доступа свежего воздуха. В настоящее время вместо деревянных генераторов применяют стеклянные, эмалирован­ные, керамические, железобетонные с кислотостойким покрытием.

Внутреннее пространство генератора заполняется буковыми стружками. Стружки сверху орошаются суслом, а снизу продуваются воздухом. Свежие стружки, загруженные в генератор, подкисляются уксусной кислотой, чтобы устранить возможность развития посторонних микроорганизмов. Для этого через стружку пропускают уксус концентра­цией 9% до тех пор, пока концентрация уксуса в стекающей из генера­тора кислоты не будет равной концентрации заливаемого уксуса. Вместе с уксусом в чан вводят уксуснокислые бактерии. Продолжительность процесса подкисления составляет 8-10сут. При этом на подкисление 1м³ стружки расходуется около 400 л уксуса. После окончания подкис­ления открывают воздушные отверстия в чане и начинают заливку сусла. В состав сусла входит 3-4%-ный раствор этилового спирта и 6-7%-ный раствор уксусной кислоты. Кроме того, для нормального разви­тия бактерий сусло должно содержать необходимые питательные ве­щества (углеводы, азотистые, минеральные вещества). Сусло посту­пает в верхнюю часть генератора и по стружке медленно стекает вниз. Снизу вверх продувается воздух. Уксусные бактерии окисляют спирт в уксусную кислоту и из нижней части чана стекает 9-10%-ный раствор уксуса. В начале брожения заливают сусло, подогретое до необходи­мой температуры (25-30°С).

Производство пищевых органических кислот

Уксуснокислое брожение является экзотермическим процессом: 1кг безводного спирта при окислении в уксусную кислоту выделяет 2490 ккал тепла. При этом температура сусла повышается и может пре­кратиться жизнедеятельность уксуснокислых бактерий и брожение. Теп­ло отводится охлаждением поверхности чанов. Температура для этого в помещении должна быть 18-20ºС.

Скорый способ производства уксусной кислоты - типичный непрерывный процесс, при котором один раз заряженный генератор может работать много лет без перемены стружек. Теоретический выход уксусной кислоты составляет 103 кг из 100 л безводного спирта. Прак­тический выход - 73-75 кг из 100 л безводного спирта.

Ц

Циркуляционный способ производства уксуса.

При производстве уксуса непрерывным способом сусло через генератор проходит один раз. При этом количество уксусной кислоты в исходном продукте повышается на 3%. При циркуляционном способе сусло опять после первого прохода через генератор возвращается несколько раз до тех пор, пока не будет окислен весь спирт. При этом способе сусло состоит из смеси воды, спирта и питательных веществ без добавления уксуса. Количество питательных веществ увеличи­вается в два раза по сравнению с непрерывным способом.

Процесс окисления длится 5-6 сут. После окончания окисления спирта весь уксус выкачивается из генератора, а в генератор задается, свежее сусло. Между напорным чаном сусла и генератором устанавливается теплообменник, что позволяет поддерживать температуру брожения около З0ºС в верхней части генератора, и — 33-34ºС в нижней.

При циркуляционном способе генератор не связан с атмосферой, так как воздух нагнетается компрессором. Это улучшает санитарные условия и уменьшает потери уксуса на испарение. Выход уксуса увеличивается до 85-90 кг из 100 л спирта.

3.Обработка и розлив уксуса, его хранение.

Полученный уксус осветляют, для этого его обрабатывают ок­леивающими материалами (желатин, рыбий клей) и активным уг­лем. Образующийся осадок отделяют фильтрованием.

Для улучшения вкуса и запаха уксус выдерживают в дубовых бочках.

Стандартную кислотность пищевого уксуса получают, разбав­ляя его водой до требуемой концентрации уксусной кислоты.

Готовый уксус пастеризуют для получения продукта, стойкого в хранении. Уксус разливают для розничной продажи в бутылки, а для использования в промышленности — в бочки и бутыли.

В зависимости от вида сырья и содержания уксусной кислоты чают пищевой спиртовой уксус 6, 9, 12%-й концентрации и фруктовый 6%-й.

Уксус должен быть прозрачным, без мути, осадка, слизи, посторонних включений. Запах и вкус соответствуют виду уксуса. Фруктовый уксус может иметь слабый запах исходного сырья без посторонних запахов и привкусов.

Наличие свободных минеральных кислот и солей тяжелых металлов в уксусе не допускается.

Уксус хранят в хорошо вентилируемых помещениях при температуре от 0 до 20°С и относительной влажности воздуха 75...80%. Срок хранения в бутылках: 6%-го —6 мес, 9%-го и 12%-го — 12, фруктового — 3 мес.