2.1.2 Вимоги до якості води питної та технологічної

Воду, яку використовують при виробництві продуктів бродіння, за призначенням поділяють на технологічну і технічну.

До води технологічного призначення відноситься вода, котра є незамінною сировиною і входить до складу багатьох харчових продуктів і напоїв, а також вода, яка безпосередньо контактує з харчовою сировиною і напівпродуктами в технологічному процесі.

До води технічного призначення відноситься вода, що використовується для забезпечення технологічного процесу на всіх стадіях виробництва харчових продуктів і функціонування підприємства в цілому. Така вода не має безпосереднього контакту з сировиною, напівпродуктами і готовою про­дукцією, а використовується головним чином для охолоджування напівфабрикатів та продуктів, миття виробничих й інших приміщень тощо.

Основні вимоги до води технологічного призначення наведено в табл. 2.1.

В процесі затирання та приготування пивного сусла за необхідністю проводиться реагентне корегування окремих показників води (рН, лужність і жорсткість).

В процесі приготування безалкогольних напоїв можливе корегування окремих показників води (рН, лужність) безпосередньо в ході технологічного процесу.

Для приготування окремих сортів пива та безалкогольних напоїв допускається використовувати воду з іншим співвідношенням солей, обумовленим нормативно-технічною документацією на конкретний вид продукції.

За мікробіологічними показниками вода повинна бути бактеріально чистою. У питній і технологічній воді, загальна кількість бактерій в 1 см³ не повинна перевищувати 100.

Колі-індекс повинен бути не більше 3 тобто в 1 дм³ води не повинно бути більше 3 кишкових паличок. А колі-титр не менше 300 см³ (не більше 1 кишкової палички на 300 см³ води).

У воді поряд з неорганічними сполуками присутні більш складні органічні речовини. Вони можуть знаходитись у воді в розчинному, колоїдному, або завислому стані і також відіграють важливу роль. У зв’язку в різноманітністю цих речовин кількісно їх оцінюють за ступенем окиснення води, тобто кількість кисню, що потрібна для окиснення домішок у даному об`ємі, або еквівалентною кількістю іншого окислювача. Найчастіше, на практиці окислюваність визначають обробкою дослідної води, марганцевокислим калієм (перманганатне окислення).

Вимоги до води у пивоварінні є більш складними і специфічними, ніж до звичайної питної води. Вода є не тільки основною складовою частиною цільового продукту виробництва, але і середовищем, де відбуваються надзвичайно

Таблиця 2.1 – Основні вимоги до якості води технологічного призначення

Виробництво	Загальна жорсткість, ммоль/дм3, не більше	рН	Сухий залишок, мг/ дм3, не більше	Ступінь окислення, мг О2/ дм3, не більше	Особливі вимоги
Безалкогольні напої та концентрати безалкогольних напоїв	1,5	6,0-7,0	600-850	1,5-2,0	Вміст, мг/дм3, не більше: заліза – 0,1; марганцю – 0,05; міді – 0,1; цинку – 1,0; нітратів – 3,0; фенольних сполук – 0,0001. Загальна кількість мікроорганізмів – більше 75 шт. в 1 дм3, не допускається вміст хвороботворних мікроорганізмів
Пиво ,квас	Світле пиво – 1-2, темне пиво і квас – 5-6	6,8-7,3	600-850	1,0-2,0	Вміст, мг/дм3, не більше: заліза 0,2; марганцю – 0,05; нітратів – 25,0. Вміст іонів калію, натрію, сульфатів і хлоридів не повинен перевершувати порогів рівень, коли вони впливають на смак пива. Показник лужності (відношення кальцієвої жорсткості до загальної лужності) повинен бути не менше 1
Етиловий спирт	7,8	5,5-7,0	600-800	1,0-2,0	Вміст гіпсу не більше 0,5 г/дм3. Не допускається вміст сірководню, аміаку і фенолу
Горілки і лікеро-горілчані напої	0,2-1,0	6,8-7,3	100-500	2,0	Вміст, мг/дм3, не більше: заліза 0,1; натрію+калію – 100; марганцю – 0,1; сульфатів – 100,0; хлоридів – 80,0; гідрокарбонатів – 244; силікатів – 7,0; фосфатів – 0,1; міді – 0,1, амонію – 0,1; нітратів – 40,0. Для миття пляшок дозволяється використовувати воду із жорсткістю до 1,8 ммоль/дм3
Хлібопекарські дріжджі	7,0	5,5-6,8	500-700	4,0	Вміст, мг/дм3, не більше: марганцю – 0,1, заліза 0,2. Не допускається вміст нітратів.
Солод	4,0-7,0	5,5-6,8	500-700	1,0-2,0	Вміст, мг/дм3, не більше: заліза 0,1; марганцю – 0,05
Коньяк	0,36-1,0	–	–	–	–

різноманітні хімічні реакції, які зумовлюють потрібний перебіг технологічних процесів. Від складу і стану іонів різних хімічних елементів у воді залежать навіть сортові особливості певних типів пива.

Загальною вимогою до вмісту заліза у воді для виробництва пива є те, що він не повинен перевищувати 0,3 мг/дм³. Тому у методі визначення цього елемента бажано, щоб забарвлення при змішуванні аналізованого розчину води з реактивом-індикатором було відсутнє, або тільки дуже слабко-жовтувато-рожеве. Завеликий вміст заліза може спричинити погіршення смаку і зниження стійкості пива.

У винах концентрація заліза не повинна перевищувати 15 мг/дм³, але бути меншою за 2-3 мг/дм³. Залізо входить до складу ферментів, вітамінів, приймає активну участь як каталізатор в окисно-відновних процесах при визріванні вина. Підвищені дози заліза приводять до утворення залізного, ферофосфатного та оксидазного касів.

Головним показником для оцінки технологічних властивостей води для виробництва пива є співвідношення тих іонів, які найбільше впливають на активну кислотність середовища. Величина рН складної буферної системи ячмінно-солодового затору формується завдяки, в основному, вмісту фосфат-іонів Н₂РО₄^-, НРО₄^-, РО₄^- , які переходять в розчин із сировини. Зміни рН відбуваються, якщо порушується іонна рівновага внаслідок дії катіонів та аніонів води на фосфат-іони.

Іони кальцію реагують з фосфат-іонами згідно з рівнянням:

ЗСа₂⁺ + 2НРО₄^2- → Са₃(РО₄)₂ + 2Н⁺ (2.3)

Третинний фосфат кальцію випадає в осад, а іонна рівновага зміщується в бік іонів водню і пониження рН. Магній діє аналогічно, але його фосфати, як вторинні, так і третинні є розчинними, а тому вплив магнію на рН вдвічі слабкіший за вплив кальцію.

Іони води НСО₃^-, СО_З підвищують рН внаслідок зв'язування іонів Н⁺: Н⁺ + НСО₃^- , Н₂О + СО_2.

Так само діють безпосередньо іони ОН^–, що надходять з лугами води. Причому рівновага реакцій зміщується праворуч внаслідок виводу з середовища іонів СО₂, при нагріві, а також утворення практично майже не дисоційованої води.

Таким чином, активна кислотність середовища (затору) формується взаємодією солей, які визначаються як жорсткість і як загальна лужність води.

Проведеними прикладними дослідженнями на кафедрі бродильних виробництв Київського технологічного інституту харчової промисловості (Т. І.Семенова, М.М.Голобородько та ін.) було встановлено, що найбільш об'єктивним критерієм технологічної оцінки води для пивоваріння є співвідношення концентрації іонів кальцію (кальцієва жорсткість Ж_са) і загальної лужності води (Л_заг).

Таке співвідношення назване показником лужності Пл і значення його повинно дорівнювати:

(2.4)

Якщо показник лужності води не відповідає значенню Пл≥1, рекомендується додавати у затір іони кальцію в формі сульфату, хлориду або додавати кислоту(переважно молочну) для нейтралізації лужних іонів.

Для виробництва горілок і лікеро-горілчаних напоїв завод повинен бути забезпечений водою, яка б відповідала вимогам СОУ 15.9-37-237:2005 “Вода підготовлена для лікеро-горілчаного виробництва”, які наведені в табл. 2.2 і 2.3. Вихідна вода повинна бути безбарвною, прозорою, без стороннього смаку і запаху.

Таблиця 2.2 – Органолептичні показники підготовленої води

Найменування показника, одиниця вимірювання	Значення показника для виробництва			Метод контролю
	горілок, горілок особливих і лікеро-горілчаних напоїв із спирту		слабоалкогольних напоїв
	Екстра, Люкс, Пшенична сльоза	вищої очистки, високоякісний із меляси
Запах при 20° С і під час нагрівання води до 60°С,бал	0	0	0	Згідно з ГОСТ 3351
Смак та присмак при 20° С,бал	0	0	0	Те саме
Забарвленість, градус	Не більше 2	Не більше 5	Не більше 5	–‘‘–
Мутність, мг⁄дм³	Не більше 0,2	Не більше 0,5	Не більше 0,5	–‘‘–

Таблиця 2.3 – Фізико-хімічні показники підготовленої води

Найменування показника, одиниця вимірювання	Значення показника для виробництва			Метод контролю
	горілок, горілок особливих і лікеро-горілчаних напоїв із спирту		слабоалкогольних напоїв
	Екстра, Люкс, Пшенична сльоза	вищої очистки, високоякісного із меляси
1	2	3	4	5
Жорсткість загальна, ммоль/дм3	не більше 0,1	не більше 0,1	не більше 0,3	Згідно з ГОСТ 4151 ДСТУ ISO 6059
Лужність загальна, ммоль/дм3	не більше 2,0	не більше 4,0	не більше 2,0	Згідно з ISO 9963-1
Лужність вільна, ммоль/дм3	не допускається	не допускається	не допускається	Згідно з ISO 9963-2
Окислюваність перманганатна, мг О2/дм3	не більше 2,0	не більше 2,0	не більше 2,0	Згідно з ГОСТ 23268.12 ISO 8467
			Продовження табл. 2.3
1	2	3	4	5
Сухий залишок, мг /дм3	не більше 350,0	не більше 550,0	не більше 550,0	Згідно з ГОСТ 18164
Масова концентрація натрію+калію, мг /дм3	не більше 150,0	не більше 250,0	не більше 250,0	Згідно з ГОСТ 23268.6
Масова концентрація заліза (Fe, сумарно), мг /дм3	не більше 0,05	не більше 0,05	не більше 0,05	Згідно з ГОСТ 4011, ГОСТ 26928
Масова концентрація марганцю, мг /дм3	не більше 0,05	не більше 0,05	не більше 0,05	Згідно з ГОСТ 4974
Масова концентрація сульфатів, мг /дм3	не більше 50,0	не більше 80,0	не більше 100,0	Згідно з ГОСТ 4389
Масова концентрація хлоридів, мг /дм3	не більше 60,0	не більше 80,0	не більше 80,0	Згідно з ДСТУ 4089 ГОСТ 4245
Масова концентрація силікатів, мг /дм3	не більше 5,0	не більше 5,0	не більше 7,0	Згідно з ГОСТ 4389
Масова концентрація ортофосфатів, мг /дм3	не більше 0,05	не більше 0,05	не більше 0,05	Згідно з ГОСТ 18309
Масова концентрація поліфосфатів, мг /дм3	не більше 0,05	не більше 0,05	не більше 0,05	Згідно з ГОСТ 18309
Масова концентрація нітритів (за NO2-), мг /дм3	не більше 0,1	не більше 0,1	не більше 0,1	Згідно з ГОСТ 4192
Масова концентрація аміаку (за азотом), мг /дм3	не допускається	не допускається	не допускається	Згідно з ГОСТ 4192
Масова концентрація хлору залишкового вільного, мг /дм3	не допускається	не допускається	не допускається	Згідно з ГОСТ 18190
Масова концентрація сірководню, мг /дм3	не допускається	не допускається	не допускається	Згідно з ISO 1053