Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7307| Title: | Удосконаленням технології безалкогольних напоїв на основі плодово-ягідних соків та рослинних екстрактів |
| Authors: | Бондарчук, Зоя Вікторівна Набатніков, Нікіта Андрійович |
| Keywords: | БЕЗАЛКОГОЛЬНИЙ НАПІЙ;ЯБЛУЧНИЙ СІК;ВИНОГРАДНИЙ СІК;СТАБІЛІЗАЦІЯ |
| Issue Date: | 30-Dec-2024 |
| Abstract: | Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові технології, освітньої програми «Харчові технології» – Черкаський державний технологічниї університет, Черкаси – 2024р. Магістерська робота присвячена розробці технології безалкогольних напоїв на основі плодово-ягідної сировини та рослинних екстрактів. Безалкогольні напої мають популярність у широких верст населень, тому до їх якості пред‘являються високі вимоги. Останніми роками прийнято нові нормативні регламентувальні акти, що забороняють або вимагають суттєвого скорочення використання багатьох добавок, причому ця тенденція буде зберігатись. Тому зростає значення інновацій у галузі пакування, асептичних технологій і добору сировини високої якості, в тому числі нетрадиційної. В магістерській роботі запропоновано і розроблено рецептуру безалкогольного напою на основі яблучного та виноградного соку з додаванням екстракту м‘яти. Визначено способ освітлення соків оптимальне співвідношення сировини, проведено фізико-хімічні та органолептині дослідження готового напою. В технологічній частині проведений продуктовий розрахунок безалкогольного напою «Фруктова прохолода». Економічні розрахунки проєкту доводять доцільність розробки безалкогольних напоїв. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7307 |
| Appears in Collections: | 181 Харчові технології (Харчові технології) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Набатніков КРМ.pdf Restricted Access | Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові технології, освітньої програми «Харчові технології» – Черкаський державний технологічниї університет, Черкаси – 2024р. Магістерська робота присвячена розробці технології безалкогольних напоїв на основі плодово-ягідної сировини та рослинних екстрактів. Безалкогольні напої мають популярність у широких верст населень, тому до їх якості пред‘являються високі вимоги. Останніми роками прийнято нові нормативні регламентувальні акти, що забороняють або вимагають суттєвого скорочення використання багатьох добавок, причому ця тенденція буде зберігатись. Тому зростає значення інновацій у галузі пакування, асептичних технологій і добору сировини високої якості, в тому числі нетрадиційної. В магістерській роботі запропоновано і розроблено рецептуру безалкогольного напою на основі яблучного та виноградного соку з додаванням екстракту м‘яти. Визначено способ освітлення соків оптимальне співвідношення сировини, проведено фізико-хімічні та органолептині дослідження готового напою. В технологічній частині проведений продуктовий розрахунок безалкогольного напою «Фруктова прохолода». Економічні розрахунки проєкту доводять доцільність розробки безалкогольних напоїв. | 2.39 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет технологій, будівництва та раціонального
природокористування
Кафедра харчових технологій
ДОПУСТИТИ ДО ЗАХИСТУ
Завідувач кафедри
харчових технологій
к.т.н., доцент Ірина ОСИПЕНКОВА
_______________
―_____‖_____________20___ р.
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА МАГІСТРА
здобувача денної форми навчання
Тема Удосконаленням технології безалкогольних напоїв на основі
плодово-ягідних соків та рослинних екстрактів
(тема роботи)
Виконав _________ Нікіта НАБАТНІКОВ
(підпис) (ім‘я та прізвище)
Керівник ________ Зоя БОНДАРЧУК
к.т.н.,доцент (підпис) (ім‘я та прізвище)
ЧЕРКАСИ – 2024
1
Черкаський державний технологічний університет
Факультет Факультет технологій, будівництва та раціонального
природокористування
Кафедра Харчових технологій
Спеціальність „Харчові технології”
ЗАТВЕРДЖУЮ:
Зав.кафедри ХТ
____________Ірина ОСИПЕНКОВА
« ___ » червня 20___ р.
З А В Д А Н Н Я
на кваліфікаційну роботу магістра здобувачу
Набатнікову Нікіті Андрійовичу
(прізвище, ім‘я, по батькові)
1. Тема роботи Удосконаленням технології безалкогольних напоїв на
основі плодово-ягідних соків та рослинних екстрактів
затверджена наказом по університету від__________ 20___року № ___
2. Термін здачі студентом закінченого проекту (роботи)________
20__року
3. Вихідні дані до проекту (роботи):
- обґрунтувати використання плодово-ягідної та рослинної сировини у
безалкогольних напоях;
- визначити оптимальні параметри стабілізації та освітлення соків;
- визначити оптимальні умови отримання екстракту з рослинної
сировини;
-розробити рецептуру безалкогольних напоїв на основі плодово-ягідної
сировини і рослинних екстрактів;
- визначити харчову цінність дослідних зразків та провести
органолептичні та фізико-хімічні показники;
- провести математико-статистична обробка результатів досліджень.
Зміст пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити)
Титульний аркуш. Завдання на роботу. Зміст. Анотація. Вступ 1.
Аналітична частина 2. Об‘єкти і методи досліджень. 3. Експериментальна
частина 4. Технологічна частина. Висновки. Список використаної літератури.
Додатки.___________________________________
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов‘язкових креслень)
Презентації на______слайдах
2
6. Консультанти з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх
стосуються
Розділ Консультант Підпис, дата
Завдання Завдання
видав прийн яв
7. Дата видачі завдання ____________________
Керівник
(підпис)
Завдання прийняв до
виконання
(підпис)
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Пор. Назва етапів Термін Відмітка
№ дипломного проекту (роботи) виконання керівника
етапів про
проекту виконання
(роботи)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Здобувач _________ Нікіта НАБАТНІКОВ
(підпис) (ім‘я та прізвище)
Керівник ________ Зоя БОНДАРЧУК
к.т.н.,доцент (підпис) (ім‘я та прізвище)
«___»________2024 р.
3
АНОТАЦІЯ
Набатніков Н.А. Удосконаленням технології безалкогольних напоїв на
основі плодово-ягідних соків та рослинних екстрактів.
Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові
технології, освітньої програми «Харчові технології» – Черкаський державний
технологічниї університет, Черкаси – 2024р.
Магістерська робота присвячена розробці технології безалкогольних
напоїв на основі плодово-ягідної сировини та рослинних екстрактів.
Безалкогольні напої мають популярність у широких верст населень, тому
до їх якості пред‘являються високі вимоги. Останніми роками прийнято нові
нормативні регламентувальні акти, що забороняють або вимагають суттєвого
скорочення використання багатьох добавок, причому ця тенденція буде
зберігатись. Тому зростає значення інновацій у галузі пакування, асептичних
технологій і добору сировини високої якості, в тому числі нетрадиційної.
В магістерській роботі запропоновано і розроблено рецептуру
безалкогольного напою на основі яблучного та виноградного соку з додаванням
екстракту м‘яти. Визначено способ освітлення соків оптимальне
співвідношення сировини, проведено фізико-хімічні та органолептині
дослідження готового напою.
В технологічній частині проведений продуктовий розрахунок
безалкогольного напою «Фруктова прохолода». Економічні розрахунки проєкту
доводять доцільність розробки безалкогольних напоїв.
Ключові слова: БЕЗАЛКОГОЛЬНИЙ НАПІЙ, ЯБЛУЧНИЙ СІК,
ВИНОГРАДНИЙ СІК, СТАБІЛІЗАЦІЯ, МЯТА, ЕКСТРАКЦІЯ.
4
ABSTRACT
Nabatnikov N.A. Improving the Technology of Soft Drinks Based on Fruit and
Berry Juices and Plant Extracts.
Master's thesis in specialty 181 - Food Technologies, educational program
"Food Technologies" - Cherkasy State Technological University, Cherkasy - 2024.
Master's thesis is devoted to the development of technology of soft drinks
based on fruit and berry raw materials and plant extracts.
Soft drinks are popular among wide segments of the population, therefore, high
requirements are imposed on their quality. In recent years, new regulatory acts have
been adopted that prohibit or require a significant reduction in the use of many
additives, and this trend will continue. Therefore, the importance of innovations in
the field of packaging, aseptic technologies and the selection of high-quality raw
materials, including non-traditional ones, is increasing.
In the master's thesis, a recipe for a soft drink based on apple and grape juice
with the addition of mint extract was proposed and developed. The method of
clarification of juices, the optimal ratio of raw materials were determined, and
physicochemical and organoleptic studies of the finished drink were conducted.
In the technological part, a product calculation of the soft drink "Fruit
Coolness" was carried out. Economic calculations of the project prove the feasibility
of developing soft drinks.
Keywords: SOFT DRINK, APPLE JUICE, GRAPE JUICE,
STABILIZATION, MINT, EXTRACTION.
5
ЗМІСТ
ВСТУП 7
1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 10
1.1.Аналіз тенденції розвитку безалкогольної промисловості ……………є. 10
1.2.Плодово-ягідна сировина для безалкогольних напоїв та її хімічний 11
склад ………………
1.3. Нетрадиційна сировина для виробництва безалкогольних напоїв 22
1.4. Технологія екстрактів із лікарських трав 25
1.5. Технологія підготовки напівфабрикатів для безалкогольних напоїв 27
1.6. Інноваційні технології безалкогольних напоїв купажування
(неферментованих) 37
2. ОБ΄ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 43
2.1 Об΄єкти дослідження 43
2.2. Методи дослідження 53
3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 60
3.1. Приготування плодово-ягідних соків 60
3.2. Приготування екстракту з рослинної сировини 67
3.3.Розробка рецептури безалкогольних напоїв 69
3.4 Математико-статистична обробка результатів досліджень 78
4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 85
4.1. Принципова технологічна схема 85
4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми 86
4.3. Продуктові розрахунки 87
4.4. Економічний аналіз проєкту………………………... 96
4.5. Технохімічний контроль 98
ВИСНОВОК 109
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 110
ДОДАТКИ 113
……………………………….…………………………………………
6
ВСТУП
Актуальність теми. Безалкогольні напої складають важливу частину
раціону людини. В останній час намітилася стійка тенденція до збагачення
напоїв біологічно активними речовинами, підвищуючи функціональність.
Розробка цієї групи продуктів диктується нагальною потребою сучасного
ринку, необхідністю оптимізації харчування та здоров'я, має важливе значення
на адаптаційні можливості організму людини.
Дослідники та фахівці більшості галузей харчової промисловості,
фармацевтики та медицини приділяють велику увагу проблемам харчування,
що тісно пов'язано з біохімією та біологією у встановленому взаємозв'язку між
окремими біологічно активними компонентами їжі та функціональною
активністю органів та систем організму людини.
Найважливіша роль віддається напої з натуральних інгредієнтів, які
виконують різні біологічні ролі в організмі людини. У зв'язку з необхідністю
випуску конкурентоспроможної продукції вітчизняні спеціалісти ведуть роботу
зі створення нових технологій напоїв, розширення асортименту, підвищення
якості продукції та покращення її оформлення. Причому особливо слід
відзначити тенденцію дедалі більше до широкого використання натурального
рослинної сировини. Сучасні запити промисловості вимагають спеціально
підготовлених для виробництва напоїв напівфабрикатів із рослинної сировини з
метою отримання продукції високої стійкості або цільового вилучення речовин
із рослинної сировини для отримання напоїв загального значення,
функціональних напоїв або продукції адресної спрямованості (діти різних
вікових груп, спортсмени тощо).
При класифікації безалкогольних напоїв є певні труднощі у класифікації
функціональних напоїв, т. до. одні й ті ж самі напої можуть входити у різні
класифікаційні групи. Вчені пропонують до функціональних напоїв віднести
напої загальнозміцнювального, профілактичного, адаптогенного та
спеціального призначення. При виробництві безалкогольних напоїв
7
використання лікарського та пряно-ароматичної рослинної сировини
призводить до збагачення натуральними функціональними інгредієнтами і такі
напої володіють загальнозміцнюючими та лікувально-профілактичними
властивостями.
Мета і завдання дослідження. Метою досліджень була розробка
технології безалкогольних напоїв на основі плодово-ягідних соків та рослинних
екстрактів.
Для вирішення поставленої мети намітили наступні задачі досліджень:
- обґрунтувати використання плодово-ягідної та рослинної сировини у
безалкогольних напоях
- визначити оптимальні параметри стабілізації та освітлення соків;
- визначити оптимальні умови отримання екстракту з рослинної
сировини;
-розробити рецептуру безалкогольних напоїв на основі плодово-ягідної
сировини і рослинних екстрактів;
- визначити харчову цінність дослідних зразків та провести
органолептичні та фізико-хімічні показники;
- провести математико-статистична обробка результатів досліджень.
Об'єкт дослідження: є технологія приготування безалкогольних напоїв з
додаванням плодово-ягідних соків та рослинних екстрактів..
Методи дослідження: органолептичні та фізико-хімічні методи
визначення якості вихідної сировини, напівпродуктів і готової продукції;
методи планування експерименту і математичної обробки експериментальних
результатів.
Наукова новизна
Наукова новизна отриманих результатів полягає в розробці методології
безалкогольних напоїв на основі плодово-ягідної та рослинної сировини.
Ознаками наукової новизни відповідають наступні результати
магістерської роботи:
8
• Обґрунтовано доцільність використання яблучного та виноградного
сока в співвідношенні 50:50 з додаванням екстракту м‘яти.
Теоретична і практична значущість.
Теоретична значимість роботи полягає в обґрунтуванні доцільності
використання рослинної сировини у безалкогольних напоях.
Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних та
аналітичних робіт в лабораторних умовах, обробці та узагальненні результатів,
їх теоретичному обґрунтуванні, підготовці результатів до публікації.
Публікації. За матеріалами магістерської роботи опубліковано 1 тезу, у
збірнику VІІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграційні та
інноваційні напрями розвитку харчової індустрії» 2024 року, м. Черкаси.
Структура та обсяг роботи. Робота складається зі вступу, чотирьох
розділів, висновків, списку використаних джерел. Робота викладена на 115
сторінках машинописного тексту, містить 45 таблиць, 24 рисунків. Список
використаних джерел літератури складається з 23 робіт.
9
Розділ 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА
1.1. Аналіз тенденції розвитку безалкогольної промисловості
Виробництво безалкогольних напоїв доволі стрімко розвивається та
має доволі високу популярність у широких верст населення. В останні
десятиліття в багатьох країнах пильна увага приділяється здоровому
харчуванню, а напої, досить легко можна збагатити корисними для організму
компонентами і вони здатні зробити істотний внесок в оздоровлення
населення[5]. У світі виробляється безліч напоїв, проте їх виробництво та
споживання населенням нашої країни не завжди сприятливо позначається на
здоров'ї. Таке прагнення обумовлено насамперед тим, що великі виробники
найчастіше свідомо формують стійку потребу людей у своїй продукції. У цих
умовах вітчизняним виробникам безалкогольних напоїв необхідно звернути
увагу на корисні напої, рецептури яких відомі з давніх часів і пройшли довгу
апробацію. За останні роки вдалося істотно підвищити ефективність
виробництва безалкогольних напоїв і зберегти при цьому кращі технології їх
виготовлення, а подекуди навіть істотно їх поліпшити. З'явилися нові
продукти, наприклад, холодний чай, енергетичні та спортивні напої[5].
Напої, вироблені із плодово-ягідної сировини, займають також значне
місце серед напоїв. Суттєвою особливістю таких напоїв також є те, що
видовий і сортовий склад як культурних, так і дикорослих плодів та ягід
дуже різноманітний. Це дає можливість розширити асортимент
безалкогольної продукції[5].
У наш час загальносвітова тенденція до збільшення обсягів
виробництва напоїв пов‘язана з бажанням розвинутих країн світу
урізноманітнити харчову продукцію, а країн, що розвиваються, виставити на
ринок свої традиційні напої.
Аналіз тенденцій зміни продовольчого ринку свідчить про те, що
збільшується сектор натуральних функціональних продуктів. Для
задоволення потреб суспільства у високоякісних харчових продуктах
10
особлива роль відводиться впровадженню інноваційних технологій
безалкогольних напоїв для використання їх у раціоні всіх вікових категорій
споживачів[5].
Отже, збільшення виробництва напоїв з натуральної сировини (пряно-
ароматична, плодово-ягідна, зернова, мед тощо) забезпечує споживачів
повноцінними продуктами та урізноманітнює їх спектр. У свою чергу така
тенденція передбачає високу конкурентоспроможність існуючих напоїв.
Збільшення кількості напоїв з натуральної сировини на ринку збуту
зацікавить споживача та дасть можливість зламати стереотипи, що склалися
внаслідок нав‘язування одноманітної продукції, виготовленої за старими
технологіями[5].
Останніми роками прийнято нові нормативні регламентувальні акти,
що забороняють або вимагають суттєвого скорочення використання багатьох
добавок, причому ця тенденція буде зберігатись. Тому зростає значення
інновацій у галузі пакування, асептичних технологій і добору сировини
високої якості, в тому числі нетрадиційної.
1.2.Плодово-ягідна сировина для безалкогольних напоїв та її
хімічний склад
Велика різноманітність смакових характеристик напоїв визначається
різноманітністю напівфабрикатів, що використовуються для їхнього
виробництва. Для отримання напівфабрикатів можуть бути використані
практично всі види рослинної сировини, їстівних плодів, ягід, що існують у
природі[6].
Залежно від будови, складу та технологічних особливостей переробки
плодово-ягідної сировини його умовно поділяють на групи:
- насіневі;
- кісточкові;
- ягоди;
- горіхи;
11
- субтропічні плоди;
- тропічні плоди.
До насіння плодів відносяться яблука, груші, айва, ірга, горобина.
Характерною особливістю цих плодів є наявність у середині камери з
насінням і шкірки[6].
Кісточкові плоди зовні мають шкірку різної товщини, усередині –
кісточка із ядром. До них відносять вишню, сливу, персики, абрикоси та ін.
Ягоди - соковитий багатонасінний плід, насіння занурене в м'якоть. Це
виноград, малина, брусниця, лохина, полуниця та інші. До субтропічних
плодів належать цитрусові, гранати, хурма, інжир. До тропічних – ананаси,
банани, манго.
Хімічний склад плодів та ягід різноманітний, залежить від виду, сорту,
умов зростання. У свіжих плодах та ягодах міститься від 70 до 90 % води.
Основний компонент сухих речовин – цукри. Їх вміст від 2 до 15%. У
насіневих плодах переважають фруктоза та сахароза, у кісточкових та
цитрусових – сахароза та глюкоза. У ягодах глюкоза та фруктоза приблизно
порівну, сахарози майже немає.
Органічні кислоти поряд із цукрами визначають смак плодів. Загальна
кількість органічних кислот (у перерахунку на переважну кислоту) від 0,2%
(груші) до 6% (лимони).
Яблучна кислота переважає в насіннячкових та більшості кісточкових
плодів, у ягодах та цитрусових – лимонна кислота, у винограді – D-винна.
Терпкість багатьох плодів створюється хінною кислотою. Деякі
органічні кислоти навіть у невеликих концентраціях надають плодам та
ягодам Специфічні характеристики. Наприклад, саліцилова кислота в малині,
суниці визначає потогінні властивості цих ягід, бензойна кислота в
журавлині, брусниці, володіючи бактерицидними властивостями,
перешкоджає їх псуванню і забражування[6].
Азотисті сполуки мають другорядне значення, оскільки присутні у
плодах та ягодах у незначних концентраціях: від 0,2 до 1 %. Вони
12
представлені білками, амінокислотами, пептидами. Особливе місце займають
ферменти, з яких найбільш важливі гідролітичні та окисно-відновні. У свіжій
плодово-ягідній сировині присутні пектолітичні ферменти, завдяки дії яких
плоди та ягоди розм'якшуються при дозріванні. Поліфенолоксидази
окислюють поліфенольні речовини, з цим пов'язане потемніння сировини
після його подрібнення[6].
Поліфенольні сполуки відіграють велику роль у виробництві плодово-
ягідних напоїв Вони беруть участь у технологічних процесах, впливають на
стійкість та смакові характеристики продукту. Поліфенольні речовини також
надають забарвлення плодам та ягодам. Саме вони формують усі відтінки
синього та червоного кольорів. Відомо понад 1000 природних фенольних
сполук, більшість яких є у плодово-ягідному сировині.
Для цілого ряду поліфенольних речовин, що містяться в плодах та
ягодах, характерна Р-вітамінна активність, їх називають біофлаваноїдами.
Вважається, що найбільшу Р-вітамінну активність мають катехіни,
флавони, лейкоантоціани, флавоноли (рутин). Антоціани, рутин мають
антиоксидантними властивостями[6].
Полімерні поліфенольні речовини, інакше звані дубильними -
високомолекулярні сполуки, що мають в'яжучий смак.
За вмістом Р-вітамінних речовин горобину можна поставити на одне із
перших місць. В окремих сортах горобини, вміст поліфенолів досягає 2700
мг/100 г. Горобина чорноплідна (аронія) є промисловим джерелом одержання
препаратів вітаміну Р. У північних районах зростання в аронії накопичується
до 4200 мг/100 г Р-активні речовини. За порушення цілісності плодів сік
аронії швидко темніє, у ньому утворюється бурий осад, що пов'язано з
конденсацією катехінів у флобафен під дією поліфенолоксидази. Тому
продукти переробки аронії, в яких поліфенолоксидаза інактивується при
термічної обробки, зберігають вітамін Р практично повністю[6].
Чорна смородина має велику цінність як Р-вітамінна сировина. завдяки
поєднанню високого рівня аскорбінової кислоти та Р-вітамінних речовин.
13
Загальний вміст Р-активних речовин 800...1200 мг/100 г, до 500…700 мг/100
г – катехінів та антоціанів[6].
Пігменти – інша група барвників плодів і ягід, крім поліфенолів.
Найбільш важливе значення мають каротиноїди. Вони представлені, в
основному, β-каротином та іншими жовто-помаранчевими пігментами
(каротиноїдами) - α-, γ-каротином, лікопіном, ксантофілом, криптоксантином
та іншими сполуками, що мають А-вітамінну активністю. Вони присутні у
всіх жовто-помаранчевих плодах та ягодах.
До плодів і ягід, багатих каротиноїдами можна віднести шипшина, глід,
горобину, обліпиху.
Залежно від виду та району зростання коливається як якісний склад, і
кількість каротиноїдів.
Горобина дикоросла містить каротиноїдів 6...15 мг/100 г, культурні
сорти у менших концентраціях – у середньому 3…6 мг/100 г. Каротиноїди
горобини звичайної на 50...75% складаються з β-каротину, крім того,
присутні α-каротин, криптоксантин та ін[6].
Каротиноїди обліпихи вивчені докладніше, ніж у інших плодах. У
алтайських сортах обліпихи вміст каротину до 10,9 мг/100 г, у Литовських -
до 13 мг/100 г.
Загальний вміст каротиноїдів у обліпихі може досягати 40 мг/100 г, а
каротину - 10 ... 12 мг / 100 г.
Вітаміни плодів та ягід є однією з груп біологічно активних речовин. У
плодах та ягодах присутні каротиноїди, вітамін С, вітамін Р (біофлаваноїди).
Особливий інтерес представляє аскорбінова кислота (вітамін С), яка
має важливе фізіологічне значення як для тварин організмів, так і для самих
рослин. До найбагатших джерел аскорбінової кислоти відносяться шипшина,
обліпиха, чорна смородина, у яких вміст вітаміну С досягає 200-300 мг/100 г.
Про кількісний та якісний склад біофлаваноїдів (вітаміну Р) дані
наведені вище. Вітамінів групи міститься дуже мало[6].
14
Мінеральні речовини входять до складу багатьох ферментів, гормонів та
зумовлюють їхню активність. У плодах та ягодах мінеральні речовини
знаходяться у легкодоступній формі. Крім того, у плодах та ягодах є деякі
елементи, що рідко зустрічаються в інших продуктах. Загальна кількість
мінеральних речовин (зола) коливається в залежності від районів
проростання, ґрунтового складу 0,5 - 3 % (на абсолютно суху речовину),
найбільше калію (200...460 мг/100 г), натрію, фосфору[6].
З мікроелементів у золі плодів та ягід виявлено: нікель, кобальт,
молібден, барій, титан, ванадій, цирконій, хром, мідь, марганець та ін.
Ароматичні речовини з'являються, переважно після дозрівання плодів.
Вони є складними сумішами різних речовин, присутні в невеликі
концентрації. До них відносяться вуглеводні (терпени), альдегіди, спирти,
ефіри, кетони та ін. Особливо багато їх міститься в цедрі цитрусових плодів у
вигляді ефірних олій.
Полісахариди входять до складу клітинних стінок плодів та ягід і
формують їх структуру, обумовлюють жорсткість та міцність рослинних
клітин.
До складу плодів і ягід входять крохмаль, геміцелюлози, целюлоза,
пектинові речовини. Крохмаль присутній у помітних кількостях у насіннєвих
плодах, наприклад, в яблуках до 1%.
Важливу роль у харчовій цінності та технології грають пектинові
речовини, в середньому їхня кількість становить від 0,3 до 3%.
Для оцінки ролі полісахаридів у формуванні властивостей сировини, їх
впливу на технологічні властивості плодів та ягід розглянемо будову
рослинних клітин рис.1.1.
15
Рисунок 1.1. – Будова рослинної клітини
Загальні елементи будови клітин характерні всім живих організмів,
проте, рослинна клітина має низку особливостей. Основна відмінна
властивість – наявність жорстких клітинних стінок рис. 1.2. [6].
Рисунок 1.2. – Схема будови рослинної стінки
Основу їх складають волокна целюлози (мікрофібрили), занурені в
білково-полісахаридний матрикс (наповнювач). Матрікс складається із
зв'язаних між собою білків, геміцелюлоз та пектинових речовин[6].
16
Друга відмінна риса – наявність канальців, що пов'язують клітини між
собою таким чином, що рослина стає єдиною цілісною системою.
Третя особливість рослинних клітин – наявність усередині клітини
великих вакуолей, що містять клітинний сік, які займають велику частина
об'єму клітини: від 50 до 95%.
Вакуолі заповнюють внутрішньоклітинний простір і притискають
цитоплазму до клітинної стінки, завдяки чому покращується обмін речовин з
середовищем. Крім того, вони містять основну частину розчинних речовин.
Яким чином властивості рослинних клітин впливають на процес вилучення
соків? Для виходу соку необхідно зруйнувати клітини. Насправді це
досягається дробленням сировини. При цьому руйнується частина клітин, але
оскільки вони пов'язані один з одним, поступово відмирають і інші клітини,
збільшується проникність цитоплазматичних мембран, полегшується
відділення соку[6].
Чим більше зруйновано цитоплазматичні мембрани, тим більше буде
вихід соку. Для збільшення проникності клітинних стін можна зруйнувати
складові їх речовини – білки чи некрохмальні полісахариди. Виявилося, що
найлегше впливати на пектинові речовини, крім того, вони становлять
більшу частину клітинної стінки, є одним з складових компонентів
серединних пластин, а також входять до складу клітинного соку. Вони
збільшують в'язкість соку, мають вологоутримуючими властивостями,
внаслідок чого перешкоджають витіканню соку.
Пектинові речовини (ПВ) є гліканогалактуронани, основний ланцюг
яких утворюють похідні полігалактуронової кислоти (ПГК).
Мономером ПГК є залишки -D-галактуронової кислоти, пов'язані 1-4
зв'язками (рис. 1.1.). Основний ланцюг ПГК має точки розгалуження, в яких
1,2-зв'язками приєднуються ланки L-рамнози, крім того, до складу бічних
ланцюгів можуть входити нейтральні полісахариди, утворені D-ксилозою, L-
арабінозою, D-галактозою та ін. Карбоксильні групи ПГК різною мірою
етерифіковані залишками метилового спирту[6].
17
Полігалактуронан (інакше – уронідна складова) утворює кислу
полісахаридну фракцію, сахаридний комплекс – нейтральну. ПВ різних
рослинних продуктів мають різну будову, молекулярну масу, властивості.
До пектинових речовин відносять:
Протопектин, який являє собою полігалактуронову кислоту, з'єднану з
іншими речовинами, наприклад, пентозанами (арабаном, галактаном),
крохмалем, целюлозою та ін. Протопектин нерозчинний у воді, входить до
складу первинних клітинних стінок, визначає жорстку структуру плодової
тканини. У міру дозрівання плодів протопектин під дією протопектинази
переходить у розчинний пектин, завдяки цьому плодова тканина
розм'якшується. Протопектин досі мало вивчений, оскільки не виділено у
нативному вигляді[6].
Розчинний пектин (пектин) – найбільш вивчена група пектинових
речовин. Він є полімером, що складається з залишків dгалактуронової
кислоти, з'єднаних зв'язками α-1,4. Основний ланцюг полігалактуронової
кислоти з'єднана через ефірні зв'язки із залишками метилового спирту. До
пектину крім d-галактуронової кислоти входять нейтральні вуглеводи:
рамноза, арабінозу, галактозу та ін. Пектин розчинний у воді, утворює
колоїдні розчини з високою в'язкістю, здатний утворювати желе.
Розчинність, в'язкість, драглеутворюючі властивості пектину залежать від
його молекулярної маси та ступеня метоксилювання (частка карбоксильних
груп, з'єднаних із залишками метанолу). Високометоксильований пектин, з
ступенем метоксилювання більше 70 % добре розчинний у воді, має
найкращими желюючими властивостями. Низькометоксильований пектин, з
ступенем метоксилювання менше 50% погано розчинний і слабо желює[6].
Пектинова та пектова кислоти. Пектинова кислота – частково
деметоксильований пектин, погано розчинна у воді. Пектова кислота
(Полігалактуронова кислота) повністю деметоксильований пектин, у воді
практично не розчинний. Пектова і пектинова кислоти можуть бути також у
18
вигляді солей. Для гідролізу пектинових речовин використовують
пектолітичні ферменти[6].
До комплексу пектолітичних ферментів входять:
1. протопектинази - гідролітичні ферменти, що відщеплюють арабан
або галактан від метоксильованої полігалактуронової кислоти;
2. транселімінази (пектат-і пектінліази), що руйнують пектинові
речовини негідролітичним шляхом;
3. полігалактуронази, гідролізуючі -1,4-D-галактуронідні зв'язки
пектину та інших полігалактуронідах;
4. пектинестерази, що каталізують гідроліз складноефірних зв'язків між
метиловим спиртом та карбоксильною групою галактуронової кислоти.
Протопектинази гідролізують протопектин, вважається, що цей процес
сприяє розм'якшенню плодової тканини при дозріванні плодів. Існування
протопектинази як самостійного ферменту деякими дослідниками ставиться
під сумнів[6].
Полігалактуронази відносяться до гідролітичних ферментів
відрізняються за видом субстрату, на який вони діють, та механізмом дії.
Ендо-поліметилгалактуроназа (ендо-ПМГ) гідролізує зв'язки α-1,4 в
пектин неупорядковано, утворюючи олігоуроніди різної молекулярної маси,
при цьому швидко знижується в'язкість пектинових розчинів, діє
ендополігалактуроназа (ендо-ПГ), гідролізуючи молекулу пектової кислоти.
Екзо-поліметилгалактуроназа (екзо-ПМГ) та екзо-полігалактуроназа
(екзо-ПГ) діють відповідно на пектин та пектову кислоту, гідролізуючи
кінцеві зв'язки -1,4, відщеплюючи по молекулі галактуронової кислоти[6].
Транселімінази, до яких відносять ендо-пектатліази (ендо-ПЕТЕ), екзо-
пектатліази (екз-ПЕТЕ), ендопектинліази (ендо-ПТЕ) та екзопектинліази
(Екзо-ПТЕ), належать до класу ліаз. Перші два ферменти руйнують пектові
кислоти, пектинліази розщеплюють пектин відповідно по ендо-або екзо-типу
з утворенням продуктів, що містять подвійні зв'язки. Пектинестерази
гідролізують ефірні зв'язки в пектині за схемою:
19
пектин + nН2О=метанол + пектинова кислота.
Діють з нередукуючого кінця молекул по сусідству з неетерифікованим
залишком. Загальна схема гідролізу пектинових речовин наведена на рис.1.3.
Для гідролізу пектинових речовин використовують промислові
ферментні препарати, отримані при культивуванні
мікроорганізмів,здебільшого цвілевих грибів. Найбільш широко як
продуценти. ферментних препаратів застосовують плісняві гриби роду
Aspergillus: Asp. oryzae, Asp.foetidus, Asp. Для обробки плодів краще
використовувати очищені ферментні препарати: Пектоаваморин П10х,
Пектофоетидин П10х, Пектонігрін П10х[6].
Усі ферментні препарати містять комплекс ферментів, тому при виборі
необхідного препарату у кожному конкретному випадку потрібно виходити
із цілей застосування ферментативної обробки.
Залежно від цього всі ферментні препарати можна поділити на 3
основні групи:
препарати, призначені для отримання неосвітлених соків,
збільшують вихід соку внаслідок на мезгу;
препарати, що матерують (руйнують до окремих клітин) плодову
тканину для одержання гомогенізованих соків з м'якоттю;
препарати, що забезпечують повний гідроліз пектинових речовин
та білків, призначені для отримання освітлених знеспектинених
соків, які використовуються для безалкогольних напоїв. У такі
препарати крім пектолітичних ферментів повинні входити
протеолітичні ферменти, що гідролізують білки[6].
Ферменти, що входять до складу ферментних препаратів, залежно від
їх ролі в технологічному процесі можуть здійснювати основну дію, або
посилювати дію основної групи ферментів, або надавати небажана дія на
сировину. Вимоги до ферментних препаратів у Залежно від цілей їх
використання наведено в табл.1.1, 1.2. Оптимальні умови для дії більшості
о
пектолітичних ферментних препаратів рН 35-40; температура 35-45 С.
20
Таким чином, плоди та ягоди є цінним видом сировини для
безалкогольних напоїв, однак, переробку їх краще проводити на
спеціалізовані консервні заводи. Підприємства безалкогольні промисловості
використовують, як правило, напівфабрикати, отримані з плодово-ягідної
сировини, які можуть довго зберігатися та транспортуватись на великі
відстані[6].
Таблиця 1.1. - Вимоги до ферментного складу препаратів для
підвищення виходу плодово-ягідних соків
Група ферментів Сировина
Яблука, айва, груші, Полуниця, суниця,
сливи, лимони кизил,
чорниця, ожина, червоні
сорти слив, смородина
Ферменти, що Пектинестераза, Пектинестераза,
зумовлюють ендополігалактуроназа ендополігалактуроназа,
ефективність дії пектинтранселіміназа
препаратів
Ферменти, зміст Протеаза, целюлаза, Протеаза, целюлаза,
яких бажано, але не екзополігалактуроназа, екзополігалактуроназа,
обов'язково геміцелюлаза геміцелюлаза
Ферменти, зміст Пектинтранселіміназа, Пероксидаза,
яких небажано, але вони аскорбінатоксидаза, поліфенолоксидаза,
допустимі у незначних ферменти, що руйнують каталаза
кількостях антоціани
Ферменти, наявність Пероксидаза, каталаза Ферменти, що руйнують
яких у поліфенолоксидаза антоціани,
препаратах аскорбінатоксидаза
неприпустимо
21
Таблиця 1.2. - Вимоги до ферментного складу препаратів, призначених
для збільшення виходу та освітлення соків з повним гідролізом пектинових
та білкових речовин
Група ферментів Сировина
Яблука, айва, груші, Полуниця, суниця,
сливи, лимони кизил,
чорниця, ожина, червоні
сорти слив, смородина
Ферменти, що Пектинестераза, Пектинестераза,
зумовлюють Ендополігалактуроназа, Ендо- і
ефективність дії протеіназа екзополігалактуроназа,
препаратів протеіназа
пектинтранселіміназа
Ферменти, зміст Протеаза, целюлаза, Целюлоза,
яких бажано, але не геміцелюлаза геміцелюлаза
обов'язково
Ферменти, зміст Аскорбінатоксидаза, Пероксидаза,
яких небажано, але вони ферменти, що руйнують поліфенолоксидаза,
допустимі у незначних антоціани каталаза. протеіназа
кількостях
Ферменти, наявність Пероксидаза, каталаза Ферменти, що руйнують
яких у поліфенолоксидаза антоціани,
препаратах пектинтранселіміназа аскорбінатоксидаза
неприпустимо
1.3. Нетрадиційна сировина для виробництва безалкогольних
напоїв
До нетрадиційної сировини для виробництва безалкогольних напоїв
належить сировина різного походження, що з певних причин не набула
значного поширення в промислових масштабах. Така сировина може
використовуватись як безпосередньо на заводах з виготовлення
безалкогольних напоїв (переважно малої та середньої потужності для
виробництва оригінальних напоїв), так і на спеціалізованих підприємствах з
виробництва концентратів для напоїв[5,11].
Плодово-ягідна сировина є основою для значної частини безал-
22
когольних напоїв. Соки здатні надавати основу, смако-ароматичний «фон»
напою і за вдалого добору інших інгредієнтів створювати відмінну за
органолептичними показниками продукцію. Плодово- ягідна сировина
поділяється на ягоди, кісточкові та насіннєві плоди. З ягід традиційними
вважаються малина, суниця, полуниця; з кісточкових — вишня, слива,
абрикос; з насіннєвих — яблука, груші, цитрусові. Ця сировина упродовж
останніх століть використовується у значних кількостях для виробництва
різних груп напоїв. Інші плоди та ягоди використовуються у значно менших
масштабах. Далі наведено характеристику деяких видів нетрадиційної
сировини[5].
Червоноплідна горобина — досить поширене дерево, переважно в
лісовій зоні. Його плоди дають сік від рожевого до червоного з фіолетовим
відтінком кольору. Сік найвищої якості отримують з частково підморожених
3
плодів. Вміст цукрів — 3...7 %, кислот — 16...ЗО г/дм , дубильних речовин
3
— до 7,4 г/дм .
Чорноплідна горобина суттєво відрізняється від червоноплідної
підвищеним вмістом аскорбінової кислоти та інших вітамінів, а також
здатністю надавати напоям інтенсивного забарвлення. Вміст цукрів — 6... 11
3
%, кислот — 8... 13 г/дм , аскорбінової кислоти — до 160 мг/100 г.
Властивості аличі значно варіюють, залежно від сорту та хімічного
складу. Для вилучення соку потрібно додатково обробляти м‘язгу. Вміст
сухих речовин — 10...18 %, у тому числі цукрів — 5,5...9,8 %, кислот —
1,3...2,3, пектинових речовин — 0,6...1,0 %, дубильних речовин — 14...200
мг/100 г, аскорбінової кислоти — 3...18 мг/100 г.
Ожина найпоширеніша в Закарпатському регіоні. За смаком і
властивостями схожа на традиційну малину. Містить цукри — 4...6 %,
3
титровані кислоти — 12...20 г/дм .
Чорну смородину можна віднести до найцінніших культур. Містить
цукри — 6,0...9,4 %, титровані кислоти— 1,6. ..3,5 %, аскорбінову кислоту —
140...285 мг/100 г, фенольні сполуки — 385...580 мг/100 г. Для збільшення
23
виходу соку ягоди перед пресуванням обробляють теплом або ферментують.
Аґрус є цінною сировиною для виробництва ферментованих напоїв.
Містить цукри — 7,2...9,0 %, титровані кислоти — 1,5...2,0 %, аскорбінову
кислоту — 22...42 мг/100 г. Найвищий вихід соку у ягодах найбільшої
зрілості.
Обліпиха є плодовою дикорослою полівітамінною рослиною. У плодах
містяться цукри — 2...5 %, органічні кислоти — 1...4, ефірні масла — 3...8 %,
вітаміни, мг/100г: аскорбінова кислота — 62...600, каротин — до 8, α-
токоферол — до 28, рибофлавін — до 0,12, а також тіамін, ніацин, фолієва
кислота.
Кизил росте в різних регіонах України, переважно південних. Залежно
від м‘якоті отримують сік різного кольору (від темно- до світло-червоного і
жовтого). Містить цукри — до 17 %, органічні кислоти — 2...3,5 %,
аскорбінову кислоту — 84...160 мг/100 г та інші вітаміни.
Бузина поширена у всіх регіонах України. Квітки використовують для
ароматизації напоїв, а сік із стиглих плодів — для забарвлення напоїв та як
лікувальний засіб під час захворювань на цукровий діабет, гепатит,
виразкову хворобу шлунку, мастопатію. Плоди містять цукри — 8,4...10,2 %,
кислоти — 0,8...0,9 %, аскорбінову кислоту — 32...65 мг/100 г, дубильні
речовини 0,29... ...0,34 %. Насіння містить до ЗО % жирних масел.
Журавлина поширена в північних регіонах України. Завдяки вмісту
бензойної кислоти має консервувальні властивості. Крім кислот (2,5...3,5 %),
містить 2...4 % цукрів.
Чорниця росте переважно на торфових болотах. Містить 3...5 % цукрів
та 0,7... 1,2 % кислот.
Для виробництва як ферментованих, так і неферментованих напоїв
можуть бути використані практично будь-які плоди та ягоди, що дозволені
органами МОЗ України та забезпечують досягнення високих
органолептичних якостей готової продукції[5,11].
Технологія перероблення плодово-ягідної сировини передбачає
24
отримання соків або морсів з подальшим обробленням, концентруванням (як
правило, упарюванням) для подальшого застосування в концентратах напоїв.
Якщо напої виробляють безпосередньо на заводах, де переробляють
плоди та ягоди, то соки (морси) не концентрують, а лише обробляють для
забезпечення колоїдної та біологічної стійкості[5,11].
1.4. Технологія екстрактів із лікарських трав
Серед різних видів сировини особливе місце в технології екстрактів
займають лікарські трави. Вилучення з них біологічно активних речовин, їх
збереження та використання в технології напоїв зумовлює надання готовій
продукції оздоровчих і лікувально-профілактичних властивостей. Нині
фітотерапія (профілактика та лікування за допомогою рослин) має
надзвичайно велике значення. Препарати з лікарських трав користуються
великим попитом[11].
Лікувальні властивості лікарських рослин зумовлені наявністю в них
різноманітних за складом і будовою хімічних речовин і сполук. Лікарські
рослини як носії алкалоїдів, глікозидів, жирних і ефірних олій, незамінних
амінокислот та інших речовин поділяються на алкалоїдні, глікозидні та
ефіроолійні. Останні найефективніші, оскільки містять у своєму складі
легколеткі ароматичні сполуки.
Ефірні олії містять органічні сполуки — терпени. Усього нараховується
близько 200 терпенів, кожен з яких має свій аромат.
Препарати з лікарських трав, залежно від складу, мають жовчогінну,
судинорозширювальну, бактерицидну та інші фармакологічні властивості.
Технологія екстрактів із лікарських трав полягає в екстрагуванні одного
або кількох компонентів за допомогою водно-спиртового або іншого
розчинника, який має вибіркову здатність розчиняти тільки ті компоненти,
які необхідно виділити.
Рушійною силою даного процесу є різниця концентрацій екстрагованої
речовини в рідині, що заповнює пори твердого тіла, і в основній його масі.
25
Сам механізм екстрагування полягає в проникненні екстракту в пори
твердого матеріалу, розчиненні там цільових компонентів, перенесенні
екстрагованих речовин із глибини твердої частинки на поверхню розділення
фаз за допомогою молекулярної дифузії або масопровідності й у подальшому
перенесенні речовин від поверхні розділення в глибину екстрагенту за
допомогою конвективної дифузії[11].
Основні вимоги до якості екстрактів із лікарських трав харак-
теризуються такими факторами: використання високоякісної сировини,
забезпечення гарантійного терміну зберігання й біологічної стійкості
протягом року, повна розчинність у купажних сиропах, збагачення напоїв
біологічно активними речовинами, можливість одержання широкого
асортименту безалкогольних напоїв з оригінальними органолептичними
характеристиками.
Технологія екстрактів з лікарських трав передбачає тривале на-
стоювання сировини з екстрагентом.
Апаратурно-технологічну схему виробництва екстрактів із лікарських
трав на прикладі приготування водного екстракту з м‘яти перцевої показано
на рис. 1.3.
Рисунок 1.3. - Апаратурно-технологічна схема приготування водного
екстракту м‘яти перцевої:
1 — стрічковий інспекційний конвеєр; 2 — конвеєр подавання сировини; З —
робочий стіл; 4 — конвеєр для інспектування; 5 — мийна машина; 6 — дробарка; 7 —
апарат для приготування настою
Сировина після проходження стрічкового інспекційного конвеєра 1,
через конвеєр 2 подається на робочий стіл 5, звідки вона, остаточно
26
проінспектована за допомогою конвеєра 4, надходить у мийну машину 5, де її
миють холодною водою. Промиту сировину подрібнюють у дробарці 6.
Водний екстракт готують в апараті 7, куди, крім подрібненої сировини,
подають воду. Для нагрівання суміші в сорочку подають пару.
Після екстрагування суміш фільтрують[11].
1.5. Технологія підготовки напівфабрикатів для безалкогольних
напоїв
Плодово-ягідні соки та морси обов'язково освітлюють.
Освітлення соку передбачає звільнення соку від суспензій і більшу
частину колоїдних речовин. Сік містить у різних кількостях великі та дрібні
суспензії, а також колоїдно-розчинні речовини (пектин, білки, дубильні
речовини) та істинно розчинні речовини (цукри та молекулярні з'єднання)
[11].
Освітлення соків має 3 основні цілі:
– попереднє освітлення для полегшення наступного фільтрування;
- стабілізація соку від колоїдів;
– у деяких випадках покращення органолептичних властивостей.
Великі суспензії складаються з залишків плодової м'якоті та шкірки,
кам'янистих клітин, цілого і подрібненого насіння і т.д. Ці частки неміцно
пов'язані з рідкою фазою, швидко осідають і легко видаляються механічними
методами. Великі зважені частинки погіршують зовнішній вигляд соку,
ускладнюють його подальшу обробку, тому їх видаляють під час
виробництва всіх видів соків без м'якоті.
Колоїдно-розчинні речовини тривалий час можуть перебувати у
зваженому стані та обумовлюють каламутність соку. Для отримання
прозорого (освітленого) соку необхідно зруйнувати колоїдну систему соку і
видалити не стійко розчинні колоїди з діаметром частинок понад 10-4мм.
Стійкі колоїди, якщо вони стабілізовані у зваженому стані, не
викликають у звичайних умовах помутніння соку, проте при зберіганні
27
можлива їх взаємодія між собою, утворення великих частинок, які
викликають помутніння соку та утворення осаду[11].
Стабільність колоїдної системи соку обумовлюється їх властивостями:
1. Висока дисперсність колоїдних частинок діаметром 10 –4 – 10 –6 мм.
Чим менше частинки, тим інтенсивніший броунівський рух, який
перешкоджає їх злипанню та осіданню. При злипанні частинок утворюються
великі агрегати, вони випадають у осад, сік каламутніє.
2. Колоїдні частинки мають електричний заряд. За наявності
однакового заряду частки відштовхуються одна від одної. Електричний заряд
обумовлений наявністю іонів, які адсорбовані на поверхні колоїдної частки.
Навколо частки в рідкій фазі розташовані іони з протилежним зарядом.
Сума зарядів дорівнює нулю. Втрата заряду призводить до зникнення сил
взаємного відштовхування, починають переважати сили взаємного тяжіння,
частинки укрупнюються та осідають під дією своєї сили тяжіння.
3. На поверхні частинок знаходиться гідратна оболонка. Вона
перешкоджає з'єднанню частинок.
Всі ці властивості колоїдної системи використані для розробки методів
освітлення соків.
Розрізняють способи освітлення соків:
- фізичні (проціджування, відстоювання, сепарування);
- біохімічні (руйнування колоїдів при обробці ферментами);
- фізико-хімічні – руйнування колоїдної системи соків шляхом
додавання реагентів або шляхом термічного впливу;
- комбіновані.
Фізичні методи. Не призводять до зміни хімічного складу та колоїдної
системи.
Проціджування. Для видалення грубих домішок сік проціджують через
щільну тканину, спеціальні сита з нержавіючої сталі з діаметром отворів 07-
08 мм. Ці способи застосовують на невеликих підприємствах. При поточному
виробництві використовують щіткові ситові фільтри[5,11].
28
Відстоювання. Використовується лише осадження великих частинок.
Частинки осідають під впливом своєї сили тяжіння. на частинку
діаметром d діють сила тяжіння G, підйомна сила А, опір середовища R та
прискорення вільного падіння.
Сепарування. Засновано на відділенні суспензій під дією відцентрової
сили, що розвивається всередині барабана, що обертається, багато разів
перевищує силу тяжкості.
Флотація – один із методів механічного освітлення. Тверді частинки
видаляються у вигляді піни, що утворюється за допомогою бульбашок газу.
Бульбашки газу, який пропускають через сік, адсорбуються на поверхні
зважених частинок піднімають їх вгору, утворюючи на поверхні піну.
Електрофлотаційна піна містить велику кількість зважених частинок і є
пухкою, майже не текучою масою. Видалення такий піни представляє певні
проблеми. Тому спочатку її руйнують в піногаснику, а потім видаляють. Газ
отримують або шляхом електролізу (водень - е електрофлотаційному апараті
ЕФА-2) або підводиться ззовні (у вигляді азоту у німецькій флотаційній
установці «Кларифуг»). Для спрощення процесу азот може бути замінений
стисненим повітрям. Це не відбивається на якості освітлення. При
флотаційній обробці необхідно, щоб сік мав низьку в'язкість, наприклад,
після ферментативної обробки[5,6,11].
Біохімічні методи. Ці способи ґрунтуються на руйнуванні колоїдних
речовин, що викликають каламутність соку (пектинових речовин, крохмалю,
білків, поліфенольних речовин).
Пектинові речовини мають водоутримуючу здатність, утворюють
гідратну оболонку навколо суспензій, діють як захисні колоїди для зважених
частинок, затримують їх випадання в осад і збільшують в'язкість соку. Тому
руйнування молекули пектину сприяє відділенню та осіданню частинок.
Для освітлення соків використовують пектолітичні ферментні
препарати. Вимоги до їх складу наведено у табл. 1.1. Під їх дією пектинова
молекула руйнується до розчинних у воді галактуронових кислот. Для цього
29
використовують, наприклад, ферментний препарат Пектофоетидин П10Х.
Цей препарат містить крім пектолітичних та протеолітичні ферменти.
Обробку можна проводити періодичним та безперервним способом. У
вітчизняній промисловості переважає періодичний спосіб обробки.
У сік вносять ферментний препарат у кількості 0,02-0,03% суспензії.
Доза препарату, що вноситься, залежить від вмісту пектину в соку, рН та
температури. Для досягнення необхідного результату слід дотримуватись
оптимальних умов дії препарату: рН 3,7-4,0; температура обробки 40-50 0С;
тривалість обробки становить 1 год при перемішуванні. За таких умов
руйнується понад 50 % пектину та сік освітлюється. Якщо потрібна повна
депектинізація, то процес продовжується більш тривалий час.
Якщо каламутність соку обумовлена наявністю крохмалю, то
використовують амілолітичні ферментні препарати Крохмаль містять соки з
недозрілих сортів яблук. При тепловій обробці більшість крохмалю
клейстеризується, переходить у розчин і при розливі та зберіганні може
викликати помутніння соку за рахунок утворення комплексів із
поліфенолами. Для обробки таких соків використовують амілолітичні
ферментні препарати, наприклад, Амілорізін П10Х. Умови обробки:
о
температура 50 С; рН 4,5-5,5.
За наявності в соку пектинових речовин та крохмалю рекомендується
використовувати як пектолітичні, і амілолітичні ферменти. Оптимальну дозу
препарату, що вносить, визначають на підставі пробного освітлення.
Спочатку визначають наявність у соку пектину (за спиртової пробі) та
крохмалю (по йодній пробі). Потім за кількістю згустку, що утворився, або за
інтенсивністю забарвлення визначають дозу препарату, що вноситься.
Правильність вибраної дози перевіряють пробним освітленням у
пробірках. Недоліком ферментативного методу освітлення є періодичність та
тривалість обробки (1-2 год). В останні роки з'явилися роботи з безперервним
способам обробки соків. З цією метою використовуються ферменти,
30
зафіксовані на твердих носіях (Іммобілізовані). Нерозчинні комплекси
«фермент-носій» стабільні та зберігають каталітичні властивості ферментів.
Як носіїв використовують неорганічні та органічні речовини. Обробку
проводять у спеціальних реакторах[5,6,11].
Фізико-хімічні методи. Використовують термічний вплив на колоїди та
додавання освітлювальних реагентів.
Термічна дія – миттєвий підігрів-охолодження. Метод заснований на
коагуляції білкових речовин під час нагрівання. Підігрів повинен
змінюватися швидким охолодженням. За такого чергування послаблюється
водозв'язуюча здатність білків, вони осідають та захоплюють за собою інші
суспензії, проте, пектин, крохмаль та інші колоїди залишаються. Таку
обробку використовують при отриманні неосвітлених соків. Дуже важливе
нагрівання та охолодження провести миттєво, щоб не відбулося
клейстеризації крохмалю, але, у свою чергу, температура нагрівання має бути
достатньо високою, щоб забезпечити коагуляцію білків.
0
Нагрівання соків проводять до температури 80-90 С, а охолодження
о
до температури 35-40 С. Тривалість обробки має становити 10-20 с.
Освітлення реагентами. Процес освітлення соку за допомогою
розчинів колоїдних речовин називається обклеюванням. Як обклеювальні
речовин використовують желатин, бентоніт, кизельзоль, танін,
полівінілполіпірролідон.
Освітлення желатином. Желатин одержують шляхом кислотного
(желатин А) або лужного (желатин Б) гідролізу тварин продуктів (хрящі,
кістки, шкіра), що містять колагени. Показниками якості желатину є його
желююча здатність та в'язкість розчину[5,6].
Для освітлення соків використовують желатин А, отриманий
кислотним гідролізом з низькою в'язкістю. Освітлення желатином
ґрунтується на тому, що його молекули мають позитивний заряд, а багато
колоїдів соку, таких як пектин, клітковина – негативний. При внесенні
колоїдних розчинів нейтралізуються електричні заряди міцел природних
31
колоїдів соку, що викликає випадання осаду. Найбільший вплив желатин
надає на поліфеноли, з ними він утворює комплекси шляхом створення
водневих містків між фенольними, гідроксильними групами поліфенолу та
пептидними групами молекули желатину. При невеликій кількості желатину
наявність у соку пектину перешкоджає укрупненню комплексів між
поліфенолами та желатином, а при великих дозах утворюються комплекси
пектину з желатином і поліфенол. Це ускладнює процес освітлення. Тому
перед внесенням желатину в сік встановлюють дозу пробним обклеюванням.
На ефект освітлення позитивно впливає температура. У промислових
умовах обклеювання проводять при температурі 10-12 0С протягом 6-10 год,
щоб уникнути мікробіологічного забруднення.
Коагуляція колоїдів при використанні желатину можлива лише при
достатній кількості дубильних речовин, тому желатин застосовують у
поєднанні з іншими освітлювальними речовинами, наприклад, таніном,
кизельзолем, ферментними препаратами.
Освітлення таніном та желатином. Танін відноситься до дубильних
речовин, легко розчиняється у воді. Оптимальні дози встановлюються
пробним обклеюванням. Кількість використовуваного таніну становить від 5
до 15 г/100 дм3. Додають танін у вигляді 1%-ного розчину, обов'язково перед
0
введенням желатину. Оптимальна температура обклеювання 10-12 С.
Освітлення кизельзолем. Кізельзоль – водний колоїдний розчин
кремнієвої кислоти каламутно-молочного кольору. Частинки мають розмір
від 0,1 до 10 мкм. Отримують кизельзоль із рідкого силікатного скла
Na2SiO3 підкисленням, осадженням з розчинів рідкого скла або гідролізом
тетрахлориду кремнію SiCl4 в полум'ї гримучого газу Від способу
приготування залежить розмір зерен, знак заряду, питома поверхня
препарату. Абсорбційні властивості кремнієвої кислоти, частки якої
складаються з аморфного діоксиду кремнію, пояснюються фізичними
факторами та хімічною природою.
32
Освітлення засноване на електростатичному тяжінні позитивно
заряджених молекул білка негативно зарядженою поверхнею адсорбенту.
Адсорбція також відбувається за рахунок водневого зв'язку між
гідроксильними гуппами діоксиду кремнію -Si-OH з деметоксильованою
карбоксильною групою поліуронідів. Використовують кизельзоль із
розміром частинок не більше 0,5 мкм у вигляді 15%-ного розчину, переважно
з негативним зарядом. Якщо використовують разом із желатином, то дозу
кизельзолю та желатину визначають пробним обклеюванням. Додають
частіше всього кизельзоль перед внесенням желатину, дозування його в 10-15
разів більше дозування желатину. Тривалість освітлення 2-3 год. У нашій
країні цей спосіб використовують для освітлення виноградного соку. За
кордоном використовують як допоміжний засіб при освітленні желатином
замість бентоніту. При цьому освітлення желатином проводиться при вищій
температурі.
Освітлення полівінілполіпірролідоном (ПВПП). ПВПП – полімерний
матеріал не розчинний у воді, кислотах та більшості органічних розчинників.
Для освітлення використовується порошок із синтетичної смоли із розмірами
зерен від 1 до 450 мкм. Добре адсорбує поліфеноли за рахунок утворення
3
водневих зв'язків, застосовується у дозуваннях від 50 до 200 г/100 дм .
Використовується лише після попереднього видалення з соку білків та
пектинів. Рекомендується для освітлення яблучного соку після
ультрафільтрації, яка забезпечує повного видалення поліфенолів.
Освітлення бентонітом. Бентоніт – природна мінеральна речовина із
класу глин вулканічного походження. Це дрібна крупка з розміром частинок
не більше 10 мм або порошок сірувато-жовтого кольору без запаху та смаку.
Має шарувату структуру, сильно набухає (набухання не менше 80%).
Хімічний склад бентонітів (%): SiO2 – 50-65; Al2O3 - 15-20; CaO до 3,5; K2O
- 0,5-1,0; Na2O - 2-3. Активним компонентом є колоїдний гідрат силікату
алюмінію Al2(SiO3)nH2O. Здатність до набухання залежить від походження
та хімічного складу. Натрієві бентоніти мають більше високу здатність до
33
набухання (більше 20 см3 води на 1 г), ніж кальцієві (5-10 см3 води на 1 г).
Натрієві ефективніші, але при використанні утворюють більше осаду та
частина натрію може переходити в сік. Тому для освітлення соків
застосовують лише певні види бентонітів[6].
Бентоніт здатний утворювати тонкі суспензії рідини, тобто. Майже
колоїдні розчини, що мають негативний заряд. Поряд з адсорбцією білкових
речовин, бентоніти видаляють дубильні сполуки. Це пов'язано з тим, що
бентоніт – шаруватий мінерал. Він має негативний заряд на основній
поверхні пластин, а їх краї заряджені позитивно.
При взаємодії із позитивно зарядженими білками заряди колоїдів
нейтралізуються, частинки каламуті склеюються, укрупнюються і випадають
у осад.
Перед використанням бентоніт подрібнюють до одержання
тонкодисперсного порошку. Для стерилізації піддають термічній обробці при
температурі 180-190 0С протягом 2 год. Потім порошок заливають 4-кратною
0
кількістю гарячої води з температурою 70-80 С, перемішують, обробляють
гострим паром 2-4 год і залишають для набухання на 8-12 год. Після
набухання суміш перемішують і готують 5-10%-ву суспензію на соку, що
підлягає освітленню. Отриману суспензію фільтрують через сито з діаметром
отворів 2-3 мм. Дозу бентоніту встановлюють пробним освітленням. Для
3
виноградного соку витрати бентоніту має бути не більше 5 г/дм , для
3
яблучного – 1 г/дм .
Комбіновані способи – використовуються у тому випадку, якщо в соку
містяться різноманітні сполуки: поліфеноли, білки, пектинові речовини,
крохмаль. Освітлювальні речовини, як правило, впливають тільки на один із
компонентів соку, тому для отримання освітленого, прозорого з блиском
соку рекомендується використовувати комбінацію різних способів. Це
особливо притаманно обробки яблучного соку. Висвітлення ферментними
препаратами та желатином. При освітленні соків, багатих на пектин,
попередньо необхідно провести ферментативне розщеплення пектинових
34
речовин протягом 25-30 хв, потім проводять обробку 1% - ним розчином
желатину в кількості 0,005-0,02%, витримують 2 години при температурі 18-
0
20 С. Для кожної освітлюваної партії соку дозування ферментного препарату
та желатину встановлюють пробний обклеюванням[6].
Висвітлення ферментними препаратами, бентонітом та желатином – сік
0
нагрівають до температури 40-45 С, вносять ферментну суспензію препарату
і витримують для ферментативного гідролізу 30 хв при перемішуванні. Потім
0
знижують температуру до 15-20 С і додають суспензію бентоніту у кількості
2 г/т (0,002 %). Перемішують 15 хв і додають 1% розчин желатину в кількості
0,01-0,02 г/т, перемішують 15 хв і відстоюють 1-2 год для осадження та
укрупнення осаду. Можлива і інша варіація – освітлення ферментними
препаратами, желатином та кізельзолем.
Прозорість плодово-ягідних екстрактів перевіряють шляхом 4-5-
разового розведення проби екстракту водою. Якщо встановлюють, що
непрозорий екстракт, його розбавляють водою у співвідношенні 1:5,
ретельно розмішують, відстоюють 2...3 год, після чого фільтрують і
використовують для приготування купажних сиропів.
Цитрусові настої та харчові есенції перед застосуванням ретельно
фільтрують для видалення каламуті або осаду. Цитрусові настої
рекомендується перевірити утримання терпенів шляхом приготування
пробного напою. Якщо при цьому встановлено, що настої мають підвищений
вміст терпенів, їх розводять водою у співвідношенні 1:5, добре розмішують і
залишають на 12...18 год. Розчин настою потім фільтрують до повної
прозорості. Можна також застосовувати спосіб терпенізації цитрусових
настоїв за допомогою хімічно чистого оксиду магнію (М§О). Для цього
цитрусові настої розбавляють водою до міцності 35...45% об., а потім вносять
0,01...0,02 кг магнію оксиду на 1 дал рідини, після чого розчин фільтрують.
Харчові кислоти вносять у суміш наступним чином: лимонну кислоту -
у вигляді 50%-ного водного розчину, молочну - без розведення. Приготовлені
розчини кислот необхідно ретельно перемішувати. Присутність хоча б
35
одного кристала, що не розчинився, після охолодження розчину може
викликати повну кристалізацію. Розчин кислот готують лише на 2...3 сут
роботи. Для більш тривалого зберігання вони непридатні, тому що легко
піддаються впливу мікроорганізмів і пліснявіють[6].
Барвники - колір, енобарвник з ягід бузини і синтетичні - задають у
купаж у вигляді заздалегідь приготовлених водних розчинів.
Колер з масовою часткою сухих речовин 70% розбавляють водою у
співвідношенні 1:5 або 1:10, т. е. до 1 кг відтінку додають 5 або 10 л води.
Він повинен надавати напоям фарбування від світло-жовтого до темно-
коричневого кольору.
Енобарвник може бути рідким або пастоподібним. При купажуванні
використовують його водний розчин. Енобарвник залежно від активної
кислотності середовища надає сиропу червоний колір при рН 2, бузковий при
рН 3 і фіолетовий при рН 4.. .5[6,11].
Водний розчин барвника з ягід бузини застосовують для отримання
червоного кольору та його відтінків у напоях з рН не вище 4,5.
Для приготування купажних сиропів використовують синтетичні
барвники - індигокармін і тартразин Ф. Індигокармін у вигляді порошку
розчиняють у гарячій воді у співвідношенні 1:40, у вигляді пасти – 1:10; цей
барвник надає напоям синій колір. Тартразин Ф задають у купаж у вигляді
водного розчину концентрацією 5 г/100 мл; підфарбовує напої у жовтий
колір різних відтінків. Іноді застосовують тартразин у поєднанні з
індигокарміном для одержання напоїв зеленого кольору.
Необхідно відзначити, що кожну нову партію барвника перед
застосуванням перевіряють на досвідченому напої. При використанні
барвника повинні виходити прозорі, без осаду розчини, що надають напою
інтенсивне забарвлення[6,11].
Підготовлені до купажування компоненти купажних сиропів
зберігають у напірних збірниках-мірниках, встановлених на майданчику над
купажним апаратом.
36
1.6.Інноваційні технології безалкогольних напоїв купажування
(неферментованих)
Основні інноваційні напрямки вдосконалення технології безалко-
гольних напоїв купажування :
1. Використання як основної різної рослинної сировини (натуральні
концентровані та спиртовані соки, настої з пряно-ароматичної та лікарської
сировини, морси тощо). Умілий добір сировини дає змогу одержати
збалансовані за біохімічним складом і прийнятними органолептичними
властивостями напої. При цьому збільшення собівартості таких напоїв і
відповідно їх ціни неминуче. Споживачі мають усвідомлювати, що
натуральний напій не може бути дешевим.
2. Розширення асортименту напоїв цільового призначення.
3. Підвищення стійкості напоїв за рахунок поліпшення санітарно-
гігієнічної чистоти виробництва, використання сучасних мийних засобів і
дезінфектантів.
4. Організація промислового виробництва концентратів напоїв із
натуральної сировини.
5. Збільшення потужності підприємств дає можливість знизити
собівартість готової продукції, що є особливо актуальним для натуральних
напоїв.
6. Широке впровадження синхронно-змішувального принципу
приготування напою.
7. Впровадження сучасного обладнання, трубопроводів і запірної
арматури з інертних матеріалів.
8. Використання як охолоджувального агента льодяної води або
інших охолоджувальних речовин дає можливість значно знизити
енергоємність виробництва та зменшити корозію обладнання під час
застосування розсолу[5].
Технологія та обладнання на підприємствах пиво-безалкогольної галузі
харчової промисловості України останнім часом зазнали корінних змін.
37
Широко впроваджуються інноваційні технології, нова сировина і матеріали.
Згідно з ДСТУ 4069:2016 [4] безалкогольні напої купажування роз-
різняються за окремими ознаками. Зокрема за зовнішнім виглядом напої
бувають рідкі (прозорі та замутнені) та їх концентрати (порошкоподібні,
пресовані, гранульовані та у вигляді пасти чи в‘язкої рідини). Залежно від
сировини, її вмісту в готовому напої, технології та призначення напої
поділяють на сокові (з вмістом соку 10,0... ...40,0 %) та соковмісні (з вмістом
соку 1,0...9,9 %), на зерновій сировині, на пряно-ароматичній (смако-
ароматичній) рослинній сировині, на ароматизаторах та штучно
мінералізовані води. Залежно від ступеня насичення діоксидом вуглецю
розрізняють сильногазовані (понад 0,4 % мас. СО.,), середньогазовані
(0,3...0,4 % мас. СО2), сла- богазовані (0,2...0,3 % мас. СО2) і негазовані напої.
За способом оброблення напої поділяють на непастеризовані, пастеризовані,
з консервантами або без них, холодного, гарячого та асептичного фасування.
Окрему групу напоїв становлять питні води[5,11].
Зовнішній вигляд рідких напоїв і концентратів безалкогольних напоїв
повинен бути таким:
прозорі — прозора рідина без осаду і сторонніх включень, до-
пускається незначна опалесценція, зумовлена особливостями
вихідної сировини;
замутнені — непрозора рідина, допускається наявність осаду,
частинок і зависі, характерних для сировини, без сторонніх вклю-
чень, невластивих продукту;
концентрати напоїв — однорідний, безбарвний або рівномірно
забарвлений сипкий порошок, гранули різного розміру,
зволожена чи пастоподібна маса, в‘язка рідина.
Для безалкогольних напоїв встановлено гранично допустимий рівень
вмісту етилового спирту: для напоїв, виготовлених із використанням пряно-
ароматичної рослинної сировини, виноматеріалів і спиртованих соків — не
більше як 1,2, а для решти — не більше як 0,5 % об[5].
38
На кожен напій складається рецептура, де вказуються органолептичні і
фізико-хімічні показники, харчова та енергетична цінність, а також вимоги
до стійкості, зумовлені особливостями сировини, технології та умовами
розливу.
Крім вимог щодо органолептичних і фізико-хімічних показників, до
безалкогольних напоїв ставляться додаткові вимоги щодо вмісту
мікроорганізмів і токсичних елементів, які не повинні перевищувати норм,
затверджених Міністерством охорони здоров‘я України.
Об‘єднавши всі класифікаційні ознаки, такі напої можна поділити на
два типи: напої купажування та води.
Перший тип характеризується спільною технологічною ознакою —
приготування зводиться до змішування всіх інгредієнтів, закладених у
рецептурі. Такі напої найпоширеніші завдяки простоті технології та
відсутності складних біотехнологічних процесів.
До другого типу належить газовані і негазовані природні та штучно
мінералізовані води. Якщо в процесі технологічного оброблення у воду
додатково вносять певні інгредієнти з метою утворення тих чи інших
ароматичних і(або) смакових особливостей, такий продукт треба віднести до
напоїв купажування.
В Україні найпоширенішими з безалкогольних напоїв є газовані напої
купажування. їх технологія передбачає підготовку питної води, приготування
цукрового сиропу (або розчину цукрозамінників), робочих розчинів інших
інгредієнтів (кислот, ароматичних речовин, барвників, фруктово-ягідних
соків і т.ін.), приготування купажного сиропу, насичення води або готового
напою діоксидом вуглецю, розлив напою та змішування у співвідношеннях,
передбачених рецептурою. Такі напої характеризуються мінімальною
концентрацією спирту і використовуються як для втамування спраги, так і
для оздоровлення організму[5].
Більшість безалкогольних напоїв мають тонізуючі властивості,
приємний аромат і смак завдяки вмісту цукрів та інших екстрактивних
39
речовин, що потрапляють в них із екстрактами, концентратами, соками,
морсами тощо. До складу напоїв входять також мінеральні речовини, діоксид
вуглецю, органічні кислоти, біологічно активні речовини. Завдяки цьому
деякі безалкогольні напої мають оздоровчі властивості, регулюючи в
організмі людини водний баланс, обмін речовин тощо. Загалом корисність
напоїв визначається сукупністю споживчих властивостей і характеризується
здатністю задовольняти фізіологічні потреби та сприятливо впливати на
організм людини. Характерна особливість таких напоїв — штучне насичення
діоксидом вуглецю, який створює освіжальний ефект і є консервувальним
фактором під час зберігання. Консервувальна дія діоксиду вуглецю полягає в
зниженні рН і безпосередній бактерицидній дії на мікроорганізми[5].
Газовані безалкогольні напої найповніше виявляють свої освіжальні та
смакові якості, якщо їх температура під час вживання становить 10... 12 °С.
У більшості європейських країн зростає випуск напоїв оздоровчої дії з
внесенням до рецептури вітамінів та антиоксидантів. У деяких країнах
Східної Європи зростає виробництво емульсійних напоїв з додаванням
різних соків.
Споживчі властивості безалкогольних напоїв значною мірою за¬лежать
від якості використаної води, фруктово-ягідних та овочевих соків, цукру або
цукрозамінників, барвників, ароматизаторів, консервантів та інших
компонентів.
Прості вуглеводи надають безалкогольним напоям солодкого смаку і
його повноту. Проте систематичне споживання напоїв із вмістом сахарози
суттєво здатне порушити енергетичний баланс. Тому останнім часом у
технології використовують глюкозо-фруктозні сиропи (ГФС). Суміш
глюкози і фруктози солодша за сахарозу, що дає можливість зменшити
енергетичне навантаження на напій.
Серед інших замінників цукру в безалкогольному виробництві ви-
користовують сорбіт, ксиліт, маніт, мальтіт. Для виготовлення напоїв
спеціального призначення і зниження їх енергетичної цінності застосовують
40
такі підсолоджувані, як сахарин, цикламати, ацесульфам К, аспартам,
цукралозу, неогесперидин та ін. Найприйнятнішою щодо відповідності смаку
сахарози можна вважати суміш аспартаму, сахарину та ацесульфаму К.
Значну роль у формуванні смако-ароматичних властивостей без-
алкогольних напоїв відіграють харчові кислоти та фруктово-ягідні
напівфабрикати, які підвищують їх харчову, біологічну та енерге¬тичну
цінність. Слід зазначити, що поліфеноли та флавоноїди, що містяться у
плодах і рослинах, є сильнішими антиоксидантами, ніж вітаміни. Для
виробництва безалкогольних напоїв використовують соки натуральні,
спиртовані і концентровані, а також екстракти лікарських рослин. Напої з. їх
використанням знижують небезпеку захворювання серцево-судинної
системи.
Функціональні продукти харчування та напої стали важливою
частиною способу життя споживачів[13]. Функціональні напої відповідають
потребам людей різного способу життя, віку та статі та можуть забезпечити
переваги, включаючи компенсацію відсутності здорового харчування,
профілактику певних захворювань, зняття втоми та стресу, антивікові
властивості та приплив енергії [15].
Функціональні продукти харчування та напої є однією з найцікавіших
галузей досліджень та інновацій [16]. Вчені вивчають різноманітні
функціональні інгредієнти та їх корисні властивості, а також можливі
виробничі процеси для виробництва нових або покращення існуючих
функціональних напоїв. За останнє десятиліття більша частина досліджень
була зосереджена на вивченні потенціалу пробіотиків, пребіотиків та
синбіотиків у виробництві функціональних напоїв.
Таким чином, дослідники сходяться на думці, що функціональні
продукти харчування являють собою одну з найцікавіших областей
досліджень та інновацій у харчовій промисловості [17,18,19].
41
В роботі [14] було проведено дослідження, щодо розробки нового
яблучного соку, збагаченого ізотіоціанатами (ІТС) – багатими екстрактами,
отриманими з побічних продуктів цвітної капусти.
Ультразвукова екстракція (УЕА) при різних амплітудах (20–100%) та
часі екстракції (0–10 хв) на частоті 24 кГц використовувалася для отримання
екстрактів, багатих на ІТС. Було виявлено, що як амплітуда, так і час обробки
мали значний (p < 0,05) вплив на вилучення ІТС з листя та стебел цвітної
капусти, отримуючи найвищі виходи ІТС з листя (≈3000 мкМ) та стебел
(≈7000 мкМ) після УАС (80% амплітуда, 3 хв) та УАС (20%, 3 хв) відповідно.
Значні відмінності у запаху та смаку були виявлені в яблучних соках,
що містять 20% та 40% екстрактів цвітної капусти порівняно з контрольними
зразками (додано 0% екстрактів відходів цвітної капусти UAE). Однак
результати показали, що напій з додаванням 10% екстракту добре зберіг
сенсорні властивості порівняно з контрольним зразком, і не спостерігалося
загальних відмінностей кольору (TCD < 3) для будь-якого нового зразка
порівняно з контрольним. Таким чином, додавання екстрактів, отриманих
після ЕМА відходів цвітної капусти, може бути корисним інструментом для
отримання нових напоїв, багатих на ІТС [14].
42
РОЗДІЛ 2. ОБ΄ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1 Об΄єкти дослідження
Яблука[20]
Флоріна – зимовий сорт пізнього терміну дозрівання, виведений
французькими селекціонерами з декількох сортів: Джонатан, Спаркінг, Ром
Б‘юті, Голден Делішез. Яблуні сорту Флоріна у висоту виростають майже до
трьох метрів. Крона у них густа, широко округлої форми. Скелетні гілки
досить міцні. Вони відходять від міцного стовбура під кутом від сорока п‘яти
до вісімдесяти градусів, а їх кінці спрямовані догори. Цвіте яблуня рясно, в
середні строки і тривало. Плоди красиві, середні і великі, маса 140 – 200 г,
округло-конічної форми. Покривне забарвлення виражене практично на всій
поверхні у вигляді густого або розмито-смугастого, яскраво-червоного
рум'янцю з сизуватим нальотом. Шкірочка міцна, середньої товщини, суха,
еластична, усіяна безліччю біло-сірих цяточок. М'якоть щільна, дуже
соковита, біло-кремова, хрустка, прісно-солодка, майже без кислоти,
ароматна.
Будова яблука наведена на рис. 2.1.
Колір м‘якоті, плодоніжки, чашечки, воронки яблук, є характерними
ознаками помологічних сортів. Шкірочка за забарвленням буває одно- і
двокольоровою[6].
Рисунок 2.1. - Повздовжній переріз
плода яблука: 1 – шкірочка; 2 – м’якоть; 3 – блюдце; 4 – чашечка; 5 – підчашкова
трубка; 6 – воронка; 7 – плодоніжка;8 – сердечко (гніздо насіннєве); 9 –
насіннєва камера; 10 – насінина; 11 –осьова порожнина
43
Однокольорові фрукти мають жовте або яскраво-зелене забарвлення,
що називають основним. У двомірних плодів основне і покривне забарвлення
буває у вигляді строкатості або рум‘янцю[6] .
Плоди можуть мати кулясту, плескату, циліндричну, конічну,
яйцеподібну, дзвоноподібну форму або перехідну (кулясто-конічну форму).
Плоди можуть мати кулясту, плескату, циліндричну, конічну,
яйцеподібну, дзвоноподібну форму або перехідну (кулясто-конічну форму).
Шкірочка захищає плід від механічних пошкоджень, ураження
мікроорганізмами, регулює випаровування води з плодів. За характером
поверхні шкірочка буває шорсткою (наявна опробковіла тканина і слабкий
восковий наліт) або гладенькою (з гарним восковим нальотом). Також вона
поділяється за товщиною на тонку, середню і товсту. М‘якоть включає
зовнішню і внутрішню частини. Внутрішня частина м‘якоті включає в себе
гніздо насіннєве. Обидві ці частини м‘якоті відрізняються між собою за
будовою клітин. За консистенцією м‘якоть поділяється на великоі
дрібнозернисту. Може бути грубою, ніжною, соковитою, сухою а за
забарвленням – білою, жовтою, зеленувато-білою, рожевою (у червоних
яблук).
Від типу шкірки і м‘якоті насіннєвих плодів значною мірою залежить
вихід соку та підбір технологічного обладнання для проведення виробничого
процесу.
Яблука містять велику кількість корисних поживних речовин, таких як
вітаміни, мінерали та антиоксиданти. Ось деякі складові яблука:
Вода: близько 85-90 %
Вуглеводи: близько 14 %
Дієтичні волокна: близько 2-3 %
Вітамін С: близько 7 % RDA (рекомендована денна норма)
Вітамін К: близько 2 % RDA
Вітамін В6: близько 2 % RDA
Різні мінерали, такі як кальцій, калій, магній, фосфор та мідь
44
Антиоксиданти, такі як кверцетин та катехіни
Також в яблуках є природні фітонутрієнти, такі як пектин та
каротиноїди, які можуть допомогти захистити організм від шкідливих
зовнішніх факторів. Загалом, споживання яблук пов'язано з численними
перевагами для здоров'я, включаючи зниження ризику захворювань на серце,
поліпшення функції легенів та зниження ризику розвитку деяких видів раку.
Фенольні сполуки: яблука містять значну кількість фенольних сполук,
таких як кверцетин, епікатекін та хлорогенова кислота. Ці сполуки
допомагають захистити організм від окислювального стресу та запобігають
пошкодженню клітин.
Пектин: це розчинна дієтична волокна, які можуть підтримувати
здоров'я шлунково-кишкового тракту та знижувати рівень холестерину в
крові.
Каротиноїди: яблука містять каротиноїди, такі як лютеїн та зеаксантин,
які можуть покращувати зір.
Флавоноїди: це група фенольних сполук, які знаходяться в яблуках,
такі як катехіни, що можуть допомагати захистити організм від захворювань
серця та інших захворювань.
Вітаміни групи В: яблука містять різні вітаміни групи В, такі як тіамін
(В1), рибофлавін (В2) та ніацин (В3), які допомагають забезпечувати
енергією тіло та підтримувати здоров'я нервової системи.
Кальцій: яблука містять певну кількість кальцію, який сприяє здоров'ю
кісток та зубів.
Калій: цей мінерал важливий для роботи серця та нервової системи.
Яблука містять значну кількість калію, що може допомогти знизити рівень
кров'яного тиску та знизити ризик захворювань на серце[20].
45
Таблиця 2.1 - Вміст харчових речовин в яблуках [22]
Найменув Маса, г Вода, Білки, Жири, Вугл Клітч Органічн
а ння г/100 г г/100 г г/100 г евод ата і кислоти
продукту продук продук- продук и, г в
- ту ту - ту перераху
нку на
яблочну
кислоту
Яблуко 100 87,0 0,4 0,4 8,7 0,6 0,8
Таблиця 2.2. – Вміст мінеральних речовин і вітамінів в яблуках[22]
Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C, Е,
компонентів мг% мг мкг мг
мг мг% мг% мг% мг% мг
% % %
% %
Яблуко 26 278 16 11 2, 0,03 0,02 0,3 16 0,6
зимове 2 5 3
Виноград[21]
Ред Глоуб (Red Globe, перекладається як "червоний глобус";-) –
столовий сорт винограду. Складний гібрид vitis vinifera, у родоводі якого
сорти: Емперор, Хьюніса (Hunisa), Nocera та ін. Став сортом 1980 р. Пізнього
чи середньо-пізнього періоду дозрівання. Кореневласні кущі слабо-або
середньорослі, залежно від ґрунтово-кліматичних умов. Врожайний сорт.
Кетяги дуже великі, середньою вагою 1 кг, конічні, середньої щільності.
Ягоди дуже великі, округлі вагою 10-15 г, 24-28 мм у діаметрі, червоні (від
рожевого до майже коричневого, залежно від ступеня зрілості та умов
вирощування). М'якуш м'ясисто-соковитий, приємного смаку з нейтральним
ароматом. Шкірка тонка, але міцна, стійка до розтріскування. Відзначено
чутливість сорту до чорної плямистості. Сорт краще вдається на великих
формуваннях з великим запасом багаторічної деревини. Відкликаючи на
високий рівень догляду та сортову агротехніку. Обрізка на 6-8 очок з
видаленням слабких пагонів і залишенням 4-6 пагонів на плодову стрілку, не
46
більше одного грона на плодову втечу. Після цвітіння нижня частина грона
видаляється із залишенням 3-4 відгалужень. Після досягнення розміру ягід 6
мм проводиться проріджування грона. На тлі збалансованого харчування та
поливів, оптимального навантаження кущів, а також своєчасного захисту від
грибних хвороб, до яких сорт винограду нестійкий, ягоди можуть досягати
діаметра 4 см і ваги понад 20 г[21].
Чим корисний виноград
1. забезпечує профілактику захворювань серця, нормалізує ритм і тиск;
2. запобігає появі пухлин, допомагає організму впоратися з вірусами та
інфекціями;
3. знижує рівень холестерину в крові;
4. допомагає при хронічних захворюваннях нирок, артритах, розладах
травної системи, болях в суглобах;
5. сприяє поліпшенню обміну речовин і виведенню з організму сечової
кислоти;
6. має м`яку сечогінну властивість, усуває набряки.
Темні сорти мають найвищі цілющі властивості. Білі – корисні теж
Саме вживання темного винограду сприяє зміцненню кровоносних
судин, підтримує у нормі рівень гемоглобіну в крові, захищає організм від
вільних радикалів та регулює роботу щитовидної залози, полегшує
відхаркування.
У синьому, червоному, чорному винограді міститься більше
біофлавоноїдів ніж в світлих сортах.
Виноград синіх сортів стимулює секрецію травного соку, має
жовчогінні властивості, позитивно впливає на роботу серця.
Червоний виноград дуже корисний для серцево-судинної системи, він
підвищує рівень азоту в крові, знижує ризик розвитку тромбозів[21].
Сік з червоних плодів має виражену противірусну, антибактеріальну
властивість.
47
Білі сорти винограду здатні знизити тиск, забезпечити профілактику
остеопорозу. Свіжий сік з ягід зелених сортів рекомендують пити для
зміцнення імунної системи, для підвищення тонусу організму.
вітамінів: групи В (В1, В2, В3 або РР, В5, В6, В9), А,С, H, К, Р;
мінералів: кальцій, магній, мідь, калій, фосфор, залізо, цинк, хлор, бор,
марганець;
пектинових речовин;
незамінних амінокислот (лізин, гістидин, аргініл, метіонін, лейцин) і
замінних (цистин, гліцин);
цінних кислот: лимонна, винна, янтарна, яблучна[21].
Таблиця 2.3 - Вміст харчових речовин у винограді[22]
Найменув Маса, г Вода, Білки, Жири, Вугл Клітч Органічн
а ння г/100 г г/100 г г/100 г евод ата і кислоти
продукту продук продук- продук и, г в
- ту ту - ту перераху
нку на
яблочну
кислоту
Виноград 100 80,2 0,6 0,2 15,0 0,6 0,8
Таблиця 2.4. – Вміст мінеральних речовин і вітамінів у винограді
сировині[22]
Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C,
компонентів мг% мг% мкг%
мг% мг мг% мг% мг% мг%
%
Виноград 26 255 30 22 0,6 0,05 0,02 0,3 6
48
Вміст амінокислот в плодах і ягодах наведено в таблиці 2.5.
Таблиця 2.5.- Вміст амінокислот у винограді і яблуках[22]
Показник Яблука Виноград
Вода, % 87,0 80,2
Білок, % 0,4 0,6
Коефіцієнт перерахунку 6,25 6,25
Незамінні амінокислоти: 88 121
Валін 12 17
Ізолейцин 13 5
Лейцин 19 12
Лізін 18 13
Метіонін 3 10
Треонін 11 50
Триптофан 3 2
Фенілаланін 9 12
Замінні амінокислоти: 208 477
Аланін 17 25
Аргінін 10 80
Аспарагінова кислота 78 72
Гістидин 7 10
Гліцин 14 5
Глутамінова кислота 42 90
Пролін 13 100
Серин 16 70
Тирозин 6 10
Цистин 5 15
Загальна кількість 296 598
амінокислот
Лімітуюча Мет.+цис.-57, вал.-60 Ілей.-21, лей.-29.
амінокислота, скор..%
М‘ята
Листя м‘яти перцевої та меліси лимонної, що перспективно
використовувати для виробництва екстрактів і напоїв, наведено на рис. 2.2.
49
а б
Рисунок 2.2. - М‘ята перцева (а) та меліса лимонна (б)
М‘ята - це дуже корисна рослина про властивості якої знають всі. Вона
використовується як в медицині, так і для приготування різних страв.
Найбільш часто цю рослину використовують для заварювання чаю для чого
потрібно провести її ферментацію[6].
Ферментація м‘яти - процес не складний, проте для його реалізації
потрібен певний час і знання.
Збирати м‘яту перед ферментацією для приготування напоїв потрібно в
червні або в першій декаді липня, так як саме в цей період рослина перебуває
у фазі цвітіння і її листя максимально насичені ефірними оліями. Листочки
потрібно зривати на початковому етапі формування бутонів, але не раніше, в
іншому випадку ефірних олій буде не достатньо і, відповідно, напої з такої
сировини вийдуть не дуже насиченими. Такий же результат буде отриманий,
якщо зібрати листя з м‘яти, що вже відцвіла. Збирання м‘яти неможна
проводити як в сильну спеку, так і в сиру погоду, так як одне й інше призведе
до побуріння листочків[6].
Після збору листя проводять процес ферментації. Він має досить
складну біохімічну складову та являє собою процес окислення листя, для
чого воно підв‘ялюється і скручується після збору. В результаті таких дій
цілісність поверхні листа порушується і починається виділення соку. Надалі
запускається процес бродіння.
Процесу ферментації сприяють різні бактерії, що знаходяться як на
поверхні листя, так і в повітрі. Це приводить до того, що через певний час
50
маса змінює свій колір і запах.
Для проведення процесу ферментації зібрану м‘яту ретельно
промивають, сортують з видаленням стебел та пошкодженого листя та
заморожують. При заморожуванні слід подбати про чистоту морозильної
камери так як м‘ята дуже легко поглинає сторонні запахи. Якщо проводити
заморожування в малих морозильних камерах, де також міститься інша
сировина, м‘яту потрібно герметично запакувати. Час заморожування
становить 3...8 годин.
Заморожену м‘яту подрібнюють на направляють під прес, який не
прибирають протягом 3 годин. Це здійснюють для надання листю більш
насиченого аромату.
Підготовлене таким чином листя направляють на сушку, що
здійснюється на відкритому повітрі або в сушарках. Шар листя на поду
сушарки не має бути більшим ніж 10 мм завтовшки. На цьому процес
ферментації закінчується. Висушену м‘яту зберігають у сухому місці та
використовують для приготування напоїв[6].
Biowin Klarowin
Рисунок 2.3. – Желатин Biowin Klarowin
Klarowin ефективний засіб у формі порошку для освітлення соків.
51
Після набухання у воді характеризується високою адсорбційною
здатністю. Пов'язує у своїй структурі різні типи речовин, головним чином
білки, в результаті чого вони осідають на дно посудини. В разі високого
вмісту дубильних речовин слід попередньо провести пробу, перевіряючи, чи
не буде знебарвлений напій.
Желатин, отриманий кислотним методом засіб в кристалічній формі,
ефективно видаляє каламутність, викликану наявністю фарбувальних і
дубильних речовин.
Танін
Танін – це дубильна речовина. Таніни містяться в багатьох рослинах –
дубі, акації, модрині, каштані, чаї, гранатовому дереві та ін. В основному
танінами багаті плоди та листя, а також кора цих рослин.
Танін може використовуватися як харчова добавка у виробстві соків.
Танін здатний вступати у реакцію з білками та іншими біополімерами,
утворюючи з ними міцний зв'язок.
По суті, танін – це фенольна сполука рослинного походження. Зовні
фармакопейний танін є порошком світло-жовтого кольору зі слабким
специфічним запахом. При з'єднанні з водою утворює колоїдний розчин із
кислою реакцією.
Рисунок 2.4. - Танін
52
Корисні властивості таніну пов'язані насамперед з його
антибактеріальною та протизапальною активністю. Вони здатні активно
пригнічувати розмноження патогенної мікрофлори.
2.2. Методи дослідження
Визначення вмісту сухих речовин рефрактометричним методом[2,10]
Зміна концентрації розчину завжди супроводжується зміною показника
його переломлення. Залежність цього показника n від концентрації розчину с
виражається функціональною залежністю:
n=f(c)
Рефрактометрія широко використовується у контролі харчових
виробництв для визначення концентрації сахарози у чистих цукрових
розчинах, а також для визначення загальної суми розчинених сухих речовин
в соках, морсах.
Визначивши показник переломлення за спеціальними таблицями
знаходять вміст видимих сухих речовин.
В лабораторіях застосовують рефрактометри типів:
дисперсний універсальний РДУ;
рефрактометр харчовий лабораторний, типа РПЛ-3, РЛ, РЛ-2;
погружний рефрактометр УРФ-1, УРФ-451, УРФ-22, УРЛ-1;
інтерференційний рефрактометр УТР-2 .
Визначення кислотності соку. [3,10]
І метод
3
У конічну колбу піпеткою відміряють 50 см соку і титрують
3
NаОН з с=0,1 моль/дм доти, поки 4 краплі соку, поміщені на
порцелянову пластинку не перестануть знебарвлюватися двома
краплями фенолфталеїну. Виконують у два паралельні визначення,
3
розходження між якими не повинно перевищувати 0,2 см .
53
Розрахунок проводять за формулою:
Х=(V1100):(5010)
3
де V1- об‘єм NаОН з с=0,1 моль/дм
3
50-об‘єм проби, см ;
3 3 3
х- кислотність, виражена у см NаОН з с=0,1 моль/дм на 100 см
лугу.
ІІ метод
3
У порцелянову чашку піпеткою відмірюють 20 см соку і,
3
помішуючи паличкою, по краплям додають NаОН з с=0,1 моль/дм .
Через кожні 4-5 крапель лугу скляною паличкою виносять краплю
титруємої рідини, додають краплю індикатора і наглядають за
забарвленням. Кінець титрування установлюють за появою синювато-
зеленого кольору.
Кислотність розраховують за формулою:
х =V:10,
3
де V- об‘єм NаОН з с=0,1 моль/дм , який витрачений на
3
титрування, см
х -кислотність соку, градуси.
Визначення кислотності потенціометричним титруванням. [10]
3 3
У конічну колбу піпеткою відмірюють 10 см проби і 25-30 см
дистильованої води. Розчин доводять до кипіння, охолоджують до
кімнатної температури і без втрат переносять у хімічний стакан, після
чого титрують, безперервно перемішуючи за допомогою магнітної
мішалки, спостерігають за переміщенням стрілки гальванометра. На
початку титрування розчин лугу додають невеликими порціями, а в
54
кінці, коли стрілка наближається до рН=7,3 – по краплям. По закінченні
титрування знімають відлік за шкалою бюретки.
Вміст кислот у перерахунку на лимонну кислоту з одною
молекулою кристалізаційної води визначають за формулою:
х =V0,00710,
3
де V- об‘єм розчину NаОН з с=0,1 моль/дм , витрачений на
титрування
0,007-моль-еквівалент лимонної кислоти за NаОН з с=0,1
3
моль/дм
3
х -кислотність проби, г/100см .
Методи визначення кольоровості, прозорості, і замутнень напоїв[10]
Якість напоїв, які випускають заводи консервної промисловості
оцінюють за кольоровістю і прозорістю. Усі напої повинні бути прозорими з
блиском. Напої замутнені або з опалесценцією вважають браком.
Речовини, які поглинають випромінювання з довжиною хвилі 400-750
нм, забарвлені у різні кольори від фіолетового (400-435 нм) до червоного
(625-750 нм). Здатність речовини поглинати або відображувати
випромінювання певної довжини хвилі залежить від її природи, а величина
поглинання і відображування випромінювання – від концентрації речовини у
розчині. Ці залежності використовують для якісного і кількісного визначення
речовин і кольоровості розчинів колориметричними методами, заснованих на
випромінюванні та світлопоглинанні.
За основним законом світлопоглинання при проходженні світла крізь
речовину, наприклад, крізь його розчин, частина його енергії переходить у
внутрішню енергію речовини і інтенсивність світла зменшується, тобто
світло поглинається речовиною. За законом Бугера інтенсивність світла І
знаходять за формулою:
55
-Н
І=І0•е , або
-Нl
І=І0•10 c,
де Н - молярний коефіцієнт поглинання, не залежить від температури,
постійна величина; знак ―мінус‖ вказує на послаблення світла. Закон Бугера
справджується лише для монохроматичного світла у середовищах з
постійним показником переломлення.
Пропускання світла або прозорість розчину характеризує відношення
І:І0=Т
Величина пропускання може змінюватися від 0, коли розчин повністю
поглинає світло (І=0), до 1, для розчинів, які не поглинають світло (І=І0).
Іноді пропускання виражають у відсотках (від 0 до 100%). Величина Т,
відносна до товщини шару l=1 см, називають коефіцієнтом пропускання.
Величина (І0:І) слугує мірою інтенсивності забарвлення. Десятковий
логарифм цього відношення називається оптичною густиною.
Д=lg(І0:І)=-lg. T
Величина оптичної густини змінюється від 0 до ∞, але на сучасних
приладах вимірюють світлопоглинання не більше 2 Д.
Візуальна колориметрія
Заснована на здатності ока майже точно установлювати рівність
інтенсивності забарвлення або освітленості двох поверхонь, які
стикаються. Порівняння кольорів виконують з стандартними розчинами,
концентрація яких відома.
До візуальної колориметрії відносяться методи стандартних серій,
колориметричного титрування, метод порівняння.
56
У методі колориметричного титрування додається стандартний
розчин до певного об‘єму дистильованої води до колориметричної
рівності з досліджуваним забарвленим розчином у тому ж об‘ємі. Метод
застосовують для визначення кольоровості пива, квасу, різних солодів.
Кольоровість цих продуктів визначають у мілілітрах розчину йоду з
3
концентрацією с (1/2 І2) 0,0333 моль/дм , який є стандартним розчином.
Визначення концентрації методами порівняння засновано на
порівнянні інтенсивності забарвлення або світлопоглинання
досліджуємого і стандартного розчинів. Порівняння досягається
розбавленням більш забарвленого розчину розчинником, зміненням
товщини шару розчинів або зміненням сили світлового потоку.
Таблиця 2.6. – Кольори розчинів і відповідні їм світлофільтри
Область
Колір розчину максимального Колір
поглинання променів світлофільтра
розчином, нм
Жовто-зелений 400-450 Фіолетовий
Жовтий 450-480 Синій
Оранжевий 480-490 Зелено-синій
Червоний 490-500 Синьо-зелений
Пурпуровий 500-560 Зелений
Фіолетовий 560-575 Жовто-зелений
Синій 575-590 Жовтий
Зелено-синій 590-625 Оранжевий
Синьо-зелений 625-700 Червоний
Визначення прозорості плодово-ягідних соків[10]
Фільтр-тігель з ПОР-16 встановлюють у суху колбу Бунзена і під
3
розрідженням відфільтровують 20-25 см соку, сік повинен бути зовсім
прозорим. За довідковими даними знаходять відповідний найменуванню
розмір кювети. Одну кювету заповнюють нефільтрованим соком, а дві інші –
прозорим фільтратом. Визначення проводять з синім світлофільтром (=575-
590 нм).
57
Отримане значення оптичної густини порівнюють з довідником.
Роблять висновки про якість продукту.
Визначення пектинових речовин[1]
Серед великої кількості вуглеводів, що містяться у плодах і овочах,
особливе органолептичне і технологічне значення мають пектинові речовини.
Пектини оточують мікрофібрили целюлози і забезпечують завдяки
своєї гнучкості ростягання клітинних стінок. Звичайно вони також являються
межклітинною речовиною, що утворює середню пластинку і склеюють
стінки сусідніх клітин. По розчинності у воді пектинові речовини умовно
поділяють на власне пектин, який розчиняється у воді, і протопектин – не
розчинний у воді. При визріванні і зберіганні плодів і овочів пектинові
речовини, що знаходяться в них, поступово перетворюються: протопектин в
міру дозрівання переходить у пектин. Тому визначення вмісту різних форм
пектинових речовин може характеризувати хід дозрівання плодів і овочів, а
також визначення строків реалізації при зберіганні. Крім того, пектин має
високу вологоутримуючу і желюючу здатність. Властивість пектину
утворювати драглі в присутності цукрів і кислот має вирішальне значення
при виробництві жельованих продуктів — джему, повидла, мармеладу, желе
та інших, тому при даних видах переробки важливо знати вміст пектинових
речовин у сировині.
Хід виконання роботи: 50 мл соку переносять у склянку ємністю 0,5 л,
додають 50 мл 0,4;%-ного розчину Nа(ОН) і витримують розчин при
кімнатній температурі не менш 5 годин.
По закінченню витримки розчин підкисляють 50 мл 6%-ної оцтової
кислоти. Після цього осаджують пектинову кислоту 50 мл 11,1%-ним
розчином хлористого кальцію.
Осад, що випав, фільтрують через попередньо висушений і зважений
паперовий фільтр, промивають дистильованою водою до повного вимивання
58
хлор-іона (проба на цей іон з азотнокислим сріблом у фільтраті наприкінці
промивання повинна бути негативною).
Фільтр із осадом переносять пінцетом у бюкс і висушують при
температурі 100 — 105 °С до постійної ваги.
Вагу осаду пектата кальцію (з відрахуванням ваги фільтра) множать на
0,9235 для перерахування на пектинову кислоту.
Вміст пектинових речовин (окремо розчинній і нерозчинних)
обчислюють по формулі:
Х =
де х - вміст пектинової кислоти (% ваги сирої речовини);
а- вага пектата кальцію на фільтрі (г);
n - наважка (г);
V1 - об‘єм усієї витяжки (мл) ;
V2 - об‘єм витяжки, взятої для визначення (мл);
0,9235- коефіцієнт перекладу пектата кальцію на пектинову кислоту.
Загальний вміст пектинових речовин у матеріалі буде дорівнює сумі
розчинних (перша витяжка) і нерозчинних пектинових речовин (друга
витяжка).
59
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
3.1. Приготування плодово-ягідних соків
В магістерській роботі для приготування безалкогольного напою
використовували яблучний та виноградні освітлені соки.
Спочатку готували яблучний сік. Використовували яблука сорту
Флорина (рис. 3.1.)
Рисунок 3.1. – Яблука сорту ФЛОРИНА
Отриманий сік містить має вигляд суспензії, яка містить велику
кількість колоїдно-розчинних речовини (пектин, білки, дубильні речовини),
тому потребує фільтрації (рис. 3.2.)
А Б
Рисунок 3.2. – Яблучний сік
А – до фільтрації; Б – після фільтрації
60
Наступним етапом було освітлення соку. Освітлення передбачає
видалення із соку колоїдних речовин. Прозорість - один із основних
органолептичних показників, який враховується при оцінці якості освітлених
соків [11]. Рівень прозорості залежить від кількості та природи частинок
каламутної суспензії, а також від концентрації ряду речовин, що знаходяться
в соку в колоїдному стані. Певний вплив на прозорість і стабільність соків
надають також фізико-хімічні процеси, що протікають у продукті під час
його виготовлення та зберігання.
Освітлення проводили 2-ма способами:
1. Желатином Biowin Klarowin.
2. Желатин Biowin Klarowin + танін.
Спочатку визначали необхідну концентрацію желатину та оптимальну
3
температуру. У 10 пробірок додавали по 10 см соку, потім вносили різні
3 3
кількості 1% - вого розчину желатину: у першу 0,2 см ; у другу 0,4 см ; у
3 3 3
третю 0,6 см у четверту 0,8 см та в п‘яту - 1,0 см . Пробірки перемішували
та витримували 20 хв. Дослід проводили при різних температурах, відповідно
20 ºС, 40 ºС, 60 ºС та 80 ºС. Для порівняння в одну пробірку не додавали
желатину(контроль). Визначення ступеню освітлення проводили на
фотокалориметрі. Отримані результати в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1. – Ступінь освітлення яблучного соку в залежності від дози
желатину та температури.
Номер Температура, ºС
пробірки 20 40 60 80
контроль 3,24 3,15 3,07 2,84
1 3,18 2,01 1,78 1,25
2 2,45 1,34 1,05 0,98
3 2,04 1,52 0,97 0,92
4 1,78 0,87 0,45 0,43
5 1,56 0,77 0,44 0,44
61
3,5
3
2,5
1
2 2
3
1,5
4
1
5
0,5
0
20 40 60 80
Рисунок 3.3. - Ступінь освітлення яблучного соку в залежності від дози
желатину та температури
Відповідно до отриманих показників, визначили, що оптимальна доза
3
желатину склала 0,8 см , що відповідає концентрації 0,8%..
Аналогічно проводили дослідження, щодо визначення ступеню
освітлення з додаванням комплексу: желатин Biowin Klarowin + танін.
Дозування таніну відповідно 0,05%, 0,10%, 0,15%. Желатину 0,8%.
Спочатку вносили танін, потім желатин.
Таблиця 3.2. – Ступінь освітлення яблучного соку в залежності від
дозування танін+желатин та температури.
Номер Температура, ºС
пробірки 20 40 60 80
1(танін 2,14 1,75 1,68 1,70
0,05%+желатин
0,8%)
2(танін 2,05 0,85 0,83 0,80
0,10%+желатин
0,8%)
3(танін 1,88 0,82 0,77 0,75
0,15%+желатин
0,8%)
62
2,5
2
1,5
1
2
1
3
0,5
0
20 40 60 80
Рисунок 3.3. - Ступінь освітлення яблучного соку в залежності від
дозування танін+желатин та температури
Відповідно до отриманих даних використання комплексу танін +
желатин, найкращі результати отримали при концентрації таніну 5%, при
температурі 40 ºС. Таким чином при додаванні таніну освітлення соку
проходить при нижчій температурі ніж якщо додавати лише желатин.
При внесенні комплексу желатин-танін прискорюється процес
освітлення за рахунок того, що частинки желатину мають позитивний заряд,
таніну-негативний, натомість дубильні речовини та пектини, які містяться в
соку заряджені позитивно, а білки негативно, тому додавання в сік комплексу
виникає повна нейтралізація зарядів колоїдних частинок соку, що
супроводжується подальшою їх коагуляцією.
Рисунок 3.4. – Яблучний сік після освітлення
63
Виноградний сік
Для досліду використовували виноград Ред Глоб.
Рисунок 3.5. – Виноград Ред Глоб
Отриманий сік винограду після пресування також обробляли
комплексом желатин-танін, обробку проводили при температурі 40 ºС.
Рисунок 3.5. – Виноградний сік
64
В отриманих соках визначали фізико-хімічні показники, які наведені в
таблиці
Таблиця 3.3 - Фізико-хімічні показники соків
Показники Яблучний сік Виноградний сік
Сухі речовини, % 11,9 18,1
Прозорість, од.опт.густ. 0,85 1,28
рН 3,25 3,5
Титрована
кислотність,% 0,55 0,97
Пектинові речовини, % 0,042 0,036
Колір, од.опт.густ. 0,486 0,724
Вітамін С, мг/100 г 2,0 2,0
Таблиця 3.4 - Вміст харчових речовин у яблучному та виноградному
соках та екстракті м‘яти [22]
Найменув Маса, г Вода, Білки, Жири, Вугл Клітч Органічн
а ння г/100 г г/100 г г/100 г евод ата і кислоти
продукту продук продук- продук и, г в
- ту ту - ту перераху
нку на
яблочну
кислоту
Яблучний 100 88,4 0,4 0 10,3 0 0,4
сік
Виноград 100 83,6 0,4 0 14,9 0 0,6
ний сік
Екстракт 100 98 3,0 0 13,8 0 0
м‘яти
65
Таблиця 3.5. – Вміст мінеральних речовин і вітамінів у сировині[22]
Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C,
компонентів мг% мг% мкг%
мг% мг мг% мг% мг% мг%
%
Яблучний сік 2,6 124 12 11 1,5 0,01 0,01 0,10 2,0
Виноградний 26 255 30 22 0,6 0,02 0,01 0,10 2,0
сік
Цукор 1 3 3 0 0,3 0 0 0 0
Екстракт м‘яти 180 2280 573 67 44 0,08 0,348 - 1,4
Вміст амінокислот в соках наведено в таблиці 3.6.
Таблиця 3.6.- Вміст амінокислот у виноградному та яблучному соках[22]
Показник Яблучний сік Виноградний сік
Вода, % 88,1 81,9
Білок, % 0,3 0,4
Коефіцієнт перерахунку 6,25 6,25
Незамінні амінокислоти: 65 81
Валін 8 12
Ізолейцин 10 3
Лейцин 14 8
Лізін 14 9
Метіонін 2 7
Треонін 8 33
Триптофан 2 1
Фенілаланін 7 8
Замінні амінокислоти: 158 319
Аланін 13 16
Аргінін 8 53
Аспарагінова кислота 58 48
Гістидин 5 7
Гліцин 11 4
Глутамінова кислота 32 60
Пролін 10 50
Серин 12 67
Тирозин 5 7
Цистин 4 7
Загальна кількість 223 400
амінокислот
Лімітуюча Мет.+цис.-53, вал.-57 Ілей.-19, лей.-25.
амінокислота, скор..%
66
Порівняльна характеристика по амінокислотному складу в плодах і
соках наведена на рис.3.6.
600
500
400
Виноград
300 Виноградний сік
Яблуко
200
Яблучний сік
100
0
Незамінні амінокислоти Замінні амінокислоти
Рисунок 3.6. - Порівняльна характеристика по амінокислотному складу
в плодах, ягодах і соках
Відповідно до рис.3.6. в соках значно менший вміст амінокислот ніж в
плодах і ягодах, наприклад у яблучному соку вміст незамінних амінокислот
зменшився на 26%, замінних – 24%, у виноградному: незамінних та замінних
амінокислот зменшився на 33%.
3.2. Приготування екстракту з рослинної сировини
Наступним етапом роботи було отримання екстракту з м‘яти. Для
приготування екстракту до 4 г сухої м‘яти додавали 100 мл води.
Рисунок 3.6. – М‘ятний екстракт
67
Екстрагування проводили при температурах 30 °С, 60 °С та 80 °С.
Витримували 2 години, кожні 30 хв визначали концентрацію сухих
речовин, дані наведені в таблиці 3.7.
Таблиця 3.7. – Концентрація сухих речовин від температури і часу
екстрагування
Температура Тривалість екстрагування, хв
екстрагування, 30 60 90 120
°С
30 0,6 1,4 1,6 1,8
60 0,8 1,9 2,0 2,2
80 1,0 1,9 2,2 2,4
3
2,5
2
30
1,5
60
80
1
0,5
0
30 60 90 120
Рисунок 3.7. - Концентрація сухих речовин від температури і часу
екстрагування
З метою оптимізації процесу екстрагування визначили оптимальні
умови. Для максимального збереження біологічно активних речовин
прийняли температуру 60 °С і тривалість 1,5 години.
68
3.3. Розробка рецептури безалкогольних напоїв
Рецептуру напоїв розробляли, відповідно, з різним співвідношенням
плодово-ягідних соків, наведено в таблиці 3.8.
Таблиця 3.8. – Рецептура на 1 л готового напою
Найменування Одиниці Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3
сировини вимірювання
Цукор г 70 70 70
Сік мл 80 10 50
виноградний
Сік яблучний мл 10 80 50
Екстракт мл 10 10 10
м‘яти
Лимонна г 1,007 0,76 0,806
кислота
а- кількість кислоти, що вноситься з виноградним та яблучним соком
Визначаємо кількість лимонної кислоти:
В 100 дал напою повинно бути 1408 г лимонної кислоти. На 100 дал
витрачаєм 80 л соку виноградного та 10 л яблучного. За технічними умовами
згідно [коробов] вміст кислоти у перерахунку на лимонну: яблучний сік –
0,86 г/100 мл, виноградний – 0,54 г/100 мл.
Яблучний:
10*10*0,86 = 86 г.
Виноградний:
80*10*0,54 = 432 г.
Кількість води:
1000-10-(70*99,86)/100*1,56 = 945,2 л.
945,2*228/10000 = 21,6 г.
До 100 дал потрібно додати лимонної кислоти:
1408+21,6-86-432 =912 г.
Або у перерахунку на товарну кислоту, що містить 90,5% сухих
речовин:
912*100/90,5 = 1007 г
69
В отриманих зразках визначали органолептичні показники, наведені в
таблиці 3.9.
Таблиця 3.9. – Органолептичні показники
Найменування Найменування показників якості, бал Загальна
напою оцінка
Зовнішній Смак і аромат Прозорість
якості в
вигляд, колір (5б) (5б) балах
(5б) (15б)
Зразок №1 5 4 3 12
Зразок №2 5 4 4 13
Зразок №3 5 5 4 14
Всі три зразки отримали позитивні оцінки, найкращий визначили 3
зразок, який мав збалансований виноградно-яблучний смак з ярко
вираженими свіжими нотками м‘яти.
В 1 зразку враховуючі те, що виноградного соку 80 мл/л, який багатий
ароматичними речовинами, переважну кількість яких складають ефіри
антранилової кислоти, переважає виноградний смак і аромат. Профілограми
зразків зображені на рис.3.8., 3.9.
Зовнішній
вигляд, колір
5
4
3
2
Зразок №1
1
0 Зразок №2
Зразок №3
Прозорість Смак і аромат
Рисунок 3.8. – Профілограма органолептики зразків
70
Солодкість
10
8
Мятний 6 Кислота
аромат 4
Зразок №1
2
0 Зразок №2
Зразок №3
Гармонійний Виноградний
смак смак
Яблучний
смак
Рисунок 3.9. – Ароматична профілограма зразків
Технологія виробництва напоїв
Купажний сироп готували холодним способом, змішуючи цукровий
сироп з яблучним та виноградним соком, екстрактом м‘яти, підготовленою
водою.
Рисунок 3.10. – Зразки готових напоїв
71
У розроблених напоях визначали фізико-хімічні показники якості
результати наведені в таблиці 3.10.
Таблиця 3.10. – Фізико-хімічні показники напоїв
Показник Одиниці Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3
вимірювання
Кислотність % 0,83 0,67 0,73
рН - 3,44 3,40 3,35
Прозорість од.опт.густ. 1,18 1,09 1,14
Вміст сухих % 7,7 73,3 7,5
речовин
Далі розраховували харчову цінність напоїв.
Таблиця 3.11. – Розрахунок харчової цінності 1 зразка
Найменування Кіл-ть в Жир Білок Вугле- Клітчата Органічні
компонентів рецептурі води кислоти в
перерахунку
на яблочну
кислоту
Цукор 70 0 0 69,9 0
Сік 80 0 0,32 11,29 0 0,32
виноградний
Сік яблучний 10 0 0,04 1,03 0 0,06
Екстракт м‘яти 10 0 0,3 1,39 0 0
Всього на 100 – 0 0,66 82,22 0 0,38
мл напою
Перерахунок – 0 0,88 19,67 0 -
на добову
потребу, %
72
Таблиця 3.12. – Розрахунок харчової цінності 2 зразка
Найменування Кіл-ть в Жир Білок Вугле- Клітчата Органічні
компонентів рецептурі води кислоти в
перерахунку
на яблочну
кислоту
Цукор 70 0 0 69,9 0
Сік 10 0 0,04 1,49 0 0,04
виноградний
Сік яблучний 80 0 0,32 8,24 0 0,48
Екстракт м‘яти 10 0 0,3 1,39 0 0
Всього на 100 – 0 0,66 81,02 0 0,52
мл напою
Перерахунок – 0 1,86 19,38 0 -
на добову
потребу, %
Таблиця 3.13. – Розрахунок харчової цінності 3 зразка
Найменування Кіл-ть в Жир Білок Вугле- Клітчата Органічні
компонентів рецептурі води кислоти в
перерахунку
на яблочну
кислоту
Цукор 70 0 0 69,9 0
Сік 50 0 0,2 7,45 0 0,2
виноградний
Сік яблучний 50 0 0,2 5,15 0 0,3
Екстракт м‘яти 10 0 0,3 1,39 0 0
Всього на 100 – 0 0,7 83,89 0 0,5
мл напою
Перерахунок – 0 0,99 20,07 0 -
на добову
потребу, %
73
Білки, %
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
Білки, %
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3
Рисунок 3.11 – Добове споживання білків %.
Вуглеводи, %
20,2
20
19,8
19,6
Вуглеводи, %
19,4
19,2
19
Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3
Рисунок 3.11 – Добове споживання вуглеводів %.
Відповідно до отриманих даних найбільшу потребу в білках покриває 2
зразок, щодо вуглеводів найбільша кількість в 3 зразку.
74
Добова потреба організму в мінеральних речовинах та вітамінів []:
Мінеральні речовини: кальцій -800 мг, фосфор -1200 мг, магній -400 мг,
залізо -14 мг, калій – 3750 мг, натрій 5000 мг.
Вітаміни: Тіамін (В1) -1,7 мг, рибофлавін (В2)- 2,0 мг, ніацін (РР) -19 мг,
В6- 2,0 мг, В12- 3 мкг, фолацин (В9) -200 мкг, аскорбінова кислота (С) – 70 мг.
Таблица 3.24 – Розрахунковий вміст мікронутрієнтів в 1 зразку напою
Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C,
компонентів мг% мг% мкг
мг% мг% мг% мг% мг% мг
%
%
Сік 20,8 204 24 17,6 0,48 0,016 0,008 0,08 1,6
виноградний
Сік яблучний 0,26 12,4 1,2 1,1 0,15 0,001 0,001 0,01 0,2
Екстракт м‘яти 18,0 228 57,3 6,7 4,4 0,008 0,035 - 0,14
Цукор 0,7 2,1 2,1 0 0,21 0 0 0 0
Всього: 39,76 446,5 84,6 25,4 5,24 0,025 0,044 0,09 1,94
Перерахунок 0,8 11,9 10,6 2,12 37,4 1,47 2,2 0,47 2,77
на добову
потребу, %
Таблица 3.25 – Розрахунковий вміст мікронутрієнтів в 2 зразку напою
Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C,
компонентів мг% мг% мкг%
мг% мг мг% мг% мг% мг
% %
Сік 2,6 25,5 3 2,2 0,06 0,001 0,001 0,01 0,2
виноградний
Сік яблучний 2,08 99,2 9,6 8,8 1,2 0,008 0,008 0,08 0,16
Екстракт м‘яти 18,0 228 57,3 6,7 4,4 0,008 0,035 - 0,14
Цукор 0,7 2,1 2,1 0 0,21 0 0 0 0
Всього: 23,38 354,8 72 17,7 5,87 0,017 0,044 0,09 0,5
Перерахунок 0,47 9,46 9 1,48 41,9 1 2,2 0,47 0,72
на добову
потребу, %
75
Таблица 3.26 – Розрахунковий вміст мікронутрієнтів в 3 зразку напою
Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C,
компонентів мг% мг% мкг
мг% мг% мг% мг% мг% мг
%
%
Сік 13 128 15 11 0,3 0,01 0,005 0,05 1,0
виноградний
Сік яблучний 1,3 62 6 5,5 0,75 0,005 0,005 0,05 1,0
Екстракт м‘яти 18,0 228 57,3 6,7 4,4 0,008 0,035 - 0,14
Цукор 0,7 2,1 2,1 0 0,21 0 0 0 0
Всього: 33 420,1 80,4 23,3 5,66 0,023 0,045 0,01 2,14
Перерахунок 0,66 11,2 10,1 1,94 40,4 1,35 2,25 0,05 3,1
на добову
потребу, %
Na, мг%
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4 Na, мг%
0,3
0,2
0,1
0
Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3
Рисунок 3.12 – Добове споживання натрію
76
Fe, мг%
43
42
41
40
39
Fe, мг%
38
37
36
35
Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3
Рисунок 3.13 – Добове споживання залізу
14
12
10
8
K, мг%
6 Ca, мг%
4
2
0
Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3
Рисунок 3.14 – Добове споживання кальцію і калію
77
3,5
3
2,5
2 B1, мг%
B2, мг%
1,5 РР, мг%
С, мг%
1
0,5
0
Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3
Рисунок 3.15 – Добове споживання вітамінів
За харчовою цінністю кожен з зразків має певні переваги, наприклад 1
зразок має перевагу за вмістом натрію і калію, 2 зразок – заліза і вітаміну В2,
3 зразок – калію і вітаміну С.
3.4 Математико-статистична обробка результатів досліджень
Математико-статистична обробка результатів досліджень здійснена
методом регресійно-кореляційного аналізу.
Було визначено вхідні параметри, що регулюють ступінь освітлення
соків в залежності від температури і дозування освітлювача.
Вхідні параметри процесу:
- Т – температура;
- с – концентрація.
Вихідна функція:
- А –ступінь освітлення.
У загальному вигляді функцію можна представити так:
Са = f (Т,с )
78
Загальна схема математичної моделі зображено на рис. 3.16.
x1 (Т)
у (А)
ОХТ
х2 (с)
Рисунок 3.16 – Загальна схема математично-статистичної моделі
Побудова плану повного факторного експерименту
Для проведення дослідів складають план з відповідними матрицями
планування експерименту із вказуванням кількості дослідів та межі зміни
факторів.
Матриця являє собою перелік варіантів, взятих в даній серії дослідів. В
матриці повного факторного експерименту (ПФЕ) досліджувані фактори
змінюються лише на двох рівнях: верхньому та нижньому.
Кількість дослідів повного факторного експерименту:
N 2n 22 4 ,
де n=2 - кількість вхідних факторів.
Кількість дублюючих дослідів m=2.
Нормалізація вихідного рівняння регресії, тобто перетворення змінних
хі в безрозмірні нормалізовані zi:
x x
z i 0 ,
i
xi
де хі - значення фактора на «+»-рівні;
х0 - значення фактора на 0-рівні;
Δхі - крок варіювання.
Рівняння регресії матиме наступний вигляд:
y1 b0 b1 z1 b2 z2 b12 z1 z2 .
Визначивши, які фактори впливають на процес, визначаються їх рівні
варіювання та крок варіювання:
79
Таблиця 3.27 – Вихідні дані
Одиниці Крок Верхній Нижній
Фактор 0-рівень
вимірювання варіювання рівень «+» рівень «-»
х1 (Т) ºС 50 20 80 20
х2 (с) % 0,6 0,2 1,0 0,2
Матриця повного двофакторного експерименту наведена у табл. 3.28:
Таблиця 3.28 – Матриця повного двофакторного експерименту
№
z0 z1 z2 z1·z2
досліду.
1 + + + +
2 + + - -
3 + - + -
4 + - - +
Результати експериментів і розрахунків наведено в табл.3.29.
Таблиця 3.29– Результати досліджень
Розрахунки
№ досліду
2
у1 у2 у S
i у̂ Відхилення,%
1 3,24 2,84 3,04 0,08 3,04 0
2 3,18 1,25 2,22 1,86 2,22 0
3 2,04 0,92 1,48 0,63 1,48 0
4 1,56 0,44 1,0 0,63 1 0
80
Перевірка однорідності дисперсій
Дисперсія паралельних дослідів кожного рядка матриці плану
розраховується за рівнянням:
m
S 2 1
(y y )2 ,
n nk n
m1 k1
де m=2 – кількість паралельних дослідів.
S 2 1
1 (3,24 3,04) 2 (2,84 3,04) 2 0,08 ;
2 1
2 1
S 2 (3,18 2,22) 2 (1,25 2,22) 2 1,86 ;
2 1
1
S 2
3 (2,04 1,48) 2 (0,92 1,48) 2 0,63 ;
2 1
2 1
S 2 2
3 (1,56 1) (0,44 1) 0,63 ;
2 1
Найбільше значення S 2
n max з усіх розрахованих складає:
S 2
2 1,86 ;
Сума дисперсій розраховуємо за формулою:
N
S 2 S 2 S 2 2 2
n 1 2 S3 S4
n1
N
S 2
n 0,08 1,86 0,63 0,63 3,2
n1
Розраховуємо критерій Кохрена:
S 2
n
G max
max ,
N
S 2
n
n1
1,86
Gmax 0,58
3,2
Примітка: табличне значення критерію Кохрена Gкр, для значень
ступеня свободи f1=N=4 та f2=m-1=2-1=1, рівня значущості α=5% становить
0,9065.
Gmax Gкр ,
0,58 0,9065
81
Отже, дисперсії вихідного параметру в паралельних дослідах є
однорідними, тобто отримане рівняння регресії є відтворюваним.
Загальна похибка дослідів становить:
1 N
S 2
0 S 2
n ,
N n1
S 2 3,2
0 0,8.
4
Розрахунок коефіцієнтів рівняння регресії
1 N 1
b0 x0n yn (3,04 2,22 1,48 1) 1,935 ;
N n1 4
1 N 1
b1 x y (3,04 2,22 1,48 1) 0,695 ;
0n n
N n1 4
1 N 1
b2 x0n yn (3,04 2,22 1,48 1) 0,325;
N n1 4
1 N 1
b12 x0n y (3,04 2,22 1,48 1) 0,085 ;
n
N n1 4
Перевірка значущості коефіцієнтів регресії
Дисперсія коефіцієнтів регресії складає:
2
S 2 S0
bi ,
N
S 2 0,8
bi 0,2.
4
Відхилення будь-якого коефіцієнту розраховуємо за формулою:
b 2
i tT S0 ,
де tT=2,78—табличне значення критерія Стьюдента для ступеню
свободи f1= N(m-1) = 4(2-1) = 4 та рівня значущості α=5% [7].
82
bi 2,78 0,8 2,49.
Розрахунок значення критерію Стьюдента для кожного коефіцієнту
регресії:
b0 1,935
tb0 9,675;
S 0,2
bi
b1 0,695
tb1 3,475 ;
S 0,2
bi
b2 0,325
tb2 1,625 ;
S 0,2
bi
b3 0,085
tb12 0,425 .
S 0,2
bi
Примітка: tbi > tT, виконання цієї умови дає підставу констатувати
значущість відповідного і-го коефіцієнту. В нашому випадку значущими є
коефіцієнти b0, b1, b2, b12.
Записуємо в остаточному вигляді отримане рівняння регресії першого
порядку:
y1 1,9350,695 z1 0,325 z2 0,085z1 z2
Підставляючи значення кожного фактора в отримане рівняння регресії,
отримаємо розрахункові значення функції та порівнюємо їх із
дослідними значеннями:
y1 1,9350,6950,3250,085 3,04;
y2 1,9350,6950,3250,085 2,22;
y3 1,9350,695 0,3250,085 1,48;
y4 1,9350,6950,3250,085 1;
Перевірка рівняння регресії на адекватність
83
Підставляючи значення кожного фактора в отримане рівняння регресії,
отримано розрахункові значення функції, які порівнюються з дослідними
значеннями.
Перевірка отриманого рівняння регресії на адекватність дійсному
процесу:
N
S 2 1
(y yˆ)2
зал n
N l n1
2
S зал = 0
Розрахунок значення критерію Фішера:
S 2
F зал
p ,
S 2
0
Fp 0.
Примітка: за таблицями для ступеня свободи f1 = N - l = 4-3 = 1 та
f2 = N (m -1) = 4 , рівня значущості α=5%;
де l=2—кількість коефіцієнтів в рівнянні регресії, які стоять перед
основними факторами, табличне значення критерію Фішера: FT=224,6.
Перевірка умови адекватності:
Fp < FT= 0 < 224,6.
Отже, отримане рівняння регресії є адекватним дослідженому процесу,
що також доводиться порівнянням дисперсій.
84
Розділ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
4.1. Принципово-технологічна схема
Принципово-технологічна схема виробництва безалкогольних напої
наведена на рисунку 4.1.
Виноград Плодові соки, Цукор
Яблука екстракти
Вода
М´ята Вода
Приготування цукрового
Розчин кислот Пара сиропу
Приготування купажного
Пара сиропу
Вода
ФМ Фільтрування
купаного сиропу Осад
СО2
Сатурація і розлив
Підготовлена вода
Бракераж і зовнішне
Етикетки оформлення пляшок
Пляшки
Зберігання напоїв
Рисунок 4.1 – Принципово-технологічна схема виробництва
безалкогольних напоїв
85
4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми
У міру потреби мішки з цукром доставляють на піддонах у виробничий
склад сироповарочних відділення, де після зважування на вагах цукор
норією зсипають в проміжний бункер для зберігання, а з нього в
сироповарильний апарат 14, куди одночасно задають розрахункову кількість
води. Для отримання інвертного цукру використовують розчин лимонної
кислоти, який подають із збірника21. Готовий цукровий сироп
шестерінчастим насосом 16 направляють на фільтр-вловлювач 15, а потім
через теплообмінник 17, де сироп охолоджують до температури 30° С
насосом, перекачують у збірник сиропу 19.
Збірники 21, 22, відповідно з кислотами, настоями, екстрактами,
концентратами напоїв. Соки, як правило, зберігають у металевих або
виготовлених з нержавіючої сталі збірниках 30.
Після відповідної підробки (детерпенізації настоїв, передньо
розчинення концентратів в гарячій воді, фільтрування соків на фільтрі 18 і д.
т.) насосом (або безпосередньо з тари) складові купажного сиропу задають в
збірники-мірники, встановлені на предкупажному майданчику. У міру
потреби розрахункова кількість сировини і цукрового сиропу задають в
купажний чан 24, звідки після ретельного перемішування готовий купажний
сироп, пройшовши фільтр 18 і теплообмінник 17, надходить у збірник-мірник
25 купажного сиропу, звідки потім він надходить на синхронно-змішувальну
установку. Вода відбирається із водопроводу і подається в цех водо
підготовки, де вона спочатку проходить через пісочний фільтр 2, далі через
Na – катіонітову установку 3. Регенерацію Na – катіонітової установки
проводять розчином солі, який готують і подають із з збірника 4.
Пом‘якшена вода через збірник 5 насосом 6 подається на керамічні
фільтри 7. Керамічні фільтри сприяють очищенню води тільки від великих
часток. При цьому у воді не знижується кількість органічних і неорганічних
речовин, вірусів і бактерій.
86
4.3. Продуктові розрахунки
Розрахунок витрат сировини на 100 дал напою «Фруктова свіжість»
на соку зробленого для підприємства, на якому фактичні втрати сухих
речовин при виробництві напою складають 4,2%, у тому числі при варінні
цукрового сиропу 1%, а витрата діоксиду вуглецю становить 16 кг[8,9,23].
Купажний сироп напою готують холодним способом.
Рецептура на 100 дал напою «Фруктова свіжість» представлена в таблиці 4.2 .
Таблиця 4.2 – Рецептура на 100 дал напою «Фруктова свіжість»
Сировина Кількість Вміст сухих речовин, % мас.
Цукор, кг 70 99,85
Сік яблучний,
3 50 11,9
дм
Сік виноградний 50 18,1
Екстракт м‘яти 10 2,0
Диоксид
4,0 -
вуглецю, кг
Лимонна
0,806 99,46
кислота
Цукор. Норма витрати цукру (при вмісті сухих речовин 99,85%,
вологістю 0,15%) на приготування 100 дал напою «Фруктова свіжість» з
урахуванням прийнятих втрат сухих речовин розраховується за формулами:
в перерахунку на сухі речовини (кг)
100
Н С , (4.1)
с1 р
100 - П
де Ср - вміст сухих речовин цукру в 100 дал готового напою, кг;
П - фактичні загальні втрати сухих речовин,%.
з урахуванням вологості (кг)
87
100
Н Р , (4.2)
с2 с
1
100 - в
де в - вологість цукру,%.
100
Н 70 73,07 кг
с1 100 - 4,2
100
Н 73,07 73,18 кг
с2 100 - 0,15
Яблучний сік.
Витрата соку на 100 дал напою розраховують з урахуванням витрат
тієї частини соку, яка вноситься до сироповарочних котлів, в перерахунку на
сухі речовини виробляють за формулою:
Д В 100
Н 0 2 ; (4.3)
Д1 2 100 - П
де НД1 - витрата соку для внесення в сироповарочних котел в
перерахунку на сухі речовини, кг;
3
Д0 - вміст соку в 100 дал готового напою, дм ,
3
В2 - вміст сухих речовин в 1 дм соку, кг;
П-фактичні загальні втрати сухих речовин,%.
Отриману величину витрати соку переводять в об'ємні одиниці виміру
за формулою:
Нд
Н ,
01
В2 (4.4)
3
де Н01 – кількість сока, що вносять в сироповарильний котел, дм .
88
50 0,119 100 3
Н 3,11 дм
Д1 2 100 - 4,2
3,116
Н 26,1дм3
01 0,119
Розрахунок величини витрати для тієї частини соку, яка вноситься в
купажний сироп, в перерахунку на сухі речовини розраховуємо за формулою:
Д В 100
Н 0 2 , (4.5)
Д2 2 100 ПП1
де НД2 - витрата соку, для внесення в купажний сироп в перерахунку на
сухі речовини, кг;
П1 - втрати сухих речовин на стадії варіння цукрового сиропу,%.
Отриману величину витрати соку переводять в об'ємні одиниці виміру,
використовуючи формулу:
Н
Д2
Н , (4.6)
02 В
2
3
де Н02 – кількість соку, вносимого в купажный сироп, дм .
50 0,119 100 3
Н 3,07 дм ,
Д2 2 100 4,2 1
3,07 3
Н 25,83 дм .
02 0,119
Норма витрати соку на приготування 100 дал напою, отриманого
полугорячим способом, визначаємо із рівняння:
89
- в перерахунку на сухі речовини
НД = НД1 + НД2 (4.7)
- в перерахунку на обємні одиниці
Н0 = Н01 + Н02 (4.8)
3
НД = 3,11 + 3,07 = 6,18 дм
3
Н0 = 26,1 + 25,83 = 51,93 дм
Сік винограду
50 0,181100 3
Н 4,71 дм
Д1 2 100 - 4,2
4,71
Н 26,1дм3
01 0,181
50 0,181 100
Н 4,68дм3
Д2 2 100 4,2 1
4,68
Н 25,83дм3
02 0,181
3
НД = 4,71 + 4,68 = 9,39 дм
3
Н0 = 26,1 + 25,83 = 51,93 дм
Екстракт м’яти
10 0,02 100 3
Н 0,104 дм
Д1 2 100 - 4,2
0,104
Н 5,2дм3
01 0,02
10 0,02 100
Н 0,103дм3
Д2 2 100 4,2 1
0,103
Н 5,2дм3
02 0,02
3
НД = 0,104 + 0,103 = 0,207 дм
90
3
Н0 = 5,2 + 5,2 = 10,4 дм
Діоксид вуглецю. У відповідності з діючими нормативами максимально
допустимий витрата діоксиду вуглецю на 100 дал напою становить 19 кг.
Враховуючи, що в напоях вміст діоксиду вуглецю становить 0,4%,
тобто 4 кг в 100 дал напою, втрати діоксиду вуглецю досягають 70-80%.
Приймемо втрати діоксиду вуглецю рівні 75%, тоді витрата його на 100 дал
напою складе:
Сд 100
Н , (4.13)
д 100 - П2
4 100
Н 16 кг ,
д 100 75
де Нд – норма витрати діоксину вуглецю на приготування 100 дал напою, кг;
Сд – вміст діоксида вуглецю в 100 дал готового напою за рецептурою, кг;
П2 – втрати діоксиду вуглецю, %.
Визначаємо кількість лимонної кислоти:
В 100 дал напою повинно бути 1408 г лимонної кислоти. На 100 дал
витрачаєм 50 л соку виноградного та 50 л яблучного. За технічними умовами
згідно [23] вміст кислоти у перерахунку на лимонну: яблучний сік – 0,86
г/100 мл, виноградний – 0,54 г/100 мл.
Яблучний:
50*10*0,86 = 430 г.
Виноградний:
50*10*0,54 = 270 г.
Кількість води:
1000-10-(70*99,86)/100*1,56 = 945,2 л.
945,2*228/10000 = 21,6 г.
91
До 100 дал потрібно додати лимонної кислоти:
1408+21,6-430-270 =729,6 г.
Або у перерахунку на товарну кислоту, що містить 90,5% сухих
речовин:
729,6*100/90,5 = 806 г
Отримані при розрахунку дані про витрату сировини на виробництво
100 дал напою «Фруктова свіжість», купажний сироп який готують холодним
пособом, наведені в таблиці 4.3.
Таблиця 4.3 – Витрати сировини на виробництво 100 дал напою
«Фруктова свіжість»
Витра- Вміст сухих речовин в Втрати сухих
ти сировині речовин
Сырье
сирови
ни % кг % кг
Цукор, кг 73,18 99,85 73,07 4,2 3,07
3
Сік яблучний, дм 51,93 11,9 6,18 4,2 2,18
3
Сік виноградний, дм 51,93 18,1 9,4 4,2 2,18
3
Екстракт м‘яти , дм 10,4 2,0 0,208 4,2 0,44
Лимонна кислота, кг 0,806 90,5 0,730 - -
Діоксид вуглецю, кг 16,0 - - - -
Всього - - 89,59 - 7,87
Всього сухих речовин в 100 дал готового напою за рахунок втрат сухих
речовин міститься:
89,59 –7,87 = 81,72 кг.
Витрати сировини на виробництво напою «Фруктова свіжість»
представлені в таблиці 4.4.
92
Таблиця 4.4 –Витрата сировини на виробництво напою «Фруктова
свіжість»
Сировина 100 дал 1000 дал
Цукор, кг 73,18 731,8
3
Сік яблучний, дм 51,93 519,3
3
Сік виноградний, дм 51,93 519,3
3
Екстракт м‘яти , дм 10,4 104
Діоксид вуглецю, кг 16,0 160
Лимонна кислота, кг 0,806 8,06
Розрахунок кількості проміжних продуктів і води
Цукровий сироп. Відповідно до продуктового розрахунку, в сиропі
міститься сухих речовин:
731,8 × 0,9985 + 3,16 = 733,86 кг.
В процесі варки і транспортування сиропу втрачається 1% сухих
речовин, что складає:
733,86 × 0,01 = 7,34 кг.
Тобто в сиропі сухих речовин залишається:
733,86 – 7,34 = 726,52 кг.
93
Цукрового сиропу з вмістом 65% сухих речовин:
726,52
100 1117,7 кг або
65
1117,7
847,4 л ,
1,3190
де 1,3190 – густина цукрового сиропу з вмістом 65% сухих речовин.
Для варки сиропу необхідно буде води (із врахуванням 10% на
випаровування)
100
(1117,7 726,52) 434,6 кг
100 10
Розчин лимонної кислоти. З лимонної кислоти готують 50% розчин. В
розрахунковій кількості лимонної кислоти (0,806 кг) міститься 0,730 кг сухих
речовин.
Кількість робочого розчина складає:
0,730 × (100: 50) = 1,46 кг.
Об‘єм:
1,46/1,2204 = 1,196 л.
Де 1,2204 – густина 50% розчину лимонної кислоти[коробов]
В 1 літрі робочого розчину міститься сухої речовини кислоти:
0,730/ 1,196 = 0,67л.
Витрата води для приготування розчину лимонної кислоти:
94
1,46 - 0,806 = 0,654 кг.
Кількість продуктів, які поступають на приготування купаного сиропу
наведено в таблиці 4.5.
Таблиця 4.5 - Продукти для купажного сиропу напою на 1000 дал
Кількість сухих речовин,
Продукт Кількість продукту, л
кг
Цукровий сироп 847,4 726,52
3
Сік яблучний, дм 51,93 6,18
Сік чорноплідної
3 51,93 9,4
горобини, дм
3
Екстракт м‘яти , дм 10,4 0,208
Розчин лимонної
3 1,196 1,857
кислоти, дм
Всього 962,856 744,165
Втрати сухих речовин при купажувані та фільтрації приймаємо 1%, що
складає:
962,856 × 0,01 =9,62
744,165 × 0,01 = 7,442 кг
В сиропі залишається сухих речовин:
962,856 - 9,62 = 953,24 кг.
744,165 - 7,442 = 736,723 кг.
Що відповідає:
736,723
0,773 л
953,24
Газована вода. Кількість її визначають як різницю між об‘ємом напою і
купаного сиропу:
95
1000 – 124,929 = 875,071 дал.
Враховуючи 10% втрат при сатурації і розливі, газованої води буде
необхідно:
875,071 : 0,9 = 972,30 дал.
Отриманні дані по витраті сировини, продуктів напою «Фруктова
свіжість» продуктивністю 100 дал наведені в таблиці 4.6.
Таблица 4.6 – Витрати сировини та продуктів напою «Фруктова
свіжість» продуктивністю 100 дал
Продукти Кількість Продукти Кількість
Сировина Проміжні продукти
3
Цукор, кг 73,18 Цукровий сироп, дм 84,74
3 3
Сік яблучний, дм 51,93 Розчин лимонної кислоти, дм 0,1196
3 3
Сік виноградний, дм 51,93 Купажний сироп, дм 96,2856
3 3
Екстракт м‘яти , дм 10,4 Газована вода, дм 97,23
Діоксид вуглецю, кг 16,0
Лимонна кислота, кг 0,806
4.4. Економічний аналіз проєкту
Потреба в сировині і матеріалах на виробництво окремих груп напоїв
розраховується на основі даних розрахунку продуктів [розділ 4,табл.4.6].
Вихід соку з яблук становить 70% тоді для соку потрібно яблук:
М = 51,93х1,0025 =51,8 кг.
Мя=(51,8/70) = 74 кг.
Виногра:
96
М = 51,93х1,028 =53,4 кг.
Мв=(53,4/70) = 76,3 кг.
Таблиця 4.7 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів
Перелік сировини та Оди- Витрати Ціна, Сума , грн.
матеріалів ниця на 100 грн
виміру дал
1 2 3 4 5
Цукор кг 73,18 30,0 2195,4
Яблука кг 74 10,0 740
3
Виноград дм 76,3 30 2289
М‘ята кг 40 100,0 4000
Діоксид вуглецю л 4,15 80 332
Лимонна кислота кг 0,806 90,0 72,54
3
Підготовлена вода дм 97,23 52 5056
Biowin Klarowin кг 1 3600 3600
Танін кг 0,08 5000 400
Разом: 18684,94
Витрати сировини і матеріалів на 1 л розраховуємо з табл.4.7:
18684,94 / 1000= 18,685 грн.
97
4.5. Технохімічний контроль
Таблиця 4.8 – Контроль виробництва і управління якістю продукції[12]
Об’єкт Місце Показник Грани Періодичн Методика Метод Виконав
контролю контро , чне ість виконанн контролю ець
лю що значен контро я
контролю ня лю вимірюва
єть показн нь
ся и
ка
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Вихідна Свердл Органолептичні показники
вода ови Запах , 1 раз у ДСТУ Органолепт Вироб
(вода із ни №1 бали: ≤ 3 місяць 7525:2014 ичний Нича
свердлов та №2 при t 20°C ≤ 3 Вода лабора-
ини) при t 60°C питна. торія
Вимоги та
методи
контролю »
вання
якості
Забарвлен ≤ 35 1 раз у ДСТУ Фотометри -//-
ість, місяць 7525:2014 ч
градуси Вода ний
питна.
Вимоги та
методи
контролю
вання
якості
Каламутні ≤ 3,5 1 раз у ДСТУ -//- -//-
сть, місяць 7525:2014
нефеломет Вода
ри питна.
на Вимоги та
одиниця методи
каламутно контролю
сті (1НОК вання
= якості
0,58мг/дм)
98
Продовження таблиці 4.8
Масова ≤ 130 1 раз у ДСТУ Комплексоно -//-
концентра рік 7525:2014 метричний
ція (сезон) Вода (титру
кальцію, питна. вання)
3
мг/дм Вимоги та
методи
контролюв
ання якості
Масова ≤ 80 1 раз у ДСТУ Комплексоно -//-
концентра рік 7525:2014 метричний
ція (сезон) Вода (титру
магнію, питна. вання)
3
мг/дм Вимоги та
методи
контролюв
ання якості
Масова ≤ 0,5 1 раз у ДСТУ Фотометрич -//-
концентра рік 7525:2014 ний
ція (сезон) Вода
марганцю питна.
, Вимоги та
3
мг/дм методи
контролюв
ання якості
Масова ≤ 500 1 раз у ДСТУ -//- Вироб
концентра рік 7525:2014 ничалабор
ція (сезон) Вода а-торія
сульфатів питна.
, Вимоги та
3
мг/дм методи
контролюв
ання якості
99
Продовження таблиці 4.8
Мікробіологічні показники
Загальні ≤ 1 1 раз у Методичні Мембранна Вироб
колі рік вказівки фільтрація ничалабор
форми, (сезон) МВ 10.2.1- а-торія
КУО/100с 113-2005
3
м Санітарно-
мікробіоло
гічний
контроль
якості
питної
води. р.7
Е.coli, відсут 1 раз у -//- Глибинний -//-
КУО/100с ність рік
3
м
(сезон)
Патогенні відсут у разі -//- Глибинний Обл. СЕ С
ентеребак ність виявлен або інша
те ня в акриди
рії, двох тованалабо
наявність послідов ра
3
у 1 дм но торія
відібрав
них
пробах
води
загаль
них
коліфор
м, Е.coli
Коліфаги, відсут -//- -//- Глибинний -//-
3
БУО/дм ність
Ентеровір відсут у разі Методичні Глибинний -//-
уси, ність виявлен вказівки
аденовіру ня Санітарно-
си, коліфа вірусологіч
антигени гів ний
рота контроль
вірусів, водних
реовірусів об‘єктів
, вірусу
гепатиту
А та інші,
100
Продовження таблиці 4.8
Цукор Скла Зовнішній Згідн Кожна ДСТУ візуальний, -//-
білий д вигляд, о партія 4624:2006 органо
сиров запах, специ Цукор. лептич
ини смак, фі Методи ний
чистота кацій визначення
розчину вироб органолепт
ни ич
ка них
показників
Волога та ≤ Кожна ДСТУ ваговий -//-
сухі 0,14 партія 3659-79
речовини, Цукор.
% Метод
визначення
вологи та
сухих
речовин.
Масова ≤ Кожна ДСТУ ваговий -//-
частка 0,000 партія 4244:2003
феродомі 3 Цукор.
шок,% Метод
визначення
феродоміш
ок
Лимон Скла Зовнішній Згідн Кожна ДСТУ візуальний, -//-
на д вигляд, о партія 908:2006 органо
кислот сиров колір, специ Кислота лептич
а ини запах, фі лимонна ний
смак, кацій моногідрат
структура вироб харчова.
, ни Технічні
механічні ка умови р.7.4
домішки
Масова 99,5- ДСТУ Титро -//-
частка 100,5 908:2006 метричний
лимонної Кислота
кислоти, лимонна
% моногідрат
харчова.
Технічні
умови р.7.6
101
Продовження таблиці 4.8
Діокси Вугле Запах і Згідн Кожна ДСТУ візуальний, Виробнича
д кисло смак о партія 4817:2007 органо лабораторі
вуглец тна специ Діоксин лептич я
ю станц фі вуглецю ний
ія кацій газоподібн
вироб ий і
ни скраплений
ка Технічні
умови
р.10.3
Визначен 97- Кожна ДСТУ Титро -//-
ня 100% партія 4817:2007 метричний
об‘ємної Діоксин
частки вуглецю
діоксину газоподібн
вуглецю ий і
скраплений
Технічні
умови
р.10.3
Префо Скла Зовнішній Згідн Кожна НД візуальний, -//-
р д вигляд, о партія виробника
ма сиров колір специ
марки ини фі
ПЕТФ кацій
вироб
ни
ка
Вага та Згідн Кожна НД вагови лінійний -//-
геометрич о партія виробника
ні розміри специ
фі
кацій
вироб
ни
ка
102
Продовження таблиці 4.8
Цукро Відді Масова Згідно Кожна ДСТУ рефрактометр -//-
вий лення частка затверже партія 4855:2007 ичний
сироп цукро лимонної них Продукція
розчи кислоти, рецептур безалкоголь
нення % ної
промисловос
ті
Методи
визначення
сухих
речовин
Купаж Купа Масова Згідно Кожна ДСТУ візуальний, -//-
ний жне частка затверже партія 4855:2007
сироп відділ лимонної них Продукція
ення кислоти, рецептур безалкоголь
% ної
промисловос
ті
Методи
визначення
сухих
речовин
Напоїб Скла Якість Кожна ДСТУ 4069 візуально Виробнича
езалког д паркуван партія Напої лабораторі
ольні готов ня та безалкоголь я
ої маркуван ні. Загальні
проду ня технічні
кції умови.
Герметич герметич Кожна ДСТУ 4069 візуально -//-
ність но партія Напої
пакування безалкоголь
ні. Загальні
технічні
умови.
103
Продовження таблиці 4.8
Об‘єм Згідно Кожна ДСТУ об‘ємний -//-
продукції п.5.3.3. партія 7099:2009
, Продукція
п.5.3.5. безалкогольн
ДСТУ ої
4069 промисловос
ті. Методи
визначення
органолепти
чних
показників
та об‘єму
продукції р.5
Органолептичні показники
Зовнішній Згідно Кожна ДСТУ Органолептичн -//-
вигляд, затвер партія 7099:2009 ий
колір, джени Продукція
смак та х безалкогольн
аромат рецепт ої
ур промисловос
ті. Методи
визначення
органолепти
чних
показників
та об‘єму
продукції р.4
Фізико-хімічні показники
Діоксид Згідно Кожна ДСТУ Манометрични -//-
вуглецю, рецепт партія 7138:2009 й
% ур, Продукція
табл. 2 безалкогольн
ДСТУ ої
4069 - промисловос
2002 ті. Методи
визначення
діоксиду
вуглецю Р.5
Кислотніс Згідно Кожна ДСТУ тітрометричний -//-
3
ть см рецепт партія 7102:2009
розчину ур, Продукція
NaOHкон табл. 3 безалкогольн
центраціє ДСТУ ої
ю 0,1 4049- промисловос
3
моль/дм 2002 ті. Методи
3
на 100см визначення
напою кислотності
104
Продовження таблиці 4.8
Масова Згідно Кожна ДСТУ рефрактометрич -//-
частка рецепт партія 4855:2007 ний
сухих ур, Продукція
речовин, табл. 3 безалкогол
% ДСТУ ьної
4049- промислов
2002 ості.
Методи
визначення
сухих
речовин Р.6
Стійкість Згідно Кожна ДСТУ візуальний Виробнича
рецепт партія 7100:2009 лабораторі
ур, Продукція я
п.5.1.4. безалкогол
ДСТУ ьної
7100- промислов
2009 ості.
Методи
визначення
стійкості
Токсичні показники
Кадмій, ≤0,03 1 раз на 6 ДСТУ ваговий акредитова
3
мг/дм місяців 7525:2014 на
Вода лабораторі
питна. я
Миш‘як, ≤0,1 -//- Вимоги та -//- -//-
3
мг/дм методи
Ртуть, ≤0,005 -//- контролюв -//- -//-
3
мг/дм ання якості
Свинець, ≤0,3 -//- -//- -//-
3
мг/дм
Харчові добавки
Масова ≤150 1 раз на ДСТУ EN фотометричний -//-
концентраці 12 12854:2003
я бензоату місяців
натрію ( у
перерахунку
на бензойну
кислоту
(Е211),
3
мг/дм
Масова ≤600 1 раз на ДСТУ EN -//- -//-
концентраці 12 12854:2003
я аспартаму місяців
3
(951), мг/дм
105
Продовження таблиці 4.8
Масова ≤150 1 раз на ДСТУ EN фотометричний -//-
концентра 12 12854:2003
ція місяців
бензоату
натрію ( у
перерахун
ку на
бензойну
кислоту
(Е211),
3
мг/дм
Масова ≤600 1 раз на ДСТУ EN -//- -//-
концентра 12 12854:2003
ція місяців
аспартаму
(951),
3
мг/дм
Радіонукліди
Питома ≤20 1 раз на МИ 12-04- -//- -//-
активніст 12 99
ь місяців
радіонукл
іду
137
Cs,Бк/к
г
Питома ≤20 1 раз на МИ 12-04- -//- -//-
активніст 12 99
ь місяців
радіонукл
іду
90
Sr,Бк/кг
Мікробіологічні показники
Бактерії Не 1 раз на ДСТУ Мембранна Виробнича
групи допуск місяць 30712-2003 фільтрація лабораторі
кишкових аються (кожного Продукти я
паличок найменув безалкогол
(колі- ання) ьної
форми) в промислов
3
100 см ості
Методи
мікробіоло
гічного
аналізу.
106
Продовження таблиці 4.8
Кількість 100 -//- ДСТУ Глибинний -//-
МАФАн 30712-2003
М, КУО в Продукти
3
1 см , не безалкогол
більше: ь
- ної
напідсоло промислов
джувачах ості
та Методи
соковмісн мікробіоло
і гічного
аналізу
Кількість Не -//- ДСТУ Глибинний -//-
дріжджів більше 30712-2003
та 50 Продукти
плісняви, (соков безалкогол
КУО в 1 місні); ьної
3
см , не Не промислов
більше допуск ості
аються Методи
( на мікробіоло
цукрі) гічного
аналізу.
Кількість Не -//- Продукты Глибинний Виробнича
молочно- допуск пищевые. лабораторі
кислих аються Методы я
бактерій (соков определени
КУО в 1 місні) я
3
см молочноки
слых
микроорган
измов.
Патогенні Не 1 раз на Згідно з Глибинний Міська
, у т.ч. допуск місяць методикам СЕС або
бактерії аються (типопре и інша
роду дставник) затверджен акредитова
Сальмоне им і МОЗ на
3
ла, в 1 см України лабораторі
я
107
Закінчення таблиці 4.8
Змивні Загальне Не ИК 10-04- - -//-
води мікробне більше 06-140-87
число в 1 100 Инструкци
3
см я
санитарно-
микробиол
огического
контроля
пивоваренн
ого и
безалкогол
ьного
производст
ва Р.7.1-
Дріжджі в Не ИК 10-04- - -//-
3
1 см допуск 06-140-87
ається Инструкци
я
санитарно-
микробиол
огического
контроля
пивоваренн
ого и
безалкогол
ьного
производст
ва Р.7.2
Кількість Не Вода - -//-
бактерій більше питьевая.
групи 3 Методы
кишкових санитарно-
паличок в бактериоло
1л води гического
(колі- анализа
індекс)
108
ВИСНОВОК
Безалкогольні напої мають популярність у широких верст населень,
тому до їх якості пред‘являються високі вимоги. Останніми роками прийнято
нові нормативні регламентувальні акти, що забороняють або вимагають
суттєвого скорочення використання багатьох добавок, причому ця тенденція
буде зберігатись. Тому зростає значення інновацій у галузі пакування,
асептичних технологій і добору сировини високої якості, в тому числі
нетрадиційної.
В магістерській роботі запропоновано і розроблено рецептуру
безалкогольного напою на основі яблучного та виноградного соку з
додаванням екстракту м‘яти. Визначено способ освітлення соків оптимальне
співвідношення сировини, проведено фізико-хімічні та органолептині
дослідження готового напою.
В технологічній частині проведений продуктовий розрахунок
безалкогольного напою «Фруктова прохолода». Економічні розрахунки
проєкту доводять доцільність розробки безалкогольних напоїв.
109
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. ДСТУ 8069:2015 Продукти переробки фруктів та овочів.
Титриметричний метод визначення пектинових речовин.
2. ДСТУ 4945:2008 Фрукти, овочі та продукти їхньої переробки.
Пікнометричний метод визначення вмісту розчинних сухих речовин
3. ДСТУ EN 12147:2003 Соки фруктові та овочеві. Визначення титрованої
кислотності (EN 12147:1996, IDT)
4. ДСТУ 4069:2016. Напої безалкогольні. Загальні технічні умови. Зміна
№ 1.
5. Інноваційні технології продуктів бродіння і виноробства: підруч. / С.В.
Іванов, В.А. Домарецький, В.Л. Прибильський та ін.; за заг. ред. д-ра хім.
наук, проф. С.В. Іванова. – К.: НУХТ, 2012. – 487 с.
6. Лапицька Н. В.. Технологія напоїв, екстрактів та концентратів.
Навчальний посібник. Чернігів: НУЧK імені Т.Г. Шевченка, 2021. 217 с.
7. Методичні рекомендації до підготовки магістерської роботи для
здобувачів освітнього ступеня «магістр» зі спеціальності 181 «Харчові
технології» усіх форм навчання / уклад. Чепурна О.Л., ст..викладач; Нагурна
Н.А., к.т.н., доцент; ОсипенковаІ.І., к.т.н., доцент; Батраченко О.В., д.т.н.,
професор; Андронович Г.М., доктор філософії. Черкаси: ЧДТУ, 2024. –49с.
8. Методичні рекомендації до виконання курсового проекту з дисципліни
«Перспективні програми розвитку підприємств харчової галузі» для
здобувачів освітнього ступеня «магістр» зі спеціальності 181 «Харчові
технології» усіх форм навчання [Електронний ресурс] / [ Упоряд. : Сухенко
В.Ю., Осипенкова І.І., Нагурна Н.А., Андронович Г.М., Чепурна О.Л.] М-во
освіти і науки України, Черкас. Держ.технолог.ун-т.– Черкаси : ЧДТУ, 2024.–
68с.
9. Методичні рекомендації до виконання курсового проекту з дисципліни
«Технологія солоду, пива та безалкогольних напоїв» для здобувачів
110
освітнього ступеня «бакалавр» зі спеціальності 181 «Харчові технології»
усіх форм навчання/ уклад. О.Л. Чепурна, Осипенкова І.І., Н.А.Нагурна.-
Черкаси: ЧДТУ, 2024. – 34с.
10. Загальні технології харчової промисловості: Метод. вказівки до вик.
лаб. практикуму студ. заоч. форми навчання напряму підготовки 6.051701
‗‗Харчові технології та інженерія‗‗ спец. ― Технологія продуктів бродіння і
виноробства ‖ / Укл.: А.М. Куц, М.В. Бондар, Ю.В. Булій. – К: НУХТ, 2011.
– 53
11. Технологія безалкогольних напоїв: Підруч. / В.Л.Прибильський,
З.М.Романова, В.М.Сидор та ін. / За ред. докт. техн. наук проф.
В.Л.Прибильського. – К.: НУХТ, 2014. – 364 с.
12. Технохімічний контроль виробництва солоду, пива і безалкогольних
напоїв[Текст]/За ред. А. Є. Мелетьєва.– Вінниця:Нова Книга,2007.– 392 с.
13. Nazir, M., Arif, S., Khan, R. S., Nazir, W., Khalid, N., Maqsood, S.
Opportunities and challenges for functional and medicinal beverages: Current and
future trends. Trends in Food Science & Technology, 2019. Vol. 88, pp. 513-526
14. T. Amofa-Diatuo et al. Development of new apple beverages rich in
isothiocyanates by using extracts obtained from ultrasound-treated cauliflower by-
products: Evaluation of physical properties and consumer acceptance Journal of
Food Composition and Analysis (2017)
15. Heck, C. I., Gonzalez de Mejia, E.2009. Teas and tea-based functional
beverages. In: Functional and speciality beverage technology. Editor: Paul Paquin.
Université Laval, Canada, Institute of Nutraceutical and Functional Foods,
Quebec, Canada. Woodhead Publishing Limited, January 2009.
16. Bigliardi, B. and Galati, F. (2013) Innovation Trends in the Food Industry:
The Case of Functional Foods. Trends in Food Science and Technology, 31, 118-
129. http://dx.doi.org/10.1016/j.tifs.2013.03.006.
17. Annunziata, A. and Vecchio R. Factors Affecting Italian Consumer
Attitudes Toward Functional Foods, AgBioForum, 14(1), 2011,20 – 32.
111
18. Jones, P.J., & Jew, S. (2007). Functional food development: Concept to
reality. Trends in Food Science & Technology, 18, 387-390.
19. Sirò, I., Kapolna, E., Kapolna, B., & Lugasi, A. (2008). Functional food.
Product development, marketing and consumer acceptance-a review. Appetite, 51,
456-67.
20. https://flora-
ua.com/Malus_Florina_Querina_ua?srsltid=AfmBOorsCJ9JVHZ0rPIrYCtBqAVj
RYFLeyEcOuE9ev2zuXPF7tutHNxc.
21. https://vinograd.info/sorta/stolovye/red-gloyb.html.
22. Наукове обґрунтування удосконалення технології харчових продуктів
спеціального призначення. Монографія під загальною редакцією д.т.н.,
професора Л.В.Баль-Прилипко. Київ. 2022.
23. Коробов М.М. та ін. Розрахунок продуктів бродильних виробництв,
лікеро-горілчаних та безалкогольних напоїв. — К.: «Вища школа», 1972. —
380 с.
112
ДОДАТКИ
Апаратурно-технологічна схема виробництва безалкогольних напоїв
113
УДК 663.86
УДОСКОНАЛЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЇ БЕЗАЛКОГОЛЬНИХ
НАПОЇВ НА ОСНОВІ ПЛОДОВО-ЯГІДНИХ СОКІВ ТА
РОСЛИННИХ ЕКСТРАКТІВ
Набатніков Н.А., здобувач групи МТБВ-303
кафедри харчових технологій
Чепурна О.Л., ст.викладач кафедри
харчових технологій
Черкаський державний технологічний університет
Безалкогольні напої складають важливу частину раціону людини. В
останній час намітилася стійка тенденція до збагачення напоїв біологічно
активними речовинами, підвищуючи функціональність [1].
Розробка цієї групи продуктів диктується нагальною потребою
сучасного ринку, необхідністю оптимізації харчування та здоров'я, має
важливе значення на адаптаційні можливості організму людини.
Дослідники та фахівці більшості галузей харчової промисловості,
фармацевтики та медицини приділяють велику увагу проблемам харчування,
що тісно пов'язано з біохімією та біологією у встановленому взаємозв'язку
між окремими біологічно активними компонентами їжі та функціональною
активністю органів та систем організму людини.
Найважливіша роль віддається напої з натуральних інгредієнтів, які
виконують різні біологічні ролі в організмі людини. У зв'язку з необхідністю
випуску конкурентоспроможної продукції вітчизняні спеціалісти ведуть
роботу зі створення нових технологій напоїв, розширення асортименту,
підвищення якості продукції та покращення її оформлення. Причому
особливо слід відзначити тенденцію дедалі більше до широкого
використання натурального рослинної сировини. Сучасні запити
промисловості вимагають спеціально підготовлених для виробництва напоїв
напівфабрикатів із рослинної сировини з метою отримання продукції високої
стійкості або цільового вилучення речовин із рослинної сировини для
отримання напоїв загального значення, функціональних напоїв або продукції
адресної спрямованості (діти різних вікових груп, спортсмени тощо) [1].
При класифікації безалкогольних напоїв є певні труднощі у
класифікації функціональних напоїв, т. до. одні й ті ж самі напої можуть
входити у різні класифікаційні групи. Вчені пропонують до функціональних
напоїв віднести напої загальнозміцнювального, профілактичного,
адаптогенного та спеціального призначення. При виробництві
безалкогольних напоїв використання лікарського та пряно-ароматичної
рослинної сировини призводить до збагачення натуральними
функціональними інгредієнтами і такі напої володіють агальнозміцнюючими
та лікувально-профілактичними властивостями[1,2].
114
В магістерській роботі запропоновано і розроблено рецептуру
безалкогольного напою на основі яблучного та виноградного соку з
додаванням екстракту м‘яти. Визначено способ освітлення соків оптимальне
співвідношення сировини, проведено фізико-хімічні та органолептині
дослідження готового напою. На рис.1. представлений графік визначення
ступеня освітлення соків залежно від температури комплексом освітлювачів
танін + Biowin Klarowin.
2,5
2
1,5
1
2
1
3
0,5
0
20 40 60 80
Рисунок 1 - Ступінь освітлення соку в залежності від дозування танін +
Biowin Klarowin та температури
Відповідно до отриманих даних використання комплексу танін +
желатин, найкращі результати отримали при при температурі 40 ºС. При
внесенні комплексу Biowin Klarowin -танін прискорюється процес освітлення
за рахунок того, що частинки желатину мають позитивний заряд, таніну-
негативний, натомість дубильні речовини та пектини, які містяться в соку
заряджені позитивно, а білки негативно, тому додавання в сік комплексу
виникає повна нейтралізація зарядів колоїдних частинок соку, що
супроводжується подальшою їх коагуляцією.
Список використаної літератури:
1. Інноваційні технології продуктів бродіння і виноробства: підруч. / С.В.
Іванов, В.А. Домарецький, В.Л. Прибильський та ін.; за заг. ред. д-ра
хім. наук, проф. С.В. Іванова. – К.: НУХТ, 2012. – 487 с.
2. Технологія безалкогольних напоїв: Підруч. / В.Л.Прибильський,
З.М.Романова, В.М.Сидор та ін. / За ред. докт. техн. наук проф.
В.Л.Прибильського. – К.: НУХТ, 2014. – 364 с.
115