ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7605| Title: | Дослідження раціональних режимів приготування ферментованих напоїв з використанням рослинної сировини |
| Authors: | Сухенко, Владислав Юрійович Бурнаховська, Оксана Володимирівна |
| Keywords: | ПЕКТИНОВІ РЕЧОВИНИ;БРОДІННЯ;ЧЕРВОНА СМОРОДИНА;М´ЯТА |
| Issue Date: | 30-Dec-2021 |
| Abstract: | Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси 2021р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню раціональних режимів приготування ферментованих напоїв з використанням рослинної сировини Квас– це напій з приємним смаком та ароматом, який покращує обмін речовин, вгамовує спрагу, має високу енергетичну цінність. Містить вітаміни групи В, вільні амінокислоти, цукри і мікроелементи. Для підвищення енергетичної та харчової цінності в квас додають різноманітну плодово-ягідну та рослинну сировину. В роботі на основі літературних даних проаналізували сучасні способи приготування квасу на основі нетрадиційної сировини. Розробили рецептури напоїв з додаванням соку червоної смородини та настою м’яти |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7605 |
| Appears in Collections: | 181 Харчові технології (Харчові технології) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРМ Бурнаховська.pdf Restricted Access | Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси 2021р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню раціональних режимів приготування ферментованих напоїв з використанням рослинної сировини Квас– це напій з приємним смаком та ароматом, який покращує обмін речовин, вгамовує спрагу, має високу енергетичну цінність. Містить вітаміни групи В, вільні амінокислоти, цукри і мікроелементи. Для підвищення енергетичної та харчової цінності в квас додають різноманітну плодово-ягідну та рослинну сировину. В роботі на основі літературних даних проаналізували сучасні способи приготування квасу на основі нетрадиційної сировини. Розробили рецептури напоїв з додаванням соку червоної смородини та настою м’яти | 2.47 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
АНОТАЦІЯ Бурнаховська О.В. Дослідження раціональних режимів приготування ферментованих напоїв з використанням рослинної сировини Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси – 2021р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню раціональних режимів приготування ферментованих напоїв з використанням рослинної сировини Квас – це напій з приємним смаком та ароматом, який покращує обмін речовин, вгамовує спрагу, має високу енергетичну цінність. Містить вітаміни групи В, вільні амінокислоти, цукри і мікроелементи. Для підвищення енергетичної та харчової цінності в квас додають різноманітну плодово-ягідну та рослинну сировину. В роботі на основі літературних даних проаналізували сучасні способи приготування квасу на основі нетрадиційної сировини. Розробили рецептури напоїв з додаванням соку червоної смородини та настою м’яти. Ключові слова: ПЕКТИНОВІ РЕЧОВИНИ, БРОДІННЯ, ЧЕРВОНА СМОРОДИНА, М´ЯТА, КВАС, КУПАЖУВАННЯ 2 ЗМІСТ ВСТУП 4 Розділ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 7 1.1. Інноваційні способи приготування ферментованих напоїв 7 1.2. Ферментовані напої на основі плодово-ягідної, овочевої 11 сировини та меду 1.3. Застосування ферментів при отриманні соку 14 1.4 Структура та фізико-хімічні властивості пектинових 14 речовин. Розділ 2. ОБ´ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 20 2.1. Об΄єкти дослідження 20 2.2.Методи дослідження 30 Розділ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 39 3.1. Освітлення соків. 39 3.2. Дослідження органолептичних показників напоїв 48 Розділ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 65 4.1 Принципово- технологічна схема 65 4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми 65 4.3. Продуктовий розрахунок 68 Розділ 5. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ 83 5.1. Розрахунок економічної ефективності 83 6. ОХОРОНА ПРАЦІ 85 6.1 Небезпечні та шкідливі виробничі фактори. 85 6.2. Мікроклімат виробничих приміщень 85 6.3. Нормування шкідливих речовин у повітрі робочої зони 86 виробничих приміщень 6.4. Вентиляційні та аспіраційні системи промислових підприємств 87 7. ЦИВІЛЬНИЙ ЗАХИСТ 92 ВИСНОВКИ 95 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 97 3 ВСТУП Актуальність теми. Квас є одним із стародавніх напоїв і він здатний не тільки вгамувати спрагу, але й служить для лікування багатьох захворювань. Перед бродильною промисловістю стоїть завдання удосконалення технології квасу яка має лікувально-профілактичне призначення. Одним із завдань цієї галузі є використання нетрадиційної сировини для отримання нових видів квасів та інших напоїв бродіння, а також застосування біологічно-активних речовин та екстрактів із спрямованих на підвищення імунної системи організму людей. Квас є напоєм, який чудово втамовує спрагу, бадьорить та освіжає. Будучи продуктом незакінченого спиртового й молочнокислого бродіння, квас містить різноманітні органічні речовини – вітаміни B1 , B2 , PP, D, молочну кислоту та двоокис вуглецю. Харчова цінність квасу зумовлена наявністю в ньому вуглеводів і білків. Комплекс вітамінів і мікроелементів визначає біологічну цінність напою: стимулює обмін речовин, сприяє травленню, відновлює сили й підвищує працездатність, перешкоджає розмноженню хвороботворних мікробів [18,19]. Для надавання функціональної спрямованості й розширення асортименту у квас уводять різні натуральні рослинні добавки – продукти перероблення плодово-ягідної сировини, яка містить значні концентрації вітамінів, мінеральних речовин, біофлавоноїдів у легкодоступній і засвоюваній формі. Але актуальним залишається питання розширення асортименту ферментованих напоїв із використанням плодоягідної та іншої рослинної (не на житній основі) сировини [4,18]. 4 Наукова новизна На основі комплексного дослідження розроблено технологію безалкогольного ферментованого напою на основі соку червоної смородини та м’яти. Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка технології виробництва ферментованих безалкогольних напоїв на основі рослинної сировини, також дослідження раціональних режимів приготування напоїв. Для вирішення поставленої мети намітили наступні задачі досліджень: - на основі аналізу наукових джерел, теоретично обґрунтувати доцільність використання рослинної сировини в технології квасу; - проаналізувати та підібрати спосіб усунення пектинових речовин із плодово-ягідного соку; створити рецептуру напою, на основі соку червоної смородини та м’яти; - дослідження динаміки зброджування зразків; - провести фізико-хімічні та органолептичні аналізи розроблених напоїв; - розрахувати енергетичну, біологічну та харчову цінність напоїв. Об'єкт дослідження: процес приготування ферментованих напоїв з використанням плодовоягідної та іншої рослинної (не на житній основі) сировини. Методи дослідження: органолептичні, фізико-хімічні та біохімічні методи визначення якості вихідної сировини, напівпродуктів і готової продукції. Наукова новизна Наукова новизна отриманих результатів полягає в розробці рецептури ферментованих напоїв з додаванням соку червоної смородини та настойки м’яти. 5 • Обґрунтовано доцільність внесення соку червоної смородини та настойки м’яти. Теоретична і практична значущість. Практична значимість роботи полягає в обґрунтуванні доцільності використання плодово-ягідної та рослинної сировини у технології квасу. 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 V Міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграційні та інноваційні напрями розвитку харчової індустрії» 2021 року, м. Черкаси. Структура та обсяг роботи. Робота складається зі вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел. Робота викладена на 101 сторінках машинописного тексту, містить 52 таблиць, 22 рисунків. Список використаних джерел літератури складається з 42 робіт. 6 Розділ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 1.1. Інноваційні способи приготування ферментованих напоїв Безалкогольні ферментовані напої (напої бродіння) – одна з найперспективніших груп за лікувально-профілактичним впливом на організм людини. Їх активна оздоровча дія зумовлена наявністю біологічно активних речовин як внесених із натуральною рослинною сировиною, так і утворених у процесі життєдіяльності корисних для організму людини культур мікроорганізмів, а також наявністю в готових напоях цих мікроорганізмів[12]. Найвідоміший представник напоїв цієї групи – хлібний квас. Це напій темно-коричневого кольору з приємним смаком і характерним ароматом житнього хліба. Напій одержують комбінованим незакінченим спиртовим і молочнокислим бродінням. Як основну сировину на більшості підприємств використовують концентрат квасного сусла ККС, що виробляється спеціалізованими заводами та цехами в Україні та деяких інших державах [12]. Згідно з чинним стандартом ККС – це густа, в'язка рідина темно- коричневого кольору, кислувато-солодка та трохи гіркувата на смак, з ароматом житнього хліба. Під час розчинення у воді допускається опалесценція та наявність поодиноких частинок вихідної сировини. Для приготування хлібного квасу, крім концентрату квасного сусла, використовують також цукор у вигляді білого цукрового сиропу, питну воду, комбіновану закваску з культур дріжджів і молочнокислих бактерій[12]. На ряді передових підприємств України впроваджено виробництво нових видів біологічно активного квасу лікувально-профілактичного призначення – «Український», «Особливий», «Цілющий», хіміко- бактеріологічний склад яких адаптовано до потреб організму людини. Напої розробили співробітники Національного університету харчових технологій, 7 Інституту мікробіології і вірусології НАН України та Інституту геронтології АМН України (В.Л.Прибильський, В.С.Підгорський, Н.К.Коваленко, Ю.Г.Григоров та ін.). Напої призначені для широких верств населення, особливо людей, які зазнали шкідливої дії екологічних факторів. До хімічного складу квасу «Цілющий» додатково включено аліментарні антиоксиданти, що гальмують процеси передчасного старіння через наявні порушення у харчуванні населення[12]. В основу одержання нових видів квасу покладено технологію хлібного квасу з використанням традиційної для даного виробництва сировини. У технології біологічно активного квасу, крім нових штамів квасних дріжджів, використано спеціальні штами молочнокислих бактерій, одержані з національних кисломолочних продуктів регіонів абхазького довголіття, які мають високу антагоністичну активність до гнильної і патогенної мікрофлори. Цінність нових видів квасу зумовлена також вмістом широкого спектра біологічно активних речовин: легкозасвоюваних вуглеводів, амінокислот (у тому числі незамінних), органічних кислот, вітамінів групи В, Б, РР та оптимальним мінеральним складом[12]. Результати медико-біологічних досліджень, проведених у клінічних умовах, свідчать про активний оздоровчий ефект нових видів квасу, що виявляється в нормалізації обміну речовин, поліпшенні діяльності травного тракту, санації мікрофлори кишечнику та активізації його перистальтики, що в цілому позитивно впливає на загальний стан здоров'я людини. Крім медико-біологічних переваг, нові види квасу порівняно зі звичайним хлібним квасом мають ряд технологічних переваг: скорочення тривалості бродіння, збільшення на 30% потужності квасного цеху без додаткових капіталовкладень, оптимізація процесу приготування комбінованої закваски зі збільшенням терміну її використання від двох тижнів до шести місяців[12]. 8 Досліджено можливість використання молочної сироватки як технологічної добавки для зброджування квасного сусла на основі тритикалевого солодового екстракту. Підібрано склад квасного сусла та комбінацію мікроорганізмів для отримання комбінованої закваски з найкращими біотехнологічними властивостями. Проведено порівняльний аналіз тривалості бродіння зразків квасного сусла [11]. В статті Коростылёва Л.А. показано перспективність використання макухи обліпихи для виробництва квасу та розширення його асортименту. Розроблено зразки обліпихового квасу, приготовані на суслі з використанням макухи обліпихи, з добавками пряно-ароматичних трав і без них [13]. Карпутіна М. В., Харгелія Д.Д. в своїй дисертаційній роботі розробили технологію ферментованого напою на основі цукрового сорго. Запропонувала технологічну схему виробництва ферментованих напоїв оздоровчого призначення. Відомі розробки технології квасу з використанням пряно-ароматичної сировини на основі культури мікроорганізмів Medusomyces gisevii V. Вітряк О. в своїй роботі дослідила вплив на тривалість бродіння та органолептичні властивості готового напою водних екстрактів м’яти, меліси, лофанту й солодки. Встановила технологічні параметри приготування ферментованих напоїв на основі культури мікроорганізмів Medusomyces gisevii V з використанням раціональної кількості зазначених водних екстрактів [4]. В своїй роботі І. С. Тюрікова запропонувала технологію ферментованого напою на основі гарбуза та/ або топінамбуру з додаванням перикарпію волоського горіха [33]. Розроблені ферментовані напої можна рекомендувати для вживання в повсякденному раціоні харчування як освіжаючий напій, а також для збагачення організму людини біологічно активними речовинами. У Національному університеті харчових технологій (В.Л. Прибильський, О.П.Вітряк) у 1998–2002 р. тривало дослідження культури 9 чайного гриба, зокрема ідентифіковано основні мікроорганізми. Згідно з паспортом досліджена культура отримала видову назву Medusomyces gisevii Lindau 1913 штам V. До її складу входять дріжджі Zygosaccharomyces fermentatі Naganishi 1928 штам V та оцтовокислі бактерії Acetobacter xylinum (Brown 1885) Beijerinck 1898 штам V. Співвідношення дріжджів Zygosaccharomyces fermentatі V та оцтовокислих бактерій Acetobacter xylinum V у консорціумі визначено в середньому 1:100. На рис.1.1 показано один з мікрографічних знімків консорціуму. Отримані знімки пояснюють, як за допомогою целюлозних волокон, утворених оцтовокислими бактеріями, мікроорганізми культури формують своєрідну плівку [20]. Рисунок 1.1 - Мікрографічний знімок консорціуму мікроорганізмів Medusomyces gisevii V У Могильовському державному університеті продовольства (Республіка Білорусь) проведено комплексні дослідження з ідентифікації мікробного складу рисового гриба і визначено його біохімічні і технологічні властивості. Встановлено, що досліджувана асоціація це сукупність трьох таксономічних груп мікроорганізмів – дріжджів, молочнокислих і оцтовокислих бактерій. Молочнокислі бактерії представлені 10 гомоферментативними (Lactobacillus paracaseisubsp. paracasei) і гетероферментавними (Leuconostoc mesenteroidessubsp. dextranicum) паличками, дріжджова мікрофлора містить у собі два види дріжджів (Zygosaccharomyces fermentati Naganischi і Pichiamembranofaciens Hansen), а оцтовокислі бактерії – один вид (Acetobacter aceti). Ця культура депонована в Білоруській колекції непатогенних мікроорганізмів Інституту мікробіології НАН Білорусі як Orysamyces indici РГЦ [20]. На основі використання культури Orysamyces indici РГЦ розроблено технологію серії нових безалкогольних ферментованих напоїв. Схема виробництва напою «Рисовіт» передбачає такі операції: приготування виробничої культури Orysamyces indici РГЦ; підготовка води; приготування цукрового сиропу; приготування сусла; зброджування сусла; охолодження збродженого сусла; купажування напою; фільтрування напою; пастеризація готового напою; розлив у споживчу тару; зовнішнє оформлення і передавання готової продукції на склад [20]. 1.2. Ферментовані напої на основі плодово-ягідної, овочевої сировини та меду. Плодово-ягідні кваси готують з розбавлених водою плодово-ягідних соків, морсів чи екстрактів, з додаванням в них цукрового сиропу і дріжджів і подальшим спиртовим зброджуванням. Напої містять не більш як 1 % спирту та не менш як 0,1 % вуглекислоти. Медові напої – це подібно до хлібних квасів продукти незавершеного спиртового бродіння водних розчинів натурального меду та цукру. До медових напоїв належать «Український медок», «Мед» та «Медок». Для приготування медових квасів використовують також корицю, гвоздику, кардамон, фіалковий корінь, ваніль, м’яту, журавлину, ягоди ялівцю, малини, вишні, смородини, цитрусові, ізюм, пелюстки троянди та ін. Медове сусло зброджують хлібопекарськими або винними дріжджами [20]. 11 Існують також кваси фруктово-хлібні, зокрема з додаванням яблук або яблучного соку. Науковці НУХТ розробили напій бродіння, до складу сусла якого входять, % до маси напою: сухофрукти – 2,5…7,5, материнка – 0,01…0,03, звіробій – 0,01…0,03 і хміль – 0,05…0,15. До ферментованих напоїв з лікувально-профілактичними властивостями відносять напої з низькою калорійністю, тобто з використанням підсолоджувачів. У Німеччині, наприклад, виробляють зброджений овочевий сік з використанням сорбіту для хворих на діабет [19]. Напої з сироватки, зброджені молочнокислими бактеріями в монокультурі або в комбінації з дріжджами, мають значну біологічну цінність. У них поєднуються цінні компоненти самої сироватки з не менш цінними продуктами метаболізму мікроорганізмів (молочною кислотою, леткими кислотами, ферментами, різними ароматичними сполуками). Так, у деяких країнах (Німеччина, США, Норвегія) популярним є освіжаючий шипучий напій. Згідно з технологією в пастеризовану сироватку вносять 5 % дріжджової закваски і зброджують. Такі напої містять до 5 % сахарози, до 0,5 % молочної кислоти, мінеральні та азотисті речовини сироватки, а також збільшену порівняно з вихідною сировиною кількість вітамінів групи В та інші цінні речовини, що дає змогу віднести їх до дієтичних [20]. Зважаючи на основні критерії, на які орієнтується споживач, вибираючи той чи інший напій, безалкогольні ферментовані напої з високими органолептичними показниками, з вмістом натуральних інгредієнтів, зі збалансованим поєднанням утворених у процесі бродіння біологічно активних речовин відповідають споживчим вимогам населення України. Такі напої отримують, як правило, способом незакінченого бродіння і мають аромат вихідної сировини, приємний специфічний смак і природну вуглекислоту. В багатьох країнах вони є традиційними и виробляються в промисловому масштабі. 12 Приготування фруктових і овочевих зброджених напоїв має певні особливості. Так, один вид сировини подрібнюють після миття, сік відділяють пресуванням і зброджують; інший вид сировини розрізають на частини, отриману масу зброджують з наступним відокремленням рідкої фази; ще інший вид екстрагують водою, в отриманий екстракт додають цукор, після чого суміш зброджують [20]. Процес бродіння також має свої особливості. Характер бродіння на практиці визначається температурним режимом і видом мікроорганізмів. Оптимальна температура бродіння в середньому становить 20…25 °С. Зі збільшенням тривалості процесу бродіння зменшується солодкий смак, а вміст спирту зростає і може перевищити нормовані для безалкогольних напоїв значення. Для запобігання цьому зброджуване сусло охолоджують. До деяких напоїв для уповільнення процесу бродіння додають сировину, що має бактерицидні властивості, наприклад гірчицю. З цією ж метою цукор часто додають після зброджування і видалення мікроорганізмів. Для запобігання розвитку сторонньої мікрофлори передбачають уникнення контакту збродженого продукту з повітрям [20]. Для деяких кисломолочно-овочевих напоїв передбачається внесення хлориду натрію в кількості 2…2,5 %, що сприяє молочнокислому бродінню. Осмотичний тиск розчину за такої концентрації солі пригнічує розвиток дріжджів. Після накопичення 1…1,5 % молочної кислоти розвиток інших форм мікроорганізмів практично припиняється. Тому, більшість овочевих ферментованих напоїв має кисло-солоний смак. Бродіння можна припинити також фільтруванням і штучним насиченням зброджуваного сусла діоксидом вуглецю. Для забезпечення тривалого терміну зберігання ферментовані напої з плодово-ягідної та овочевої сировини піддають тепловому обробленню, здійснюють гарячий розлив або пастеризують у закритих пляшках. Перший 13 спосіб прийнятні ший, тому що передбачає гаряче фільтрування напою перед розливом, чим запобігається утворення осаду в пляшках. Але незалежно від способу теплове оброблення завжди призводить до зміни смако-ароматичних властивостей напою і зменшення вмісту біологічно активних речовин, зокрема вітамінів. Тому найперспективнішим способом подовження терміну зберігання ферментованих напоїв з плодово-ягідної та овочевої сировини є знепліднювальне фільтрування [20]. 1.3.Застосування ферментів при отриманні соку Обробка пектолітичними ферментними препаратами передбачає їх введення на стадії дробіння або пресування, у вигляді суспензії, яку готують на воді або суслі. Для обробки використовують такі ферментні препарати Пектоаваморин П10Х, Пектофоетедин П10Х [31]. Для підвищення ефективності ферментативну обробку суміщають з нагріванням соку до 40-45 оС і витримують при цій температурі 1-2 год. Тоді як при температурі навколишнього середовища тривалість обробки збільшується до 3-6 год. Застосування пектолітичних ферментів у виробництві соку досить ефективно, що обумовлено великим вмістом пектинових речовин. Вихід соку зростає на 5-15 %, а швидкість фільтрування у 2-3 рази [31]. Існують і інші способи обробки: ультразвукові, електроплазмолиз, обробка холодом, але внаслідок високих енерговитрат вони не знайшли широкого застосування у промисловості [31]. 1.4. Структура та фізико-хімічні властивості пектинових речовин Пектином називають водорозчинну речовину, вільну від целюлози та геміцелюлоз, що складається з частково або повністю метоксильованих залишків полігалактуронової кислоти (рисунок 1.2.). 14 Рисунок 1.2 - Метоксильована полігалактуронова кислота Пектин містить 100-200 залишків Д-галактуронової кислоти. Визначити ступінь метоксилювання важко, оскільки ефірні зв'язки при екстракції розриваються [23]. При дозріванні та зберіганні плодів відбувається перехід нерозчинних форм пектину в розчинні. З цим явищем пов'язане розм'якшення плодів. Пектинова кислота це ланцюг, що складається з залишків Д- галактуронової кислоти. Солі пектинових кислот (найчастіше Са чи Mg) називають пектатами. Більшість пектинових кислот містить від 5 до 100 цих залишків. Розрізняють три основні групи пектинових речовин: протопектини, пектинова кислота, пектати, пектин. Для всіх нерозчинних пектинових речовин існує загальна назва протопектин. Основним структурним компонентом протопектину служить галактуронова кислота, з якої складається головний ланцюг, до складу бічних ланцюгів входять арабінозу, галактозу та рамнозу. Частина кислотних груп галактуронової кислоти етерифікована метиловим спиртом. У загальному вигляді структуру протопектину можна представити схематично: Арабан –метоксилірувана полігалактуронова кислота -Галактан Протопектин легко розщеплюється ферментом протопектиназою, переходячи в розчинну форму – пектин. 15 Пектином називають водорозчинну речовину, вільну від целюлози та геміцелюлоз і що складається з частково або повністю метоксильованих залишків полігалактуронової кислоти (фрагмент структури див. вище). Пектин містить 100-200 залишків Д-галактуронової кислоти. Визначити ступінь метоксилювання важко, оскільки ефірні зв'язки при екстракції розриваються [23]. При дозріванні та зберіганні плодів відбувається перехід нерозчинних форм пектину в розчинні. З цим явищем пов'язане розм'якшення плодів. Пектинова кислота це ланцюг, що складається з залишків Д- галактуронової кислоти. Солі пектинових кислот (найчастіше Са чи Mg) називають пектатами. Більшість пектинових кислот містить від 5 до 100 цих решток. Рисунок 1.3. – Пектинова кислота Вивченням пектинів почали займатися з кінця XVIII ст. У 1790 році Воклен виділив з фруктового соку і описав речовину, утворюючу у водному розчині холодець. У самостійну групу речовин пектини виділив М.Браконо в 1825 [23]. Він же вперше ввів термін «пектин» (від грец. Pektos – згорнутий), маючи на увазі здатність гліканів розбухати у водних розчинах і формувати в'язкі напіврідкі гелі. У 1848 році Фремі поділив нативний пектин на дві 16 фракції – розчинний та нерозчинний. У 1907 році Ширх привласнив фракціям назви «гідропектин» та «протопектин». У 1917 році стала відома мономерна основа пектину - залишки галактуронової кислоти, частина з яких етерифікована метиловим спиртом. У 1937 році Шнайдер і Бок показали просторову структуру полігалактуронанового ланцюга, а в 1944 році комітетом Американського хімічного товариства прийнято номенклатуру пектинових речовин [23]. До кінця 40-х років минулого століття всі пектини розглядалися як полігалактуронани, і тільки в 50-ті роки в їхньому складі виявлено інший широко представлений цукор – L-рамноза, з'єднана з сусідніми мономерними ланками 1-2 зв'язками. Ще раніше, 1940 року, з морських трав роду Zostera (сім. Zosteraceae) В.І.Мірошников виділив різний пектин зостеран, що містить незвичайний за будовою цукор D-апіозу (апіогалактуронан) [23]. В даний час відомі п'ятнадцять цукрів, залишки яких входять до складу пектинів з різних джерел [23]. Деякі з них зустрічаються виключно у складі пектинів і мають незвичайну структуру. Різновид пектинів у природі не піддається обліку, оскільки кожен вид рослин виробляє індивідуальні, характерні для себе молекули. Але все їхнє природне багатство можна розділити на кілька великих класів [23]: 1) гомогалактуронани; 2) рамногалактуронан I; 3) рамногалактуронан II; 4) апіогалактуронани; 5) ксилогалактуронани; 6) кислі арабіно-3,6-галактани. Рамноза найчастіше присутня в точках розгалуження молекули, та її вміст пропорційно числу останніх. У рослині всі пектини частково, у більшій або меншою мірою, метильовані за карбоксильними групами [23]. 17 Існує припущення, що вихідним мономером при синтезі галактуронанів є метилгалактуронат, і вихідний пектин має 100% метильованих карбоксилів, а потім вже відбувається їх частковий гідроліз ферментами пектинметилестеразами. Це положення підкріплюється тим, що, напевно, метилювання вихідних субстратів є загальнобіологічним явищем [23]. Нативні галактуронани мають ступінь етерифікації по карбоксилам до 70 -80%. Ступінь етерифікації впливає на розчинність полісахариду, його гелеутворювальну здатність [23]. Ферменти полігалактуронази розщеплюють лише деметильовані молекули. Пектин широко використовується в харчовій промисловості, як драгле утворююча речовина, але у виробництві напоїв наявність пектинових речовин призводе до зниження якості та стійкості напоїв. Існують різні способи усунення пектинових речовин, а саме: сорбційні (фільтрація соків через природні та синтетичні сорбенти) та ферментативний. Пектинові речовини розщеплюються під дією ряду ферментів: протопектинази, пектінестерази, полігалактоуронази. Схематично ферментативний гідроліз протопектину можна так: Протопектин Протопектиназа Розчинний пектин Арабан, галактан, рамноза Ферментативний гідроліз пектину може протікати за участю двох ферментів: пектінестерази та полігалактуронази. 18 Полігалактуроназа не діє Полігалактуроназа діє Пектинестерази видаляють метильні групи, гідролізуючи складноефірні зв'язки, що знаходяться поруч з вільними карбоксильними групами, тобто. йде реакція: пектин + nН2О = n метанол + пектин (менше етерифікований) Таким чином, пектинові речовини відповідальні за вміст токсичної речовини метанолу у фруктових соках, плодово-ягідних винах. Полігалактуроназа каталізує розщеплення α-(1-4)-глікозидного зв'язку, утвореного неетерифікованою галактуроновою кислотою. Ферментні препарати, що гідролізують пектинові речовини, отримують зазвичай з різних цвілевих грибів. Ці препарати застосовуються в харчовій промисловості для освітлення фруктових соків і підвищення їх виходу, а також для освітлення плодових і виноградних вин, в яких зазвичай міститься велика кількість пектину, що ускладнює фільтрування і є причиною недостатньої прозорості напоїв [23]. 19 Розділ 2. ОБ´ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 2.1 Об΄єкти дослідження: В якості об'єкту досліджень використовували червону смородину в рецептурі квасу. Предмет досліджень – розроблення рецептури ферментатованого напою. Дослідження проводили в лабораторних умовах Червона смородина Рисунок 2.1 – Ягоди червоної смородини Червона смородина відноситься до числа найбільш зимостійких та посухостійких ягідних культур, любить світло і помірний полив. Цвіте блідо-зеленими квітками і дає червоні кислі ягоди, які зібрані в пониклі китички. Час цвітіння – травень. Плоди дозрівають в липні – серпні. Висота 1-2 м. Є близько 19 сортів червоної смородини. Червона смородина родом із Західної Європи, де вона здавна культивувалася як лікарська рослина і лише потім отримала визнання як ягідна рослина. [36] 20 Корисні властивості червоної смородини Ягоди червоної смородини містять значну кількість органічних кислот і цукрів, поєднання яких обумовлює приємний, освіжаючий смак. Червона смородина багата на вітамін А, С, Е, містить залізо, калій, бурштинову і яблучну кислоту, пектинові і азотисті речовини і мінерал селен. У ягодах червоної смородини знайдено 0,2-0,5 мг/100 г бета-каротину. Ягоди червоної смородини містять безліч антиоксидантів, здатних протистояти раковим клітинам. Червона смородина містить аскорбінову кислоту, її в червоних плодах в 4-5 разів менше, ніж в чорних. У червоній смородині дуже багато заліза (Fe), яке так необхідне судинам, і калію ( K ), який покращує роботу серця і виводить з організму зайву рідину, не дозволяючи з’являтися набрякам на ногах та під очима. Червона смородина досить широко застосовується в народній медицині дуже багатьох країн, її використовують для лікування хворих на діабет, для збудження апетиту, проти нудоти і т.д. Хімічний склад ягоди і соку червоної смородини наведений в таблицях 2.1-2.5 [27]. Таблиця 2.1 – Харчова цінність червоної смородини Найменуван Na, K, Ca, Мg, P, Fe, β- B1, B2, PP, C, ня мг% мг% мг% мг% мг% мкг% каротимг% мг% мг% мг% компонентів н Червона 21,0 275 36 17 33 0,9 0,20 0,01 0,03 0,20 25 смородина 21 Таблиця 2.2 – Біологічна цінність червоної смородини Найменування Вода, Білки, г/100 Жири, Вуглеводи, Клітчата Органічні продукту г/100 г г продук- ту г/100 г г кислоти в продук- продук- ту перерахунку ту на яблочну кислоту Червона 85 0,6 0,2 7,3 2,5 2,5 смородина Таблиця 2.3 - Вміст вітамінів в червоній смородині Показники Вміст вітамінів β-каротин, мг 0,20 Вітамін Е, мг 0,20 Вітамін С, мг 25 Вітамін В6, мг 0,14 Біотин, мкг 2,50 Ніацин, мг 0,20 Пантотенова кислота, 0,06 мг Рибофлавін, мг 0,03 Тіамін, мг 0,01 Фолацин, мкг 3 Таблиця 2.4 – Склад соку червоної смородини Найменуван Na, K, Ca, Мg, P, Fe, β- B1, B2, PP, C, ня мг% мг% мг% мг% мг% мкг% каротимг% мг% мг% мг% компонентів н Червона 16,0 133 40 35 20 - 0,05 0,01 0,01 0,15 85 смородина 22 Таблиця 2.5 – Склад соку червоної смородини Найменува Вода, Білки, Жири, Вуглево Клітчата Органічні ння продукту г/100 г г/100 г г/100 г ди, г кислоти в продук продук- продук- перерахун - ту ту ту ку на яблочну кислоту Червона 88 0,5 0 7,9 0 2,7 смородина М’ята Рисунок 2.2 – Листя м’яти Mentha piperita — багаторічна трав’яниста опушена рослина родини губоцвітих. Листя м’яти перцевої містить до 2,75% ефірної олії, у складі якої є ментол (вільний і у вигляді складних ефірів оцтової і валеріанової кислот), пінени, лимонен, феландрен, цинеол, дипентен, пулегон та інші терпеноїди. Крім того, у листі м’яти перцевої є флавоноїди, урсолова і олеанолова кисло́ти, бетаїн, каротин, гесперидин, дубильні речови́ни й мікроелементи (мідь, марганець, стронцій та інші). Фармакологічні властивості і використання. Терапевтична активність м’яти перцевої зумовлена комплексом біологічно активних речовин, серед яких першочергове значення має ментол, який належить до групи терпенів і має притаманні цій групі речовин подразні, антисептичні й анестезуючі властивості. Подразна дія ментолу вибіркова. В першу чергу подразнюються 23 терморецептори слизових оболонок і шкіри, й це зумовлює відчуття охолодження, яке супроводжується рефлекторним звуженням судин, а потім розвивається паління, слідом за яким настає легка анестезія. Препарати м’яти підсилюють секрецію травних залоз, збуджують апетит, прискорюють евакуацію шлункового та кишкового вмісту (посилюють перистальтику), пригнічують процеси гниття й бродіння в травному каналі (діють вітрогінно), знижують тонус гладеньких м’язів кишечника, жовчно- та сечовивідних шляхів (діють спазмолітично), посилюють жовчотворну функцію печінки і виділення жовчі у дванадцятипалу кишку (цікаво, що жовчогінні властивості ментолу значно поступаються перед жовчогінними властивостями еквівалентної кількості листя м’яти), виявляють седативну і слабку гіпотензивну дію. [37] Концентрат квасного сусла Рисунок 2.2 – Концентрат квасного сусла 24 Концентрат квасного сусла (ККС) готують із житнього або ячмінного солоду, житнього або кукурудзяного борошна або із свіже пророслого томленого житнього солоду з використанням ферментних препаратів. ККС повинен відповідати вимогам, зазначеним у ГОСТі 28538-90. Концентрат квасного сусла, концентрати і екстракти квасів. Технічні умови [5]. Органолептичні показники ККС повинні відповідати вимогам, вказаних в табл.2.6 Таблиця 2.6-Органолептичні показники ККС Найменування Значення Зовнішній вигляд Непрозора в’язка густа рідина Колір Темно-коричневий Смак Кисло-солодкий,хлібний з незначною гіркотою Аромат Житнього хліба Розчинність у воді Допускається осад одиничних частинок хлібних запасів За фізико – хімічними показниками ККС повинен відповідати вимогам наведених в таблиці 2.7 Таблиця 2.7 – Фізико – хімічні показники ККС Найменування Масова частка Кислотність,см3 сухих речовин,% розчину NaOH з с=1,0моль/дм3 на 100г продукції Концентрат 70,0±2,0 16,0-40,0 квасного сусла Масова частка токсичних елементів в ККС після розведення його водою у відношенні, що передбачено рецептурою не повинна перевищувати: свинцю–0,3мг/кг, кадмію – 0,03мг/кг, миш’яку – 0,2мг/кг, ртуті - 0,005мг/кг, міді – 0,5мг/кг, цинку – 10,0мг/кг, заліза – 15,0мг/кг. 25 Не допускається наявність бактерій групи кишкової палички і патогенних мікроорганізмів, в тому числі і сальмонел. Цукор за органолептичними показниками повинен відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 2.8. Згідно ДСТУ 4623:2006. Цукор білий. Технічні умови [8]. Таблиця 2.8 – Органолептичні показники Назва показника Характеристика 1 2 Білий, чистий без плям і сторонніх домішок, для цукру Зовнішній вигляд третьої і четвертої категорій допускають жовтуватий відтінок. Кристалічний цукор повинен бути сипким, без грудочок. Для цукру третьої і четвертої категорій допускають грудочки, що розпадаються у разі легкого натискання. Запах і смак Солодкий без стороннього запаху і присмаку, як в сухому цукрі, так і в його водному розчині, для цукру четвертої категорії допускають слабкий запах меляси. Чистота розчину Розчин цукру повинен бути прозорим, без нерозчинного осаду, механічних та інших домішок. Для цукру третьої і четвертої категорій допускають опалесценцію. Для цукрової пудри не визначають. За фізико-хімічними показниками кристалічний цукор повинен відповідати нормам, зазначеним у таблиці 2.9. [19]: 26 Таблиця 2.9 — Фізико-хімічні показники кристалічного цукру Назва показника Значення за категоріями кристалічного цукру, сахарози для шампанського і цукрової пудри 1 2 3 4 5 Масова частка сахарози (поляризація), %, не менше ніж 99,7 99,7 99,61 99,5 Масова частка редукувальних речовин (в перерахуванні на суху речовину), %, не більше ніж 0,04 0,04 0,05 0,065 Масова частка вологи, %, не більше ніж: 0,1 0,1 0,14 0,15 кристалічного цукру 0,1 0,1 – – сахарози для шампанського 0,2 0,2 0,2 – цукрової пудри Масова частка золи (в перерахуванні на суху речовину), не більше ніж: % 0,027 0,04 0,04 0,05 Балів 15,0 – – – Кольоровість в розчині, не більше ніж: одиниць ICUMSA 45,0 60,0 104,0 195,0 балів 6 8 – – умовних одиниць – – 0,8 1,5 Масова частка феродомішок, %, не більше ніж 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 Величина окремих часток феродомішок, в найбільшому 0,5 0,5 0,5 0,5 лінійному вимірі, мм, не більше ніж Примітка 1. Кристалічний цукор для вироблення молочних консервів, продуктів дитячого харчування і біофармацевтичної промисловості за показниками якості повинен відповідати нормам не нижче, ніж для цукру другої чи третьої категорій. Примітка 2. У разі визначання показників золи і кольоровості цукру в балах приймають, що по золі 1 балу відповідає 0,0018 %; по кольоровості в розчині 1 балу відповідає 7,5 одиниць ICUMSA. Примітка 3. Масова частка вологи кристалічного цукру, призначеного для пакування в м’які спеціалізовані контейнери і для тривалого зберігання, під час відвантажування не повинна бути більше ніж 0,10 %. Примітка 4. Масова частка золи в сахарозі для шампанського не більше ніж 0,03 % 27 За мікробіологічними показниками цукор для окремих споживачів (виробництво продуктів дитячого харчування, молочних консервів та біофармацевтичної промисловості) повинен відповідати вимогам, які встановлені МБВ № 5061 і зазначені у таблиці 2.10. [8]: Таблиця 2.10 – Мікробіологічні показники Назва показника Значення Кількість мезофільних аеробних і факультативно анаеробних 1,0 ·103 мікроорганізмів КУО в 1 г, не більше ніж Плісеневі гриби , КУО в 1 г, не 1,0 ·10 більше ніж Дріжджі КУО в 1 г, не більше ніж 1,0 ·10 Бактерії групи кишкових паличок Не допускають (коліформи) в 1 г Патогенні мікроорганізми , в тому Не допускають числі бактерії роду Salmonella, в 25 г Вода Вода повинна відповідати вимогам води питної Основні вимоги до води технологічного призначення наведено в табл. 2.11. [38]: Таблиця 2.11 – Основні вимоги до води технологічного призначення Загально Сухий Ступінь Виробництво жорсткість, рН залишок окислення, Особливі вимоги ммоль/дм3, мг/дм3, мг О2/дм3, не більше не більше не більше Квас 5-6 6,8-7,3 600-850 1,0-2,0 Вміст, мг/дм3, не більше: заліза - 0,2 марганцю – 0,05; нітратів – 25,0. 28 Квас За органолептичними показниками квас повинен відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 2.12, згідно ДСТУ 4069:2016 Напої безалкогольні. Загальні технічні вимоги [7] . Таблиця 2.12 – Органолептичні показники квасу Найменува Характеристика квасів ння не фільтровані фільтровані показника не освітлені освітлені Непрозора піниста Прозора піниста Прозора піниста рідина. Допускається рідина з рідина без осаду і осад обумовлений опалесценцією, сторонніх Зовнішній особливостями обумовленої включень, не вигляд використовуючої особливостями властивих продукту. сировини, без використовуючої Допускається сторонніх включень, не сировини, без опалесценція, властивих продукту. сторонніх обумовлена включень, не особливостями властивих використовуючої продукту. сировини. Колір Обумовлений кольором використовуючої сировини Освіжаючий смак і аромат збродженого напою, відповідного Смак і смаку і аромату використовуючої сировини. аромат Допускають дріжджові присмак і аромат За фізико-хімічними показниками кваси повинні відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 2.13. [7]: Таблиця 2.13 – Фізико-хімічні показники квасу Найменування показника Значення показника Масова частка сухих речовин, %, не 3,5 менше Кислотність, к. єд. від 1,5 до 7,0 Об'ємна частка спирту, %, не більше 1,2 Масова частка діоксиду вуглецю, %, 0,30 не менше Примітка - Показник "Масова частка двоокису вуглецю" унормована для квасу, розлитого в пляшки (скляні або ПЕТФ) і алюмінієві банки. 29 Пектолітичний фермент Enartis 1000S для збільшення виходу соку та прискорення освітлення. 1000S - Концентрований та високоочищений пектолітичний ферментний препарат у мікрогранульованій формі. Його застосування прискорює процес освітлення сусла та одночасно забезпечує відмінне відділення осаду. 1000S здійснює глибоку гідролітичну дію на пектини. Водночас полегшується процес пресування. При додаванні ферментного препарату безпосередньо до ягід при пресуванні, збільшує вихід соку. У ягодах, багатих на пектин, також полегшується процес фільтрації. 1000 S не походить з генетично модифікованих організмів і не містить жодних негативних вторинних активаторів, таких як оксидази та цинаматестерази. Застосування 1000 S використовується переважно: - якщо необхідно зменшити в'язкість сусла та прискорити освітлення та відділення осаду; - безпосередньо при пресуванні, щоб полегшити та збільшити вихід соку, зменшити силу тиску та тим самим покращити якість соку. 1000 S також можна використовувати для полегшення операцій з очищення та фільтрації соку, які важко виконувати через високий вміст пектину. 2.2. Методи дослідження Визначення пектинових речовин Пектинові речовини визначали згідно ДСТУ 8069:2015 Продукти перероблення фруктів та овочів. Титриметричний метод визначення пектинових речовин [10]. 30 З підготовленої проби беруть наважку у кількості 30-50 г. Наважку дослідного соку переливають у колбу місткістю 250 або 300 см3, доливають 100 см3 підігрітої до 60-70 °С дистильованої води і струшують 30 хв. Потім вміст кількісно переносять у мірну колбу місткістю 200 або 250 см3, охолоджують, доводять до мітки, ретельно перемішують та відокремлюють рідину центрифугуванням. Отриманий екстракт водорозчинного пектину переносять у сухий посуд. Отримані розчини пектинових речовин очищають осадженням спиртово-кислотною сумішшю. Для цього в хімічну склянку за допомогою піпетки поміщають 25, 50 або 100 см екстракту (залежно від вмісту пектину), додають подвійну кількість спиртово-кислотної суміші, ретельно перемішують і залишають на 1-1,5 год для формування осаду. Осад, що випав, відфільтровують через лійку з пористою пластинкою ВФ-1-40 ПОР 40 з шаром піску 0,5-0,7 см. Склянку і осад промивають розчином 70% етилового спирту до негативної реакції на іон хлору з азотнокислим сріблом. На промивання однієї проби витрачається 90-100 см 70% розчину етилового спирту. Воронку з промитим осадом встановлюють у чисту колбу з тубусом місткістю 250 см3 і кількісно розчиняють осад водою при температурі 60- 70 °С. Склянку, де проводили осадження, також промивають підігрітою водою. Охолоджують розчин до кімнатної температури, додають 6 крапель індикатора Хінтона і титрують розчином гідроксиду натрію концентрації 0,05 моль/дм3 до переходу жовтого забарвлення в малинове, яке не зникає протягом 20-30 с. Потім до розчину в колбі за допомогою піпетки або бюретки додають 20 см3 розчину гідроксиду натрію концентрації 0,1 моль/дм3, закривають пробкою та залишають на 30 хв. Далі за допомогою бюретки доливають 31 розчин соляної кислоти концентрації 0,1 моль/дм3, точну кількість якого встановлюють попереднім титруванням 20 см3 гідроксиду натрію концентрації 0,1 моль/дм3 тим самим розчином кислоти з індикатором Хінтона. Суміш у колбі знову титрують розчином гідроксиду натрію концентрації 0,05 моль/дм3. Результат першого титрування пропорційний вмісту вільних, а другого - етерифікованих карбоксильних груп та при множенні на відповідні еквіваленти виражають масову частку поліуронідної частини пектинових речовин. Розрахунок масової концентрації та масової частки пектину Масову частку поліуронідів (Х) у відсотках обчислюють за формулою: X = ��1∙��1+��2∙��2 ��∙��10−1�� , 3∙�� де V1 , V2 - об´єм розчину гідроксиду натрію, витрачені на перше і друге титрування, см; с - точна концентрація розчину гідроксиду натрію, який використовується для титрування, моль/дм (0,05 моль/дм, помножена на поправочний коефіцієнт); V- загальний об´єм екстракту, см3; V3 - об´єм екстракту, відібраний для осадження та титрування, см3; m - маса наважки, г; m1- молекулярна маса полігалактуронової кислоти =176 г/моль; m2- молекулярна маса етерифікованої полігалактуронової кислоти =190 г/моль. 32 Ступінь етерифікації виділених пектинових речовин (є) у відсотках обчислюють за формулою Є = ��2 �� +�� ·1001 2 де V1 , V2– об'єми розчину гідроксиду натрію, витрачені на перше та друге титрування, см3. Обчислення проводять з трьома цифрами, результат округляють до двох значущих цифр. За остаточний результат випробувань приймають середньоарифметичні результати двох паралельних визначень, допускається абсолютна розбіжність яка не повинна перевищувати 0,10% при визначенні поліуронідів та 4,0% при визначенні ступеня етерифікації (=0,95). Мінімально обумовлений вміст поліуронідів - 0,10% при наважці на аналіз 50 г продукту. Тривалість визначення 6-7 год. Визначення кислотності [42] Метод заснований на титруванні кислот та кислотних солей, які знаходяться в суслі, в присутності фенолфталеїну. Проведення досліду. 10 см3 сусла вносять в конічну колбу на 100 см3, та додають 40 см3 води, 3-4 краплі фенолфталеїну та титрують 0,1-н розчином NaOH до появи рожевого забарвлення. Кислотність сусла розраховують за формулою: де V- об¢єм 0,1н розчину NaOH, який пішов на титрування, см3 33 К1- коефіцієнт поправки розчину NaOH К2- коефіцієнт розбавлення сусла (К2=4) Визначення рН [42] Метод заснований на вимірі електрорушійної сили, яка виникає в системі двох електродів. Проведення досліду Електроди занурюють в дослідну рідину та проводять відрахунок показників по шкалі Визначення концентрації сухих речовин рефрактометричним методом[42] Метод заснований на визначенні показника заломлення і концентрації сусла за допомогою рефрактометра. Техніка аналізу. Перед початком роботи перевіряють нульову точку приладу. Для цього 2-3 краплі дистильованої води наносять на вимірювальну призму. Поворотом рукоятки зміщують границю світла і тіні до досягнення такого положення, щоб при температурі 20о С ця границя проходила через нульову поділку правої шкали, яка градуйована в процентах цукрози, і поділку 1,333 лівої шкали – значень показників заломлення. Перевіривши нульову точку, визначають вміст СР у дослідному зразку. Для цього 2-3 краплі розчину наносять на суху вимірювальну призму. Далі спостерігаючи в окуляр зорової труби, зміщують рукоятку рефрактометра до сполучення границі світла і тіні з візирною лінією сітки. Досягнувши такого положення знімають покази за коефіцієнтом заломлення і концентрацією. [42] 34 Визначення амінного азоту в суслі [41] Техніка аналізу. В мірну колбу місткістю 50 см3 піпеткою вносять 5 см3 дослідного розчину, додають 3-4 краплини індикатору тімолфталеїну і по краплям розчин гідроксиду натрію концентрацією 0,1 моль/дм3 до появи блідно-блакитного забарвлення. До слабо лужного розчину із циліндра при перемішуванні порціями обережно приливають 30 см3 суспензії ортофосфату міді, вміст колби доводять дистильованою водою до мітки, перемішують і фільтрують через паперовий фільтр. Фільтрат повинен бути прозорим. 10 см3 абсолютно прозорого фільтрату піпеткою переносять в фарфорову чашку або конічну колбу, добавляють 0,5 см3 80%-ї оцтової кислоти (підкислюють) і 10 см3 розчину йодату калію. Після перемішування йод, що виділився, титрують із мікробюретки розчином тіосульфату натрію концентрацією 0,01 моль/дм3. В кінці титрування до розчину додають 1-2 краплини розчину крохмалю. Кінець титрування визначають по зникненню синього забарвлення від однієї краплі тіосульфату натрію. При прийнятому розбавленні кількість амінного азоту в 10 см3 фільтрату отримують множенням маси тіосульфату натрію, що пішла на титрування, на 0,28. Це відповідає з урахуванням розчинення 1 см3 сусла. Вміст амінного азоту (Х) розраховують за рівнянням: Х = а∙0,28∙б∙10∙10050 , де а – розчину тіосульфату натрію концентрацією 0,01 моль/дм3, який пішов на титрування, см3; б – об’єм дослідної рідини, взятий на аналіз, см3. Визначення спирту [41] Техніка аналізу. 200 (250; 500) см3 напою, відміряного мірною колбою за температури (20±0,1)°С поміщають в перегінну колбу місткістю 500 (1000) см3. Мірну колбу споліскують 2…3 рази здистильованою водою, зливаючи 35 ополіски в перегінну колбу з таким розрахунком, щоб загальний об’єм дистильованої води не перевищував 60 см3. Перегонку проводять на установці (рис. 2.3). Рисунок 2.3 — Установка для відгонки спирту 1 — перегінна колба; 2 — краплевловлювач; 3 — холодильник; 4 — приймальна мірна колба, 5 — колбонагрівач, 6 — скляна трубка. Приймальною колбою є та сама мірна колба, якою відміряли аналізований напій. В приймальну колбу наливають 10…15 см3 здистильованої води і занурюють кінець скляної трубки для створення водяного затвору. Приймальну колбу поміщають в баню з холодною водою і починають перегонку. Нагрівання колби ведуть так, щоб забезпечити рівномірність процесу відгонки. Після заповнення приймальної колби приблизно на 1/2 об’єму, її опускають так, щоб кінець скляної трубки не занурювався в дистилят і продовжують перегонку без водяного затвору. Після заповнення приймальної колби відгоном на 80…90 % об’єму (до початку нижньої частини горловини колби) перегонку припиняють, кінець скляної трубки ополіскують 5 см3 дистильованою водою, доводять об'єм до мітки дистильованою водою за температури 20 °С і перемішують. Вміст колби переливають у сухий циліндр для ареометрів і вимірюють об’ємну частку етилового спирту ареометром для спирту. 36 Органолептична оцінка готових напоїв [42] Оцінку якості безалкогольних напоїв проводили за ДСТУ 4069:2016 «Напої безалкогольні. Загальні технічні умови» [7]. Органолептичні показники ферментованих напоїв представлені в табл. 2.14. Таблиця 2.14 - Органолептичні показники ферментованих напоїв Показник Характеристика у відповідності з вимогами ДСТУ 4069:2016 Зовнішній вигляд Прозора рідина без сторонніх включень. Допускається легка опалесценція, обумовлена особливостями зернової та плодово-ягідної сировини. Колір Відповідний даному виду напою Смак і аромат Приємний, відповідний напою Насиченість Тривале виділення СО2 диоксидом вуглецю Крім того, органолептичні показники безалкогольних напоїв оцінюють по 15-бальній шкалі (див. табл. 2.15) [41]. Таблиця 2.15 - Балова шкала оцінки якості Показник Характеристика Бали Оцінка 1 2 3 4 Зовнішній Відповідний Відмінно 5 вигляд даному виду напою, Прозорість і колір з блиском колір Відповідний Добре 4 даному виду напою, колір без блиску Слаба опалесценція Задовільно 3 Сильна опалесценція або Не задовільно 1-2 осад (знімається з дегустації) 37 Продовження таблиці 2.15 Смак і аромат Характерні для Відмінно 5 напою Помірний Добре 4 Не зовсім виражений Задовільно 3 Сторонні присмаки, що не відповідає Не задовільно 1-2 напою Насиченість Досить тривале Відмінно 5 диоксидом виділення СО2 вуглецю Відносно тривале Добре 4 витіснення СО2 Не тривале Задовільно 3 витіснення СО2 Не відбувається Не задовільно 1-2 виділення СО2 Всього(максимально): 15 балів Таблиця 2.16- Фізико-хімічні показники рідких безалкогольних напоїв Назва показника Група, тип напоїв Норма Масова частка Напої, виготовлені з спирту не більше використанням пряно-ароматичної 1,2 ніж, % рослинної сировини, виноматеріалів, спиртованих соків; 0,5 напої бродіння Інші напої Масова частка Сильногазовані понад 0,40 двоокису Середньо газовані понад 0,30 до вуглецю, % Слабо газовані 0,40 включно Негазовані понад 0,20 до 0,30 включно 38 Розділ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 3.1. Освітлення соків. В магістерській роботі розроблено рецептуру квасу з додаванням соку свіжих плодів червоної смородини та настою м’яти. Враховуючі, що сік червоної смородини містить близько 2,5 % пектинових речовин, які призводять до помутнінню готового напою, доцільним було б підібрати спосіб усунення пектинових речовин. Після ретельного аналізу усіх відомих способів освітлення соків нами обрано застосування ферментативного гідролізу пектинових речовин. Для цього при отриманні соку з червоної смородини додавали Пектолітичний фермент Enartis 1000S. Досліджували вплив температури і тривалість контакту на вміст пектинових речовин в соку в залежності від дози ферментного препарату. До соку, концентрацією 12% СР, додавали ферменти в кількості 0,01, 0,015, 0,02, 0,025 та 0,030 г/л, витримували протягом трьох годин при температурах 30°С, 40°С, 50 °С та 60 °С. Далі відбирали сік і визначали вміст пектинових речовин. Результати експерименту представлені в таблиці 3.1, та на графіку 3.1.- 3.2. Таблиця 3.1. – Вміст пектинових речовин у соку червоної смородини Аналіз Сік без Доза ферментного препарату Enartis 1000S, г/л додавання 0,01 0,015 0,020 0,025 0,030 ФП Температура витримки 30 °С Вміст 2,5 2,3 2,0 1,8 1,7 1,5 пектинових речовин, % Ефект 8 20 28 32 40 очистки соку від пектинових речовин,% Температура витримки 40 °С 39 Вміст 2,5 2,0 1,6 1,5 1,2 1,0 пектинових речовин, % Ефект 20 36 40 52 60 очистки соку від пектинових речовин,% Температура витримки 50 °С Вміст 2,5 1,8 1,2 1,0 0,7 0,6 пектинових речовин, % Ефект 28 52 60 72 76 очистки соку від пектинових речовин,% Температура витримки 60 °С Вміст 2,5 2,1 2,0 1,8 1,6 1,4 пектинових речовин, % Ефект 16 20 28 36 44 очистки соку від пектинових речовин,% 3 2.5 2 Т3е0м°Спература витримки 1.5 4Те0м°Спература витримки 1 Т5е0м°Спература витримкиТ6е0м°Спература витримки0.5 0 0 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 Доза ФП,г/л Рисунок 3.1 – Вміст пектинових речовин 40 Вміст пектинових речовин, % 80 70 60 50 40 30 ТТееммппееррааттуурраа ввиитримки 30°С 20 ТТееммппееррааттуурраа ввиит т тр рим риимм к ккии и 5460 0° 0°° С СС 10 0 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 Доза ФП,г/л Рисунок 3.2 – Ефект очистки соку червоної смородини від пектинових речовин. Виходячи з отриманих даних кращий ефект очистки (72-76%) отримали при температурі 50 °С, при дозуванні ферментного препарату в кількості 0,025-0,030 г/л. Застосування температури вище 50 °С не доцільно, так як маємо не високий ступінь очистки, це пов’язано з тим, що високі температури інактивують пектолітичні ферменти. Рисунок 3.3 – Сік червоної смородини 41 Ефект очистки, % В соку червоної смородини визначали вміст сухих речовин, кислотність, рН, отриманні результати представлені в таблиці 3.2. Таблиця 3.2 – Показники соку червоної смородини Показник Результат Вміст сухих речовин, % 12 Кислотність, см3 розчину NaOH 3,1 концентрацією 1 моль/дм3 на 100 см3 соку рН 3,7 Настій м’яти. М’яту заливали гарячою водою і настоювали протягом 30 хв. Таблиця 3.3 - Рецептура приготування настою м’яти Сировина Витрати сировини М’ята 10 г Вода 200 мл Всього (вихід) 200 мл Частка сухих речовин в настої м’яти складає 2,6 %. Наступним етапом роботи було розробка рецептури ферментатованого напою. Розроблені три рецептури квасу з різним співвідношенням концентрату квасного сусла (ККС), цукру, соку смородини та м’яти, і контрольна рецептура, приготована тільки на ККС та цукровому сиропі. Рецептури напоїв представлені в таблиці 3.4. 42 Таблиця 3.4 – Витрати сировини на 100дал квасу Компоненти,г Одиниця Контроль Зразок Зразок Зразок вимірюва №1 №2 №3 ння Концентрат кг 30 22 25 20 квасного сусла Сік червоної л - 40 30 50 смородини Настій м’яти л - 2,5 1,5 2,0 Кислота кг 2,7 1,9 2,0 1,5 молочна Цукор кг 50 30 40 50 Дріжджі кг 0,35 0,35 0,35 0,35 хлібопекарськ і пресовані Квас (контрольний) готували наступним чином. Концентрат квасного розчиняли водою з температурою 30...35 0С у співвідношенні 1:2, доводили водою до масової частки сухих речовин 1,4 –1,6 %. Вносили цукровий сироп у кількості 25 % від розрахункового, щоб не допустити надмірного накопичення спирту при бродінні. Вміст сухих речовин у суслі - 2,5%. Перед зброджуванням розведений ККС пастеризували при температурі 60-65 °С. Охолоджували до температури 30 °С, підкислювали молочною кислотою і вносили дріжджі (0,35 г/л). Бродіння проводили при температурі 28...30 0С до зниження масової частки сухих речовин на 1,4 % та досягнення кислотності 3,2 см3 розчину лугу концентрацією 0,1 моль/дм3 на 100 см3 квасу. Тривалість бродіння становить 24….36 годин. Потім квас охолоджують до температури 6…7 0С, для повного осідання дріжджів декантували з дріжджового осаду і купажували цукровим сиропов в кількості 75% від загальної маси. 43 Квас «Червоносмородиновий» готували наступним чином. Концентрат квасного розчиняли водою з температурою 30...35 0С у співвідношенні 1:2, доводили водою до масової частки сухих речовин 1,4 –1,6 %. Вносили цукровий сироп у кількості 25 % від розрахункового, щоб не допустити надмірного накопичення спирту при бродінні. Додавали пастеризований сік червоної смородини. Вміст сухих речовин у суслі - 2,5%. Перед зброджуванням розведений ККС пастеризували при температурі 60- 65 °С. Охолоджували до температури 30 °С, підкислювали молочною кислотою і вносили дріжджі (0,35г/л). Бродіння проводили при температурі 28...30 0С до зниження масової частки сухих речовин на 2% та досягнення кислотності 2,4…2,9 см3 розчину лугу концентрацією 0,1 моль/дм3 на 100 см3 квасу. Тривалість бродіння становить 48 годин. Потім квас охолоджували до температури 6…7 0С, для повного осідання дріжджів. Декантували з дріжджового осаду і купажували цукровим сиропом в кількості 75% від загальної маси та додавали м’ятну настоянку. У готовому суслі визначали вміст сухих речовин, кислотність та амінного азоту, результати представлені в таблиці 3.5. Таблиця 3.5. – Характеристика сусла Зразок Вміст Кислотність, рН СР, % см3 розчину NaOH концентрацією 1 моль/дм3 на 100 см3 сусла Контроль 9,0 3,2 4,0 Зразок №1 9,0 2,7 3,3 Зразок №2 9,2 2,9 3,9 Зразок №3 9,6 2,4 3,6 44 Під час зброджування квасу спостерігали за динамікою бродіння, отриманні данні представлені в таблиці 3.6. Таблиця 3.6 – Залежність виділення СО2, під час зброджування квасу, мг/дм3 Зразок Тривалість бродіння, год 8 16 24 48 Контроль 0,06 0,22 0,30 0,37 Зразок №1 0,058 0,24 0,28 0,35 Зразок №2 0,052 0,27 0,30 0,38 Зразок №3 0,068 0,30 0,35 0,40 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 ЗКоЗрра нзтазо р ок ол к № ь №1 0.15 Зразок №23 0.1 0.05 0 8 16 24 48 Тривалість бродіння, год Рисунок 3.4 – Динаміка накопичення діоксиду вуглецю За накопиченням діоксиду вуглецю визначаємо динаміку бродіння. Найкраще зброджувалось сусло контрольного зразка 3, це можна пояснити тим, що даний зразок, згідно рецептури, має високий вміст цукрів і червоносмородинового соку. До складу соку з червоної смородини входять вітаміни С і В1 які впливають на накопичення дріжджових клітин, 45 масова частка діоксиду вуглецю, мг/дм3 збільшують чисельність популяції дріжджів та продовжують період їх активності. Також визначали тривалість бродіння квасу. У середньому під час бродіння масова частка сухих речовин зменшується на 4,7 %, це можна пояснити тим, що під час бродіння накопичується спирт та діоксид вуглецю. У контрольному зразку найбільш активне виділення СО2 відбувається через 8 годин (5,43%), у дослідних на 24 годині бродіння (4,60-5,56%). Найбільше СР у квасі після бродіння (48 год) у зразка №3 – 8,2 %, це обумовлено ти, що в даного зразка найбільша початкова концентрація сухих речовин. Зміна СР у процесі бродіння представлена в таблиці 3.7 та рисунку 3.5. Таблиця 3.7 – Динаміка зміни сухих речовин у квасі в процесі бродіння Зразок Тривалість бродіння, год 0 8 16 24 48 Контроль 9,2 8,7 8,4 8,0 7,8 Зразок №1 9,0 8,8 8,4 8,2 7,9 Зразок №2 9,2 9,0 8,7 8,3 8,0 Зразок №3 9,6 9,3 9,0 8,5 8,2 12 10 8 6 ЗКонтроль 4 ЗЗрр раазаз ок зоокк № №№ 123 2 0 0 8 16 24 48 Тривалість бродіння, год Рисунок 3.5 – Вміст сухих речовин відносно тривалості бродіння. 46 вміст сухих речовин, % Вміст спирту у квасі представлено в таблиці 3.8 і на рис.3.5 Таблиця 3.8 – Вміст спирту Зразок Тривалість бродіння, год 8 16 24 48 Контроль 0,4 0,45 0,55 0,6 Зразок №1 0,3 0,5 0,6 0,68 Зразок №2 0,3 0,6 0,65 0,68 Зразок №3 0,4 0,65 0,7 0,78 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 ЗЗ Кроанзторкол№ь1 0.3 0.2 Зррааззоокк №№32 0.1 0 8 16 24 48 Тривалість бродіння, год Рисунок 3.6 – Вміст спирту Найбільша концентрація спирту в зразку № 3 – 0,78% об. Аналіз готового квасу представлений в таблиці 3.9 Таблиця 3.9. – Характеристика квасу Зразок Вміст Кислотність, рН Вміст Вміст СР, % см3 розчину амінного спирту, % NaOH азоту, об. концентрацією мг/100см3 1 моль/дм3 на 100 см3 сусла Контроль 7,8 3,6 4,2 12,83 0,6 Зразок №1 7,9 3,0 3,8 11,80 0,68 Зразок №2 8,0 3,2 4,0 12,00 0,71 Зразок №3 8,2 3,4 3,9 11,22 0,78 47 вміст спирту, % об. Амінний азот – це продукт гідролізу білка, порівнюючи дослідні зразки з контрольним ми бачимо, що контрольний має більшу кількість, це обумовлено тим, що за рецептурою, дослідні зразки мають меншу кількість концентрату квасного сусла. Недостатня кількість азоту при бродінні призводять до зниження концентрації α-амінного азоту в суслі, в наслідок чого обмежується ріст і розмноження дріжджів, що сприяє синтезу небажаних побічних продуктів які негативно впливають на органолептику квасу. Враховуючи, що в даних зразках вміст азоту був в межах норми (за нормою має бути близько 20 мг/100 мл), можна зробити висновок про можливу часткову заміну ККС на сік червоної смородини. 3.2. Дослідження органолептичних показників напоїв У таблицях 3.10 і 3.11 наведені результати дослідження органолептичних показників якості, досліджуваних зразків напоїв, описані їх смакові і ароматичні показники. Рисунок 3.7 – Зразки квасу 48 Таблиця 3.10 – Характеристика органолептичних показників напоїв Напій Опис Контроль Колір темно – коричневий, присутня опалесценція; Смак кисло-солодкий, гармонічний; Приємний аромат житнього хліба. Зразок №1 Колір каштановий з рубіновим відтінком, опалесценція; Смак кисло-солодкий, присутня ягідна свіжість; Виражений аромат м´яти. Зразок №2 Колір каштановий, опалесценція; Смак кисло – солодкий ; Аромат приємний. Зразок №3 Колір рубіново-каштановий, опалесценція; Смак кисло-солодкий, присутній присмак смородини та м’ятної свіжості. Аромат приємний, свіжий. Органолептичну оцінку якості готових напоїв здійснювали по 15-ти бальною шкалою за наступними показниками якості: колір, зовнішній вигляд - від 1 до 5 балів; смак і аромат - від 1 до 5 балів; прозорість - від 1 до 5 балів. Таблиця 3.11 - Бальна оцінка ферментованих напоїв в залежності від характеристики органолептичних показників Найменування Найменування показників якості, бал Загальна напою Зовнішній Смак і аромат Насиченість оцінка вигляд, (5б) СО2(5б) якості в колір, про- балах (15б) зорість (5б) Контроль 3 3 4 10 Зразок №1 3 3 2 8 Зразок №2 3 4 3 10 Зразок №3 3 4 4 11 49 Загальну оцінку якості безалкогольних напоїв встановлюють залежно від сумарної оцінки їх органолептичних показників відповідно до даних таблиці 3.12. Таблиця 3.12 - Критерії оцінки якості безалкогольних напоїв в залежності від сумарної бальної оцінки Рівень якості Загальний бал «Відмінно» 15–13 «Добре» 10–12 «Задовільно» 5–9 «Незадовільно» меньше 5 Задовільний рівень якості має 1 зразок Зразки 2, 3 та контрольний отримали –добре. к5ислийгармонійний смак і аромат 4 витриманий присутність осаду 3 2 солодовий 1 кзроанзторкол1ьний0 опалісценція житнього хліба ззррааззоокк 23 солодкий дріжджовий свіжий Післясмак смородини Рисунок 3.8 – Ароматичний профіль напоїв При вивченні органолептичних властивостей квасу відмітили, що в зразку 1 переважав м’ятний присмак, зразок 3 мав ярко виражений присмак 50 смородини. В цілому, на підставі проведених досліджень можна зробити висновок, що квас, з додаванням соку червоної смородини і настоянки м’яти, відповідає ДСТУ 4069:2016. Напої безалкогольні. Загальні технічні умови На завершення роботи розраховували енергетичну та харчову цінність ферментативних напоїв. При аналізі харчової цінності напоїв визначають повний хімічний склад - вміст білків, ліпідів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин, органічних кислот. Слід розуміти, що вміст поживних речовин в добовому раціоні повинно бути збалансовано і відповідати потребам організму. Недолік або надлишок нутрієнтів призводить до порушення обміну речовин і захворювань. Для оцінки збалансованості хімічного складу харчового продукту його порівнюють з формулою збалансованого харчування (ФСП) - норми середньодобового споживання основних харчових речовин. У експерименті харчова і біологічна цінність розраховується для кожного дослідного і контрольного зразка, результати наведені в таблицях (3.13- 3.28). Таблиця 3.13 - Вміст харчових речовин в сировинних компонентах ККС 100 41,6 2,8 0 65 7,9 0,9 Сік червоної 100 88 0,5 0 7,9 0 2,7 смородини Настій м’яти 100 97,4 0,19 0 0,35 0,4 0 Цукор 100 0,1 0 0 99,8 0 0 51 Найменування продукту Маса, г Вода, г/100 г продукту Білки, г/100 г продукту Жири, г/100 г продукту Вуглеводи, г Клітчата Органічні кислоти в перерахунку на яблочну кислоту Розраховуємо вміст харчових речовин у зазначеній масі сировинних компонентів для кожної рецептури напою. Наприклад для ККС: M (Б) = ��прод∙��(Б) = 30∙2,8 хім 100 100 =0,84 г. M (В) = ��прод∙��(Л) хім 100 = 30∙65 100 =19,5 г. І т.д. для кожного компонента у всіх продуктах. Потім розраховують загальний вміст кожного харчового речовини в рецептурі (рядок «Всього») і визначають, наскільки склад даної композиції задовольняє формулою збалансованого харчування (в % відношенні). Приймаємо середнє значення добової потреби в білках 85 г, в жирах 102 г, вуглеводах 489 г. [27] Розрахуємо відсоток задоволення ДПО (добова потреба організму) для контрольного зразка напою: Уд(Білки) = ��(Білки)розр∙100 = 0,84∙100 ��(білки) 85 = 0,99%; ДПО Уд(Ліпіди) = ��(Ліпіди)розр∙100 ��(Ліпіди) = 0∙100 102 = 0;ДПО Уд(Вуглеводи) = ��(Вуглеводи)розр∙100 69,4∙100 ��(Вуглеводи) = ДПО 489 = 14,19%; Таким чином, запропонована рецептурна композиція покриває середньодобову потребу в білках на 0,99% , у вуглеводах на 14,19%. 52 Таблиця 3.14 – Розрахунок біологічної цінності контрольного зразку напою Найменування Кіл-ть в жир білок вуглево компонентів рецептурі ди 1 2 3 4 5 ККС 30 0 0,84 19,50 Сік червоної - - - - смородини Настій м’яти - - - - Цукор 50 0 0 49,9 Всього на 100 – 0 0,84 69,4 мл напою Перерахунок на – 0 0,99 14,19 добову потребу, % Таблиця 3.15 – Розрахунок біологічної цінності зразку № 1 Найменування Кіл-ть в жир білок вуглево компонентів рецептурі ди 1 2 3 4 5 ККС 22 0 0,62 14,30 Сік червоної 40 0 0,20 3,16 смородини Настій м’яти 2,5 0 0,005 0,009 Цукор 30 0 0 29,94 Всього на 100 – 0 0,83 47,41 мл напою Перерахунок на – 0 0,98 9,7 добову потребу, % 53 Таблиця 3.16 – Розрахунок харчової цінності зразку № 2 Найменування Кіл-ть в жир білок вуглево компонентів рецептурі ди 1 2 3 4 5 ККС 25 0 0,7 16,25 Сік червоної 30 0 0,15 2,37 смородини Настій м’яти 1,5 0 0,003 0,005 Цукор 40 0 0 39,92 Всього на 100 – 0 1,683 58,545 мл напою Перерахунок на – 0 1,98 11,97 добову потребу, % Таблиця 3.17 – Розрахунок харчової цінності зразку № 3 Найменування Кіл-ть в жир білок вуглево компонентів рецептурі ди 1 2 3 4 5 ККС 30 0 0,84 19,50 Сік червоної 50 0 0,25 3,95 смородини Настій м’яти 2,0 0 0,004 0,007 Цукор 50 0 0 49,90 Всього на 100 – 0 1,094 73,36 мл напою Перерахунок на – 0 1,29 15,00 добову потребу, % 54 Розроблені рецептури безалкогольних напоїв задовольняють добову потребу у вуглеводах на 9,7-15,0 %, найбільша кількість вуглеводів у 3-го зразка (15,0%) – за рахунок високого вмісту цукру та ККС. Максимальний вміст білка в зразку № 2 – 1,98 %, в інших зразках вміст білка в межах 0,98 –1,29 г. 2.5 2 1.5 1 0.5 0 контрольний дослід №1 дослід №2 дослід №3 Рисунок 3.9. – Добове споживання білків. 16 14 12 10 8 6 4 2 0 контрольний дослід №1 дослід №2 дослід №3 . Рисунок 3.10 – Добове споживання вуглеводів. Виходячи з вмісту білків, вуглеводі і жирів в напоях, розраховуємо енергетичну цінність. 55 Таблиця 3.18 – Розрахунок енергетичної цінності контрольного зразка Компонент Масова Маса, г Енергетична Частка від Загальна частка,% цінність, 1, що енергетична ккал/г засвоюється цінність ккал кДж Білки 0,99 0,99 4,00 0,95 3,762 15,8 Вуглеводи 14,19 14,19 3,75 1,00 53,21 223,5 Жири 0 0 9,00 1,00 0 0 Всього 56,97 239,29 Таблиця 3.19 – Розрахунок енергетичної цінності зразка №1 Компонент Масова Маса, г Енергетична Частка від Загальна частка,% цінність, 1, що енергетична ккал/г засвоюється цінність ккал кДж Білки 0,98 0,98 4,00 0,95 3,72 15,64 Вуглеводи 9,7 9,7 3,75 1,00 36,38 152,78 Жири 0 0 9,00 1,00 0 0 Всього 40,10 168,42 Таблиця 3.20 – Розрахунок енергетичної цінності зразка №2 Компонент Масова Маса, г Енергетична Частка від Загальна частка,% цінність, 1, що енергетична ккал/г засвоюється цінність ккал кДж Білки 1,98 1,98 4,00 0,95 7,52 31,6 Вуглеводи 11,97 11,97 3,75 1,00 44,89 188,53 Жири 0 0 9,00 1,00 0 0 Всього 52,41 220,13 Таблиця 3.21 – Розрахунок енергетичної цінності зразка №3 Компонент Масова Маса, г Енергетична Частка від Загальна частка,% цінність, 1, що енергетична ккал/г засвоюється цінність ккал кДж Білки 1,29 1,29 4,00 0,95 4,902 20,59 Вуглеводи 15 15 3,75 1,00 56,25 236,25 Жири 0 0 9,00 1,00 0 0 Всього 61,152 256,84 56 300 250 200 150 100 50 0 контрольний дослід №1 дослід №2 дослід №3 Рисунок 3.11 – Енергетична цінність зразків Отримали, що найвища енергетична цінність у зразка №3 – 256,84 кДж, найменша у зразка № 1 – 168,42 кДж. Таким чином змінюючи співвідношення складових за рецептурою, можна регулювати калорійність напоїв. Наступною частиною роботи було визначення вмісту мініральних речовин і вітамінів у напоях. Таблиця 3.22. – Вміст мінеральних речовин і вітамінів в сировині Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C, компонентів мг% мг% мг% мг% мкг% мг% мг% мг% мг% ККС 246 235 - 157 3,9 0,18 0,08 2,3 - Настої м’яти 31 569 - 73 5,08 0,08 0,266 1,7 31,8 Сік червоної 16 133 40 20 - 0,01 0,01 0,15 85,5 смородини Цукор 1 3 3 0 0,3 0 0 0 0 Добова потреба організму в мінеральних речовинах та вітамінів [2,3]: Мінеральні речовини: кальцій -800 мг, фосфор -1200 мг, залізо -14 мг, калій – 3750 мг, натрій 5000 мг. 57 Вітаміни: Тіамін (В1) -1,7 мг, рибофлавін (В2)- 2,0 мг, ніацін (РР) -19 мг, аскорбінова кислота (С) – 70 мг. Кальції є: є складовою кісткової тканини (25–27 % від загальної маси); необхідний для скорочення м'язових волокон; регулює активність внутрішньоклітинних ферментів різних класів; впливає на проникність біологічних мембран; є одним із ключових факторів у реакціях тромбоутворення. Фосфор: регулює синтез 2,3-дифосфогліцерату, що визначає кисень- транспортну здатність гемоглобіну; виступають як складова частина фосфопротеїнів, нуклеїнових кислот, фосфоліпідів клітинних мембран, коферментів; разом з кальцієм утворюють нерозчинні фосфати кісткової тканини: формують фосфатні буферні системи крові та сечі; необхідні для внутрішньоклітинного перетравлення бактерій. Залізо: здійснює свою біологічну функцію головним чином у складі інших біологічно активних з'єднань, переважно ферментів. Залізовмісні ферменти виконують чотири основні функції: транспорт електронів (цитохроми, залізосіркопротеїди); транспорт та депонування кисню (гемоглобін, міоглобін); участь у формуванні активних центрів окисно-відновних ферментів (оксидази, гідроксилази, та ін); транспорт та депонування заліза (трансферин, гемосидерин, феритин) [24]. 58 Калій властива здатність розпушувати клітинні оболонки, роблячи їх більш проникними для проходження солей; активує розумову діяльність, позбавляє від шлаків, лікує алергію; основними проявами нестачі калію є - уповільнення росту організму. Нестача калію викликає м'язові судоми, перебої у роботі серця. При застосуванні внутрішньо навіть великих доз калію, його токсична дія не проявляється за винятком випадків ниркової недостатності [16].. Натрій необхідний для нормального функціонування нервово-м'язової системи; при дефіциті відбувається порушення засвоєння вуглеводів, можливі невралгії, частково зниження тиску; підвищений вміст натрію у волоссі відображає, як правило, порушення водно-сольового обміну, дисфункцію кори надниркових залоз. Може зустрічатися при надмірному споживанні кухонної солі, цукровому діабеті, порушенні функції виділення нирок, схильності до гіпертонії, набряків, неврозах. підвищена спрага, пітливість [16]. Вітаміни Тіамін (Thiaminum) (вітамін В1). Тіамін нормалізує шлункову секрецію, поліпшує регенерацію тканин, підвищує тонус парасимпатичної частини вегетативної нервової системи. Застосовується тіамін при гіпо- й авітамінозах, а також як неспецифічний фармакологічний засіб, при захворюваннях периферичної та центральної нервової системи (неврології, ішіас, каузалгія, полі-неврити), порушеннях функції травного апарату, захворюваннях міокарда та при пере- втомах. Вітамін В1 термостабільний, не руйнується при тепловій обробці. 59 При передозуванні тіаміну виникає шум у вухах, запаморочення, нудота, висипання на шкірі, кропив’янка, свербіння. Може виникати навіть тіаміновий шок, що є проявом алергічної реакції на препарат. Добова потреба у вітаміні для дорослої людини 2-3 мг. При фізичній роботі, у дітей, у вагітних, в період годування груддю потреба у вітаміні зростає до 5-6 мг на добу. Рибофлавін (Riboflavinum) (вітамін В2).Жовто-оранжевий кристалічний порошок, гіркий на смак, без запаху мало розчинний у воді. Рибофлавін дуже поширений у природі. Рибофлавін термостабільний, не руйнується при тепловій обробці. Цей вітамін входить до складу ферментних систем, що регулюють процеси окислювання і відновлення, а також білковий, жировий і вуглеводний обміни. Добова потреба у рибофлавіні 1-3 мг. Кислота нікотинова (Acidum nicotinicum) (вітамін РР, вітамін В3). Білий кристалічний порошок, без запаху. В організмі нікотинова кислота перетворюється в амід (вітамін РР). Цей вітамін відіграє важливу роль в окислювально-відновних процесах, входить до складу ферментів, які переносять кисень, регулюють тканинне дихання. Вітамін РР термостабільний, не руйнується при тепловій обробці. Нікотинова кислота й її амід стимулюють кровотворення і кістковому мозку, прискорюють процеси загоєння ран і виразок, посилюють секрецію шлунка та перистальтику кишок, а також поліпшують всмоктування різних речовин із кишок [2] Вітамін C (аскорбінова кислота) — безколірна кристалічні речовина, має кислий смак, розчиняється у воді і руйнується за тривалого кип'ятіння. Відкриття вітаміну С пов'язане із захворюванням під назвою «цинга», або «скорбут». Вітамін C є антиоксидантом, регулює всі види обміну речовин, 60 зсідання крові, регенерацію тканин, синтез колагену, підвищує проникність капілярів, стійкість до інфекцій. [3] Розраховуємо вміст мікронутрієнтів в контрольному та дослідних зразках. Результати представлені в таблиці 3.23 Таблица 3.23 – Розрахунковий вміст мікронутрієнтів в контрольному зразку Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C, компонентів мг% мг% мг% мг% мкг% мг% мг% мг% мг% ККС 73,80 70,50 - 47,10 1,17 0,054 0,024 0,69 - Настої м’яти - - - - - - - - - Сік червоної - - - - - - - - - смородини Цукор 0,5 1,5 1,5 - 0,15 - - - - Всього: 74,3 72,0 1,5 47,10 1,32 0,054 0,024 0,69 - Перерахунок на 1,486 1,92 0,188 3,93 9,43 3,18 1,2 3,63 - добову потребу, % Таблиця 3.24 – Розрахунковий вміст мікронутрієнтів в дослідному зразку напою №1 Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C, компонентів мг% мг% мг% мг% мкг% мг% мг% мг% мг% ККС 54,12 51,70 - 34,54 0,86 0,04 0,018 0,51 - Настої м’яти 0,78 14,23 - 1,83 0,127 0,002 0,007 0,043 0,80 Сік червоної 6,4 53,2 16 8 - 0,004 0,004 0,06 34,2 смородини Цукор 0,3 0,9 0,9 - 0,09 - - - - Всього: 61,6 120,03 16,9 44,37 1,08 0,046 0,029 0,613 35,0 Перерахунок на 1,232 3,2 2,11 3,7 7,71 2,7 1,45 3,23 50 добову потребу, % 61 Таблиця 3.25 – Розрахунковий вміст мікронутрієнтів в дослідному зразку напою №2 Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C, компонентів мг% мг% мг% мг% мкг% мг% мг% мг% мг% ККС 61,5 58,75 - 39,25 0,98 0,045 0,02 0,58 - Настої м’яти 0,465 8,54 - 1,095 0,076 0,0012 0,004 0,026 0,48 Сік червоної 4,8 39,9 12 6 - 0,003 0,003 0,045 25,7 смородини Цукор 0,4 1,2 1,2 - 0,12 - - - - Всього: 66,77 108,39 13,2 46,35 1,18 0,049 0,027 0,651 26,18 Перерахунок на 1,34 2,89 1,65 3,86 8,43 2,88 1,35 3,43 37,4 добову потребу, % Таблиця 3. 26 – Розрахунковий вміст мікронутрієнтів в дослідному зразку напою №3 Найменування Na, K, Ca, P, Fe, B1, B2, PP, C, компонентів мг% мг% мг% мг% мкг% мг% мг% мг% мг% ККС 73,80 70,50 - 47,10 1,17 0,054 0,024 0,69 - Настої м’яти 0,62 11,38 - 1,46 0,102 0,0016 0,005 0,034 0,64 Сік червоної 8 66,5 20 10 - 0,005 0,005 0,075 42,75 смородини Цукор 0,5 1,5 1,5 - 0,15 - - - - Всього: 82,92 149,88 21,5 58,56 1,42 0,0606 0,034 0,799 43,4 Перерахунок на 1,66 4,0 2,69 4,88 10,14 3,57 1,7 4,2 62,0 добову потребу, % Аналізуючи розрахункові дані, можна зробити висновок, що рецептурні композиції (100 мл) задовольняють добову потребу в калію на 62 1,92 – 3,37 %, в кальцію на 0,188 – 2,69 %, у залізі на 7,36 – 9,43 %, у вітаміні C на 37,4 – 62 %. Максимальний вміст вітаміну С встановлено в дослідному зразку № 3 – в якому найбільший вміст соку червоної смородини. Найбільше заліза в зразку № 3, на нього багата м’ята. Таблиця 3.27 – Добове споживання організму компонентів при вживанні зразків напоїв (100 см3) Найменування Контроль Зразок№1 Зразок №2 Зразок №3 компонентів Вуглеводи, г 14,19 9,7 11,97 15 Білки , г 0,99 0,98 1,98 1,29 Ca, мг% 0,188 2,11 1,65 2,69 K, мг% 1,92 3,2 2,89 4,0 Fe, мкг% 9,43 7,71 8,43 10,14 Р, мг% 3,93 3,7 3,86 4,88 PP, мг% 3,63 3,23 3,43 4,2 C, мг% - 50 37,4 62,0 В1,мг% 3,18 2,7 2,88 3,57 В2, мг% 1,2 1,45 1,35 1,7 4.5 3.54 2.532 ВВііттаамм1.5 Вітамі ін В інн ВРР2 1,мг 1 ,,ммгг 0.50 контрольний дослід №1 дослід №2 дослід №3 Рисунок 3.12 – Добове споживання вітамінів В1,В2, РР. 63 70 60 50 40 30 20 10 0 контрольний дослід №1 дослід №2 дослід №3 Рисунок 3.13 – Добове споживання вітаміну С. 12 10 8 6 4 ККальЗаалій ц,ій, мг Фолсіфзоо, ммгр, кмг2 г 0 контрольний дослід №1 дослід №2 дослід №3 Рисунок 3.14 – Добове споживання калію, кальцію, фосфору, заліза. Аналізуючі розрахункові данні можна прийти до заключення, що за вмістом вітаміну С найвищі показники має зразок № 3, напій задовольняє потребу у вітаміні С на 62 %, він має найбільшу кількість кальцію, калію, залізу, фосфору, вітаміну В1, В2 та РР. Якщо його порівняти з контрольним зразком то збільшилося калію на 52%, кальцію на 93 %, залізу – 9 %, фосфора – 20%, вітамінів: С – 100%, В1 – 11%, В2 – 30%, РР – 14%. Енергетична цінність напою склала 256,84 кДж, що на 7% більше ніж в контрольному. 64 Розділ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 4.1. Принципово-технологічна схема Цукор Ягоди М’ята ККС Приготування вода Миття вода Миття Приготування цукрового вода сусла сиропу Пресування жмих Приготування настою Пастеризація фільтрація ФП Освітлення осад Фільтрація Охолодження Фільтрація жмих 25% Дріжджі Бродіння Молочна кислота Освітлення 75% Купажування Готовий квас Рисунок 4.1. – Приготування ферментованого напою 4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми ККС надходить на завод в автоцистернах 1 і передається насосом 2 через мірник 3 у збірник 4 для зберігання. У разі надходження ККС у бочках 7 їх встановлюють на піддон і ополіскують гарячою водою. Для перекачування використовують пересувний насос 8. 65 Ягоди червоної смородини, миють і подають на пресування, отриманий сік обробляють ферментними препаратами для усування пектинів, фільтрують, пастеризують і подають на бродіння. Цукор надходить на підприємство в мішках 15. Мішки на піддонах з цукром автонавантажувачем 16 перевозять для зберігання на склад. У разі надходження рідкого цукру в автоцистернах 10, його насосом 11 через теплообмінник 12 і мірник 13 подають у збірник 14, обладнаний бактерицидними лампами. Цукор, що надійшов на виробництво, зважують на вагах 17 і норією 18 через бункер 19 подають у сироповарильний апарат 20, в який попередньо вносять розрахункову кількість води. Готовий цукровий сироп через вловлювач 21 насосом 22 перекачують через фільтр 23 і у збірник 24. Технологічну воду подають через проміжний збірник 29 у пісочний фільтр 30 та через збірник 31 насосом 32 направляють на керамічні фільтри 33. Відфільтрована вода надходить у збірник 34. Для приготування квасного сусла ККС із збірника для зберігання 4 насосом 2 перекачують через мірник 3 у збірник 5, де його розводять гарячою водою і пастеризують. Пастеризований ККС насосом 6 через теплообмінник 9 надходить у бродильно-купажний апарат 38, куди із збірника 24 подають розрахункову кількість цукрового сиропу, із збірника 34 – воду, а з апарата 27 насосом 39 – комбіновану закваску чистих культур дріжджів і молочнокислих бактерій. Чисту культуру дріжджів готують в апараті чистої культури 25, а чисту культуру молочнокислих бактерій – в апараті 26. Комбіновану закваску готують в апараті 27 змішуванням чистих культур дріжджів і молочнокислих бактерій. Стерильне сусло готують у стерилізаторі-охолоджувачі 28. Зброджування квасу проводять в бродильно-купажному апараті 38 . 66 Формування характерних аромату і смаку квасу, а також накопичення у ньому діоксиду вуглецю відбувається в процесі зброджування квасного сусла. Квасне сусло за біохімічним складом є сприятливим середовищем для розвитку дріжджів в присутності молочної кислоти. Особливості його складу залежать від використаної сировини і технології. Сухі речовини квасного сусла містять у середньому 74% вуглеводів, з них фруктоза становить 2 %, глюкоза – 10%, мальтоза – 32%, мальтотріоза – 12% і декстрин – 18%. Масова частка амінного азоту становить 0,4...0,9 % сухої речовини. Отже сусло містить достатню кількість цукрів і амінного азоту. Бродильно-купажний апарат – циліндрична посудина з конічним днищем, сферичною кришкою, герметично закритим люком і опорами. Для регулювання температури сусла апарат обладнана сорочкою охолодження з подвійними стінками, між якими циркулює розсіл, льодяна вода або інший охолоджувальний агент. У нижній конічній частині встановлено дріжджовідокремлювач із засувом і заслінкою. Для перемішування встановлено пропелерну мішалку[20]. Спочатку в бродильно-купажний апарат наливають квасне сусло, вводять цукор 25 % від кількості, передбаченої рецептурою, і перемішують, додають розраховану кількість соку (згідно з рецептурою). Вміст сухих речовин у суслі для хлібного квасу повинен бути не менш як 2,5 %. Потім у сусло підкислюють молочною кислотою і вводять дріжджів (2...3,5 % до об'єму сусла). У процесі бродіння підтримують температуру в межах 25...30 °С[20]. У процесі бродіння квасного сусла частина поживних речовин витрачається на накопичення біомаси дріжджових, але основна їх маса під дією ферментів мікроорганізмів перетворюється в етиловий спирт, органічні кислоти ( в основному молочну), діоксид вуглецю та інші продукти метаболізму. Закінчення стадії зброджування сусла визначають за двома 67 показниками: зниженням вмісту сухих речовин на 0,8... 1,0 % і досягненням кислотності 2,0...2,5 см3 1 н. розчину NаОН на 100 см3 сусла. Зброджене сусло охолоджують до 5…7 °С, в результаті чого мікроорганізми осідають на дно бродильного апарата або в дріжджовідокремлювач бродильно-купажного апарата. З бродильного апарата квас обережно, не торкаючись осаду, декантують у купажний апарат. У зброджене сусло із збірників-дозаторів додають цукровий сироп, 75% передбаченого рецептурою цукру, і настойку м’яти (згідно рецептури). Готовий квас розмішують, його температура його повинна бути не вище як 12 °С. 4.3. Продуктовий розрахунок Контрольний зразок Згідно з рецептурою на виробництво 100 дал хлібного квасу витрачається 30 кг ККС і 50 кг цукру. Інформацію стосовно їх вмісту у купажі квасу наведено в табл. 4.1. Таблиця 4.1 — Вихідні дані для розрахунку продуктів хлібного квасу Витрата на виробництво Масова частка Внесено сухих 100 дал хлібного кг сухих речовин, % речовин, кг квасу Білий цукор 50 99,85 49,93 Концентрат квасного сусла 30 70,00 21 Приготування сусла ККС: Об’єм ККС VККС= GККС/ρККС= 30/1,32 = 22,73 дм3, де GККС— маса ККС, передбачена рецептурою, кг; 68 ρККС— густина ККС, кг/дм3. Маса сухих речовин ККС GСР.ККС= GККС ·СККС/100 = 30·70/100 = 21 кг, де СККС— масова частка СР в ККС, %. У відповідності з технологічною схемою, передбачається розведення ККС 2-2,5 раза. Тоб то при розведенні концентратуз 70 до 28% отримуємо 21·2,5=52,5дм3 розведеного концентрату. Перед бродіння передбачається розведення концентрату з 28% до 1,5%, тобто в 18,66 рази тоді, об΄єм сусла: 52,5·18,66=979,65 дм3 Кількість води, на попереднє розведення ККС 52,5-21=31,5 дм3, с урахуванням 3% на змочування обладнання 31,5·1,03=32,45 дм3. Для наступного розведення концентрату з 28 до 1,5% необхідно води: 979,65-52,5=927,15 дм3 Білий цукор Маса сухих речовин цукру: GСР.б.ц= Gб.ц · Сб.ц/100 = 50·99,85/100 = 49,93 кг, де Gб.ц— маса білого цукру, передбачена рецептурою, кг; Сб.ц— масова частка СР в білому цукрі, %. Маса цукрового сиропу з концентрацією 65 % : Gс.ц= Gб.ц·100/Сс.ц = 50·100/65 = 76,92 кг, 69 а його об’єм: Vс.ц= Gс.ц/ρс.ц= 76,92/1,316 = 58,45 дм3, де ρс.ц— густина цукрового сиропу, кг/дм3. З урахуванням втрат при варінні 1% : 58,45-58,45·0,01=57,87 дм3 За технологічною схемою на бродіння задаємо 25% цукрового сиропу, а на купажування 75%, тобто. -на бродіння 57,87·0,25=14,46 дм3 -на купажування 57,87·0,75=43,41 дм3 Розраховуємо витрати води для приготування 65%-го цукрового сиропу: цукру 76,92·0,65=50,0 кг води 76,92·0,36=26,92 кг Вологість цукру 0,14%, тобто на варку цукрового сиропу необхідно задати 50+50*0,0014=50,07 кг. Води з урахування втрат при варці на випаровування 10% знадобиться 26,92+26,92·0,1=29,61 кг. Дріжджі Згідно з рецептурою вноситься 0,35 кг дріжджів на 100 дал сусла. Vсб.с=14,46+927,15=941,61 дм3 Vкомб.з=941,61·0,0035=3,3дм3 Молочна кислота Згідно з рецептурою вноситься 2,7 кг 100% молочної кислоти на 100 дал сусла. 70 Визначення кількості проміжних продуктів і води Розрахунок об΄єму сусла на всіх стадіях приготування хлібного квасу Об’єм сусла, що поступає на бродіння в першу добу Vсбр=14,46+927,15+3,3=944,91 дм3 Втрати при бродінні 2%, тобто на доброджування на другу добу надійде Vсдоб=944,91·0,98=926,01 дм3 Втрати при доброджу ванні складають 1%, тобто на купажування надійде Vскуп=926,01·0,99=916,75 дм3 При купажуванні вносять 75% цукрового сиропу, буде отримано Vcкуп= 916,75+43,41=960,16 дм3 Втрати при купажуванні 3%, тобто на фільтрування надійде Vквф= 960,16·0,97=931,36 дм3 При фільтруванні втрати складуть 1,5%, тобто на пастеризацію надійде Vквпаст=931,36·0,985=917,39 дм3 При пастеризацій втрати складають 2%, тобто на розлив надійде Vкврозл=917,39·0,98=898,04 дм3 При розливі втрати складають 2%, тобто готового квасу буде отримано Vквгот=898,04·0,98=881,06 дм3 Зразок №1 Згідно з рецептурою на виробництво 100 дал хлібного квасу витрачається 22 кг ККС і 30 кг цукру, 2,5 л м’ятної настойки, 40 л соку. Інформацію стосовно їх вмісту у купажі квасу наведено в табл. 4.2. 71 Таблиця 4.2 — Вихідні дані для розрахунку продуктів хлібного квасу Витрата на виробництво кг Масова частка Внесено сухих 100 дал хлібного сухих речовин, % речовин, кг квасу Білий цукор 30 99,85 29,96 Концентрат квасного сусла 22 70,00 15,4 М’ятна настойка 2,5 2,6 0,065 Сік червоної смородини 40 12 4,8 Приготування сусла ККС: Об’єм ККС VККС= GККС/ρККС= 22/1,32 = 16,7 дм3, де GККС— маса ККС, передбачена рецептурою, кг; ρККС— густина ККС, кг/дм3. Маса сухих речовин ККС GСР.ККС= GККС ·СККС/100 = 22·70/100 = 15,4 кг, де СККС— масова частка СР в ККС, %. У відповідності з технологічною схемою, передбачається розведення ККС 2-2,5 раза. Тоб то при розведенні концентратуз 70 до 28% отримуємо 15,4·2,5=38,5дм3 розведеного концентрату. Перед бродіння передбачається розведення концентрату з 28% до 1,5%, тобто в 18,66 рази тоді, об΄єм сусла: 38,5·18,66=718,41 дм3 Кількість води, на попереднє розведення ККС 38,5-15,4=23,1 дм3, с урахуванням 3% на змочування обладнання 23,1·1,03=23,8 дм3. 72 Для наступного розведення концентрату з 28 до 1,5% необхідно води: 718,41-38,5=679,91 дм3 Білий цукор Маса сухих речовин цукру: GСР.б.ц= Gб.ц · Сб.ц/100 = 30·99,85/100 = 29,96 кг, де Gб.ц— маса білого цукру, передбачена рецептурою, кг; Сб.ц— масова частка СР в білому цукрі, %. Маса цукрового сиропу з концентрацією 65 % : Gс.ц= Gб.ц·100/Сс.ц = 30·100/65 = 46,15 кг, а його об’єм: Vс.ц= Gс.ц/ρс.ц= 46,15/1,316 = 35,07 дм3, де ρс.ц— густина цукрового сиропу, кг/дм3. З урахуванням втрат при варінні 1% : 35,07-35,07·0,01=34,72 дм3 За технологічною схемою на бродіння задаємо 25% цукрового сиропу, а на купажування 75%, тобто. -на бродіння 34,72·0,25=8,68 дм3 -на купажування 34,72·0,75=26,04 дм3 Розраховуємо витрати води для приготування 65%-го цукрового сиропу: цукру 46,15·0,65=30,0 кг води 46,15·0,35=16,15 кг Вологість цукру 0,14%, тобто на варку цукрового сиропу необхідно задати 30+30·0,0014=30,042 кг. 73 Води з урахування втрат при варці на випаровування 10% знадобиться 16,15+16,15·0,1=17,765 кг. Дріжджі Згідно з рецептурою вноситься 0,35 кг дріжджів на 100 дал сусла. Vсб.с=8,68+718,41 =727,09 дм3 Vкомб.з=727,09·0,0035=2,56дм3 Молочна кислота Згідно з рецептурою вноситься 1,9 кг 100% молочної кислоти на 100 дал сусла. Визначення кількості проміжних продуктів і води Розрахунок об΄єму сусла на всіх стадіях приготування хлібного квасу Об’єм сусла, що поступає на бродіння в першу добу Vсбр=8,68+718,41 +2,56=729,65 дм3 Втрати при бродінні 2%, тобто на доброджування на другу добу надійде Vсдоб=729,65·0,98=715,06 дм3 Втрати при доброджу ванні складають 1%, тобто на купажування надійде Vскуп=715,06·0,99=707,91 дм3 При купажуванні вносять 75% цукрового сиропу, буде отримано Vcкуп= 707,91+26,04 =733,95 дм3 Втрати при купажуванні 3%, тобто на фільтрування надійде Vквф= 733,95·0,97=711,93 дм3 При фільтруванні втрати складуть 1,5%, тобто на пастеризацію надійде Vквпаст=711,93·0,985=701,25 дм3 При пастеризацій втрати складають 2%, тобто на розлив надійде 74 Vкврозл=701,25·0,98=687,25 дм3 При розлив і втрати складають 2%, тобто готового квасу буде отримано Vквгот=687,25·0,98=673,48 дм3 М΄ята. На 100дал напою за рецептурою додають 2,5 л м’ятної настоянки. Сік червоної смородини На 100 дал напою за рецептурою додають 40 л соку червоної смородини. Зразок №2 Згідно з рецептурою на виробництво 100 дал хлібного квасу витрачається 25 кг ККС і 40 кг цукру, 1,5 л м’ятної настойки, 30 л соку. Інформацію стосовно їх вмісту у купажі квасу наведено в табл. 4.3. Таблиця 4.3 — Вихідні дані для розрахунку продуктів хлібного квасу Витрата на виробництво кг Масова частка Внесено сухих 100 дал хлібного сухих речовин, % речовин, кг квасу Білий цукор 40 99,85 39,94 Концентрат квасного сусла 25 70,00 17,50 М’ятна настойка 1,5 2,6 0,039 Сік червоної смородини 30 12 3,6 Приготування сусла ККС: Об’єм ККС VККС= GККС/ρККС= 25/1,32 = 18,94 дм3, де GККС— маса ККС, передбачена рецептурою, кг; ρККС— густина ККС, кг/дм3. 75 Маса сухих речовин ККС GСР.ККС= GККС ·СККС/100 = 25·70/100 = 17,5 кг, де СККС— масова частка СР в ККС, %. У відповідності з технологічною схемою, передбачається розведення ККС 2-2,5 раза. Тоб то при розведенні концентрату з 70 до 28% отримуємо 18,94·2,5=47,35 м3 розведеного концентрату. Перед бродіння передбачається розведення концентрату з 28% до 1,5%, тобто в 18,66 рази тоді, об΄єм сусла: 47,35·18,66=883,551 дм3 Кількість води, на попереднє розведення ККС 47,35-17,5=29,85 дм3, с урахуванням 3% на змочування обладнання 29,85·1,03=30,75 дм3. Для наступного розведення концентрату з 28 до 1,5% необхідно води: 883,551-47,35=836,201 дм3 Білий цукор Маса сухих речовин цукру: GСР.б.ц= Gб.ц · Сб.ц/100 = 40·99,85/100 = 39,94 кг, де Gб.ц— маса білого цукру, передбачена рецептурою, кг; Сб.ц— масова частка СР в білому цукрі, %. Маса цукрового сиропу з концентрацією 65 % : Gс.ц= Gб.ц·100/Сс.ц = 40·100/65 = 61,54 кг, а його об’єм: Vс.ц= Gс.ц/ρс.ц= 61,54/1,316 = 46,76 дм3, де ρс.ц— густина цукрового сиропу, кг/дм3. 76 З урахуванням втрат при варінні 1% : 46,76-46,76·0,01=46,29 дм3 За технологічною схемою на бродіння задаємо 25% цукрового сиропу, а на купажування 75%, тобто. -на бродіння 46,29·0,25=11,57 дм3 -на купажування 46,29·0,75=34,72 дм3 Розраховуємо витрати води для приготування 65%-го цукрового сиропу: цукру 61,54·0,65=40,0 кг води 61,54·0,35=21,54 кг Вологість цукру 0,14%, тобто на варку цукрового сиропу необхідно задати 40+40·0,0014=40,056 кг. Води з урахування втрат при варці на випаровування 10% знадобиться 21,54+21,54·0,1=23,694 кг. Дріжджі Згідно з рецептурою вноситься 0,35 кг дріжджів на 100 дал сусла. Vсб.с=11,57 +883,551 =895,12 дм3 Vкомб.з=895,11·0,0035=3,13дм3 Молочна кислота Згідно з рецептурою вноситься 2,0 кг 100% молочної кислоти на 100 дал сусла. Визначення кількості проміжних продуктів і води Розрахунок об΄єму сусла на всіх стадіях приготування хлібного квасу Об’єм сусла, що поступає на бродіння в першу добу Vсбр=11,57 +883,551 +3,13=898,25 дм3 77 Втрати при бродінні 2%, тобто на доброджування на другу добу надійде Vсдоб=898,25 ·0,98=880,29 дм3 Втрати при доброджу ванні складають 1%, тобто на купажування надійде Vскуп=880,29 ·0,99=871,48 дм3 При купажуванні вносять 75% цукрового сиропу, буде отримано Vcкуп= 871,48 +34,72 =906,20 дм3 Втрати при купажуванні 3%, тобто на фільтрування надійде Vквф= 906,20 ·0,97=879,02 дм3 При фільтруванні втрати складуть 1,5%, тобто на пастеризацію надійде Vквпаст=879,02 ·0,985=865,83дм3 При пастеризацій втрати складають 2%, тобто на розлив надійде Vкврозл=865,83·0,98=848,52дм3 При розливі втрати складають 2%, тобто готового квасу буде отримано Vквгот=848,52·0,98=831,55 дм3 М΄ята. На 100дал напою за рецептурою додають 1,5 л м’ятної настоянки. Сік червоної смородини На 100 дал напою за рецептурою додають 30 л соку червоної смородини. Зразок №3 Згідно з рецептурою на виробництво 100 дал хлібного квасу витрачається 30 кг ККС і 50 кг цукру, 2,0 л м’ятної настойки, 50 л соку. Інформацію стосовно їх вмісту у купажі квасу наведено в табл. 4.4. 78 Таблиця 4.4 — Вихідні дані для розрахунку продуктів хлібного квасу Витрата на виробництво кг Масова частка Внесено сухих 100 дал хлібного сухих речовин, % речовин, кг квасу Білий цукор 50 99,85 49,92 Концентрат квасного сусла 30 70,00 21,0 М’ятна настойка 2,0 2,6 0,052 Сік червоної смородини 50 12 6,0 Приготування сусла ККС: Об’єм ККС VККС= GККС/ρККС= 30/1,32 = 22,73 дм3, де GККС— маса ККС, передбачена рецептурою, кг; ρККС— густина ККС, кг/дм3. Маса сухих речовин ККС GСР.ККС= GККС ·СККС/100 = 30·70/100 = 21 кг, де СККС— масова частка СР в ККС, %. У відповідності з технологічною схемою, передбачається розведення ККС 2-2,5 раза. Тоб то при розведенні концентратуз 70 до 28% отримуємо 21·2,5=52,5дм3 розведеного концентрату. Перед бродіння передбачається розведення концентрату з 28% до 1,5%, тобто в 18,66 рази тоді, об΄єм сусла: 52,5·18,66=979,65 дм3 Кількість води, на попереднє розведення ККС 79 52,5-21=31,5 дм3, с урахуванням 3% на змочування обладнання 31,5·1,03=32,45 дм3. Для наступного розведення концентрату з 28 до 1,5% необхідно води: 979,65-52,5=927,15 дм3 Білий цукор Маса сухих речовин цукру: GСР.б.ц= Gб.ц · Сб.ц/100 = 50·99,85/100 = 49,93 кг, де Gб.ц— маса білого цукру, передбачена рецептурою, кг; Сб.ц— масова частка СР в білому цукрі, %. Маса цукрового сиропу з концентрацією 65 % : Gс.ц= Gб.ц·100/Сс.ц = 50·100/65 = 76,92 кг, а його об’єм: Vс.ц= Gс.ц/ρс.ц= 76,92/1,316 = 58,45 дм3, де ρс.ц— густина цукрового сиропу, кг/дм3. З урахуванням втрат при варінні 1% : 58,45-58,45·0,01=57,87 дм3 За технологічною схемою на бродіння задаємо 25% цукрового сиропу, а на купажування 75%, тобто. -на бродіння 57,87·0,25=14,46 дм3 -на купажування 57,87·0,75=43,41 дм3 Розраховуємо витрати води для приготування 65%-го цукрового сиропу: цукру 76,92·0,65=50,0 кг 80 води 76,92·0,36=26,92 кг Вологість цукру 0,14%, тобто на варку цукрового сиропу необхідно задати 50+50*0,0014=50,07 кг. Води з урахування втрат при варці на випаровування 10% знадобиться 26,92+26,92·0,1=29,61 кг. Дріжджі Згідно з рецептурою вноситься 0,35 кг дріжджів на 100 дал сусла. Vсб.с=11,57 +883,551 =895,12 дм3 Vкомб.з=895,11·0,0035=3,13дм3 Молочна кислота Згідно з рецептурою вноситься 1,5 кг 100% молочної кислоти на 100 дал сусла. Визначення кількості проміжних продуктів і води Розрахунок об΄єму сусла на всіх стадіях приготування хлібного квасу Об’єм сусла, що поступає на бродіння в першу добу Vсбр=14,46+927,15+3,3=944,91 дм3 Втрати при бродінні 2%, тобто на доброджування на другу добу надійде Vсдоб=944,91·0,98=926,01 дм3 Втрати при доброджу ванні складають 1%, тобто на купажування надійде Vскуп=926,01·0,99=916,75 дм3 При купажуванні вносять 75% цукрового сиропу, буде отримано Vcкуп= 916,75+43,41=960,16 дм3 Втрати при купажуванні 3%, тобто на фільтрування надійде 81 Vквф= 960,16·0,97=931,36 дм3 При фільтруваннівтрати складуть 1,5%, тобто на пастеризацію надійде Vквпаст=931,36·0,985=917,39 дм3 При пастеризацій втрати складають 2%, тобто на розлив надійде Vкврозл=917,39·0,98=898,04 дм3 При розливівтрати складають 2%, тобто готового квасу буде отримано Vквгот=898,04·0,98=881,06 дм3 М΄ята. На 100дал напою за рецептурою додають 2,0 л м’ятної настоянки. Сік червоної смородини На 100 дал напою за рецептурою додають 50 л соку червоної смородини. Таблиця 4.5 - Зведена таблиця розрахунку продуктів Сировина і Оди- на 100 дал продукти ниці контроль Зразок Зразок Зразок вимі- №1 №2 №3 рювання Цукор кг 50 30 40 50 ККС кг 30 22 25 30 Сік червоної дм3 - 40 30 50 смородини Настойка м’яти дм3 - 2,5 1,5 2,0 Молочна кислота кг 2,7 1,9 2,0 1,5 Дріжджі кг 0,35 0,35 0,35 0,35 Дріжджова дм3 3,3 2,56 3,13 3,3 суспензія Вода дм3 989,21 720,775 889,745 898,21 Сусло ККС дм3 979,65 718,41 883,551 979,65 Цукровий сироп дм3 57,87 35,07 46,76 57,87 Сусло на дм3 931,36 711,93 879,02 931,36 фільтрацію на пастеризацію дм3 917,39 701,25 865,83 917,39 готовий квас дм3 881,06 673,48 831,55 881,48 82 Розділ 5. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ 5.1 Розрахунок економічної ефективності Потреба в сировині і матеріалах на виробництво окремих груп напоїв розраховується на основі даних розрахунку продуктів [розділ 4, табл.4.1- 4.5.]. Таблиця 5.1 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів контрольного зразка Перелік сировини та Оди- Витрати Ціна, Сума , грн. матеріалів ниця на 100дал грн виміру Цукор кг 50 24,0 1200 ККС кг 30 50 1500 Сік червоної смородини дм3 - - - Настойка м’яти дм3 - - - Молочна кислота кг 2,7 50,00 135 Дріжджі кг 0,35 700 245 Вода м3 0,989 50 49,45 Разом: 3129,45 Витрати сировини і матеріалів на 1 л розраховуємо з табл.5.1: 3129,45 / 1000 = 3,130 грн. Таблиця 5.2 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів дослідного зразка №1 Перелік сировини та Оди- Витрати Ціна, Сума , грн. матеріалів ниця на 100дал грн виміру Цукор кг 30 24,0 720 ККС кг 22 50 1100 Сік червоної смородини дм3 40 25 1000 М’ята кг 0,120 250 30 Молочна кислота кг 1,9 50,00 95 Дріжджі кг 0,35 700 245 Вода м3 0,721 50 36,05 Разом: 3132,95 83 Витрати сировини і матеріалів на 1 л розраховуємо з табл.5.2: 3225,95 / 1000 = 3,226 грн. Таблиця 5.3 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів дослідного зразка № 2 Перелік сировини та Оди- Витрати Ціна, Сума , грн. матеріалів ниця на 100дал грн виміру 1 2 3 4 5 Цукор кг 40 24,0 960 ККС кг 25 50 1250 Сік червоної смородини дм3 30 25 750 М’ята кг 0,080 250 20 Молочна кислота кг 2,0 50,00 100 Дріжджі кг 0,35 700 245 Вода м3 0,890 50 44,5 Разом: 3369,5 Витрати сировини і матеріалів на 1 л розраховуємо з табл.5.3: 3369,5 / 1000 = 3,37 грн. Таблиця 5.4 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів дослідного зразка № 3 Перелік сировини та Оди- Витрати Ціна, Сума , грн. матеріалів ниця на 100дал грн виміру 1 2 3 4 5 Цукор кг 50 24,0 1200 ККС кг 30 50 1500 Сік червоної смородини дм3 50 25 1250 М’ята кг 0,100 250 25 Молочна кислота кг 1,5 50,00 75 Дріжджі кг 0,35 700 245 Вода м3 0,989 50 49,45 Разом: 4344,45 Витрати сировини і матеріалів на 1 л розраховуємо з табл.5.4: 4344,45 / 1000 = 4,34 грн. 84 6 ОХОРОНА ПРАЦІ 6.1.Небезпечні та шкідливі виробничі фактори. На підприємствах за природою дії поділяються на групи: - фізичні, - хімічні, - біологічні - психофізіологічні .[39] 6.2. Мікроклімат виробничих приміщень Основні нормативні документи де наводяться норми мікроклімату це санітарні норми та стандарти безпеки праці ДСН 3.3.6.042-99 Мікроклімат або метеорологічні умови виробничих приміщень визначаються такими параметрами: - температурою повітря в приміщенні, C; - відносною вологістю повітря, %; - рухливістю повітря, м/с; - тепловим випромінюванням, Вт/м3 . Мікроклімат виробничих приміщень нормується в залежності: - від теплових характеристик виробничого приміщення, - категорії робіт по важкості : - (легкі І категорія (а,б), - середньої важкості ІІ категорія (а,б), - важкі ІІІ категорія – виміряється в ккал/год) - періоду року - теплий (середньодобова вище + 10) - холодний – нижче +10 С0). Оптимальні мікрокліматичні умови, це такі параметри мікроклімату, які при тривалому і систематичному впливі на людину забезпечують нормальний тепловий стан організму без напруги і порушення механізмів 85 терморегуляції. Вони забезпечують відчуття теплового комфорту та створюють передумови для високого рівня працездатності. Допустимі мікрокліматичні умови – поєднання параметрів мікроклімату, які при тривалому та систематичному впливові на людину можуть викликати зміни теплового стану організму, що швидко минають і нормалізуються та супроводжуються напруженням механізмів терморегуляції в межах фізіологічної адаптації. При цьому не виникає ушкоджень або порушень стану здоров’я, але можуть спостерігатися дискомфортні тепловідчуття, погіршення самопочуття та зниження працездатності. [39] 6.3. Нормування шкідливих речовин у повітрі робочої зони виробничих приміщень В залежності від ступеню токсичності, фізико-хімічних властивостей, шляхів проникнення в організм, санітарні норми встановлюють граничнодопустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин в повітрі робочої зони виробничих приміщень, перевищення яких не припустиме. Гранично-допустимими концентраціями шкідливих речовин в повітрі робочої зони вважаються такі концентрації, які при щоденній 8-годинній роботі, але не більше 40 год. На тиждень протягом всього робочого стажу не призводять до захворювання працюючого або відхилення в стані здоров`я, що виявляються сучасними засобами дослідження безпосередньо в процесі праці або у віддалені періоди життя нинішнього або наступних поколінь.. Робочою зоною вважається простір заввишки 2м над рівнем підлоги або робочої площини, на якій розташовані місця постійного або тимчасового знаходження працюючих. По ступеню дії на організм людини шкідливі речовини поділяються на чотири класи небезпеки: 1 – надзвичайно небезпечні; 2 – високо небезпечні; 86 3 – помірно небезпечні; 4 – мало небезпечні. Методи контролю вмісту хімічних речовин в повітрі поділяються на три групи: 1. Індикаторні методи. 2. Санітарно-хімічні методи – колориметричний, отоколориметричний, хроматографічний, нефелометричний та ін. Здебільшого вони є лабораторними, потребують спеціальних знань і підготовки, коштовні. 3. Безперервно-автоматичні .[39] 6.4. Вентиляційні та аспіраційні системи промислових підприємств Види та призначення вентиляційних систем Вентиляція – процес повітрообміну у виробничих приміщеннях, який забезпечує нормовані значення параметрів мікроклімату та чистоту повітря. Системи вентиляції можна умовно класифікувати по таким основним ознакам: за способом природна неорганізованою, яка здійснюється організації через нещільності у зовнішніх повітрообміну: огороджувальних конструкціях (інфільтрація) організованою регульованою (аерація). Механічна (штучна) змішана за способом подачі припливна, та видалення витяжна повітря: приплвивно-витяжна; За місцем дії загальнообмінна, місцева змішана; За призначенням Робоча Аварійна Природна вентиляція. При природній вентиляції повітрообмін здійснюється під дією природних сил – різниці густини теплого повітря всередині приміщення і більш холодного зовнішнього та сили вітру. 87 Аерація застосовується у приміщеннях з невеликим аеродинамічним опором, які мають значні виділення теплоти і вимагають великі витрати припливного зовнішнього повітря без попередньої його обробки (котельні, хлібопекарні цеха, сушарні макаронних фабрик, варильні відділення пивзаводів, продуктові відділення цукрових заводів та ін.), а також коли не відбувається конденсація вологи із повітря на будівельних конструкціях та утворення туману. Здійснюється аерація за допомогою аераційних ліхтарів, спеціальних вентиляційних каналів, фрамуг та вікон. Рисунок 6.1 - Схема загальнообмінної природної вентиляції одноповерхової будівлі за допомогою аераційного ліхтаря. Механічна вентиляція – комплекс вентиляторів і повітроводів, що забезпечує постійний повітрообмін незалежно від зовнішніх метеорологічних умов. У разі необхідності відключає пристрої для обробки повітря, яке надходить у приміщення (підігрівання, охолодження, зволоження чи осушення) та забрудненого повітря (очистка), яке викидається назовні. При механічній вентиляції організований рух повітря виникає за рахунок різниці тиску (напору), що створюється вентиляторами. Вона застосовується у вентиляційних системах із значними аеродинамічними опорами, які виникають у випадках складної обробки та розподілу повітря. Механічна вентиляція може бути: - припливною 88 - витяжною - припливно-витяжною. Припливно-витяжна система вентиляції складається з двох окремих систем – припливної та витяжно, які одночасно подають у приміщення чисте повітря та витягують із нього забруднене. Припливно-витяжні системи є найбільш поширеними у промисловості, тому що вони більш повно задовольняють умовам створення нормованих параметрів повітря у робочій зоні виробничих приміщень. Можливо улаштування також змішаної системи при одночасній дії механічної та природної вентиляції. Загальнообмінна вентиляція призначена для заміни забрудненого повітря на чисте в усьому об’ємі приміщення. Вона застосовується в тому випадку, коли шкідливі виділення надходять безпосередньо у повітря приміщення та коли робочі місця розташовуються по усьому приміщенню. Види загальнообмінної вентиляції: природна, механічна і змішана [39]. Місцева вентиляція. При значних об’ємах виробничих приміщень, невеликій кількості працюючих та наявності постійних робочих місць технічно обґрунтовано та економічно доцільно створювати необхідні метеорологічні умови та чистому повітря безпосередньо на робочих місцях місцевими способами вентиляції – витяжною (локалізованою) чи припливною (душування та ін.) Система витяжної (локалізованої) вентиляції застосовується для уловлювання та витягування шкідливих виділень в місці утворення, що запобігає їх поширенню по усьому приміщенню від окремих машин, апаратів або окремих дільниць технологічного процесу. Кондиціювання повітря. Найбільш досконалою системою механічної вентиляції є кондиціонування повітря, яке застосовується для штучного створення оптимальних параметрів мікроклімату у виробничих приміщеннях або на робочих місцях. . Створення та підтримання постійних чи змінюваних 89 по заданій програмі визначених параметрів повітряного середовища проводиться автоматично незалежно від зміни зовнішніх метеорологічних умов та всередині приміщення (при частковій рециркуляції повітря) і здійснюється в спеціальних установках, які звуться кондиціонерами [39]. Система кондиціонування повітря включає комплекс пристроїв для обробки повітря, його переміщенню та розподілу по окремим приміщенням і робочим місцям. Основним елементом цієї системи є кондиціонер. Рисунок 6.2 - Принципова схема центрального кондиціонера з частковою рециркуляцією повітря: І – камера змішування повітря; ІІ – камера зрошення; ІІІ – камера підігріву; 1- корпус; 2 – повітряний фільтр; 3 – калорифери першого ступеню підігріву; 5 – зволожувальна камера, 6 – вентилятор, калорифер другого ступеню підігріву; Розрізняють центральні кондиціонери значної продуктивності (до 250тис.м3/год.) для обслуговування великих за розміром приміщень чи декількох окремих кімнат та місцеві меншої продуктивності – для обслуговування окремих невеликих приміщень. При цьому центральні кондиціонери розміщують поза приміщень, а місцеві – безпосередньо у приміщенні. Кондиціонери бувають повного та неповного кондиціонування повітря. Установки повного кондиціонування повітря забезпечують не тільки оптимальні параметри мікроклімату, але і чистоту повітря. Крім цього, у ряді випадків повітря проходить додаткову обробку: іонізацію, дезодорацію, 90 озонування тощо. Установки неповного кондиціонування підтримують тільки частину приведених параметрів. Аварійна вентиляція. У деяких виробничих приміщеннях можливо раптове надходження в повітря великої кількості шкідливих або вибухонебезпечних парів і газів (наприклад, парів бензину в маслоекстраційних цехах чи аміаку в приміщеннях аміачних компресорних). Для швидкої заміни повітря у приміщенні на випадок аварії передбачають систему аварійної вентиляції, яка повинна включатися автоматично при досягненні допустимої концентраційної межі шкідливих або небезпечних виділень. Звичайно її влаштовують витяжною за допомогою осьових вентиляторів [39] . 91 7 ЗАХОДИ З ЦИВІЛЬНОЇ ОБОРОНИ Керівник заводу повинен передбачити управління надзвичайними ситуаціями. Для завдання забезпечення безпеки людини в надзвичайній ситуації (НС) стратегія управління повинна включати здійснення 3-х цілей: - запобігання причин виникнення; - запобігання самих екстремальних ситуацій; - пом'якшення, максимальне ослаблення наслідків НС. Стратегія запобігання причин виникнення НС передбачає недопущення таких дій чи процесів, які несуть загрозу населенню. Друга стратегія — запобігання самої НС — передбачає недопущення виходу небезпечного процесу з-під контролю шляхом використання надійних аварійних систем, сигналізації, автоматики й інших заходів з підвищення надійності і стійкості роботи підприємств, а також шляхом заходів превентивної евакуації тощо. Третя стратегія — пом'якшення наслідків — передбачає орієнтацію на ослаблення, локалізацію наслідків НС. Ця стратегія має пріоритет у керуванні стихійними лихами і ситуаціями «комбінованого» типу. У практиці управління найбільший ефект дає спільне використання всіх трьох стратегій, особливо при промислових аваріях. У НС, викликаних стихійними лихами, пріоритет надається другій і третій стратегіям. Для реалізації кожної зі стратегій управління необхідно розробляти і приймати комплекс превентивних та оперативних заходів [35]. Превентивні: - аналіз і встановлення зовнішніх та внутрішніх причин, які ведуть до катастрофи; 92 - прогнозування осередків ураження, втрат і збитків на підприємстві; - заходи з підвищення стійкості; - обґрунтування сил і засобів для проведення дій з локалізації вогнищ поразки і пошуково-рятувальних робіт; - навчання формувань і громадян способам захисту; - підготовка надійного КП управління. Оперативні: - оповіщення про НС; - проведення всіх видів розвідки іі оцінка обстановки; проведення екстрених захисних заходів; -використання сил постійної готовності для локалізації катастрофи; - надання першої медичної і першої долікарняної допомоги; - нарощування сил і засобів в ОП за рахунок залучення формувань підвищеної готовності; -термінове постачання потерпілих продовольством та іншими життєво необхідними засобами; -введення аварійпо-відбудовних робіт. При виникненні НС організовується надзвичайне управління, яке складається з чотирьох стадій ліквідації наслідків. 1.Стадія застосування екстрених заходів. Мета — задіяти механізм надзвичайного управління і вчасно зреагувати на НС. Основні завдання початкової стадії: встановлення факту НС, попередня оцінка обстановки в зоні лиха і масштабів наслідків, мобілізація і встановлення оперативних завдань органам надзвичайного управління, віддача розпоряджень на залучення мобільних сил пожежної охорони, швидкої медичної допомоги, охорони суспільного порядку й інших служб для допомоги потерпілим, сприяння місцевим органам влади в організації рятувальних робіт і локалізації зони нещастя власними силами; інформування населення та вищестоящих органів управління про НС і вжиті заходи. Тривалість 93 початкової стадії — 1-10 годин. 2.Стадія оволодіння ситуацією й організації механізму надзвичайного управління в зоні лиха, у плануванні і проведенні рятувальної операції відповідного масштабу. Завдання: детально оцінити обстановку, терміново прийняти обґрунтоване рішення й уточнити план ліквідації наслідків НС; розрахувати необхідні сили і засоби, ресурси для всього комплексу робіт у зоні лиха, організувати чітку взаємодію всіх залучених сил і аварійних служб. Тривалість 2-ї стадії — від кількох годин до кількох діб. 3.Основна і визначальна стадія. Мета — перебороти надзвичайний характер ситуації: відновити безпеку населення в зоні лиха, ліквідувати загрозу життю і здоров'ю всім потерпілим, створити мінімально необхідні умови для життєдіяльності населення, що залишилося. Завдання: розгортання в найкоротший термін рятувальних робіт на всіх потерпілих об'єктах зони лиха, надання допомоги потерпілим для захисту їхнього життя, здоров'я і підтримка життєздатності в екстремальних умовах; евакуація потерпілих із зони нещастя та їх життєзабезпечення; термінове проведення аварійно- відбудовних робіт на системах водо-, тепло-, газо-, електросистемах і зв'язку в зоні лиха. Тривалість кілька діб — кілька тижнів. 4. Стадія відновлення, тобто економічна, соціальна, культурна й екологічна реабілітація зони лиха. Органи надзвичайного управління вичерпали свою роль і передають функції постійної дії місцевим органам управління. Розробляється спеціальна програма з черговістю комплексу заходів для реабілітації зони нещастя.[35] 94 ВИСНОВКИ Підтверджено, що обрана для досліджень сировина містить значну кількість вітаміну С, мікро-макроелементів, вітамінів групи В та пектинових речовин. Враховучи, що пектинові речовини призводять до помутнінню напою, досліджено освітлення соку пектолітичним ферментом Enartis 1000S. Визначено, що додавання м’ятної настойки доцільно на стадії купажування напою. Досліджено технологічні параметри процесу виробництва ферментованих напоїв: виходячи з отриманих даних кращий ефект очистки (72-76%) соку червоної смородини від пектинових речовин отримали при температурі 50 °С, при дозуванні ферментного препарату в кількості 0,025- 0,030 г/л. Застосування температури вище 50 °С не доцільно, так як маємо не високий ступінь очистки, це пов’язано з тим, що високі температури інактивують пектолітичні ферменти, також встановили, що час бродіння дослідного сусла –48 год. Це обумовлено тим, що до складу соку з червоної смородини входять вітаміни С і В1 які впливають на накопичення дріжджових клітин, збільшують чисельність популяції дріжджів та продовжують період їх активності. Розроблено рецептуру ферментованого напою на основі соку червоної смородини та м’яти. Розраховано харчову та біологічну цінність напоїв. За вмістом вітаміну С найвищі показники має зразок № 3, напій задовольняє потребу у вітаміні С на 62 %, він має найбільшу кількість кальцію, калію, залізу, фосфору, вітаміну В1, В2 та РР. Якщо його порівняти з контрольним зразком то збільшилося калію на 52%, кальцію на 93 %, залізу – 9 %, фосфору – 20%, вітамінів: С – 100%, В1 – 11%, В2 – 30%, РР – 14%. Енергетична цінність напою склала 256,84 кДж, що на 7% більше ніж в контрольному. 95 Високий вміст легкозасвоюваних вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин забезпечують корисність такого напою для організму людини. Техніко-економічні розрахунки довели, що додавання соку червоної смородини та настою м’яти, суттєво не вплине собівартість напою, найбільша собівартість у 3 зразка (4,34 грн/л), що на 28% більше ніж у контрольного зразка (3,13 грн/л). Але враховуючі, що в третьому зразку найвища харчова цінність напою, то таке зростання вартості цілком обґрунтоване. 96 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 1. Балашов В.Е. «Дипломное проектирование предприятий по производству пива и безалкогольних напитков. » М.: Легкая и пищевая промышленость 1983, - 288с. 2. Вітаміни та їх роль у житті людини. https://osvita.ua/vnz/reports/biolog/27287/. 3. Вітаміни, їх роль в обміні речовин та енергії. https://uahistory.co/pidruchniki/sobol-biology-and-ecology-10-class-2018- standard-level/28.php 4. Вітряк О. Технологія ферментованих напоїв на основі Medusomyces gisevii V з пряно-ароматичною сировиною / О. Вітряк, Л. Ткаченко, В. Прибильський // Товари і ринки. - 2018. - № 3. - С. 90–99. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/tovary_2018_3_11. 5. ГОСТ 28538-90. Концентрат квасного сусла, концентрати і екстракти квасів. Технічні умови. 6. Гребенников В. А. Совершенствование технологии кваса повышенной стабильности: автореф. на соискание ученой степени канд. техн. наук : спец. 051807 / В. А. Гребенников. – Москва : МГУУПП, 2004. – 28 с. 7. ДСТУ 4069:2016. Напої безалкогольні. Загальні технічні умови. Зміна № 1 8. ДСТУ 4623:2006. "Цукор білий. Технічні умови" . 9. ДСТУ 8593:2015. Консерви. Соки та сокові продукти. Морси. Загальні технічні умови. 10.ДСТУ 8069:2015. Продукти перероблення фруктів та овочів. Титриметричний метод визначення пектинових речовин. 11.Коротких Е.А., Новикова И.В., Агафонов Г.В., Коротких Н.В., Криваносов И.Н. Интенсификация биотехнологии кваса с применением нетрадиционных видов сырья. Вестник Воронежского 97 государственного университета инженерных технологий. - 2020. С.123- 130. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-3-123-130 12.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. 13.Коростылёва Л.А. Живой квас с использованием нетрадиционного сырья / Т.В.Парфенова, Л.А.Текутьева, О.М.Сон и др. // Пиво и напитки. – 2013. №1. – С. 20-22. 14.Куевда, О.В., Экстракты трав - ингредиенты для безалкогольных напитков [ Текст ]/ О.В. Куевда, // Пиво и напитки-2004-№1-С.57 15.Меледина, Т. В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении / Т. В. Меледина. — СПб.: Профессия, 2003. —304 с. 16.Микроэлементы и макроэлементы в питании человека. https://www.lospet.ru/upload/iblock/516/516b69bc5b4b8b46b5c90771ae279 775.pdf 17.Нешкідливі технології у виробництві безалкогольних напоїв з натуральної рослинної сировини / М. В. Карпутіна, Д. Д. Харгелія // Наукові праці Національного університету харчових технологій. - 2016. - Т. 22, № 6. - С. 220-227. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Npnukht_2016_22_6_28 18.Помозова, В. А. Технология слабоалкогольных напитков: теоретические и практические аспекты / В. А. Помозова. — Кемерово, 2002. — 152 с. 19.Прибильський В. Л. Ферментовані напої з оздоровчою дією / В. Прибильський, В. Домарецький, Г. Мисан та ін. // Харчова і переробна промисловість. – 2002. – № 4–5. – С. 20–22. 20. Прибильський В. Л. Технологія безалкогольних напоїв : підручник / В. Л. Прибильський, З. М. Романова, В. М. Сидор / за ред. В. Л. Прибильського. – Київ : НУХТ, 2014. – 310 с. 98 21.Природные биофлавоноиды [Электронный ресурс] - http://www.flavir.ru/Flavonoids.htm. 22.Производство безалкогольних напитков. Сорбезов Д.М., Фурнаджиев Пер. с Болг. (София).- М.% Пищевая промышленность. – 1974. 318 с. 23. Пектинові речовини. https://lektsii.net/4-90773.html 24.Родионова Л.В. Физиологическая роль макро- и микроэлементов. ht tps: / /cyberleninka.ru/ar t ic le/n/f iziologicheskaya-rol-makroi- mikroelementov-obzor-literatury . 25.Рудковский В. А. Антиокислительные целебные свойства плодов и ягод и прогрессивные методы их хранения / В. А. Рудковский // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2001. – № 4. – С. 24 – 27. 26.Современные аспекты производства кваса: теория, исследования, практика / В. С. Исаева [и др.]. — М., 2009. — 304 с. 27.Справочник технолога общественного питания. — М.: Экономика, 1994. 28.Технологическое проектирование солодовенных и безалкогольных заводов: Учебное пособие для студентов вузов /П.В. Колотуша, В.А. Домарецкий, Н.А. Емельянова и др. – К.: Вища шк., 1987. – 256 с. 29.Технология солоду, пива та безалкогольних напоїв у задачах і прикладах: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / А.Є. Мелетьев, В.А. Домарецкий, С.Р. Тодосійчук, А.М. Куц та ін. – К.: НУХТ, 2007.– 256 с. 30.Технология солода, пива и безалкогольных напитков / К.А. Калунянц, В.Л. Яровенко, В.А. Домарецкий, Р.А. Колчева. – М.: Колос, 1992. – 446 с. 31.Технологія вина / Валуйко Г.Г., Домарецький В.А., Загоруйко В.О.- Київ: Центр навчальної літератури, 2003. -592 с. 32.Товарознавство харчових продуктів / Під ред. В. Е. Михаленко. – М., 1989. 99 33.Тюрікова І. С. Дослідження технологічних параметрів створення ферментованих напоїв із рослинної сировини / І. С. Тюрікова, Н. В. Олійник, Н. В. Скобельська // Науковий вісник Полтавського університету економіки і торгівлі. Серія : Технічні науки. - 2016. - № 1. - С. 45-54. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/nvpuettn_2016_1_8. 34.Формазюк В. И. Энциклопедия пищевых лекарственных растений : культурные и дикорастущие растения в практической медицине В. И. Формазюк. – К. : А.С.К., – 2003. – 792 с. 35.Цивільний захист на підприємствах харчової промисловості [Текст] : навч. посіб. / О. В. Хіврич, Б. Д. Халмурадов, О. П. Слободян, Н.В. Володченкова та ін. — К. : ЦУЛ, 2015. — 192 с. 36.Червона смородина. https://www.harbuz.info/chervona-smorodina/ 37.М’ята перцева. http://isykhiya.blogspot.com/2015/04/blog-post_2.html 38.Технологія бродильних виробництв : конспект лекцій з дисц. / Куц А. М. "Загальні технології харчової промисловості" для студ. ден. та заоч. форм навч. напряму підготовки 6.051701 "Харчові технології та інженерія"/ А. М. Куц, В. М. Кошова. – К.:НУХТ, 2011.– 156 с. 39.Гуць В.С., Володченкова Н.В., Основи охорони праці: Конспект лекцій для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форм навчання. - К.: НУХТ, 2006.-86 с. Методичні вказівки 40.Методичні рекомендації до підготовки магістерської роботи для здобувачів освітнього ступеня «магістр» зі спеціальності 181 «Харчові технології» усіх форм навчання / уклад. О.Л. Чепурна, Н.А. Нагурна, З.В.Бондарчук.- Черкаси: ЧДТУ, 2018. –55с. 41.Загальні технології харчової промисловості: Метод. вказівки до вик. лаб. практикуму студ. заоч. форми навчання напряму підготовки 100 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 с. 42.«Технологія солоду, пива та безалкогольних напоїв»: Метод. вказівки для підготовки до лаб. робіт студ. денної та заочної форми навчання спеціальності 181 «Харчові технології» / Омельчук С.В., Куриленко Ю.М. – Черкаси : ЧДТУ, 2016. – 76с. 101