Bezalkoholowe napoje gazowane

Napój bezalkoholowy – napój otrzymany z wody do picia nasycony lub nienasycony dwutlenkiem węgla, z udziałem lub bez udziału składników podstawowych oraz substancji dodatkowych dozwolonych, ewentualnie zawierający do 1,2% alkoholu etylowego.

Do składników podstawowych zalicza się: cukry, syropy skrobiowe i cukrowe, soki owocowe i warzywne przetworzone lub nieprzetworzone, zaprawy do napojów, syropy spożywcze, przeciery owocowe i warzywne, wyciągi ziołowe i korzenne, koncentraty słodowe.

Do składników dodatkowych dozwolonych zalicza się substancje słodzące, kwasy spożywcze, aromaty, barwniki naturalne i identyczne z naturalnymi, aromaty syntetyczne, substancje konserwujące, stabilizatory.

Rodzaje napojów

• napój niesłodzony aromatyzowany – otrzymywany z wody do picia nasycony lub nienasycony dwutlenkiem węgla z dodatkiem substancji dodatkowych dozwolonych,

• napój niskoenergetyczny – bezalkoholowy, w którym udział masowy cukrów w ilości 30-50% został zastąpiony substancjami słodzącymi,

• napój niskogazowany – bezalkoholowy nasycony dwutlenkiem węgla w ilości 0,15-1,25g na 100 ml napoju

• napój o obniżonej wartości energetycznej – bezalkoholowy, w którym udział masowy cukrów w ilości do 30% został zastąpiony substancjami słodzącymi,

• napój owocowy – bezalkoholowy, w którym udział masowy soku owocowego wynosi nie mniej niż 20% składu surowcowego, ze składnikami podstawowymi i substancjami dodatkowymi dozwolonymi,

• napój owocowowarzywny

• napój słodzony aromatyzowany

• napój słodzony tylko substancjami słodzącymi – cukry zostały zastąpione całkowicie substancjami słodzącymi,

• napój bezalkoholowy warzywny

• napój z dodatkiem substancji wzbogacających

Surowce stosowane w produkcji napojów bezalkoholowy

• woda

• substancje słodzące (cukier, syrop glukozowy, sorbitol, acesulfam K, aspartam, sacharyna)

• regulatory kwasowości (kwas winowy, cytrynowy, jabłkowy, mlekowy, octowy)

• barwniki (koszenila, karmel amoniakalno – siarczynowy, antocyjany, czerwień koszenilowa, żółcień chinolinowa)

• aromaty (naturalne esencje owocowe, naturalne olejki eteryczne, olejek pomarańczowy słodki, olejek cytrynowy, esencje spożywcze)

• konserwanty (kwas sorbowy i jego sól potasowa, kwas benzoesowy i jego sole)

• dwutlenek węgla

Schemat produkcji napojów gazowanych

Pektyny

Surowce do produkcji pektyn – stosuje się różne owoce, jako surowiec do otrzymywania galaretek bez dodatku preparatu pektynowego. O przydatności owoców do wyrobu galaretek decyduje ilość i jakość zawartych pektyn oraz kwasowość. Owoce wyrośnięte, lecz jeszcze w małym stopniu dojrzałe, są odpowiedniejsze niż owoce dojrzałe i miękkie. W tych ostatnich pektyna jest zhydrolizowana, wykazuje mniejszą masę cząsteczkową. W czasie dojrzewania nierozpuszczalna protopektyna ulega enzymatycznemu rozszczepieniu na elementy składowe, tworząc między innymi rozpuszczalne pektyny właściwe. Zewnętrznymi oznakami tych przemian są zmiany w konsystencji, tj. mięknięcie owoców.

W warunkach polskich pierwszoplanowym surowcem do produkcji pektyn są wytłoki jabłczane – produkt uboczny przy otrzymywaniu soku, tzw. moszczu.

Do owoców zawierających większe ilości pektyn i kwasów, zdolnych do wytwarzania dobrej jakości galaret, zalicza się przede wszystkim: czarne porzeczki, kwaśne odmiany jabłek, agrest, cytryny.

Soki z owoców o słabej zdolności galaretującej, lecz o cennych właściwościach smakowo – zapachowych i dietetycznych tj. maliny, wiśnie, truskawki, winogrona, pomarańcze wymagają dodatku preparatu pektynowego w celu otrzymania galaret.

Wyodrębnianie pektyny z surowców owocowych – przeprowadza się przez traktowanie wodą, a następnie roztworem kwasu. Traktowanie surowca wodą ma na celu wyekstrahowanie substancji balastowych rozpuszczalnych w wodzie. Proces ten stosowany do wytłoków świeżych przed ich suszeniem ułatwia suszenie, zmniejsza higroskopijność wytłoków suszonych i dzięki temu zmniejsza prawdopodobieństwo fermentacji i pleśnienia. Powoduje zwiększenie czystości otrzymanego preparatu pektynowego. Działanie wodą na suszone wytłoki powoduje niezbędną rehydratację materiału.

Wyodrębnianie pektyny polega na zhydrolizowaniu protopektyny działaniem roztworu kwasu organicznego lub HCl w podwyższonej temperaturze. Produktem hydrolizy staje się pektyna rozpuszczalna w wodzie. Hydrolizie kwasowej towarzyszy proces deestryfikacji kwasów pektynowych. Prowadzony jest do uzyskania pożądanego stopnia zmetylowania. Dobiera się takie warunki wyodrębniania pektyny z surowca, przy których następuje hydroliza wiązań międzycząsteczkowych w protopektynie, przy minimalnej depolimeryzacji kwasów pektynowych.

Ekstrakt klasuje się działaniem środków adsorbujących i filtruje. Preparaty pektynowe o wysokiej czystości uzyskuje się przez wykorzystanie pektyn z klarowanych roztworów za pomocą etanolu.

Chemiczne zmiękczanie wody

Twardość wody – jest właściwością wody, wynikającą z obecności jonów wapnia i magnezu. Nadmierna obecność soli może powodować nieprzydatność wody do konkretnych zastosowań (technicznych i technologicznych). Jednostka twardości to twardość, jaką jednemu dm³ wody nadaje 20,04 mg wapnia albo 12,16 mg magnezu (1 miliwal jonów). Twardość często wyraża się używając stopni niemieckich (1°n = 10mg CaO/dm³ wody).

Rodzaje twardości

• twardość ogólna – ogólna zawartość jonów

• twardość węglanowa – wynikająca z obecności kwaśnych węglanów, siarczanów i krzemianów wapnia i magnezu

• twardość przemijająca – ustępująca po rozkładzie wodorowęglanów wskutek zagotowania

• twardość stała – pozostająca po zagotowaniu, zależna od obecności głównie siarczanów, chlorków i krzemianów wapnia i magnezu

Poziomy twardości wody

• miękka – poniżej 10°n

• średnio twarda – 10-15°n

• twarda – 15-30°n

• bardzo twarda – powyżej 30°n

Zastosowanie wody zmiękczone

• zasilanie kotłów

• zasilanie instalacji chłodniczych

• cele technologiczne

• utrzymanie właściwego stanu higienicznego

Metody zmiękczania wody

• Termiczne – stosowane w przypadku wód o wysokiej twardości przemijającej. Wysoka temperatura powoduje rozpad wodorowęglanów i powstanie osadu. Twardość po zmiękczaniu pozostaje na poziomie ok. 2°n.

• Zmiękczanie wapniem – do usuwania twardości węglanowej. Usuwany jest także dwutlenek węgla. Stosowane, jako wapno w postaci mleka wapiennego Ca(OH)₂. Pozostała twardość szczątkowa jest na poziomie 2°n.

• Zmiękczanie wapnem i sodą - do usuwania twardości węglanowej i nie węglanowej. Twardość szczątkowa uzależniona jest od czasu i temp. procesu. Dla temp. powyżej 60^oC spada poniżej 1^on. W niższych temp. jej poziom sięga 4-5^on. W 100^oC zmiękczanie trwa kilkanaście minut, w temp. pokojowej 2-4 godz.

Zastosowanie nadmiernej ilości sody prowadzi do powstania NaOH w wyniku hydrolizy i pienienie się wody.

• Zmiękczanie fosforanami - do usuwania twardości węglanowej i niewęglanowej. Metoda szybsza niż wapno-soda. Ewentualny nadmiar odczynników nie powoduje korozji. Możliwe jest nawet zmniejszenie się ilości kamienia kotłowego poprzez stosowanie fosforanów. Skuteczna metoda, jako drugi stopień zmiękczania. Twardość szczątkowa ok. 0,1^on. Powstają praktycznie nierozpuszczalne fosforany wapnia i magnezu.

• Zmiękczanie z użyciem związków kompleksowo czynnych - produkty reakcji tego typu związków z wapniem i magnezem są rozpuszczalne w wodzie, nie powstaje osad.

• Zmiękczanie wody z użyciem kationitów

Otrzymywanie laktozy

Surowcem do otrzymywania laktozy jest serwatka uzyskiwana przy produkcji sera lub kazeiny. Skład chemiczny serwatki zależy od metody otrzymywania, przeciętnie w 1dm³ serwatki znajduje się 65g suchej substancji, w której 40g to laktoza, 8g białka, 6g sole mineralne, 1-10g kwas mlekowy, 0,5-6g tłuszcz. Tradycyjny sposób otrzymywania laktozy z serwatki polega na podgrzaniu serwatki do 95^oC i neutralizacji z równoczesnym wytrąceniem białka. Roztwór po odfiltrowaniu białka jest zagęszczany do 65% wag. i poddawany krystalizacji.

Przerób serwatki na koncentrat albuminowy i laktozę

Serwatka podpuszczkowa może być poddawana bezpośrednio zagęszczaniu w temp. poniżej 65^oC do stężenia ok. 65%. Z zagęszczonego roztworu krystalizuje się laktozę, po czym roztwór macierzysty po odwirowaniu przeznacza do suszenia, uzyskując niskobiałkowy koncentrat.

W inny sposób serwatkę podpuszczkową poddaje się odbiałczaniu przez ogrzanie serwatki i zakwaszenie kw. mlekowym do pH ok. 4,8. Następnie po odwirowaniu zawiesiny albuminy serwatkę zagęszcza się i poddaje krystalizacji w celu otrzymania laktozy. Serwatkę kwasową lub „pokazeinową” przerabia się wyłącznie poprzez stadium odbiałczania z użyciem wodorotlenku sodowego lub wapniowego. W serwatce tego typu jest mniej laktozy w suchej masie i wydajność krystalizacji z roztworu nieodbiałczanego jest niezadowalająca. Koprecypitat albuminowo fosforanowy odwirowuje się lub oddziela na prasie filtracyjnej i poddaje suszeniu. Serwatkę odbiałczaną po przefiltrowaniu zagęszcza się do stężenia 65-70% suchej masy i laktozę krystalizuje przez powolne ochładzanie od 60 do 30^oC przez godz. Wykrystalizowaną laktozę oddziela się od roztworu macierzystego stosując wirowanie. Odwirowane kryształy laktozy są zwykle rozpuszczone w wodzie i stężony roztwór filtruje się na gorąco z dodatkiem węgla aktywnego.

Składniki serwatki:

• sucha masa - niskie stężenie suchej masy w serwatce czyni ją surowcem nietrwałym i energochłonnym;

• laktoza - dwucukier redukujący, charakteryzujący się mała rozpuszczalnością w wodzie i niskim stopniem słodyczy, łatwo krystalizuje z roztworów wodnych w temperaturze poniżej 93°C - w postaci izomeru beta, ulega mutarotacji. Krystalizacja laktozy może przebiegać w zagęszczonej serwatce naturalnej lub roztworach zagęszczonej serwatki, z której uprzednio usunięto białka.

• kwas mlekowy; sole mineralne;

• białka - skład: laktoalbumina, laktoglobulina, immunoglobulina, serwatce towarzyszy także pył kazeinowy, białka serwatkowe ulegają denaturacji i koagulacji w temp powyżej 72°C, zwłaszcza w roztworze o pH zbliżonym do punktu izoelektrycznego. Denaturacje wzmaga obecność soli metali dwuwartościowych np. wapnia, usuwanie białek serw. i ich odzyskiwanie może być prowadzona metodą ultrafiltracji;

• tłuszcz.

Soki owocowe

Soki naturalnie mętne – są to soki pozbawione grubych zawiesin natomiast zawierają substancje koloidalne, które powodują opalizację soku.

Tradycyjna technologia produkcji soków naturalnie mętnych składa się z:

1. przebieranie

2. czyszczenie i mycie

3. rozdrabnianie lub miażdżenie

4. tłoczenie

5. cedzenie przez sita

6. odpowietrzanie

7. doprawianie i normalizacja

8. rozlew na gorąco

9. pasteryzacja

10. pakowanie

11. magazynowanie

Soki owocowe klarowne (klarowane) produkowane są w sposób zbliżony do procesu technologicznego otrzymywania soków naturalnie mętnych. Istotną różnicą jest stosowanie zabiegów klarowania wraz z obróbką enzymatyczną, wirowania, oraz właściwego klarowania i filtracji.

Klarowanie soku

Metody klarowania soków:

1. klarowanie samoczynne zachodzi po pewnym czasie w sokach pasteryzowanych na skutek koagulacji białek lub tworzenia nierozpuszczalnych połączeń białek z garbnikami,

2. klarowanie za pomocą soków zawierających większe ilości garbników,

3. klarowanie za pomocą preparatów enzymatycznych polega na pozostawieniu soku na okres kilku godzin z dodatkiem preparatu,

4. klarowanie za pomocą wirówki, siła odśrodkowa występująca podczas wirowania uwielokrotnia proces sedymentacji cząstek zawieszonych w soku,

5. klarowanie na drodze filtrowania przez warstwę masy celulozowej lub azbestowej,

6. klarowanie za pomocą dodatku białek i garbników.

Utrwalanie soków

1. utrwalanie termiczne metodą pasteryzacji

2. utrwalanie chemiczne (działanie antyseptyków) – przez siarkowanie soków – wprowadzanie kwasu siarkowego.