5. Technologia pitnych soków z warzyw

Technologia produkcji pitnych soków warzywnych nie różni się od techniki otrzymywania soków pitnych z soków owocowych surowych. W zależności od rodzaju przerabianych warzyw uzupełnia się linie technologiczne o aparaturę indywidualną. Soki klarowne lub mętne produkuje się przede wszystkim z kapusty, rabarbaru, marchwi, szpinaku, buraków ćwikłowych ogórków i innych warzyw. W ostatnich latach coraz szersze zastosowanie w produkcji soków znajdują warzywa kwaszone.

Bezpośrednią przyczyną wzrostu zapotrzebowania na tego typu soki ma ich wartość żywieniowa. W literaturze tego typu soki nazywane są często "biosokami". We współczesnych sposobach wytwarzania soków z warzyw kwaszonych stosowane są najnowsze osiągnięcia w zakresie obróbki enzymatycznej, sterylnego magazynowania półprzetworów oraz najnowsze urządzenia.

Pitny sok z kapusty produkowany jest w dwóch odmianach z kapusty kiszonej i ze świeżej. Sok z kapusty kiszonej powinien wykazywać kwasowość 1.4 - 1.5% (jako kwas mlekowy). Przy wyższej kwasowości stosuje się rozcieńczanie soku. Po rozlaniu i zamknięciu soku stosuje się pasteryzację w temperaturze 85 - 90° C przez 15 min.

Schemat procesu produkcji soków z warzyw kwaszonych :

Surowce warzywne

Biała kapusta Marchew, seler Pomidory, papryka

czerwone buraki

Mycie . Mycie wstępne Mycie

Mycie wtórne Usuwanie nasion i miażdżenie

inspekcyjne

Usuwanie głąbów Obieranie

Ponowne mycie

Krojenie główek Rozparzanie Rozparzenie i

na paski i ochładzanie przecieranie na gorąco

Krajanka kapusty Miazga warzywna Przecier warzywny

fermentacja mlekowa

ochłodzenie

Oddzielanie soku Przecier warzywny

(prasa, dekanter) fermentowany

Sok warzywny fermentowany

Miazga warzywna Przecier warzywny

Maceracja enzymatyczna

Ogrzanie, ochłodzenie

Oddzielanie soku Surowy sok warzywny Fermentacja mlekowa Sok warzywny fermentowany

Wirowanie

Odpowietrzanie i pasteryzacja Sterylizacja, magazynowanie

Wszystkie zabiegi procesu technologicznego powinny być tak prowadzone aby nie następowały straty dwutlenku "węgla. Sok z kapusty świeżej posiada wprawdzie większą zawartość witaminy C, ale znacznie gorsze walory smakowe.

Sok z rabarbaru wydziela się przez tłoczenie miazgi. Otrzymany sok traktuje się dawką ok. 0,4% CaC0₃ , wystarczającą do strącenia całkowitej zawartości kwasu szczawiowego. Po wytrąceniu kwasu otrzymuje się sok o przyjemnym orzeźwiającym smaku.

Sok pitny z marchwi klarowny lub mętny wytwarza się z marchwi obranej i blanszowanej, którą poddaje się wyciskaniu na prasach hydraulicznych. Uzyskany sok o zawartości 8% ekstraktu odpowietrza się rozlewa do puszek i sterylizuje w temperaturze 116° C przez 22 minuty, poczym chłodzi.

Proces produkcji soku mętnego z selera przewiduje mycie surowca rozdrabnianie, tłoczenie i wirowanie. Otrzymany sok bardzo często dokwasza się sokiem z białej porzeczki i utrwala poprzez pasteryzację. Głównymi trudnościami jakie napotyka się podczas przerobu selera jest zachowanie jasnej barwy. Dlatego niektóre technologie zalecają blanszowanie surowca w parze przed rozdrabnianiem.

Przy produkcji soku z buraków proces technologiczny składa się z obróbki wstępnej uzupełnionej o zabieg blanszowania a następnie rozdrobnione buraki poddaje się tłoczeniu miazgi. Po przefiltrowaniu, doprawieniu i rozlaniu do opakowań sok jest utrwalany poprzez sterylizację. Na szczególną uwagę zasługuje sok fermentowany z czerwonych buraków. Zawiera on wszystkie składniki świeżego soku oraz dużą ilość bakterii kwasu mlekowego i produktów ich działania. Poza sokami otrzymanymi z jednego gatunku owoców produkuje się soki warzywne mieszane dwu i wielowarzywne oraz soki z warzyw kwaszonych. Na bazie fermentacji mlekowej można produkować poza sokiem z kapusty soki z ogórków, buraków i innych warzyw. Produkowane są także soki mieszane warzywno - owocowe. Dzięki dodatkowi owoców uzyskuje się poprawę cech smakowych soków warzywnych, podwyższenie kwasowości i złagodzenie warunków

wyjaławiania, zamiast sterylizacji można stosować pasteryzację.

Inkubacja

Inkubacja ma na celu ustalenie występowania wad ukrytych, które mogą ujawniać się w trakcie przechowywania i magazynowania soków. Zabieg ten polega na składowaniu napełnionych butelek w pozycji leżącej w pomieszczeniach o stałej temperaturze 18 - 22° C. Minimalny czas inkubacji wynosi ok.14 dni. Równolegle prowadzi się termostatowanie soków w dwóch zakresach temperatur 37° i 1° C, które pozwala na przyspieszone wykrycie wad. W zakresie soków warzywnych zdecydowanie dominuje kierunek wytwarzania soków typu przecierowego bezpośrednio z warzyw np. pomidorów. Przyjęcie tego kierunku technologii umożliwia fakt, że większość warzyw z których produkowane są soki nadaje się do dłuższego przechowywania ( marchew, seler buraki).

Warzywne soki produkowane są jako naturalne napoje nieklarowane. Składają się one z soku komórkowego z zawieszonym w nim bardzo rozdrobnionym miąższem warzyw. Celem poprawienia cech smakowo - aromatycznych do soków warzywnych dodaje się chlorku sodu w ilości 0,5 -1,5%, kwasu cytrynowego oraz przypraw korzennych. Do produkcji pitnych soków przecierowych nadają się warzywa znajdujące się w stadium dojrzałości konsumpcyjnej, czyste, świeże, bez objawów porażenia grzybami oraz uszkodzeń mechanicznych lub wywołanych przez gryzonie.

Soki przecierowę produkowane są jako jedno- i wieloskładnikowe. W skali przemysłowej wytwarza się sok z następujących warzyw: pomidorów, marchwi, buraków, szpinaku, szparagów i selerów. W skład soków wielowarzywnych np. ośmio składnikowych wchodzą przeciery otrzymane z następujących warzyw: pomidory, marchew, seler, buraki, pietruszka, sałata, szpinak i rzeżucha a sześcio warzywnego z: pomidorów, papryki, marchwi, selera, porów, pietruszki, buraków oraz dyni.

Technologia wytwarzania soków warzywnych niewiele różni się od opisanej poprzednio techniki otrzymywania przecierów owocowych i warzywnych oraz przecierowych soków owocowych. Chociaż specyficzna budowa oraz zróżnicowany skład chemiczny surowca wymaga indywidualnej aparatury i oddzielnie opracowanych dla każdego gatunku warzyw warunków przerobu.

Sok pomidorowy

Sok pomidorowy jest jednym z najbardziej popularnych naturalnych pitnych soków warzywnych typu przecierowego. Otrzymywany jest przez przetarcie miąższu świeżych pomidorów i zawiera prawie wszystkie odżywcze składniki surowca, rozpuszczalne i nie rozpuszczalne, po oddzieleniu nasion i skórek. Sok ten produkowany jest bez żadnych dodatków, z wyjątkiem ewentualnego dodatku soli w ilości 0,4 - 0,6%.

Do wyrobu soku nadają się owoce o gładkiej powierzchni, dojrzałe, czyste, o prawidłowym i intensywnym zabarwieniu, charakteryzujące się wysoką zawartością suchej masy ( powyżej 5,5%), zawartości cukrów prostych 3 - 3,5% i kwasowości 0,45 - 0,55% (jako kwasu cytrynowy).

Przerób owoców niedojrzałych lub częściowo zielonych, powoduje niekorzystne zmiany barwy soku podczas gdy owoce przejrzałe dają sok za mało kwaśny i o rozłożonych pektynach. Zielony barwnik (chlorofil) przechodzi w trakcie termicznych zabiegów w feofitynę, substancję o zabarwieniu brunatnobrązowym, powodując pogorszenie nie tylko barwy ale i smaku. Dobrej jakości surowiec zapewnia możliwość otrzymania soku o intensywnej czerwonej lub pomarańczowo - czerwonej barwie, przyjemnym naturalnym smaku. O smakowitości soku pomidorowego wyprodukowanego z dobrego surowca decyduje przede wszystkim poziom ekstraktu i kwasowości. Oba te składniki związane są ze stopniem dojrzałości pomidorów, ale zależą także od warunków odmianowych i klimatyczne- glebowych. Wzajemny stosunek ekstraktu i kwasowości ma decydujący wpływ na smak produktu. W krajach o korzystnych warunkach klimatycznych stosunek ten jest wyrażany liczbą mieszczącą się w przedziale od 6.5 - 8.5. Taki sok ma wtedy smak słodki, lekko kwaśny.

Sok pomidorowy otrzymywany z pomidorów krajowych, produkowanych w klimacie chłodnym o małym nasłonecznieniu, ma na ogół wskaźnik ten w granicach 4,5 - 6.5. Sok pomidorowy o takim wskaźniku cechuje się nieco zaostrzonym, bardziej kwaśnym i orzeźwiającym smakiem. Bardzo ważnym wyróżnikiem gotowego wyrobu jest konsystencja soku. o której decyduje wzajemny stosunek dwu faz: płynnej i rozproszonej, stabilizowanych związkami pektynowymi. W pomidorach niedojrzałych związki pektynowe występują w formie protopekn-n i nie mają własności stabilizujących. W procesie dojrzewania pomidorów protopektyna. pod wpływem enzymów , przechodzi w pektynę, a w pomidorach przejrzałych ulega dalszej degradacji zatracając własności stabilizujące. Przedstawione fakty uzasadniają konieczność stosowania do produkcji soku pomidorowego surowca dojrzałego, miękkiego, jędrnego ale jeszcze nie przejrzałego.

Technologia produkcji soku pomidorowego

Produkcja soku przecierowego z pomidorów nie różni się istotnie od technologii otrzymywania przecierów, stanowiących podstawę opisanej poprzednio technologii koncentratów pomidorowych. Dlatego większość zabiegów technologicznych łącznie z aparaturą została omówiona w rozdziale poświęconym przecierom owocowym i warzywnym. W tym rozdziale zwrócono tylko uwagę na te problemy, które są istotne w produkcji soku pomidorowego. Schemat technologiczny produkcji soku, niezależnie od linii technologicznej, na których jest realizowany, obejmuje następujące etapy:

* obróbkę wstępną surowca (mycie i przebieranie), - zabiegi termomechaniczne (rozdrabnianie. podgrzewanie miazgi pomidorowej, wyciskanie soku),

* obróbkę stabilizacyjną (odpowietrzanie soku, homogenizację, sterylizację)

* rozlew i utrwalanie.

Obróbka wstępna obejmuje mycie i przebieranie surowca. Mycie pomidorów jest bardzo ważnym zabiegiem, który obok brudu, kurzu i piasku, usuwa część mikroflory powierzchniowej. Do mycia pomidorów są stosowane płuczki pneumatyczne, bębnowe lub natryskowe. Do przebierania pomidorów służą transportery rolkowe przesuwające się z prędkością 0,1 - 0,2 m/sek. Przebieranie pomidorów przeprowadza się ręcznie, usuwając pomidory zgniłe, zapleśniałe, plamiste i zielone. Mniejsze nadpsucia są wykrawane nożem przez pracownika. W tym miejscu jeszcze raz należy podkreślić, że w odniesieniu do pomidorów oba te zabiegi mają szczególne znaczenie, ponieważ pozwalają na zmniejszenie zakażenia bakteriami termofilnymi. Bakterie te są bardzo trudne do zniszczenia w obróbce termicznej lub podczas zabiegu sterylizacji, dlatego należy szczególnie starannie prowadzić mycie i usuwanie wszystkich pomidorów z wadami.

Zabiegi termomechaniczne obejmują rozparzanie łącznie z rozdrabnianiem i ekstrakcją soku. Rozparzanie prowadzi się w różnych typach urządzeń tzw. rozparzalnikach ciągłych (ślimakowych, rurowych, wężownicowych) przestrzegając zasady aby rozdrabniacz był zainstalowany tuż przed rozparzaczem. Uzasadnia to fakt, że szybkość rozparzenia, bezpośrednio po rozdrobnieniu, ma decydujący wpływ na jakość i trwałość gotowego wyrobu. Należy podkreślić, że problem ten ma szczególne znaczenie w przypadku pomidorów, ponieważ występujące enzymy z grupy depolimeraz, oksydaz oraz enzymy hydrolizujące mogą w ciągu kilku minut spowodować nieodwracalne zmiany wielu związków, np. całkowity rozkład związków pektynowych, utlenienie witaminy C, zmiany barwników. W nowoczesnych liniach do produkcji soku pomidorowego urządzenia do obróbki termomechanicznej zostały tak zaprojektowane, że rozdrabnianie zostało połączone z rozparzaniem. Przykładem takiego urządzenia jest omówiony w poprzednich rozdziałach "termobrek". W termobrekach, w których czas rozparzania wynosi 3 minuty, stosuje się na ogół temperaturę 85° C. W innych urządzeniach można stosować temperatury w znacznie szerszym zakresie np. od 71 - 98° C.

Do oddzielania soku zaleca się stosowanie ekstraktorów śrubowych. Wydajność soku powinna wynosić 70 - 75%. Wyższa wydajność pogarsza konsystencję wskutek większego udziału błonnika. Nie zaleca się stosowania przecieraczek ponieważ powodują napowietrzanie soku.

Doprawianie soku uwarunkowane jest wymaganiami polskiej normy, która określa, że: zawartość ekstraktu ogólnego powinna wynosić nie mniej niż 4.5%, kwasowość ogólna (jako kwas cytrynowy) w granicach 0,4 - 0,6%, pH w granicach 4,0 - 4,5, zawartość soli kuchennej, nie więcej niż 0,8%.

W zależności od składu chemicznego surowca i wymagań konsumentów sok pomidorowy może być produkowany jako sok naturalny, bez dodatków lub z zastosowaniem dodatku cukru, soli a nawet przypraw smakowych. Wprawdzie polska norma nie uwzględnia dodatku cukru, natomiast dopuszcza dodatek soli, to w niektórych krajach stosuje się dodatek cukru w celu korekty wskaźnika cukru / kwasu. Korzystnie wpływa na smak i wartość odżywczą soku pomidorowego osiąga się przez dodatek niewielkich ilości przecieru z czerwonej słodkiej papryki. Uzyskany produkt ma bardzo intensywną barwę, dobry smak podwyższoną zawartość witaminy C oraz -karotenu.

P r o c e s y stabilizacyjne ograniczone są do odpowietrzania i homogenizacji. W liniach do ciągłej produkcji soku odpowietrzanie odbywa się w zbiornikach, w których redukuje się ciśnienie za pomocą pompy próżniowej. Proces homogenizacji stosowany jest w celu zmniejszenia w nim tendencji do osadzania części stałych.

Rozlew i utrwalanie Powszechnie stosowana jest metoda gorącego rozlewu soku z późniejszym utrwaleniem termicznym w opakowaniach jednostkowych. Sok pomidorowy po pasteryzacji błyskawicznej w temperaturze około 120° C rozlewa się na gorąco w temperaturze 85 -90° C, po czym pasteryzuje w temperaturze 85 -87° C w ciągu 23 - 25 min., a następnie schładza. Utrwalanie powinno być przeprowadzone bardzo starannie, ze względu na obecność w sokach pomidorowych drobnoustrojów przetrwalnikujących. Najbardziej niebezpieczne są dwa rodzaje bakterii: Bacillus thermoacidurans i Clostridium pasteurianum. Bacillus thermoacidurans, wywołuje tzw. psucie płaskokwaśne, w wyniku przemiany węglowodanów w kwasy bez wytwarzania gazów. Clostridium pasteurianum wytwarza duże ilości kwasu masłowego i octowego z równoczesnym wydzielaniem dużych ilości gazów.

Najbardziej odporne na warunki termiczne są przetrwalniki bakterii Bacterium thermoacidurans i dlatego bierze się je pod uwagę przy doświadczalnym ustalaniu tzw. równoważników sterylizacji. Przykładowo równoważniki te przedstawiają się następująco:

Temperatura [ ° C] 115 118 121 123 126 129

Czas [sęk] 200 90 42 19 9 4,2

Ogólnie panuje tendencja do podwyższania temperatury sterylizacji, kosztem skracania jej czasu. ze względu na niekorzystne zmiany cech produktu następujące przy dłuższym ogrzewaniu.

Soki marchwiowe.

Zainteresowanie technologią soku marchwiowego wynika z szczególnie wysokiej wartości odżywczej marchwi i jej przetworów. Soki przecierowe z marchwi produkowane są przez ekstrakcję na zimno lub po jej rozparzeniu. Sok na zimno otrzymuje się przez rozdrobnienie i przetarcie oczyszczonej i obranej marchwi w tzw. kominutorze Schwarza. Jest to rodzaj trójstopniowego młynka z sitami o kolejno zmniejszających się otworach, w którym przy przecieraniu marchwi otrzymuje się 60 - 80% soku z rozdrobnionym miąższem. Po ogrzaniu do temperatury 80° C sok doprawia się 0,3% dodatkiem soli, następnie homogenizuje, ponownie podgrzewa i rozlewa do puszek, po czym sterylizuje w temperaturze 121° C przez 30 min. i schładza.

Produkcja soku przecierowego z marchwi rozparzonej polega na tym, że marchew po umyciu i obraniu rozparza się w wodzie, a następnie rozdrabnia w młynku młotkowym. Gęsty przecier rozcieńcza i doprawia cukrem i kwaskiem cytrynowym lub naturalnymi sokami w wysokiej kwasowości do pH 4,2 i utrwala w puszkach przez pasteryzację. Inne technologie podają, że marchew po przebraniu myje się w płuczce łopatowej lub bębnowej, następnie oczyszcza się w ocieraczce karborundowej i obcina końce o zielonej barwie. Oczyszczone korzenie kraje się w krajalnicy w plastry o grubości 5-7 mm i rozparza w temperaturze 100 -105° Ć wciągu 10 min.

Plastry po rozparzeniu muszą być miękkie ale nie rozgotowane. Po rozparzeniu marchew rozdrabnia się za pomocą rozdrabniaczy nożowych lub tarkowych, a następnie przeciera za pomocą przecieraczek z sitem o otworach 0,7 - 1,0 mm. Przecier rozcieńcza się roztworem cukru o stężeniu 9 - 10% w stosunku 1:1, dodając równocześnie 20 -30 mg% kwasu askorbinowego i po starannym wymieszaniu poddaje się homogenizacji. Sok po odpowietrzeniu rozpyłowym podgrzewa się do temperatury 70° C i rozlewa w rozlewaczce próżniowej do opakowań, które po zamknięciu poddaje sterylizacji w temperaturze 120° C przez 25 min. Przecier marchwiowy jest stosowany do produkcji soków jednoskładnikowych lub jako komponent wielu soków pitnych. W soku marchwiowym udział przecieru wynosi 45%. Poza tym dodawany jest cukier i kwas cytrynowy, resztę ( ok. 50% ) stanowi woda. W soku marchwiowo-jabłkowvm przecier marchwiowy stanowi 40% a dodatek moszczu jabłkowego 50% z uzupełniającym dodatkiem wody. Norma określa ekstrakt soku 8.5%, kwasowości 0,3%. Do soków witaminizowanych dodaje się kwasu askorbinowego w ilości 0.5 g/l. Dodatek ten oprócz zabezpieczenia biologicznego, zabezpiecza produkt przed zmianami barwy.

Sok selerowy

W procesie produkcji soku przecierowego z selera poza myciem surowca, prowadzi się wstępne obgotowywanie a następnie rozdrabnianie połączone z rozparzaniem w termobreku. Przecieranie prowadzi się w ekstraktorze ślimakowym. Podczas kupażowania soku brane są pod uwagę upodobania konsumentów. Dopuszczamy jest dodatek soli. cukru, kwasu askorbinowego a nawet w niektórych przypadkach dodatek soku z białych porzeczek w ilości 25 -30%. Produkt ogrzewa się do temperatury 85° C napełnia opakowania i utrwala poprzez pasteryzację lub sterylizację.

Sok z czerwonych buraków

Przy produkcji soku przecierowego buraki po umyciu blanszuje się w wodzie, rozdrabnia w tzw. kominutorze Schwarza, rozlewa do puszek w temperaturze 95° C i po odpowietrzeniu sterylizuje w ciągu 30 min. w temperaturze 121° C.

Sok szpinakowy

Produkcja soku przecierowego ze szpinaku obejmuje obróbkę wstępną polegającą przede wszystkim na myciu liści przy pomocy płuczek grabkowych. Następnie stosowane jest 3 min. blanszowanie szpinaku parą, rozdrabnianie oraz rozcieńczania. Sok doprawiany jest solą w ilości 0,5 - 1,0% i sterylizowany w temperaturze 122,5° C. Sterylizacja powoduje obniżenie cech organoleptycznych ujawniających się koagulacją i wytrącaniem cząstek stałych w postaci dużych skupisk. Procesowi temu zapobiega się poprzez zakwaszenie soku do pH 4,0 i utrwala w temperaturze 93 - 100° C. Inne koncepcje przewidują dodatek kwasu askorbinowego, cytrynowego lub kremogemu z porzeczki lub jabłek, w łącznej ilości 8%. Należy pamiętać, że każdy z wymienionych powyżej jak również i nie wymienionych typów soków wymaga innych zabiegów technologicznych. Najczęściej jednakowa jest obróbka wstępna i końcowe utrwalanie produktu. W środkowej fazie produkcji występują różnice wynikające przede wszystkim z powodu zróżnicowanej budowy morfologicznej, różnic składu chemicznego i cech smakowych, surowca i wymogów konsumenta.

Soki wielowarzywne

Na bazie soków jednowarzywnych produkowane są soki wielowarzywne, cieszące się znacznie większym zainteresowaniem konsumentów aniżeli soki jednowarzywne. Półprodukty do produkcji soków wielowarzywnych przygotowuje się w formie przecierów lub soków z zawiesiną. W pierwszym etapie procesu technologicznego warzywa poddaje się obróbce wstępnej i termomechanicznej a następnie przecieraniu w ekstraktorze ślimakowym. Jednocześnie przygotowuje się wyciągu z przypraw ziołowych, które dodaje się do soków podczas kupażowania. Półprodukty warzywne i wyciągi ziołowe miesza się w zbiorniku kupażowym w stosunku określonym recepturą, dodaje odpowiednie dawki soli i cukru i poddaje zabiegom stabilizacyjnym. Ostatnim etapem procesu technologicznego jest rozlew i utrwalanie. Stosuje się analogiczne parametry jak przy produkcji przecieru pomidorowego. Z opisanych warzywnych soków jedno i wieloskładnikowych typu przecierowego tylko sok pomidorowy i niektóre soki wielowarzywne produkowane na bazie soku pomidorowego są produkowane na szeroką skalę przemysłową. Pozostałe gatunki produkowane są w niewielkich ilościach i to przede wszystkim jako półprodukty do wyrobu żywności dla dzieci.

6.Technologia kwaszarnictwa

Kiszenie jest jedną z najstarszych metod konserwowania owoców i warzyw. Utrwalenie surowca jest wynikiem rozwoju bakterii fermentacji mlekowej i wytworzenia podczas jej trwania około 1.3 - 1.8% kwasu mlekowego. Na. ogół trwałość produktu kiszonego następuje po obniżeniu pH środowiska poniżej 4. Niskie pH i beztlenowe warunki sprawiają, że kiszonka jest trwała i może być przechowywana przez dłuższy czas zwłaszcza gdy temperatura przechowywania jest niska. Dostęp powietrza, odkryta powierzchnia kiszonki oraz podwyższona temperatura przechowywania umożliwiają rozwój drobnoustrojów szkodliwych i psucie gotowego produktu. W tych warunkach na powierzchni kiszonki mogą się rozwijać pleśnie i drożdże kożuchowe Spalają one kwasy - spadek kwasowości - powrót do warunków umożliwiających rozwój szkodliwych bakterii. Fermentacja mlekowa zachodzi pod wpływem kompleksu enzymów, które powodują zamianę heksoz na kwas mlekowy, tj. a - hydroksy- propionowy (1.0-1.8%, pH 3.5-4,0). Niskie pH wstrzymuje rozwój pewnych drobnoustrojów oraz enzymatyczne procesy hydrolityczne, utleniania i inne. Bakterie fermentacji mlekowej, które wytwarzają powyższe enzymy można podzielić na bakterie czystej fermentacji mlekowej (homofermentatywne bakterie mlekowe: Slreptococcus lactis. Streptobacterium lactis. Thermobacterium lactis) i bakterie o złożonej fermentacji (heterofermentatywne; Streptobacterium plantarum, Betabacterium brevis, Leuconostoc mesenteroides). W wyniku rozwoju tych ostatnich poza kwasem mlekowym powstają inne substancje np. alkohol etylowy, kwas octowy, mannit, gliceryna, przyczyniające się do aromatyzacji produktów ukwaszonych. Zawartość składników podstawowych jak: białka, tłuszczów, błonnik, sole mineralne -jest w kiszonce prawie taka sama jak w surowcu. Ilość cukru jest mniejsza, ale jest większa ilość kwasu mlekowego. W kiszonce jest tez wyższa zawartość kwasu askorbinowego, zawiera też acetocholinę, która działa antagonistycznie w stosunku do adrenaliny i obniża ciśnienie krwi. Acetocholina działa tez na perystaltykę jelit. Kapusta kiszona działa bakteriobójczo w stosunku do bakterii Gram(+) i Gram (-), podobnie hamuje rozwój pałeczek okrężnicy i paratyfusu. Kapusta kiszona zawiera też witaminy A, B i E oraz amidy pobudzające czynność gruczołów ślinowych i trawiennych. Te cenne właściwości ma tylko kapusta surowa. Gotowanie niszczy acetocholinę.

Najbardziej popularnymi produktami otrzymanymi w wyniku ukwaszania są: kiszona kapusta i ogórki. Wspólną cechą kiszonek spożywczych jest dodatek 1,5 - 3% Nad. Dodatek ten stosowany jest nie tylko ze względów smakowych lecz głównie w celu wydzielania soku tj. wywołania zjawiska egzoosmozy w następstwie wysokiego ciśnienia osmotycznego na zewnątrz tkanki. Pobudza rozwój bakterii mlekowych, zmniejsza dyfuzję tlenu do soku.

Produkcja kapusty kwaszonej

Kapusta kiszona jest to produkt otrzymany z kapusty głowiastej, białej, oczyszczonej z liści zewnętrznych, spokrojonej, zasolonej i poddanej naturalnemu procesowi fermentacji mlekowej. Wśród wielu odmian kapusty najwyższą przydatnością do kwaszenia charakteryzują się odmiany: Amager, Langedijker, Holenderska, Kamienna Głowa, Brunświcka. Odmiany te charakteryzują się dużą zawartością cukru, białym kolorem liści, słabo rozwiniętym głąbem i delikatnym Unerwieniem liści. Przed rozpoczęciem produkcji kapustę składuje się 2-3 dni w stosach w temperaturze 15-18° C celem: wybielenia liści, podwiędnięcia i nagrzania.

Produkcja kapusty kiszonej rozpoczyna się od przygotowania surowca i zabieg ten obejmuje: sortowanie, usuwanie liści zewnętrznych zielonych i nadpsutych oraz rozkruszanie głąba. Rozdrabnianie kapusty prowadzi się za pomocą tzw. szatkownic, pozwalających otrzymać krajankę o grubości od 1 - 6 mm. Z szatkownicy krajanka przenoszona jest transporterem do basenów. W czasie transportu krajankę dogrzewa się parą do 22° C, dla łatwiejszego zafermentowania.

Rozdrobnioną kapustę układa się warstwami w zbiornikach betonowych lub beczkach. Poszczególne warstwy ubija się i przesypuje solą (2-2,5% soli w stosunku do ciężaru kapusty). Można dodawać kminku 0,05-0,3%, ponadto jabłka, żurawinę lub marchew -2-3%. Proces napełniania dużych zbiorników odbywa się mechanicznie i jest poprzedzony mieszaniem krajanki z solą. Solenie kapusty przed zasypem do silosa ma na celu między innymi spowodowanie maceracji krajanki. Jest to niezbędnym warunkiem prawidłowego kwaszenia kapusty zwłaszcza bez ubijania krajanki. W metodzie kwaszenia kapusty w dużych zbiornikach, zamiast ubijania, powierzchnię kapusty obciąża się pojemnikami z tkaniny gumowanej wypełnionej wodą. Ten rodzaj przykrycia nie tylko ugniata kapustę, ale ściśle przylegając zabezpiecza powierzchnię przed dostępem powietrza. Sól dodana do kapusty powoduje, że na zewnątrz komórki powstaje roztwór o znacznie większym ciśnieniu osmotycznym niż ciśnienie soku wewnątrz komórek. Wskutek tego, sok komórkowy dyfunduje na zewnątrz, a ponieważ zawiera sole mineralne, cukier, wytwarzają się dogodne warunki dla rozwoju bakterii kwasu mlekowego. Dodatek soli wzmaga rozwój i czynności bakterii mlekowych oraz osłabia rozwój mikroflory niepożądanej.

Przebieg procesu fermentacji odbywa się w trzech etapach. Podczas pierwszego etapu fermentacji wstępnej rozwijają się różne formy drobnoustrojów, ale ze względu na wytworzone warunki najsilniej rozwijają się bakterie fermentacji mlekowej. Wstępna fermentacja nie powinna trwać dłużej niż dwa dni. Bardzo ważnym czynnikiem uzyskania prawidłowego przebiegu fermentacji jest utrzymanie temperatury w granicach 20 -24° C. Silny rozwój drobnoustrojów powoduje nasilenie procesu fermentacji mlekowej i rozpoczęcie drugiego etapu tzw. fermentacji burzliwej. Podczas drugiego etapu fermentacji występuje intensywne wydzielanie gazów (głównie CO₂) i powstanie piany na powierzchni kwaszonki. Fermentacja burzliwa trwa od 3- 4 dni a temperatura otoczenia powinna wynosić od 18 - 20° C. Bardzo istotne jest odprowadzanie gazów w czasie fermentacji, nieodpowiednie wykonanie tego zabiegu powoduje gorzknienie kapusty. W pierwszym etapie bakterie mlekowe wytwarzają od 0.7 - 1 % kwasu mlekowego. W drugim etapie fermentacji ilość wytworzonego kwasu mlekowego wzrasta od 1.5 do 1.8%. Wraz ze wzrostem kwasowości maleje intensywność wydzielania się gazów a intensywność przebiegu procesu słabnie. W trzecim etapie tzw. fermentacji cichej występuje tylko nieznaczne wydzielanie gazów, fermentacja cukrów przebiega bardzo powoli a poziom kwasu mlekowego osiąga wartość ok. 2.5%.

Po zakończeniu fermentacji należy jak najszybciej obniżyć temperaturę pomieszczenia poniżej 15° C, a następnie tak regulować temperaturę aby nie następował wzrost kwasowości. W tym okresie zachodzi dofermentowanie cukrów i jednoczesne wytworzenie związków aromatycznych nadających cechy smakowe, zapachowe charakterystyczne dla tego gatunku wyrobu. Cały cykl fermentacji trwa około 6 tygodni. Ukwaszoną kapustę przechowuje się w temperaturze bliskiej 0⁰C. Procesy pielęgnacyjne, które trzeba prowadzić podczas produkcji i przechowywania kapusty polegają na:

• usuwaniu piany z powierzchni w czasie fermentacji.

• systematycznym uzupełnianiu zalewy,

• utrzymywaniu właściwej temperatury podczas poszczególnych etapów procesu,

• usuwanie z powierzchni "kożucha" ewentualnie warstwy gnilnej,

• utrzymywanie w czystości ścian zbiornika, pokryw, obciążników itd.

Do dystrybucji przepakowuje się kapustę z silosów do beczek przyjmując że ilość soku w stosunku do kapusty powinna wynosić 12-15%. Prawidłowy skład chemiczny dobrze ukiszonej kapusty przedstawia się następująco:

kwasy nie lotne (jako kwas mlekowy) 1,0 - 1,3%

kwasy lotne (jako kwas octowy) 0,2 - 0,3%

alkohol 0,5 - 0,6%

cukru 0,0 -0,2%

związki azotowe 1,5%

NaCl 2 - 3%

sucha masa 10 -12%

witamina C 20 - 30mg%

Kapustę kiszoną można poddawać pasteryzacji w opakowaniach jednostkowych wówczas przedłuża się jej trwałość i ułatwia dystrybucję. W tym celu kapustę blanszuje się w temperaturze około 80°C przez 3-5 minut gorącą pakuje się do opakowań i dodaje gorącego soku z kapusty kiszonej. Po zamknięciu opakowania pasteryzuje się w temperaturze 95°C.

Produkcja ogórków kwaszonych.

Ogórki kwaszone są produktem otrzymanym ze świeżych ogórków przez dodanie przypraw aromatycznych i smakowych, zalanie roztworem soli kuchennej i poddanie naturalnemu procesowi fermentacji. Najodpowiedniejszymi do ukwaszania są ogórki świeże, czyste zdrowe bez uszkodzeń, jędrne, zabarwieniu zielonym, gładkiej lub lekko pofałdowanej powierzchni o małej komorze nasiennej. Długość ogórków winna wynosić od 8 -15 cm a grubość mniejsza od połowy długości, ale nie przekraczająca 5 cm. Najbardziej przydatne odmiany to: Monastyrski, Przybyszewski, Trocki, Wisconsi 18, Delikates, Delicius, Polan F1, Forum F1. Decydujący wpływ na jakość ogórków mają warunki uprawy a przede wszystkim nawożenie i wilgotność gleby, podczas ich wzrostu. Ogórki z plantacji nawożonych tylko azotem mineralnym mają gorszy smak, niekorzystną konsystencję oraz puste kanały na przekroju. Ogórki do kiszenia powinny być uprawiane na oborniku przeoranym jesienią.

Moczenie i mycie ogórków

Moczenie ma na celu odmoczenie i usunięcie brudu z ogórków poprawę jędrności utraconej w czasie transportu i konsystencji. Moczenie może trwać od 0,5 - 4 godzin w zależności od stanu surowca. Mycie ogórków odbywa się metodą dwustopniową w pierwszym etapie stosuje się płuczki szczotkowe, a w drugim bębnowe z silnym natryskiem wodnym.

Przebieranie i kalibrowanie.

Przebieranie prowadzi się na taśmie usuwając ogórki nie nadające się do kwaszenia. Kalibrowanie ogórków przeprowadza się przy pomocy kalibrownic na następujące wielkości:

grubość długość

do 4 cm 8 -10 cm

do 4,5 cm 10 -12 cm

do 5 cm 12-15 cm

Wyrównanie ogórków wpływa na równomierny przebieg kwaszenia a to zapewnia bardziej ujednoliconą jakość wyrobu gotowego.

Przyprawy. Do kwaszenia ogórków stosowane są następujące przyprawy: korzeń i liście chrzanu, koper. czosnek, liście laurowe oraz inne liście np. dębu, wiśni, porzeczki, winorośli. Stosowane przyprawy powinne być czyste, świeże, zdrowe aby nie były przyczyną zakażenia mikroflorą szkodliwą. Skład przypraw oraz ich ilość (% ) w stosunku do ogórków świeżych powinien być następujący:

* przyprawy podstawowe:

koper świeży - łodygi z baldachami- 2,5 korzeń chrzanu 0,2

liść chrzanu 0,8

czosnek 0,15

* przyprawy dodatkowe (zalecane)

liście porzeczki 0,02

liście winogron 0,02

papryka 0,02

majeranek zielony 0,02

liść laurowy 0,01

gorczyca 0,04

estragon 0,03

W produkcji ogórków kwaszonych na rynek krajowy muszą być stosowane przyprawy podstawowe, natomiast przyprawy zalecane stosuje się w zależności od wymagań odbiorców.

Ogólne zasady fermentacji ogórków

60 kwaszenia ogórków stosowane są przede wszystkim beczki. W produkcji masowej wykorzystywane są bardzo często zbiorniki betonowe lub metalowe o pojemności 10-20 m³, zaopatrzone w chłodnicę do utrzymywania optymalnej temperatury i pompy do przepompowywania zalewy. W beczkach ogórki układa się ściśle, przekładając przyprawami i zalewa zalewą sporządzoną z soli. Załadunek dużych zbiorników odbywa się mechanicznie. W celu zabezpieczenia ogórków przed uszkodzeniem, zbiornik do połowy napełnia się wodą, którą w miarę lądowania zbiornika ogórkami spuszcza się do kanalizacji lub wykorzystuje do mycia surowca.

Po całkowitym napełnieniu opakowań surowcem i przyprawami, wypełnia się je od 4 - 7% roztworem soli. Stężenie roztworu solanki dobiera się w zależnie od przewidzianego czasu i warunków magazynowania ogórków kwaszonych. Do sporządzenia zalewy stosuje się wodę pitną o minimalnej twardości 12° N (twarda woda zapobiega mięknięciu ogórków - jony wapnia łączą się z pektyną - podwyższając twardość skórek i miąższu) i zawartości żelaza poniżej 0,3 mg/dcm³. Fermentacja mlekowa przebiega z udziałem bakterii mlekowych, które przetwarzają znajdujący się w ogórkach cukier na kwas mlekowy. Dodatek soli w zalewie stwarza korzystne warunki dla rozwoju bakterii kwasu mlekowego niż dla innych organizmów.

Najistotniejszym elementem procesu fermentacji jest zapewnienie odpowiedniej temperatury, korzystnej rozwojowi bakterii mlekowych. Optymalna temperatura powinna wynosić 15 -18° C. W tej temperaturze bardzo dobrze rozwijają się bakterie fermentacji mlekowej, które opanowują środowisko i uniemożliwiają rozwój bakterii gnilnych. W temperaturze powyżej 20° C może następować rozwój bakterii fermentacji masłowej, gnilnych, drożdży a nawet pleśni. Objawia się to pogorszeniem jakości ogórków kwaszonych, a nawet ich zepsuciem. Temperatury niższe, nawet poniżej 12° C nie stwarzają takiego niebezpieczeństwa, gdyż w tych temperaturach rozwijają się tylko bakterie kwasu mlekowego. W praktyce przemysłowej proces fermentacji prowadzi się przez 2 - 3 dni w temperaturze 18-20° C, następnie obniża do 15° C i prowadzi dalszą fermentację, a następnie obniża temperaturę do 6 - 8° C. W takich temperaturach lub zbliżonych do 0° C ogórki kwaszone są magazynowane. W początkowym okresie kwaszenia jak również i magazynowania kontroluje się ; ilość zalewy i jej stężenie, jakość zalewy, szczelność opakowań, stężenie kwasu. Optymalne stężenie kwasu mlekowego, które działa konserwująco i hamuje rozwój drobnoustrojów szkodliwych, wynosi l -1,5%.

W warunkach niewłaściwego przechowywania, a więc nieodpowiedniego zabezpieczenia powierzchni przed dostępem tlenu, braku zalewy w opakowaniach, czy zbyt wysokiej temperatury, następuje w pierwszej fazie, w

wyniku działania pleśni, odkwaszenie środowiska, a następnie gnicie. Pogorszenie jakości konsystencji ogórków kiszonych może być spowodowane rozkładem związków pektynowych w wyniku działania rodzimych, lub wytworzonych przez pleśnie enzymów pektolitycznych. Częściowe zabezpieczenie związków pektynowych osiąga się poprzez dodatek liści bogatych w związki garbnikowe, które łącząc się z pektynami oraz białkiem enzymów pektolitycznych chronią przed hydrolizą pektyn i nadają ogórkom twardą konsystencję. Produkt gotowy zawiera nie mniej niż 0,7% kwasowości. pH 3.2-3.8: soli 1.5-3.5%

Marynaty

Marynowanie ma na celu utrwalenie warzyw - kwasem octowym. Produkuje się marynaty z ogórków, grzybów i buraków ćwikłowych. Rodzaje marynat: łagodne - 0,4-0,8%; średnio kwaśne 1-1,5%; mocne do 3%. Marynaty zawierające <2% kwasu octowego trzeba pasteryzować.

Ogórki konserwowe - są to łagodne marynaty do 0,5% kwasu octowego lub mlekowego - pasteryzowane z dodatkiem 0.05% kwasu benzoesowego lub sorbowego, dla zapobieżenia psuciu się konserwy przez kilka dni -po otwarciu puszki. Odmiany : Monastyrskie, Trockie -jednolicie niezbyt dojrzałe, tępe końce, małe gniazda nasienne, dobrze wypełnione nasiona niezbyt wykształcone, wielkość 6-8 cm średnica <4,5 cm. Przygotowanie surowca: przycinanie końców, moczenie, mycie, nakłuwanie, blanszowanie. Dodatek przypraw: koper, liście i korzeń chrzanu, estragon, majeranek, pieprz, papryka, ziele angielskie. Zalewa - 1% kwasu octowego, 1% soli, 1,5% cukru, do 0,1% kwasu benzoesowego. Temperatura zalewy powinna być >90° C. Po nalaniu zalewy następuje odpowietrzanie w 90-95° C i chłodzi.

Produkcja solonek

Solonki są to warzywa lub grzyby utrwalone solą kuchenną lub jej roztworem. Solonki przeznaczone są po odsoleniu do produkcji marynat, mieszanek warzywnych lub jako składniki gotowych dań obiadowych. Metoda utrwalania półprzetworów przez solenie jest najgorszą metodą konserwowania warzyw i grzybów i stosowanie jej powinno być ograniczone. W czasie odsalania występują ogromne straty cennych składników odżywczych zawartych w surowcu. Pełne zakonserwowanie solą kuchenną może być osiągnięte dopiero przy stężeniu NaCl wyższym od 15 - 25% przy czym i przy tak wysokim stężeniu soli mogą rozwijać się pewne grupy drobnoustrojów tzw. Halofilne. Wiele gatunków pleśni, drożdży i bakterii może rozwijać się przy stężeniu 15%, ale rozwój większości bardzo szkodliwych gatunków ulega zahamowaniu, nawet przy 5% NaCl. Konserwujące działanie soli kuchennej ulega spotęgowaniu w niższej temperaturze. Działanie konserwujące soli - wytwarzanie suchości fizjologicznej, związanej ze wzrostem ciśnienia osmotycznego i procesu odciągania wody z komórek bakterii. 20% Nad - ciśnienie atmosferyczne 100 atm. Powszechnie stosowane są dwie metody solenia pierwsza polega na soleniu solą, druga na dodatku solanki.

Solenie warzyw

Przygotowanie warzyw do solenia obejmuje następujące czynności: przebieranie, czyszczenie, obieranie i krajanie, które w przerobie na dużą skalę odbywa się w sposób mechaniczny. Rozdrobnione warzywa miesza się z solą kuchenną w stosunku ok. 4:1 lub 5:1. Dodana do surowca sól powoduje częściowe odciągnięcie soku komórkowego, dzięki czemu powstaje solanka wypełniająca wolne przestrzenie między częściami solonego surowca. Solą stałą konserwuje się głównie groszek fasolkę. Natomiast roztwór soli stosuje się głównie do solenia grzybów, kalafiorów, korniszonów. Solenie roztworem soli jest kłopotliwsze i zwykle odbywa się przez stopniowe nasycanie surowca, a to wymaga kilkakrotnego zalewania roztworem soli o coraz wyższym stężeniu.

Solenie grzybów

Soleniu poddaje się głównie borowiki, rydze, kurki, gąski, opieńki, maślaki, pieczarki i boczniaki. Grzyby oczyszcza się z igliwia, piasku, sortuje pod względem wielkości kapeluszy, starannie płucze w wodzie, obgotowuje w słabym roztworze soli z dodatkiem kwasu cytrynowego i układa w beczkach lub zbiornikach przysypując je solą w stosunku 8-18%. Solić można grzyby całe, niesortowane lub pokrojone. Po kilku dniach grzyby wydzielają sok wskutek osmotycznego działania soli. Okryte sokiem grzyby zamyka się szczelnie i przechowuje w temperaturze od 0 - 15° C. Grzyby można solić na mokro przez stopniowe wysycanie w solance na drodze kilkakrotnej wymiany solanki o coraz wyższym stężeniu soli. Umożliwia to równomierne nasycenie solą i szybko odcina dostęp tlenu, daje to dobrą konsystencję barwę grzybów.

7.Technologia produkcji koncentratu pomidorowego

Koncentraty pomidorowe są to produkty otrzymane z przecieru pomidorowego na drodze odparowania części wody do określonej zawartości suchej substancji. W zależności od krotności koncentracji i zawartości suchej substancji rozróżnia się cztery typy koncentratu pomidorowego: o zawartości suchej masy 12, 20, 30,40% wagowych.

Surowiec

Przemysłowe owoce pomidorów przeznaczone do przerobu, winny charakteryzować się wysoką zawartością suchej substancji do 8%. cukrów> 3.3%, pektyn oraz umiarkowaną kwasowość 0,4%. Poza tym powinny posiadać charakterystyczny zapach i smak oraz intensywną barwę. Przede wszystkim powinny zawierać duże ilości barwników karotenoidowych. Duża zawartość błonnika utrudnia proces technologiczny ponieważ podczas zagęszczania zwiększa się łatwość przypalania. Pożądane są owoce o budowie gładkiej nie żeberkowanej o nie grubej skórce, małych ale nie drobnych nasionach i niedużych komorach nasiennych. Pod względem stanu fizjologicznego pomidory powinny być w pełni dojrzałe i jednolicie, intensywnie wybarwione. Pomidory przejrzałe wykazują niski poziom pektyn i małą odporność na transport.

Pomidory dostarczane do zakładów powinny być zdrowe, czyste i całe. Pomidory są surowcem, na którym łatwo rozwijają się różne mikroorganizmy i dlatego okres od momentu zbioru do przerobu powinien być maksymalnie krótki.

Do produkcji koncentratu nadają się pomidory odmian: Sława Nadreni, Earliest of Ali, Open Air, Imunn Podliszkowski, Beta 11, Beta 40 i 42 .

Technologia produkcji

Do produkcji koncentratu pomidorowego stosuje się ciągłe linie produkcyjne firmy włoskiej Manzini, jugosłowiańskiej firmy Jedinstvo. Wymienione linie charakteryzują się jednolitym procesem technologicznym a różnią się, niektórymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi poszczególnych maszyn i urządzeń. Produkcję koncentratu można podzielić na pięć etapów:

* obróbkę wstępna surowca

* obróbkę termomechaniczną

* produkcję przecieru

* koncentrację przecieru

* utrwalanie i rozlew gotowego wyrobu.

Obróbka wstępna surowca

Pomidory dostarczane są do zakładów przetwórczych w skrzynkach lub cysternach wypełnionych wodą. Maksymalny czas składowania, od momentu zbioru do przerobu, nie powinien przekraczać 36 - 48 godz. Pomidory dostarczane są do linii przerobowej z pomocą różnego typu przenośników. Najczęściej są to przenośniki hydrauliczne, taśmowe lub rolkowe. W masowym przerobie surowca pomidory składowane są w spławiakach z których kanałami betonowymi przy pomocy wody przetransportowywane są do myjki pomidorów. W czasie transportu hydraulicznego pomidory odmakają i częściowo są myte.

Mycie pomidorów przeprowadza się w myjce wodno- powietrznej, która połączona jest z transporterem rolkowym na którym odbywa się przebieranie pomidorów. Przebieranie jest jednym z ważniejszych zabiegów technologicznych wstępnej obróbki surowca i decyduje ono w dużym stopniu o jakości produktu. Przebieranie polega na usuwaniu pomidorów nadgniłych, nadpsutych lub niedojrzałych. Zastosowanie przenośników z rolkami aluminiowanymi obracającymi się po podłużnych ogumionych szynach umożliwia ich dokładny przegląd. Zabieg przebierania prowadzony jest ręcznie.

Obróbka termomechaniczna

Rozdrabnianie pomidorów

Rozdrabnianie pomidorów ułatwia przeprowadzenie dalszych operacji technologicznych między innymi ogrzewanie miazgi, przecieranie i jej transport. Do rozdrabniania stosuje się:

* urządzenia rozdrabniające, wmontowane wewnątrz termobreku.

* szybkobieżne rozdrabniacze nożowe lub rozdrabniacze dwuwalcowe.

W liniach ciągłych do produkcji koncentratu pomidorowego rozdrabnianie połączone jest z jednoczesnym oddzieleniem nasion, których obecność w czasie późniejszego ogrzewania miazgi ujemnie wpływa na smak i wartości dietetyczne produktu.

W liniach Jugosłowiańskich firmy "Jedinstvo" separator nasion składa się z trzech maszyn: gniotownika, separatora- młynka i przecieraczki. W urządzeniu tym oddzielanie miąższu i skórek od części płynnych łącznie z nasionami jest połączone z jednoczesnym rozdrabnianiem miąższu i skórek w ślimakowym separatorze. Separator - młynek zbudowany jest ze stalowego walca z dnem sitowym, wewnątrz walca znajduje się ślimak z 4 - ramiennym nożem. Zaraz za nożem umieszczone jest sito z otworami o średnicy 12 mm. Zgniecione pomidory w młynku zębatym przechodzą do separatora ślimakowego, gdzie sok i nasiona przechodzą przez sito do przecieraczki, a miąższ ze skórkami rozdrobniony zostaje nożem i pod naciskiem ślimaka po przejściu przez otworki sita przedostaje się przewodem do zbiornika miazgi. Przecieraczka posiada mieszadło skrzydłowe i sito o średnicy oczek 0,6 mm. Sok oddzielony od nasion spływa przewodem i łącznie z miazgą spływa do zbiornika miazgi. W ten sposób unika się rozdrabniania całych pomidorów i naruszania przy tym nasion, ograniczając się do wstępnego gniecenia i rozdrabniania miąższu i skórek po wydzieleniu śluzowate - sokowej masy, zawierającej nasiona.

Podgrzewanie miazgi odbywa się w podgrzewaczach ciągłych ogrzewanych do temperatury 85 - 90° C. Najczęściej stosowane są podgrzewacze rurowe, rurowo - ślimakowe oraz z rurową wężownicą grzejną.

Do p r z e c ierania, miazgi stosowane są przecieraczki cylindryczne skrzydełkowe wyposażone w sito o średnicy otworów nie większej niż 0,7 mm. Dodatkowo stosuje się przecieraczki dwustopniowe a nawet trójstopniowe. W przecieraczkach dwustopniowych miazga podlega dwukrotnemu przetarciu przez sita o średnicy oczek 1,5 mm, a następnie przez sito o średnicy oczek 0,5 - 0,75 mm. W przecieraczkach trójstopniowych sita mają kolejno następujące wymiary oczek: I-1,2 mm, II - 0,8 mm i III - 0,6 mm.

Zagęszczanie przecieru pomidorowego.

W Polsce najczęściej instalowanymi w liniach do ciągłej produkcji koncentratu pomidorowego wyparkami są: jugosłowiańskiej firmy "Jedinstvo" i włoskiej firmy Tito Manzini e Figli. Urządzenie to składa się z dwóch wyparek próżniowych (I i D), kondensatora półbarometrycznego, pompy próżniowej, automatycznej regulacji i kontroli pracy urządzenia. Każdy dział wyparki zbudowany jest z kaloryzatora i separatora. Kaloryzator stanowi metalowy

cylinder z dwoma równoległymi dnami, w które wmontowany jest system rur. W górnej i dolnej jego części znajdują się komory, które łączone się z separatorem rurą cyrkulacyjną. Wymiary wyparek są identyczne, z tą tylko różnicą, że powierzchnia grzejna kaloryzatora I wynosi 27 m², a kaloryzatora II - 32 m².

W pierwszej fazie rozruchu urządzenia wytworzona zostaje próżnia 86,50 - 93,1 kPa przy pomocy pompy próżniowej, a jednocześnie doprowadzona woda do skraplacza półbarometrycznego. Przecier pomidorowy zasysany jest do dolnej komory kaloryzatora wyparki I a następnie wypełnia rurki kaloryzatora . Po napełnieniu wyparki przecierem otwiera się zawór parowy komory grzejnej I dziani wyparki. Dopływ pary reguluje się w ten sposób, aby w I dziale wyparki próżnia utrzymywała się w granicach 40,0 - 53,3 kPa, a temperatura 80 - 90° C. W kaloryzatorze przecier przyjmuje ciepło od pary grzejnej doprowadzonej do przestrzeni międzyrurkowej dzięki czemu ogrzewa się i unosi przepływając przez rurki kaloryzatora do jego górnej komory a następnie do separatora. W separatorze, w którym panuje zmniejszone ciśnienie następuje odparowanie części wody. Następnie przecier wraca przewodem łączącym separator z kaloryzatorem do dolnej komory kaloryzatora, by ponownie się ogrzać i powtórzyć obieg: kaloryzator - seperator. W tym czasie na pulpicie sterowniczym nastawia się skalę instrumentu pomiaru suchej masy na żądaną jej zawartość, uruchamia pompę cyrkulacyjną i rozpoczyna się cyrkulacja koncentratu przez układ refraktometryczny. Krążenie odbywa się tak długo, aż przecier uzyska żądany ekstrakt. Wówczas odprowadzany jest z pierwszego działu do drugiego. W pierwszym dziale następuje zagęszczanie przecieru do zawartości ekstraktu 15%. Drugi kaloryzator ogrzewany jest oparami z pierwszego separatora. Temperatura w drugim separatorze wynosi ok 35-40° C, a podciśnienie 93,1- 95,7 kPa. Przebieg procesu zagęszczania w wyparce pierwszej i drugiej jest bardzo podobny. W czasie procesu zagęszczania regulatory poziomu w obu działach wyparki utrzymują stały poziom przecieru, w związku z tym zasysane jest do wyparki tyle przecieru ile odparowuje się wody. W drugim dziale wyparki następuje zagęszczenie przecieru do 30%.

Podciśnienie w obu wyparkach uzyskuje się dzięki pracy pompy próżniowej i skraplacza półbarometrycznego. Opary z drugiego separatora wysysane są do skraplacza, gdzie pod wpływem zimnej wody ulegaj ą skropleniu.

W liniach włoskich instalowane są wyparki Titano firmy Manzini e Fligli. Urządzenie stanowi dwudziałowa stacja wyparną zestawiona z dwóch aparatów w pionie, jedna nad drugą: wyparka A z wewnętrzną rurkową komorą grzejną i wyparki B z pierścieniową komorą grzejną. W wyparce A odbywa się pierwszy etap zagęszczania w temperaturze 40 - 42° C. Krążenie przecieru odbywa się w sposób naturalny dzięki podnoszeniu się masy ogrzewanej w rurkach o małej średnicy i opadaniu w rurze cyrkulacyjnej.

Podgęszczony przecier zbiera się w skośnej dolnej części wyparki, skąd jest przekazywany przewodem rurowym za pomocą pompy do wyparki B. Tutaj następuje drugi etap zagęszczania w temperaturze 60 - 62° C. Dopływ podgęszczonego roztworu do dolnej wyparki jest regulowany automatycznie przez zawór sterowany elektronowym regulatorem poziomu. W wyparce B jest zastosowane wymuszone krążenie podwójne, przy użyciu mieszadła palczastego i pompy cyrkulacyjnej. Stopień koncentracji produktu jest stale kontrolowany za pomocą refraktometru elektronowego, który steruje elektronicznym zaworem i otwiera zawór na odpływie koncentratu do rozlewaczek, gdy masa osiągnie odpowiednie stężenie. Kondensator B jest ogrzewany parą kotłową ochłodzoną wodą w oziębiaczu do temperatury 92-95° C, a wyparka A jest ogrzewana oparami z koncentratora B. Redukcję ciśnienia w wyparce A uzyskuje się za pomocą dwustopniowego eżektora parowego i skraplacza półbarometrycznego. W procesie zagęszczania przecieru pomidorowego odparowuje się głównie wodę. W konsekwencji wywołuje to koncentrację suchej substancji. W procesie zagęszczania traci się częściowo aromat przecieru pomidorowego. Koncentrat posiada również ciemniejszą barwę niż wyjściowy przecier pomidorowy. Zachodzą bowiem zmiany chemiczne, częściowy rozkład barwników i witamin, rozkład cukrów, powstanie ciemno zabarwionych związków cukrów z białkami. Zmiany te są tym większe, im jest wyższa temperatura zagęszczania przecieru i dłuższy czas jej działania.

Rozlew i utrwalanie koncentratu pomidorowego.

Koncentrat pomidorowy rozlewa się na gorąco (80 -85° C) do wyjałowionych opakowań, którymi mogą być: puszki z białej lakierowanej blachy ( 50,100,300,500g). słoje szklane lub z innych tworzyw, opakowania hurtowe jak; beczki, balony szklane. Małe opakowania pasteryzuje się w temperaturze około 100° C przez 25 minut. Po rozlaniu i utrwaleniu produkt należy niezwłocznie schłodzić. Koncentrat przeznaczony do składowania w beczkach konserwuje się przy użyciu dopuszczalnych środków chemicznych (kwasu benzoesowego, benzoesanu sodu w ilości 0,08%). Koncentrat przechowuje się w magazynach o temperaturze 0 - 15°C. Opisane zabiegi technologiczne realizowane są na zestawach urządzeń i maszyn tworzących ciągłe linie technologiczne. Przykładowy schemat linii do ciągłej produkcji koncentratu pomidorowego firmy "Jedinstyo" .Proces technologiczny przetwarzania pomidorów na tej linii polega na ich umyciu w płuczce pneumatycznej, przesortowaniu na przenośniku rolkowym, po czym podlegają one rozdrobnieniu z równoczesnym usunięciem nasion w agregatorze do miażdżenia owoców i usunięciu nasion. Pompa tłokowa przetłacza miazgę ze zbiornika do podgrzewacza. Podgrzana miazga podlega przetarciu w trójstopniowej przecieraczce. Pozbawiony nasion sok i miazga z przecieraczki spływa do wspólnego zbiornika. Przecier pomidorowy zagęszcza się do określonej zawartości suchej substancji w dwudziałowej wyparce AC. Produkt zagęszczony ogrzewany jest do temperatury 85 - 90°C i dozowany jest do opakowań.

8. TECHNOLOGIA SOKOWNICTWA

Wiadomości występne

Soki owocowe surowe są to soki wyciśnięte lub wyekstrahowane z miąższu owoców. Sok, który jest produktem wakuoli komórek tkanek owoców, zawiera w swoim składzie rozpuszczalne substancje ekstraktywne (cukry, kwasy organiczne, sole mineralne) oraz niewielkie ilości stałych i półrozpuszczalnych składników owoców. Wzbogacenie soków owocowych w cenne składniki odżywcze można osiągnąć poprzez częściowe upłynnienie miazgi owocowej za pomocą enzymów pektolitycznych i celulolitycznych. Soki surowe są półproduktem stosowanym do wytwarzania soków pitnych, napojów owocowych, soków w proszku, koncentratów, soków słodzonych, win i galaretek.

Soki warzywne klarowane produkuje się przede wszystkim z buraków ćwikłowych.

Wśród różnorodnego asortymentu soków owocowych produkowanych w Polsce dominuje sok jabłkowy. Polska jest jednym z największych producentów i eksporterów koncentratu jabłkowego w świecie.

Technologia soków owocowych i warzywnych jako półprzetworów

Sezonowe występowanie surowców owocowych i warzywnych zmusza przemysł do produkcji soków owocowych i warzywnych w postaci półprzetworów. W zależności od przeznaczenia soki surowe utrwalane są chemicznie, ale coraz częściej zagęszczane do postaci półkoncentratów lub koncentratów.

Produkcja soków surowych

Wymagania surowcowe

Podstawowym surowcem do produkcji soków w naszym kraju są owoce ziarnkowe (jabłka, gruszki), owoce pestkowe (śliwki, wiśnie, morele) oraz jagodowe (agrest, truskawki, czarna i czerwona porzeczka, żurawiny, maliny). Przydatność owoców do przerobu ustala się na podstawie oceny barwy, stopnia twardości oraz pewnych wskaźników składu chemicznego. Nie wszystkie odmiany danego gatunku owoców w jednakowym stopniu są przydatne do pozyskiwania soku, ze względu na smak. zapach oraz trudności w tłoczeniu. Wymagania jakościowe obejmują ocenę dojrzałości, świeżości, stopnia uszkodzeń, jednolitość odmianową i pod względem rozmiarów, odpowiedni skład chemiczny. Do wyrobu soków należy używać tylko owoce dorodne (nie spady), nie sfermentowane i nie porażone pleśniami. Czynnikiem decydującym o jakości soku z jabłek jest przede wszystkim ich dojrzałość. Na soki powinny być kierowane jabłka o dużej kwasowości, wyrośnięte ale nie przerośnięte. W chwili obecnej preferowanymi odmianami są: Prian, Prima. Priscilla.

Wiśnie stanowią bardzo cenny surowiec dla sokownictwa dzięki zawartości dużej ilości kwasów, cukrów, garbników i intensywnej barwie. Porzeczka czarna jest bardzo cennym surowcem ze względu na duże ilości witaminy C oraz intensywną barwę. Nieco mniejszą wartość przedstawiają porzeczki czerwone.

Agrest stosowany jest przede wszystkim do produkcji soków przeznaczonych na wina, nieco w mniejszych ilościach do produkcji soków pitnych wieloowocowych. Maliny pomimo wielu walorów są przetwarzane na soki w niewielkich ilościach.

W ostatnich latach obserwuje się znaczny wzrost zastosowania do produkcji soku truskawek. Wymaga się aby były one w pełni dojrzale dobrze wybarwione i zdrowe.

Aronia jest owocem, który dopiero zdobywa uznanie w sokownictwie Dużą wartość przetwórczą ma sok z aroni ze względu na intensywnie czerwony kolor i z tego powodu bardzo często stosowany jest jako komponent soków wieloowocowych.

Procesy produkcji soku surowego

Proces produkcji soku surowego obejmuje: mycie i przebieranie owoców, rozdrabnianie, obróbkę miazgi, tłoczenie, wstępne oczyszczanie soku.

Proces obróbki wstępnej surowca obejmujący przebieranie, mycie jest podobny do obróbki stosowanej w innych technologiach. Coraz częściej w celu podniesienia jakości soków stosuje się odpestczanie owoców pestkowych oraz odszypułkowywanie owoców jagodowych i pestkowych. Zabiegi te ułatwiają proces przerobu i eliminują przenikanie do soku niekorzystnych składników takich jak: enzymy, barwniki, glikozydy itp., szczególnie wówczas gdy owoce są rozparzane.

Rozdrabnianie

Właściwym zabiegiem w sokownictwie jest rozdrabnianie surowca polegające na mechanicznym uszkodzeniu tkanki w wyniku rozbicia, rozgniecenia lub roztarcia owoców. Zabieg ten decyduje w znacznym stopniu o wydajności ponieważ tylko z rozdrobnionej komórki wydobywa się sok z tkanki owoców. Jednocześnie rozdrobnienie przy produkcji soku powinno charakteryzować się takim zniszczeniem tkanki i błon komórkowych aby sok otrzymany w wyniku tłoczenia zawierał możliwie jak najmniejszą ilość drobnych części stałych przy jak największej jego wydajności. Dobrze przygotowana miazga charakteryzuje się rozdrobnieniem od 2 - 7 mm. W tym rozdrobnienie powinno być równomierne i na tym mniejsze fragmenty im surowiec jest twardszy.

Do rozdrobnienia owoców miękkich stosuje się gniotowniki a do twardych szarpaki mechaniczne jedno- i dwuwalcowe. W urządzeniach tych rozdrabnianie materiału następuje na skutek szarpiącego działania odpowiednio uzbrojonych w kołki, kolce lub zęby walców obracających się z różną szybkością. Do rozdrabniania jabłek stosuje się najczęściej dezintegrator Rietza. Zbudowany w ten sposób, że na pionowym wale zamocowane są poziomo tarcze z młotkami. Napęd wirnika odbywa się bezpośrednio od pionowego silnika elektrycznego umieszczonego pod wirnikiem. Komora rozdrobnienia jest obudowana wymiennymi sitami przez, które jest odprowadzany na zewnątrz rozdrobniony materiał.

Materiał do rozdrobnienia jest doprowadzany przez zasyp, skąd ślimak podaje do komory rozdrobnienia. Odpady są odprowadzane przez ruszt. Lepsze efekty równomiernego rozdrobnienia i poprawy wydajności soku, np. z jabłek o 10% uzyskuje się z użyciem młotka Buchera. W zależności od gatunku owoców miazga owocowa może podlegać bezpośrednio tłoczeniu lub dalszej obróbce.

Obróbka miazgi

W procesie przerobu owoców jagodowych i pestkowych, jak czarna porzeczka, jeżyna, wiśnia i inne. niezbędne jest przeprowadzenie operacji technologicznych, umożliwiających uzyskanie soku o wysokiej jakości. W zależności od przeznaczenia soku surowego można stosować różne sposoby obróbki miazgi. Miazgę, z której pozyskany sok przeznaczony jest na produkty bezalkoholowe można poddawać traktowaniu preparatami enzymatycznymi, obróbce termicznej, lub połączenia tych metod. W przypadku przeznaczenia soków na wina można poddawać miazgę podfermentowaniu (maceracji).

Niektóre owoce jagodowe i jabłka deserowe ze względu na ich strukturę, która uniemożliwia otrzymanie dużej wydajności soku są traktowane enzymami pektolitycznymi przed tłoczeniem. Enzymy działające na miazgę owocową degradują pektyny i ułatwiają uwalnianie soku z owoców. Procesowi tłoczenia w tym przepadku towarzyszy powtórny dodatek enzymów w celu końcowej depektynizacji i klarowania soku. Innym sposobem traktowania owoców trudno oddających sok, a jednocześnie bogatych w związki barwne i smakowo - zapachowe jest obróbka termiczna połączona z dodatkiem preparatów enzymatycznych.

W procesie podgrzewania miazgi najlepsze efekty otrzymuje się stosując krótkotrwałą obróbkę miazgi w temperaturze 80 - 90° C, a następnie po schłodzeniu do optymalnej temperatury dla aktywności enzymów traktuje się ją enzymatycznymi preparatami pektolitycznymi. Obróbka termiczna przyczynia się do denaturacji komórek tkanki owoców oraz ich rozluźnienia, ułatwia wyługowanie barwników i substancji aromatycznych ze skórki owoców do wydzielającego się soku, przyczynia się do ewakuacji powietrza zapobiegając w ten sposób niekorzystnemu działaniu tlenu, powoduje zniszczenie mikroflory powierzchniowej i inaktywację enzymów.

Obróbkę termiczną wykonuje się w różnych typach podgrzewaczy rurowo-ślimakowych o działaniu ciągłym (termobrekach) lub w urządzeniach działających okresowo.

Obecnie prowadzone są prace doświadczalne nad wprowadzeniem nowego sposobu termicznego przerobu owoców na soki zagęszczone, w których bezpośrednio po obróbce termicznej miazgi następuje dearomatyzacja. W tym rozwiązaniu pektoliza miazgi powinna być prowadzona po dearomatyzacji. Opisany sposób pozwala na znaczne zwiększenie odzysku substancji aromatycznych, które w tradycyjnym procesie pozostają w wytłokach.

Traktowanie miazgi preparatami enzymatycznymi przyspiesza rozkład związków pektynowych do postaci substancji rozpuszczalnych. Ułatwia to proces pozyskiwania soku w wyniku zmniejszenia jego lepkości. O skuteczności działania preparatów enzymatycznych decydują następujące czynniki: rodzaj surowca, aktywność preparatu, temperatura, pH, rozdrobnienie i skuteczność mieszania.

Wraz ze wzrostem dojrzałości owoców w miazgach i moszczach zwiększa się gwałtownie ilość uwalnianych związków pektynowych. Obserwuje się ten efekt przede wszystkim w jabłkach i śliwkach. Optymalne stosowanie i dawkowanie preparatu określone jest w instrukcjach. Należy pamiętać, że dawki te odnoszą się do normalnych warunków prowadzenia procesu, tj. dla średnich szybkości pektoliza i średnich temperatur (15-20° C). Nie uwzględniają one specyficznych warunków, jakie mogą zaistnieć w zakładach przetwórczych, np. skrócenie procesu, zbyt niska lub podwyższona temperatura.

Odczyn środowiska surowców owocowych praktycznie nie może być regulowany i dlatego produkowane są preparaty pektolityczne szerokim przedziale działania. Handlowe preparaty pektolityczne działają skutecznie w zakresie pH od 3,0 do 6,0 zaś ich optimum mieści się w przedziale od 4,2 do 4,8.

Zwiększenie stopnia rozdrobnienia powoduje jednocześnie zwiększenie powierzchni czynnej cząstek, a tym samym podnosi skuteczność działania preparatu. Bardzo ważnym czynnikiem, mającym wyraźny wpływ na efektywność działania preparatów jest skuteczność mieszania miazgi. Stopień rozdrobnienia i skuteczność mieszania określają łącznie tzw. współczynnik penetracji preparatu.

Preparaty pektolityczne mogą być dodawane dwoma sposobami stacjonarnym i dynamicznym. Pierwszy polega na jednokrotnym lub dwukrotnym wprowadzeniu określonej ilości preparatu i wymieszaniu z miazgą. Drugi polega na równomiernym i proporcjonalnym dawkowaniu preparatu do strugi surowca o zmiennym natężeniu przepływu.

Bardzo często opisane metody obróbki miazgi stosowane są indywidualnie. Metodę termiczną stosuje się najczęściej do owoców o małej ilości pektyn np. czarna jagoda i wiśnie, a obróbkę enzymatyczną w przypadku owoców o dużej zawartości pektyn jak porzeczka czarna, jeżyna i niektóre odmiany śliwek.

Dalszym krokiem w udoskonalaniu technologii produkcji soków owocowych jest enzymatyczne upłynnienie surowca. Współdziałanie enzymów celulolitycznych i proteolitycznych prowadzi do całkowitej maceracji tkanki roślinnej, oddzielanie części stałych od płynnych uzyskuje się przez odwirowanie, filtrację lub dekantację. Zaletą tak przeprowadzonego procesu jest wysoka wydajność oraz pożądana barwa soku.

Zoptymalizowany proces obróbki miazgi na przykładzie owoców ziarnkowych.

W przemyśle soków owocowych enzymy stosowane są od ponad 50 lat. Jednakże dopiero rozwój nowoczesnej technologii otrzymywania odpowiednich amylaz i pektynaz spowodował ekonomiczność ich zastosowania w sokownictwie i winiarstwie. Spośród dotychczas polecanych do obróbki miazgi enzymów na uwagę zasługują: Pectinex Ultra SP-L. Pectynex Superpress. Pecnnex BE. Rohapect MA Plus. W przeciwieństwie do tradycyjnych pektynaz wymienione enzymy, które są najczęściej mieszaniną pektolaz i celulaz, działają na polisacharydy oraz upłynniają struktury komórkowe. Dzięki temu zawartość komórek wydobywa się łatwiej na zewnątrz, co odzwierciedla się w zwiększonych wydąjnościach soków oraz podwyższonych zdolnościach przerobowych pras. Wymaganym jest aby optymalna temperatura miazgi kształtowała się w zakresie od 15 - 25°C . W temperaturze powyżej 25°C może nastąpić pogorszenie jakości otrzymanych soków. Zastosowanie opisanych powyżej preparatów pozwala na osiągnięcie wydajności soku rzędu 90%. W technologii otrzymywania soków do celów winiarskich można prowadzić kilkudniowe podfermentowanie na miazdze. Zabieg ten przyczynia się do rozkładu związków pektynowych, lepszej ekstraktywności barwników i substancji aromatycznych. Ujemną stroną tego zabiegu jest możliwość rozwoju bakterii fermentacji octowej, mlekowej (zapobiegać można przez siarkowanie), duży dopływ tlenu oraz trudności w zmechanizowaniu procesu.

T ł o c ze n i e miazgi

Efekty tłoczenia w dużym stopniu uzależnione są od struktury i właściwości mechanicznych owoców, sposobu obróbki miazgi oraz stosowanego urządzenia do pozyskiwania soku.

Prasy stosowane do tłoczenia miazgi

Prasy stosowane w przemyśle sokowniczym podzielić można na urządzenia o działaniu okresowym i ciągłym . Wśród pras o działaniu okresowym rozróżnia się między innymi prasy warstwowe i koszowe o różnym stopniu zmechanizowania załadunku i rozładunku oraz tłoczenia. Prasy o .działaniu ciągłym, w zależności od konstrukcji mechanizmu oddzielającego sok, dzieli się na prasy ślimakowe, taśmowe, walcowe i systemy mieszane. W polskim przemyśle sokowniczym wykorzystuje się: tradycyjne trójstołowe prasy warstwowe hydrauliczne, automatyczne prasy "koszowe" o periodycznym działamy np. Bucher- Guyer'a, jak również prasy ślimakowe firmy Rietz'a.

Prasy warstwowe typ POK- 200

Prasa składa się z trzech stołów, z tacami do ściekania soku, obracających się mechanicznie dookoła osi oraz urządzenia hydraulicznego do tłoczenia miazgi i podnoszenia stołu do pozycji ładowania. Ładowanie miazgi owocowej do prasy odbywa się przez lej zasypowy bezpośrednio do chust. Po uformowaniu warstwy miazgi o grubości 5-6 cm za pomocą ramy, zawija się boki chusty w kopertę i na utworzony ładunek warstwowy nakłada się kratownicę a na niej formuje drugi ładunek podobnie jak pierwszy. W ten sposób formuje się na stole dziesięć warstw miazgi o łącznym ciężarze ok. 1100 kg. Ciśnienie tłoczenia wynosi 17 - 25 kg/cm². Zdolność przerobowa 3300 kg/h. Wadą prasy jest duża pracochłonność obsługi i możliwość zakażenia mikrobiologicznego soku.

Prasa firmy Bucher-Guyer HP - 5000

W polskim przemyśle owocowo - warzywnym, w tłoczniach o dużej zdolności przerobowej stosowane są wyłącznie prasy koszowe firmy Bucher - Guyer. Prasy te mają wiele zalet. Zapewniają w pełni zautomatyzowany przebieg roboczego programu od momentu napełniania prasy miazgą do chwili usunięcia wytłoków. Otrzymany przy ich zastosowaniu sok charakteryzuje bardzo niski udział składnika powodującego zmętnienie. Prasa firmy Bucher - Guyer składa się z kosza obrotowego, dwóch trójramiennych bloków oporowych, z ruchomego płaszcza, układu hydraulicznego złożonego z tłoka, cylindra i płyty tłokowej. W koszu prasy znajduje się układ nylonowych węży drenujących, które są przymocowane do obu płyt ciśnieniowych Układ drenażowy umożliwia wypływ soku z wnętrza kosza oraz powoduje spulchnianie miazgi owocowej podczas cofania i powtórnego dociskania płyt przy wielokrotnym prasowaniu miazgi. Po zakończeniu tłoczenia płaszcz kosza jest odsuwany a wytłoki wysypują się do rynny ślimakowej. Zdolność przerobowa jabłek wynosi 8 - 10 t/h. gruszek 10-12 t/h. porzeczek 34 t/h. a wykorzystanie surowca 82 - 84% w stosunku wagowym. Nacisk tłoczenia 3501. Wadą jest długi cykl tłoczenia, około l, 5h.

Prasy ślimakowe

Zbudowane są z dwuczęściowego, cylindrycznego sita z zainstalowanym w nim ślimakiem o zmniejszającym się stopniowo skoku i zmniejszającej się średnicy zewnętrznej. Ciśnienie w prasie jest wytwarzane dzięki budowie ślimaka i może być regulowane za pomocą urządzenia przemykającego otwór wylotowy dla wytłoków. Wadą prasy jest niska wydajność soku, nie przekracza na ogół 60% ponieważ przy zwiększonym ciśnieniu przechodzą do soku bardzo duże ilości części nierozpuszczalnych. Konieczny jest także dodatek do miazgi drenażowych materiałów pomocniczych jak plewy owsiane, łuski ryżowe, stróżki drewna czy włókna celulozowe.

Prasy taśmowe

W prasach taśmowych miazga owocowa jest podawana do zasobnika z którego poprzez szczelinę spada na taśmę wykonaną z tkaniny poliestrowej i jest przenoszona w kierunku stanowiska tłoczenia. Ruch taśmy jest automatycznie przerywany. Cykl tłoczenia jest zsynchronizowany z ruchem taśmy i odbywa się wtedy, gdy taśma się zatrzyma. Na płytę tłoczącą, stanowiącą dolną część tłoka, jest nałożona ramka. Gdy tłok porusza się w dół, ramka zagłębia się w miazdze, opada na taśmę i nie dopuszcza do rozsuwania się miazgi na boki w czasie tłoczenia. Pod taśmą w miejscu tłoczenia znajduje się belka dociskowe. Wyciśnięty z miazgi sok spada na blachę spływową. Wytłoczyny, usunięte z taśmy przez zgarniacz obrotowy i szczotkę, spadają na przenośnik taśmowy, a taśma poddawana jest myciu.

Innym rozwiązaniem jest prasa taśmowa firmy Klein typ FP-2 W działaniu tych pras konstruktorzy wykorzystali:

• grawitację filtrującą,

• tłoczenie miazgi pomiędzy taśmami o stopniowo zmniejszającej się szczelinie, przy jednoczesnym spulchnianiu tłoczonej miazgi, ułatwiającym wypływ soku na skutek różnej prędkości liniowej taśmy.

W procesie pozyskiwania soków za pomocą prasy taśmowej wyróżnia się 4 strefy: filtrację, tłoczenie, ścinania i wysokiego ciśnienia. Miazga jabłkowa poddawana jest w sposób ciągły do zasobnika nad taśmą sitową prasy, na której jest równomiernie rozprowadzana. Grubość i szerokość warstwy miazgi może być regulowana przy skrzyni zasilającej, w tej pierwszej strefie odcedzającej o długości ok. 1,5 m część soku spływa grawitacyjnie przez oczka sita do znajdującego się pod spodem zbiornika. Miazga ze strefy filtracji zostaje przekazana przez górny walec napinający na dolną taśmę sitową. Spadając miazga odwraca się, co sprzyja odprowadzaniu soku. Następnie miazga dostaje się w klinową szczelinę między taśmą górną a dolną, w której poddawana jest lekkiemu, a następnie wzrastającemu naciskowi prasującemu, który po odejściu do łukowej płyty dalej wzrasta w zależności od jej wygięcia i powoduje intensywne wydzielanie soku. Siłę prasowania w strefie tłoczenia na łuku wytwarza się przez napięcie górnej taśmy. Nacisk prasujący zwiększa się proporcjonalnie do wygięcia płyty łukowej.

Po przejściu przez strefę prasowania na tuku o długości 2 m obie taśmy siłowe z miazgą znajdującą się pomiędzy nimi przechodzą przez strefę prasowania i ścinania, w której są prowadzone wokół jedenastu walców prasujących. Średnica tych walców zmniejsza się stopniowo, a trzy pierwsze walce są wykonane jako walce sitowe. Siła prasowania wytwarzana przez napięcie taśmy znajdującej się na zewnątrz jest odwrotnie proporcjonalna do promienia krzywizny i wzrasta stopniowo od walca największego do najmniejszego. Równocześnie przy każdym obiegu wokół walca zewnętrzna taśma sitowa przesuwa się w stosunku do taśmy wewnętrznej o odcinek odpowiadający ok. 3,5 - krotnej grubości warstwy miazgi. Wskutek tego przesuwania powstaje w miazdze działanie ścinające, które można uważać za pewnego rodzaju przemieszczenie warstw, powodujące powstawanie stale nowych kanałów odpływu soku.

Po dojściu do ostatniego walca prasującego miazga jest tak utwardzona, że może wytrzymać optymalne usuwanie resztek soku przez silne naciski liniowe walców prasujących uruchamianych pneumatycznie. Nacisk prasowania obydwu walców do prasowania liniowego jest regulowany indywidualnie w zależności od właściwości miazgi. Obie taśmy sitowe po opuszczeniu strefy prasowania przechodzą do strefy czyszczenia gdzie poddawane są skrobaniu i myciu. Wydajność soku z jabłek wynosi 79 - 82% przy zdolności przerobowej 81 /h. Wadą tych pras jest zużycie dużej ilości wody podczas mycia taśm.

Podobnym rozwiązaniem są prasy typu XP osiągające wydajność do 40 t surowca na godzinę, zależnie od gatunku tłoczonych owoców, ich struktury komórkowej, stopnia dojrzałości. Układ tłoczenia składa się z dwóch taśm poliestrowych o szerokości odpowiednio 1,5 i 2 m. Strefa tłoczenia ma długość 10 m ;

ciśnienie stopniowo wzrasta w miarę przesuwania się miazgi wzdłuż taśmy, która przesuwa się na rolkach wykonanych ze stali nierdzewnej; trzy pierwsze mają kształt T, zapewniający bardziej efektywne tłoczenie przy niskim ciśnieniu. Taśma może przesuwać się przy zmiennej prędkości.

Otrzymywanie soku metodą dyfuzji

Zastosowanie metody dyfuzji do otrzymywania, soku z owoców rozdrobnionych. Metodą tłoczenia można uzyskać wydajność soku do 85%, natomiast metodą dyfuzyjna pozwala na uzyskanie wydajności ekstraktu z surowca do 97%. W metodzie dyfuzyjnej sok wymywa się z komórek gorącą wodą po ich uprzednim rozdrobnieniu. W czasie termicznego oddziaływania koagulują białka cytoplazmatyczne błon, staja się one przepuszczalne dla rozpuszczalnych składników soku. Dla krajanki jabłkowej o grubości 3 mm optymalną temperaturą jest 60 - 65°C, w której po 10 min. tkanka staje się całkowicie przepuszczalna. W praktyce przemysłowej pracują urządzenia systemu DDS do dyfuzyjnego pozyskiwania soku z jabłek o wydajności 32 t / h. Konstrukcja aparatu jest modyfikacją urządzenia z przemysłu cukrowniczego. Rozdrobniony surowiec w postaci krajanki o grubości 2-4 mm podawany jest do dolnej części urządzenia. Dyfuzor jest nachylony pod kątem 80. Krajanka podczas przesuwania podwójnym ślimakiem w górę do wylotu, jest intensywnie mieszana. W przeciwnym prądzie spływa gorąca woda w ilości 0.7 - 0.8t na 11 surowca o temperaturze 60 - 65°C. Urządzenie posiada płaszcz grzejny do utrzymywania temperatury. Średni czas przejścia przez dyfuzor wynosi około 1 godziny. Górna część ślimaka pracuje jako prasa lub może być zainstalowana dodatkowo prasa o działaniu ciągłym do oddzielania soku z krajanki. W wysłodkach pozostaje około 1% rozpuszczalnych substancji. Wadą tej metody jest rozcieńczanie ekstraktu. duża zawartość pektyn i związków fenolowych w soku, trudności otrzymywania właściwej krajanki, konieczność regulowania szeregu parametrów (temperatura, ilość wody, czas ekstrakcji).

Zastosowanie metody dyfuzji do otrzymywanie soku z wytłoków poddanych obróbce enzymatycznej.

Jedną z metod otrzymywania soku jest metoda częściowego odsokowania pozwalająca na uzyskanie 50 - 55% soku pierwotnego o wysokich walorach smakowych i odżywczych. Po pierwszym wyciśnięciu, wytłok poddaje się ekstrakcji połączonej z obróbką enzymatyczną. Uzyskane w ten sposób wydajności zbliżają się do 100%.

Obróbka enzymatyczna owoców kolorowych.

W przypadku otrzymywania soku z owoców kolorowych (jagodowych) zaleca się stosowanie enzymu Pectinex BE w ilości 30-60 ml/1001, Pectinex Color, Rohapect B1/ B1L . W porównaniu z pektynazą enzymy te posiadają zdolność rozkładu substancji śluzowych, które nie mieszczą się w tradycyjnej nomenklaturze pektyn.

Obróbka enzymatyczna warzyw

W przypadku warzyw zalecane jest stosowanie preparatu Rohapect K będącego mieszaniną poligalakturonaz z dodatkiem hemicelulaz. Taki skład enzymów umożliwia, podczas tłoczenia lub przecierania wyodrębnianie wraz z sokiem cennych barwników, które w bulwach lub korzeniach warzyw rozmieszczone są pomiędzy włóknami i celulozą. W ten sposób można uzyskać soki warzywne (marchwiowy, selerowy) o podwyższonej ilości karotenu. W przypadku warzyw przed dodaniem enzymów, miazga powinna być zakwaszona kwasem cytrynowym do pH 4,8 - 5. Po obróbce enzymatycznej dalszy przerób, w zależności od potrzeb można prowadzić poprzez tłoczenie, przecieranie przez sita lub stosowanie dekanterów.

Wstępne czyszczenie soku

W procesie tłoczenia miazgi przenikają do soku substancje stałe pochodzące głównie z miąższu owocowego. W związku z tym muszą być przeprowadzone zabiegi technologiczne pozwalające na usunięcie wszystkich substancji stałych. Usuwanie wszelkich zawiesin z soku odbywa się przez wirowanie i filtrację. W przetwórstwie najczęściej stosuje się wirówki bębnowe i komorowe o działaniu ciągłym, a do filtracji filtry warstwowo -celulozowe typu Herkules lub filtry płytowe.

Utrwalanie i składowanie soku surowego

W praktyce przemysłowej część soku przeznacza się bezpośrednio do produkcji, a część przekazuje się do przechowywania w postaci naturalnej lub jako półkoncentratu lub koncentratu. Zabezpieczanie soków surowych polega na zakonserwowaniu takimi metodami, które nie powodują zmian w jakości soku i nie utrudniają dalszego przerobu. W zależności od przeznaczenia i metod przerobu stosowane są metody utrwalania fizyczne i chemiczne. Do metod fizycznych zaliczamy pasteryzację, ochłodzenie do temperatury 0 - 5° C i przechowywanie w atmosferze gazów obojętnych pod ciśnieniem 7-8 atm, zamrażanie, biologiczną filtrację, koncentrację. Metody chemiczne polegają na dodawaniu antyseptyków takich jak: dwutlenek siarki, pirosiarczyn potasu, kwas benzoesowy lub jego pochodne. Do składowania soków używa się najczęściej zbiorników drewnianych, metalowych lub betonowych.

Technologiczne kierunki zagospodarowania wytłoków

Wytłoki owocowe otrzymane w wyniku tłoczenia miazgi owocowej stanowią ok. 20 - 25% surowca i są bogatym źródłem cennych substancji chemicznych. Są one bogatym źródłem węglowodanów, przy stosunkowo niskiej zawartości białek i tłuszczu. Ich pH wynosi ok. 3,1 - 3,8, a gęstość usypowa jest nieco mniejsza niż gęstość wody i wynosi 935 kg/m³. Ze względu na wysoką zawartość wody świeże wytłoki są podatne na szybki rozwój drobnoustrojów. Najczęściej stosowanym kierunkiem zagospodarowania jest wykorzystywanie ich jako komponentów pasz. Natomiast około 10% wytłoków jabłkowych wykorzystywana jest jako surowiec do produkcji pektyny, barwników lub związków aromatycznych. Niekonwencjonalnym kierunkiem zagospodarowania wytłoków jest stosowanie ich jako surowca w fermentacji etanolowej lub cytrynowej czy też octowej przy jednoczesnym wykorzystaniu pozostałości pofermentacyjnej do produkcji biogazu. Innym kierunkiem wykorzystania wytłoków jest ich przerób na błonnik spożywczy. Metoda ekstrakcji błonnika z surowych wytłoków polega na oddzieleniu frakcji zawierającej nie rozpuszczalną alfacelulozę oraz frakcję składającą się z substancji pektynowych i pentoz o właściwościach koloidalnych od pozostałych składników.

Technologia produkcji zagęszczonych soków owocowych i warzywnych

Zagęszczone soki owocowe lub warzywne są przetworami otrzymanymi z soku surowego w wyniku usunięcia nadmiaru wody za pomocą odparowania, wymrażania. osmozy lub odwróconej osmozy. W wyniku zagęszczania następuje zwiększenie zawartości ekstraktu do 30 -80% oraz kilkakrotny wzrost kwasowości. W zależności od stopnia koncentracji wyrażającego się zawartością ekstraktu, zagęszczone soki owocowe dzieli się na niskozagęszczone (30- 40% półkoncenrraty) oraz wysoko zagęszczone (60 -68% lub 75-80% -koncentraty). Charakterystycznym wskaźnikiem zagęszczonych soków jest krotność koncentracji (K) będąca ilorazem zawartości ekstraktu w koncentracie (Ek) do zawartości ekstraktu w soku surowym (Es). Niskozagęszczone soki są tylko półproduktami wymagającymi utrwalenia jedną z wybranych metod fizycznych lub chemicznych. Podstawową zaletą przemysłowej produkcji soków zagęszczonych jest zwiększenie koncentracji cukru oraz kilkakrotne podwyższenie kwasowości. Wzrost obu tych składników powoduje zwiększenie trwałość koncentratu bez potrzeby stosowania innych metod konserwowania. Usunięcie części wody powoduje zmniejszenie masy soku surowego, czyniąc tym samym łatwiejszym i tańszym jego magazynowanie przechowywanie i transportowanie.

Szczególnie ułatwia przewożenie na duże odległości w eksporcie międzynarodowym. Nie bez znaczenia pozostaje fakt. że produkcja koncentratów pozwala na szybkie zagospodarowanie dużych nadwyżek surowca.

Technologia zagęszczonych soków owocowych

Produkcję soków zagęszczonych można podzielić na następujące etapy:

• otrzymywanie soku surowego

• przygotowanie soku surowego do zagęszczania

• oddzielanie i kondensacja aromatu

• zagęszczanie soku odaromatyzowanego

• schładzanie zagęszczonego soku

• utrwalanie i przechowywanie zagęszczonego soku i aromatu.

Coraz częściej zaleca się aby pektoliza moszczu przeznaczonego do koncentracji była prowadzona po uprzedniej dearomatyzacji soku surowego. Taka kolejność poszczególnych etapów technologicznych pozwala na lepszy odzysk substancji aromatycznych oraz zmniejszenie (około 10 krotne) ilości metanolu pochodzącego z hydrolizy pektyn.

Otrzymywanie soku surowego

Produkcja surowego soku owocowego została omówiona w podrozdziale powyżej, który został poświęcony ogólnym zagadnieniom związanym z pozyskiwaniem soku surowego niezależnie od końcowego jego zagospodarowania. W przypadku produkcji soku przeznaczonego na koncentraty, szczególną uwagę należy zwrócić na jakość surowca, gdyż wszystkie wady takie jak: zgnilizna, zapleśnienie, sfermentowanie ujemnie wpływają na cechy jakościowe koncentratu. W przypadku otrzymywania soku z owoców kolorowych szczególną uwagę należy zwracać na usunięcie powietrza i dezaktywację enzymów katalizujących utlenianie barwników. Bardzo ważnym zabiegiem jest pasteryzacja soku tuż po wytłoczeniu, która ma za zadanie:

• inaktywację enzymów zawartych w soku

• stabilizację mikrobiologiczną soku

• denaturacja białka

• skiełkowanie skrobi

Pierwsze trzy zadania można w zasadzie zrealizować podgrzewając sok do 85° C, ale dla skiełkowania całej skrobi występującej w soku konieczne jest podgrzanie do temperatury minimum 98° C. Zabieg ten nie stanowi problemu w zakładach, gdzie sok po prasie poddawany jest dearomatyzacji. która zwykle odbywa się w temperaturze 100° C lub wyższej.

Przygotowanie soku surowego do zagęszczania

W wymaganiach stawianych sokom owocowym szczególną uwagę zwracają na ich klarowność i przejrzystość. Koncentraty mętne osiągają znacznie niższe ceny i są nie chętnie kupowane przez odbiorców krajowych i zagranicznych. Przyczyną zmętnienia są substancje organiczne przenikające do soku surowego podczas tłoczenia. Natomiast zmętnienie koncentratu najczęściej spowodowane jest wtórnym wytrącaniem niektórych związków chemicznych, które pierwotnie były rozpuszczalne w sokach surowych. Dlatego jedynym warunkiem otrzymania wysokiej jakości produktu jest prawidłowe wykonanie czynności klarujących na etapie przygotowania soku do zagęszczenia. Prawidłowo wykonane czynności depektynizacji, klarowania i filtracji zapewniają produkcję koncentratów o najwyższej jakości. Na schematach technologicznych przedstawiono najczęstsze ich umiejscowienie. W praktyce przemysłowej zabiegi związane z klarowaniem usytuowane są w różnych punktach procesu technologicznego. Najczęściej zabieg ten wykonywany jest po odaromatyzowaniu ale w wyjątkowych wypadkach może on poprzedzać ten proces.

Zanieczyszczenia naturalne soku surowego

Wytłoczony sok owocowy stanowi koloidalny układ z zawieszonymi cząstkami tkanki owocowej o wymiarach od 10^-6 do 10^-7 cm nierozpuszczalnymi w soku. Obok cech charakterystycznych dla koloidalnych roztworów, soki charakteryzują się właściwościami roztworów substancji o złożonej chemicznie budowie i dużym ciężarze cząsteczkowym. W sokach owocowych do takich substancji należą pektyny. białka, skrobia, związki garbnikowe, śluzy i barwniki. Cząstki tych substancji mają zbliżone wymiary do cząsteczek koloidalnych. Charakteryzują się trwałością w układzie i nie rozwarstwiają się w przeciwieństwie do koloidów. Jedną z cech stałości koloidalnego roztworu jest odwracalność koloidów z koagulatu odwracalnego może być otrzymany roztwór koloidalny. Koloidy nieodwracalne nie dają roztworu. Zawartość koloidów w soku jabłkowym waha się w granicach 3,4 - 6,16 g/l. Średnio wynosi 4,5 g/l. W tym procentowa zawartość koloidów odwracalnych wynosi od 75 do 84%. Klarowanie soków powinno wywołać koagulację nieodwracalnych koloidów, a tylko w minimalnym stopniu wpłynąć na odwracalne hydrofilne koloidy. Należy jednak pamiętać, że tego typu postępowanie pozwala na otrzymanie soku o wysokich walorach odżywczych ale zagrożonego możliwością wystąpienia zmętnienia wtórnego. Przeprowadzone różnymi metodami klarowanie soku zmniejsza ilość koloidów w soku o ok. 30%. Dla rozdzielenia fazy płynnej od osadu i otrzymania produktu o przejrzystej klarowności wystarczy naruszyć system koloidalny, nie powodując całkowitego jego zniszczenia.

Obecność substancji o dużym ciężarze cząsteczkowym takich jak związki pektynowe, skrobia utrudniają procesy zagęszczania i muszą być bezwarunkowo usunięte. Najbardziej efektywną metodą rozkładu tych związków do substancji o małej cząsteczce jest traktowanie preparatami enzymatycznymi, głównie pektolitycznymi hydrolizującymi związki pektynowe oraz amylolitycznymi hydrolizującymi skrobię. Spośród licznych enzymów zalecane są np.: Rohapect MB (pektynaza odporna na temperaturę), Pectinex 3XL 100L, Pectinex Ultra G. Pectinex AR. Wymienione preparaty charakteryzuje wysoki stopień aktywności, do szybkiej degradacji pektyn i arabonu do postaci arabinozy. Wspomagającymi enzymami mogą być Amylaza AG 200L - wysokoakytwna amyloglukozydaza oraz Fungamyl 800L - alfa - amylaza otrzymywane z grzybów a degradujące skrobię.

Stosując termostabilne preparaty pektolityczne działające w temperaturze 60 - 62° C prawidłowy efekt zabiegu osiąga się już po 30 min. Przed wprowadzeniem do soku preparat należy odpowiednio przygotować. Jeżeli preparat pektolityczny jest stały, to zalewa się go ok. 20-krotną ilością soku owocowego o temperaturze ok. 20° C. Czas namoczenia wynosi ok. 30 minut w tym okresie należy go starannie mieszać , celem przyspieszenia aktywacji preparatu. Następnie sok, zawierający aktywny enzym dodaje do surowego soku, przeznaczonego do klarowania. Płynne enzymatyczne preparaty pektynolityczne stosuje się do klarowania po 10 - krotnym rozcieńczeniu sokiem i dodaje do surowego soku przeznaczonego do klarowania. Dawkę preparatu i czas pektolizy ustala się doświadczalnie a przebieg kontroluje, badając spadek lepkości lub wykonuje się próbę alkoholową. Stosowany w Polsce preparat "Pektopol P" charakteryzuje się optymalną temperaturą działania 40 - 45° C, pozostałe enzymy typu Rohapect MB (optimum 55 - 60°C), Pectinex 3XL 100L, Pectinex Ultra G, Pectinex AR wymagają temperatury roboczej wód 50 - 55°C.

Proces depektynizacji zwykle poprzedza właściwe klarowanie, gdyż usuwa on pektyny, które pełnia rolę koloidów ochronnych utrudniających łączenie się cząsteczek w duże aglomeraty.

Znanym również sposobem klarowania szczególnie surowych soków jabłkowych jest klarowanie żelatyną. W wyniku klarowania żelatyną tworzy się nierozpuszczalny osad połączonego białka żelatyny wraz z garbnikami soku a jednocześnie procesowi temu towarzyszy wytrącanie się szeregu innych koloidów. Po osadzeniu się strątu sok jabłkowy jest przejrzysty. Właściwe klarowanie poprzedzone jest klarowaniem próbnym wykonanym w skali laboratoryjnej, którego celem jest ustalenie dawki żelatyny. Ustalenie dawki niezbędnej jest konieczne, ponieważ wprowadzenie większej ilości żelatyny może wywołać wtórne zmętnienie. Ustaloną dawkę żelatyny przeznaczoną do klarowania określonej ilości soku przemywa się roztworem wodnym SO₂; i płucze zimną wodą. Następnie rozpuszcza się w ciepłej wodzie (45°C) i rozcięcza surowym sokiem tak aby stężenie żelatyny wynosiło ok. 0,5%. Dla poprawy efektu klarowania, korzystne jest przetrzymanie roztworu przez l h. Następnie roztwór żelatyny wprowadza się wolnym strumieniem do soku. W czasie klarowania sok jest intensywnie mieszany przez 3-5 minut. Po wymieszaniu sok pozostawia się na przeciąg kilku do kilkunastu godzin w celu samosklarowania. Klarowanie przeprowadza się w temperaturze 20°C. Dla zapewnienia usunięcia nadmiaru żelatyny dodaje się żelu krzemionkowego (1-50 g/hl, 0,1 dawki żelatyny).

Szczególnie duże perspektywy do klarowania soków są przed ultrafiltracją. Technika ta coraz powszechniej wypiera klarowanie tradycyjne. Polega ona na oddzieleniu makrocząsteczek tj. białek, skrobi, pektyn na membranach zatrzymujących cząsteczki o wymiarach większych niż 10 - 20 A (1,001 - 0,021 mikronów). Metoda ta nie wymaga pomocniczych środków do klarowania, z wyjątkiem depektynizacji. która ułatwia ten proces. Zastępuje także pasteryzację gdyż błony zatrzymują drobnoustroje. Do klarowania soków przy pomocy ultrafiltracji zalecane są urządzenia Bucher - Abcor działające w ten sposób, że zdepektynizowany sok jest pompowany z tanku cyrkulacyjnego do wymiennika ciepła (chłodzenie do temperatury 50 - 55°C), następnie do systemu przewodów wypełnionych równolegle ułożonymi rurkami stanowiącymi nośniki membrany. Klarowny sok spływa grawitacyjnie do zbiornika, a sok mętny powraca do tanku cyrkulacyjnego. Po 20 lub więcej godzinach sok zawierający dużą ilość substancji zmętniających jest wypompowywany z tanku, a po umyciu urządzenia i napełnieniu tanku świeżym sokiem zaczyna się nowy cykl ultrafiltracji. Zaletą tego procesu w porównaniu z klarowaniem tradycyjnym jest mniejsza pracochłonność, energochłonność i czas trwania klarowania. Przedstawione metody klarowania uzupełnione są metodami mechanicznymi wirowaniem i filtrowaniem.

Następnym zabiegiem jest pasteryzacja soku, prowadzona na pasteryzatorach płytowych trój- lub czterosekcyjnych. Soki owocowe pasteryzuje się w celu zniszczenia wegetatywnych form drobnoustrojów oraz enzymów. Zamierzony efekt osiąga się prowadząc pasteryzację w temperaturze 85 - 98° C w czasie 20 - 40 sek.

Technika oddzielania i kondensacji związków aromatycznych

W procesie zagęszczania soków owocowych wiele składników lotnych i substancji zapachowych jest usuwanych z parą wodną. Pozbawienie soku aromatu czyni go produktem mało atrakcyjnym pod względem konsumpcyjnym i handlowym. Dlatego zagęszczanie soku poprzedzone jest oddzielaniem związków zapachowych w postaci kondensatu i ponownym jego dodawaniu w procesie odtwarzania soku. W przetwórstwie owocowo warzywnym mianem kondensatu aromatu określa się wodny roztwór skoncentrowanych składników zapachowych aromatu soku owocowego. Wskaźnikiem koncentracji (zagęszczenia aromatu) jest tzw. stopień kondensacji(K), będący ilorazem ilości surowego soku owocowego (V1) i ilości uzyskanego z niego kondensatu aromatu (V2). Obliczenie krotności kondensatu potrzebne jest do prawidłowego dozowania aromatu do soku pitnego odtwarzanego z zagęszczonego soku owocowego przez rozcieńczenie wodą. Aby obliczyć ilość aromatu, jaką należy dodać do odtwarzanego soku, należy podzielić ilość odtwarzanego soku przez krotność kondensacji aromatu.

Najlepszej jakości aromaty otrzymuje się z soków poddanych obróbce wstępnej obejmującej tylko wirowanie. Procesy wstępne zagęszczania i odzysku aromatu mogą być podzielone na następujące grupy:

• procesy prowadzone całkowicie pod ciśnieniem atmosferycznym,

• procesy prowadzone częściowo lub całkowicie pod obniżonym ciśnieniem,

• procesy oparte na adsorpcji związków zapachowych na węglu aktywowanym i ich ponowna ekstrakcja,

• procesy oparte na odpędzeniu substancji aromatycznych gazem obojętnym

• procesy oparte na ekstrakcji substancji aromatycznych gazem takim jak dwutlenek węgla.

W obecnie stosowanych urządzeniach procesy technologiczne odparowania i oddzielania frakcji lotnych prowadzone są pod ciśnieniem atmosferycznym lub pod próżnią i obejmują takie etapy jak: oddzielanie od surowego soku oparów zawierających aromatyczne substancje, destylację frakcjonowaną, kondensację, przemywanie gazów i schładzanie aromatu.

Oddzielenie aromatu od soku polega na częściowym odparowaniu wody w początkowej fazie zagęszczania wraz z prawie wszystkimi lotnymi substancjami zapachowymi. Efekt oddzielenia substancji zapachowych zależy od ilości odparowanej wody. Z kolei ilość odparowanej wody uwarunkowane jest między innymi gatunkiem i odmianą owoców, z których otrzymano sok. Proces odparowania i oddzielenia lotnych frakcji określa tzw. stopień odparowania tj. % odparowanej wody wraz z frakcją lotną w początkowej fazie procesu odzyskiwania aromatu (S). Jakościowy i ilościowy skład substancji zapachowych różnych owoców jest przyczyną, stosowania różnych stopni odparowania wody np. dla soku jabłkowego S = 15%, z czarnej porzeczki 38%, soku winogronowego 25%, wiśniowego 27% a malinowego aż 50%. Udział związków aromatycznych w oparach oddzielonych od soku, pomimo ich dużej ilości jest niewielki i celem dalszych zabiegów technologicznych jest ich koncentracja poprzez rektyfikację.

Rektyfikację znajdujących się w oparach substancji aromatycznych przeprowadza się w urządzeniach wyposażonych w kolumnę rektyfikacyjną. Proces rektyfikacji polega na przejściu substancji aromatycznych w fazę gazową a następnie na ich zatężeniu na kolumnie rektyfikacyjnej i ponownemu skropleniu. Zwiększenie efektywności koncentracji można osiągnąć na drodze odbioru poszczególnych frakcji bezpośrednio z półek rektyfikacyjnych aparatury i łączenie ich w kondensat aromatu. Takie postępowanie umożliwia uzyskanie aromatu o wysokim stopniu koncentracji. Maksymalny stopień kondensacji w przemysłowym procesie technologicznym wynosi 1:300, natomiast optymalny 1:150 lub 1:200. Obniżenie stopnia kondensacji poniżej 1:100 zmniejsza trwałość kondensatów aromatów w procesie przechowywania.

Schłodzenie aromatu polega na silnym ochłodzeniu kondensatu przy pomocy wody, solanki lub innych czynników chłodzących. W celu uniknięcia strat wynikających z porywania bardzo lotnych cząsteczek aromatu przez usuwane z aparatu nieskroplone gazy takie jak powietrze, dwutlenek węgla prowadzi się przepłukiwanie łych gazów schłodzonym koncentratem aromatycznym. W przemyśle owocowo- warzywnym stosowane są dwa typy urządzeń. Do grupy pierwszej działającej pod ciśnieniem atmosferycznym należą urządzenia firmy Alfa-Laval, Oskar Krenz. Wieganda, a do grupy urządzeń pracujących pod ciśnieniem urządzenia firmy Jediństwo, Unipektin i inne.

Zasada odzysku aromatu zostanie omówiona na przykładzie działania urządzeń firmy Oskar Krenz, Alfa -Laval i Jediństwo-Aparaty firmy Oskar Krenz do odzyskiwania substancji aromatycznych.

Sok surowy przekazywany jest do skraplacza deflegmatora w którym jest ogrzany do temperatury 75 -80° C ciepłem skroplenia oparów substancji aromatycznych. Następnie wtryskiwany jest wraz z żywą parą kotłową o temperaturze 138 - 140"C , za pomocą inżektora do górnej części podgrzewacza błyskawicznego. Sok zmieszany z parą przepływa przez rurki podgrzewacza z szybkością 150 m/sek i dodatkowo jest ogrzany para doprowadzaną do przestrzeni międzyrurowej. Z błyskawicznego podgrzewacza sok spływa do separatora o działaniu odśrodkowym, gdzie na skutek gwałtownego rozprężenia następuje oddzielenie lotnej frakcji od surowego soku owocowego. Odaromatyzowany sok przepływa przewodem do wyparki próżniowej w celu zagęszczenia. Opary pary wodnej i substancji aromatycznych przechodzą do kolumny rektyfikacyjnej w której zachodzi proces wielokrotnej destylacji ciekłej mieszaniny. Z kolumny rektyfikacyjnej opary soku, wzbogacone w lotne substancje aromatyczne przechodzą do skraplacza deflegmatora ogrzewając w przeciwprądzie sok wpływający do aparatury. Skroplmy oparów sokowych wpływają jako flegma do kolumny rektyfikacyjnej a opary najbardziej lotne skraplają się w horyzontalnym skraplaczu oraz pionowej chłodnicy odpowietrzającej. Skroplony kondensat aromatu podlega dalszemu schłodzeniu w wodnej chłodnicy i spływa do zbiornika chłodzonego freonem.

Firma Alfa- Laval opracowała urządzenie do oddzielania, i kondensacji aromatu typu PAR -22 i PAE -01. które polecane są do instalowania w liniach do produkcji soków z jabłek, gruszek, winogron, porzeczek. W praktyce przemysłowej stosuje się zestawy trójsekcyjne.

Proces technologiczny oddzielania i kondensacji aromatu w jugosłowiańskim urządzeniu firmy "Jediństwo" odbywa się pod zredukowanym ciśnieniem w temperaturze 85 - 90° C. W skład aparatu wchodzą: ekspansyjny oddzielacz frakcji lotnej(l), kolumna rektyfikacyjna(2),kondensator-deflegmator oparów (3), chłodnica skraplacz (4), odbieralnik esencji(5), kolumna chłodnicza (6), agregat chłodniczy(7), zespół pomp (do cyrkulacji wody -8, do usuwania wody z kolumny rektyfikacyjnej -9, do soku odaromatyzowanego -10).

Proces oddzielania i kondensacji aromatu jest następujący: sok owocowy podgrzany w pasteryzatorze do temperatury 80° C wprowadzany jest dopływem (l l) do komory ekspansyjnej, w której pod wpływem próżni następuje odparowanie części wody i lotnych substancji aromatycznych. Odaromatyzowany sok jest przekazywany do stacji wyparnej gdzie przerabiany jest na koncentrat. Natomiast opary kierowane są do kolumny rektyfikacyjnej, gdzie następuje koncentracja aromatu i oddzielenie od wody. Część z tej wody po ochłodzeniu służy do przemywania gazów, pozostała odprowadzana jest przy pomocy pompy na zewnątrz. Frakcja lotna, która przeszła do górnej części kolumny rektyfikacyjnej przedostaje się do chłodnicy wodnej w której skraplają się składniki o wyższej temperaturze wrzenia. Skropliny częściowo wracają do kolumny rektyfikacyjny w celu wzbogacenia swego składu w związki lotne, częściowo zaś przechodzą do następnej chłodnicy gdzie ulegają przeponowemu ochłodzeniu przy pomocy solanki o temperaturze 0° C, skąd spływa przewodem do zbiornika esencji. Nieskroplone gazy zawierające jeszcze śladowe ilości substancji aromatycznych kierowane są do kolumny chłodnicy w której są przemywane wodą chłodzoną. Woda z zaabsorbowanymi resztkami substancji aromatycznych zawracana jest do kolumny rektyfikacyjnej a gazy nieskroplone wyprowadzane są na zewnątrz za pomocą pompy próżniowej. Koncentraty aromatów pakowane są w balony szklane zamknięte kapturem gumowym i przechowywane w temperaturze 0-5° C.

Zagęszczanie odaromatyzowanego soku

Do zagęszczania soków owocowych wykorzystywane są różnorodne urządzenia o różnorodnych rozwiązaniach

technicznych. W konstrukcji wyparek wykorzystuje się efekty podgrzewania do wysokiej temperatury w krótkim czasie, aby zminimalizować niekorzystne działanie temperatury na sok. W zależności od sposobu przejścia soku przez wyparki mogą być jednokrotne i z recyrkulacją, pojedyncze i wielostopniowe. W wyparkach wielostopniowych jest lepsze wykorzystanie energii, której źródłem są opary z jednego działu podgrzewające sok w innym dziale. Biorąc pod uwagę konstrukcję wyparki sposób transportu ciepła oraz jego przekazywanie podczas zgęszczania rozróżnia się urządzenia:

• przeponowe rurkowe z naturalnym lub wymuszonym przepływem cieczy (pionowe rurki z wznosząca lub opadającą warstewką cieczy, rurki poziome).

• ogrzewane przepony płaskie - wyparki płytowe,

• nieruchome cylindryczne powierzchnie z wzbudzoną cienką warstwą cieczy

• nieruchome powierzchnie stożkowe

• obrotowe powierzchnie stożkowe

Najbardziej rozpowszechnione w przemyśle owocowo warzywnym w naszym kraju są wyparki rurowe przeponowe z wymuszonym przepływem cieczy. Przykładem takich urządzeń są wyparki jugosłowiańskie firmy J e d i ń s t w o model AC-50, AC-100, AC-200. Są to wyparki dwudziałowe z zewnętrzną komorą grzejną różniące się między sobą zdolnością przerobową. Zasadniczym przeznaczeniem tych wyparek jest zagęszczanie przecieru pomidorowego. Jednak często po wyposażeniu stacji wyparnych dodatkowo w opisane powyżej urządzenia do oddzielania substancji aromatycznych stosowane są również do zagęszczania soków owocowych. Budowa i sposób działania tej wyparki opisano w rozdziale poświęconym produkcji koncentratu pomidorowego.

Urządzeniem bardziej przydanym do produkcji soków zagęszczonych jest wyparka firmy Oskar K r e n z charakteryzująca się jednodziałową komorą grzejną zasilaną parą ciśnieniu ok. 0,78 MPa. Praca tego układu polega na zawracaniu części oparów do rurkowej komory grzejnej za pomocą termosprężarki strumieniowej i wysokoprężnej pary kotłowej. Proces zagęszczania soków owocowych do 70% ekstraktu odbywa się przy ciśnieniu do 93.1 kPa w temperaturze ok. 38° C. Dzięki stosunkowo niskiej temperaturze zagęszczania oraz niskiej temperaturze czynnika grzewczego (mieszanina oparów i pary żywej temperaturze maksymalnej 94° C), urządzenie tego systemu zaspokaja wymagania technologiczne w odniesieniu do parametrów procesu zagęszczania. Zużycie pary wynosi 0,7 kG/kG odparowanej wody, minimalna zdolność odparowania wody - 3000 dcm³/ godz., zapotrzebowanie wody 75 m³ / h, zapotrzebowanie mocy elektrycznej 28kW. Wyparka jest sprzężona z aparaturą do odzyskiwania aromatów, która pracuje pod ciśnieniem atmosferycznym. Innym typem urządzeń są wyparki ekspansyjne komorze grzejnej mającej kształt odwróconych dwuściennych stożków.

W wyparce ekspansyjnej panuje podciśnienie wytworzone przez skraplacz i pompę próżniową. Ciecz przeznaczona do odparowania jest rozpylana za pomocą dysz, umieszczonych przy środkowym czpieniu, do co drugiej wewnętrznej przestrzeni stożkowej. Natomiast para grzejna jest wprowadzana przy obwodzie w co drugą przestrzeń między stożkami. W skutek ekspansji (rozprężenia) i błyskawicznego ogrzania soku podczas zetknięcia się z gorącymi ścianami elementów grzejnych, następuje gwałtowne odparowanie wody. Rozpylony sok szybko odparowuje, a pęcherzyki pary unoszące się ku górze pociągają za sobą po wewnętrznych ścianach stożka podgrzewany sok. który częściowo zagęszczony wydostaje się poza element grzejny i spływa w dół wyparki. Specjalna konstrukcja płaszcza, działająca na zasadzie cyklonu wspomaga oddzielanie oparów z cieczy. Opary przechodzą z komory wewnętrznej do zewnętrznej, a następnie do drugiej wyparki, gdzie ogrzewają elementy grzejne. Część oparów zawracana jest przez sprężarkę strumieniową do pierwszej komory grzejnej. Podgęszczony sok jest przepompowywany do drugiej wyparki w celu dalszemu podgęszczeniu. Stożkowy kształt elementów grzejnych pozwala na uzyskanie bardzo dobrych warunków wymiany ciepła. Para skraplając się w zetknięciu ze ścianami chłodzonymi rozpylonym z dysz sokiem spływa w dół w postaci skroplin i odprowadzane jest przez otwory w środku stożka. Skropliny odpływają do płytowego wymiennika ciepła, gdzie podgrzewają świeży sok, kierowany po podgrzaniu do wyparki. Wyparka o rozwijającej się powierzchni przepływu ma wiele zalet do których zalicza się krótki czas oddziaływania temperatury 1 -2 min, możliwość instalowania w niskich pomieszczeniach i wysoka elastyczność pracy. Zużycie pary wynosi 0,35 kg na kg odparowanej wody. Temperatura zagęszczania wynosi 70° C w pierwszej i 50° C w drugiej wyparce, stopień zagęszczenia 40 - 50% ekstraktu.

Wyparką, która pozwala na znaczne skrócenie czasu oddziaływania na sok wysokiej temperatury jest wyparka Centri-Therma z obrotową komorą grzejną. W środku urządzenia zainstalowana jest komora grzejna składająca się z kilku stożkowych elementów tworzących obrotowy bęben o podwójnych ścianach, przymocowany do rurowego wału przez, który do wnętrza przestrzeni grzejnej doprowadzana jest para. Jednocześnie przez środek wału przechodzi rurka odprowadzająca skroplmy. Komora grzejna obraca się z prędkością 600 obr/min. Sok doprowadzany jest do komory grzejnej przewodem zakończonym dyszami, które umożliwiają równomierne rozprowadzenie go po dolnej powierzchni każdego stożkowego elementu grzejnego. Rozprowadzony po powierzchni grzejnej sok w skutek działania siły dośrodkowej jest odrzucany w kierunku promienistym pokrywając dolną powierzchnię ścian stożka cienką 0,1 mm warstewką. Ponieważ warstewka cieczy jest bardzo cienka następuje gwałtowne jej wrzenie i oddzielanie pęcherzyków pary. Powstałe opary przepływają przez środek aparatu do otaczającego płaszcza a następnie są kierowane do skraplacza. Zagęszczony sok przeciska się do komory zbiorczej z której przy pomocy pompy usuwany jest poza układ wyparny. Para grzewcza doprowadzana do wyparki przez trzpień obrotowy przechodzi do przestrzeni między elementami stożka przez otwory w pierścieniu bębna, do których są przyspawane poszczególne stożki. Para oddając ciepło skrapla się na powierzchni stożka po odwrotnej stronie niż ta na. której następuje odparowanie produktu. Skroplmy odrzucane są na zewnętrzne ściany stożka przez silę odśrodkową i przez ten sam otworem, którym doprowadzana jest para usuwane do komory pary i gromadzone w pierścieniowym kanale skroplin. Z tego miejsca skroplmy są odprowadzane przez nieruchomą rurę poza układ wyparny. Wyparka Centri-Therm charakteryzuje się skróconym czasem podgrzewania soku 0,2 - 2 sekund, bardzo dobrą wymianą ciepła i dużą zdolnością odparowania wody. Zaletą jej jest również fakt, że w czasie pracy w wyparce znajduje się bardzo mało podgęszczanej cieczy.

W przemyśle spożywczym stosowane są również wyparki rurowe z cienką warstwą opadającą lub cienką warstwą wznoszącą. Jednym z najczęściej stosowanych rozwiązań komory grzejnej wyparki jest konstrukcja, w której powierzchnię grzejną stanowi pęk rur. Zagęszczony roztwór podawany jest do środka rur. tworząc na ich ściankach warstewkę cieczy, spływająca z góry na dół. Wyparki z tak rozwiązaną komorą grzejną noszą nazwę cienkowarstwowych wyparek opadających z rurową komorą grzejną. Z różnych rodzajów wyparek warstewkowych największe uznanie znalazły wyparki opadowe, ze względu na ich prostą konstrukcję i możliwość uzyskiwania wysokiej koncentracji soku. Przykładem takich wyparek są wyparki Taste firmy G u l f, Unipectin. Manzini, czy też ostatnio montowane wyparki niemieckiej firmy Gea W i e g a n d a. Ogólną zasadę zagęszczania soku w tego typu wyparkach omówiono na przykładzie wyparek Taste firmy Gulf i Wieganda.

System wyparny Taster Gulf składa się w zasadzie z wyparek trój lub pięciostopniowych. Wyparki tego typu charakteryzuje wysoka temperatura i krótki czas procesu zagęszczania. W wyparce lej sok ogrzany do temperatury 100° C wchodzi w rozdzielczy stożek i przechodzi przez atomizer. który rozpyla sok, wskutek czego rury są pokrywane opadającą mgłą soku. Ciecz jest wprowadzana do rur z prędkością 7 m/s i jest przyspieszana w wyniku wzrostu objętości właściwej do 200 m/s w końcu 12-metrowych rur. W wyniku rozpylenia cieczy w postaci mgły z dużą prędkością uzyskuje się wysoki współczynnik wnikania ciepła, co zabezpiecza przed miejscowym przegrzaniem i przepaleniem produktu. Przedstawiona wyparka pozwala w bardzo krótkim czasie uzyskać zagęszczenie soku z 12 do 60° Bx. Natomiast schłodzenie soku odbywa się w ciągu 3-4 min.

Stacja wyparna firmy Gea Wieganda jest urządzeniem cztero- lub pięciodziałowym, pracującym w systemie przepływowym, tzn. bez recyrkulacji zagęszczonego soku w poszczególnych działach wyparnych. Wydajność przerobowa stacji wynosi 7 lub 65 t/godz. soku winogronowego. 42 t/godz. soku jabłkowego. Podstawowymi elementami stacji jest dział wyparny oraz kolumna łapacza aromatów z półkami dzwonowymi umożliwiająca uzyskanie aromatu o koncentracji 1 : 100 i 1 :150.

W skład stacji oprócz wymienionych urządzeń wchodzi:

• dwustopniowy schładzacz ekspansyjny gotowego produktu, współpracujący z trzema strumienicami parowymi

• skraplacz przeponowy oparów z ostatniego działu.

W wyparce Wieganda opadający sok pokrywa wewnętrzną powierzchnię rurek cienką warstewką co powoduje, że cząsteczki soku są poddawane jednolitemu oddziaływaniu temperatury. Zachowując krótki okres przebywania jak i też małe różnice wahań temperatury w wyparce opadowej między parą grzejną a temperaturą wrzenia soku uzyskuje się minimalne zmiany składników wrażliwych na długotrwałe oddziaływanie temperatury. Wyparki tego typu są tak konstruowane aby czas przebywania soku w poszczególnych stopniach wyparnych był jak najkrótszy. Proces odparowywania prowadzony jest w dwóch etapach. W pierwszym następuje dearomatyzacja i pasteryzacja soku mętnego, zasilającego pierwszy dział wyparny, w drugim zachodzi właściwe zagęszczanie soku klarownego w pozostałych działach: Zarówno sok mętny jak i klarowny doprowadzane są do linii z oddzielnych zbiorników pośrednich. Sok mętny, przed wprowadzeniem do pierwszego dziani, podgrzewany jest do temperatury wrzenia, panującej w tym dziale, na podgrzewaczach wężownicowych ogrzewanych oparami. Podgrzewacze te zainstalowane są w komorach grzejnych działów wyparnych oraz w skraplaczu przeponowym i deflegmatorze kolumny łapacza aromatów. Użycie soku jako czynnika kondensacyjnego oparów w kolumnie i skraplaczu pozwoliło na częściowe zmniejszenie zapotrzebowania na wodę chłodzącą oraz obniżenie zużycia ciepła niezbędnego do podgrzania soku. W dziale pierwszym w wyniku dearomatyzacji soku, następuje odparowanie ok. 25% zawartej w nim wody. Zdearomatyzowany sok schłodzony jest w płytowym wymienniku ciepła do żądanej temperatury 40 - 45°C, a następnie kierowany do depektynizacji i klarowania. W trakcie tych operacji temperatura soku obniża się do10°C. Pozwala to na wykorzystanie soku klarowanego jako czynnika chłodzącego sok zdearomatyzowany w płytowym wymienniku ciepła. Jednocześnie następuje podgrzanie soku klarownego do temperatury 90°C. Tak podgrzany sok wprowadzany jest do drugiego działu wyparnego, a następnie zagęszczany w kolejnych działach, aż do dziani piątego. Koncentrat soku o temperaturze ponad 50°C opuszcza dział piąty, po czym ulega schłodzeniu w schładzaczu ekspansyjnym do temperatury około 15°C. W linii wyparnej zachowano współprądowy przepływ produktu i oparów, przy czym opary z danego dziani ogrzewają dział kolejny. Opary oraz aromat z dziani pierwszego kondensują w dziale drugim skąd odprowadzane są do kolumny łapacza aromatów w celu rektyfikacji.

Uzyskany kondensat aromatów kierowany jest z deflegmatora, umieszczonego na szczycie kolumny, do płuczki gazowej. Wykorzystany jest on tutaj jako czynnik wychwytujący resztki aromatów gazowych z gazów nieskraplających się, pochodzących z dziani drugiego, oraz samej kolumny łapacza aromatów. Dzięki temu uzyskuje się wysokiej jakości produkt przy minimum strat związków aromatycznych. Kondensat oparów z pozostałych działów wyparnych wraz z kondensatem ze skraplacza przeponowego oraz wodą odwarową z kolumny łapacza aromatów, gromadzony jest w zbiorniku kondensatu.

Najnowsze kierunki zagęszczania soków owocowych

Zagęszczanie bezprzeponowe

Do niekonwencjonalnych procesów zagęszczania, który w przyszłości powinien znaleźć zastosowanie w przemyśle sokowniczym należy zaliczyć kriokoncentrację czyli zagęszczanie przez wymrażanie oraz zagęszczanie z zastosowaniem procesów membranowych ( osmozy, odwróconej osmozy, ultrafiltracji).

Wymrażanie (kriokoncentracja)

Kriokoncentracja stosowana jest od dawna do zagęszczania soków, szczególnie wrażliwych na temperaturę, np. soku z owoców cytrusowych, truskawek, malin. Wykorzystanie tej metody w sokownictwie umożliwia fakt, że woda tworzy z rozpuszczalnymi składnikami suchej masy mieszaninę eutektyczną. W pierwszym etapie, podczas chłodzenia, gdy temperatura soku obniży się poniżej temperatury eutektycznej. następuje wydzielanie wody w formie kryształów lodu i jednoczesna koncentracja składników suchej masy. W drugim etapie mieszanina przekazywana jest do krystalizatora i następuje wzrost kryształów lodu. W ostatnim etapie kryształy są oddzielane od koncentratu przy użyciu ciśnienia mechanicznego, wirowania lub wymywania na kolumnie.

W praktyce przemysłowej w kriokoncentracji do wydzielania. kryształków czystej wody z roztworów oziębionych do temperatury zamrażania wykorzystuje się warstwowe, rurowe, płytowe, tarczowe, bębnowe, przenośnikowe wymienniki ciepła. Operacje wymrażania mogą przebiegać w systemie jedno lub wielostopniowym. W systemie wielostopniowym lód jest oddzielany w każdym stopniu i usuwany przed przejściem do następnego krystalizatora. Ustalając warunki przebiegu procesu należy brać pod uwagę fakt, że temperatura zamrażania roztworu jest tym niższa im wyższe jest stężenie rozpuszczalnych w nich składników, ściślej im wyższe jest ciśnienie osmotyczne roztworu. W miarę obniżania temperatury zamrażania roztworu następuje wypadanie lodu i zagęszczanie soku. W miarę zagęszczania i wzrostu lepkości soku oddzielenie lodu i ilościowe wydobywanie "syropu międzykrystalicznego" staje się coraz trudniejsze. Osiągnięcie maksimum stopnia koncentracji jest ograniczone z uwagi na obecność w soku substancji, takich jak pektyny, białka i inne koloidalne, które zwiększają lepkość produktu i opóźniają krystalizację wody. Dlatego obróbka soku przed wymrażaniem powinna obejmować depektynizację, klarowanie, i filtracji. Proces wymrażania ma następujące zalety:

• stosowanie niskiej temperatury, zwykle pomiędzy 0 a- 15°C pozwala na zachowanie cennych składników przede wszystkim witamin, aromatu i barwników,

• brak powierzchni rozdziału faz ciecz - para zabezpiecza substancje lotne, mniejsze zużycie energii niż

przy odparowaniu wody.

Głównym mankamentem metody kriokoncentracji są znaczne straty ekstraktu powstające podczas wydzielania kryształków lodu. Dlatego w praktyce nie osiąga się koncentracji o większej zawartości ekstraktu niż około 50%.

Zagęszczanie przeponowe

Większe perspektywy w skali przemysłowej stwarza zagęszczanie przez zastosowanie procesów membranowych osmozy, odwróconej osmozy i ultrafiltracji. Różnice pomiędzy odwróconą osmozą , ultrafiltracją a mikrofiltracja: mikrofiltracja - cząstki 0,1 - 10 mm, ciśnienie 0,02 - 0,2 MPa. przechodzą cząstki o masie cząsteczkowej powyżej l 000 000, pozostają wirusy, bakterie, koloidy, cząstki stałe; ultrafiltracją -cząstki 0,001 - 0,1 mm, ciśnienie 0,1 - l MPa, przechodzą cząstki o masie cząsteczkowej 500 - 500 000, pozostają makrocząsteczki wirusy, bakterie, koloidy, cząstki stałe;; odwrócona osmoza -cząstki 0,0001 - 0,001 mm, ciśnienie 2-8 MPa, przechodzą cząstki o masie cząsteczkowej powyżej 500, pozostają mikro i makrocząsteczki, wirusy, bakterie, koloidy, cząstki stałe;

Zjawisko osmozy zachodzi wtedy, gdy dwa roztwory o różnym stężeniu są przedzielone tzw. błoną półprzepuszczalną. Opracowano metody polegające na przepływie soku owocowego w przeciwprądzie do roztworu soli nieorganicznej po obu stronach błony półprzepuszczalnej urządzenia płytowego. W dążeniu do wyrównania stężeń następuje przenikanie wody przez błonę półprzepuszczalną do roztworu soli co w konsekwencji prowadzi do zagęszczenia soku. W warunkach półtechnicznych przy zastosowaniu błon z octanu celulozy, -osiągnięto koncentrację dochodzącą do 40% suchej masy, przy zachowaniu w wytworzonym soku

9. WINIARSTWO

Wino jest napojem otrzymanym w wyniku fermentacji alkoholowej miazgi lub soku winogron lub owoców. zawierającym od 9 do 18% obi. alkoholu.

Produkcja-wina polega na odfermentowaniu miazgi lub moszczu przy udziale drożdży winiarskich, bytujących na owocach lub wprowadzonych w postaci czystej kultury. W następstwie fermentacji z cukru powstaje alkohol. warunkujący moc wina oraz produkty uboczne fermentacji, biorące udział w dojrzewaniu wina. Prowadzą one ostatecznie do ukształtowania się i stabilizacji bukietu gotowego wina. Ich przebieg reguluje się przez odpowiednie zabiegi określane jako pielęgnacja wina. Celem uzyskania standardowych cech wino poddaje się kupażowi (mieszaniu), filtracji, zabiegom stabilizującym i pasteryzacji.

SUROWCE WINIARSKIE

1.Jabłka podstawowy owoc winiarski klimatu umiarkowanego służący do wyrobu win lekkich i musujących. Do produkcji win lepsze są odmiany późniejsze, spady, ale dojrzałe. Nieprzydatne są spady wczesne -niedojrzałe gdyż zawierają one skrobię utrudniającą uzyskanie klarownego wina. Jabłka maja przeciętnie 13% ekstraktu, w tym cukrów 10%. Taka zawartość cukru umożliwia osiągnięcie najwyżej 6% alkoholu, dlatego trzeba je dosładzać. Kwasowość 0,4-1,2%. Zawartość polifenoli 0,4-1,2%, nadają one cierpkość i goryczkę, tak że niekiedy trzeba ja redukować przez dodatek moszczu z jabłek uboższych w garbniki. Wyższa zawartość garbników sprawia, że moszcz i wino stosunkowo łatwo się klarują wskutek powstawania nierozpuszczalnych związków z białkami. Również moszcze z dużą zawartością pektyn łatwiej się klaruj ą w obecności polifenoli. Odmiany jabłek o większej zawartości garbników przeznacza się na wina ciężkie, słodkie, aby znaczniejszym dodatkiem cukru zrównoważyć zbyt cierpki smak. Owoce drobniejsze dają wina bardziej aromatyczne, posiadają więcej skórki, która jest źródłem związków aromatycznych. Surowcem szczególnie pożądanym do wyrobu wina są odmiany kwaśne jabłek : Antonówka, Reneta. Odmiany słodkie nadają się do kupażowania z moszczami kwaśnymi (porzeczkowymi, agrestowymi). Moszcze odmian kwaśnych nadają się do wyrobu win deserowych bez rozcieńczania dzięki czemu otrzymuje się z nich wino "pełne" w smaku o dużej zawartości ekstraktu.

2.Porzeczki czerwone - podstawowy surowiec do produkcji wina . Zawierają one niewiele cukru (około 5%) i dużo kwasów (średnio 2,4 %). Dlatego moszcz wymaga 2-3 krotnego rozcieńczenia i odpowiedniego dosłodzenia. Ze 100 kg surowca otrzymuje się 80-85 kg moszczu. Duża ilość związków azotowych (0,6%) - utrudnia klarowanie.

Surowiec ekonomiczny, odpowiedni do wyrobu wszelkich typów wina. Dzięki wysokiej kwasowości. mimo silnego rozcieńczenia wodą, daje dobre wina. Na produkcję l litra wina zużywa się 2-3 razy mniej surowca, niż przy jabłkach.

Czarna porzeczka ze względu na silny barwnik i bardzo intensywny, oryginalny aromat stosowana jest jako materiał do doprawiania innych win. Wykazuje ona wyższą od czerwonej zawartość cukru (7%), większą kwasowość (2,5-3%), 1,1% pektyn i dużo garbników- 0,41%. Posiada ona wysoką zawartość witaminy C (100 -320 mg/100g). Obfitość ciemnofioletowego barwnika i oryginalny aromat czynią ten surowiec bardzo cennym materiałem w produkcji wina, szczególnie dla celów kiperskich.

3. Agrest - Używa się najczęściej do wyrobu mocnych aromatycznych win deserowych. Ze względu na silny aromat jest on cennym, chociaż u nas dość rzadko stosowanym surowcem w winiarstwie. Bardzo popularne jest wino z agrestu w Anglii i USA, gdzie stosowany jest nawet do wyrobu win musujących. Wydajność moszczu 72-90%. Zawartość cukrów waha się od 3 do 7%. Kwasowość w przeliczeniu na kwas cytrynowy średnio 1,8%. Pod względem zawartości fosforu agrest zajmuje drugie miejsce po winogronach. Żelaza zawiera 4,6% ogólnej wagi popiołu, tj. 4-krotnie więcej niż jabłka.

4. Gruszki - Jako surowiec do wyrobu win stosowane są w małym stopniu. Powodem tego jest częsta trudność zafermentowania oraz klarowania się, za niska kwasowość, a także nie zawsze lubiany aromat. Moszcz gruszkowy o dużej zawartości garbników, szczególnie moszcz gruszy dzikiej, bywa czasem stosowany jako dodatek do takiego moszczu lub wina, które źle się klaruje.

5.Sliwki - Przerabiane są one na wina w ograniczonym zakresie, z uwagi na specyficzny aromat i częstą goryczkę. Nadają się lepiej na wina cięższe. Zawierają 10 % cukru, kwasowość 1,2-1,6%.

6.Wiśnie - Są cennym surowcem kiperskim ze względu na barwę i smak. Ze 100 kg otrzymuje się 75L moszczu. Zawartość cukru 10%, kwasowość zależnie od gatunku 0,7-1,3%. Podczas tłoczenia soku należy unikać rozgniatania pestek, w których zawarty jest kwas pruski (HCN).

7. Rabarbar - Surowiec ten ma dość intensywny aromat, długo plonuje. Tani surowiec do produkcji win popularnych. Konieczne usunięcie kwasu szczawiowego - hamuje rozwój drożdży. Używany ze względu na taniość. Rabarbar posiada dość intensywny aromat, do 93% wody, do 2% cukru i 2% kwasu, którego wysoka zawartość powoduje konieczność rozcieńczania, wobec czego wina rabarbarowe są często "puste". Drugą wadą tego surowca jest konieczność wytrącania szkodliwego dla zdrowia kwasu szczawiowego z moszczu. Na wina najlepiej nadają się odmiany o zabarwieniu zielonym lub czerwonym, gorszy jest rabarbar różowy.

8.Borówka czernica - Jagoda ta dostarcza win o silnej barwie czerwonej i wysokiej zawartości garbników. Często stosowana jest borówka jako dodatek (do 25%) do barwienia innych win. 'Wydajność moszczu 72-80%. Zawiera 5.5% cukru. 0.9% kwasów. Ze względu na niską zawartość popiołu nie należy moszczu rozcieńczać wodą. Do fermentacji konieczny jest dodatek soli amonowych i fosforowych. Borówka czernica wykazuje duże zdolności lecznicze. toteż wina z tego surowca stosowane są przeciw schorzeniom żołądka i jelit. Dla lepszego wydobycia barwników ze skórki stosuje się fermentację na miazdze.

Surowce	Ekstrakt [%]	Cukry [%]	Kwasowość [%]	Garbniki [%]
Agrest	10	6	1.9	0,1
Gruszki	13	9	0.4	0.03
Jabłka	12	9	0.7	0.07
Porzeczki czarne	14	7	3,0	0,4
Porzeczki czerwone	9	5	2.4	0,2
Rabarbar	4	1.5	2.0	0,1
Róża dzika	25	8	2.0	2.0
Śliwki	16	10	1.0	0.07
Wiśnie	15	10	1.3	0,14
Winogrona	24	18	0,8	0,2

Proces technologiczny

1.Przygotowanie matki drożdżowej 3-5 dni wcześniej w ilości 3-5%.

2. Surowce - przebieranie, mycie, rozdrabnianie.

3.Tloczenie i filtracja moszczu.

4. Sporządzenie nastawu (rozcieńczanie, dosładzanie, sole amonowe).

5.Szczepiertic drożdżami.

6.Fermentacja główna (4-8 tygodni).

7.Obciąg i leżakowanie (1-2 miesiące).

8.Obciąg i ewentualne dosładzanie.

9.Pasteryzacja i rozlew.

Otrzymywanie moszczu

Surowiec odpowiedniej jakości poddaje się myciu (nie myje się owoców miękkich), przebieraniu dla usunięcia nadgnitych lub zapleśniałych owoców (nie przebiera się owoców miękkich). Otrzymywanie moszczu jak w produkcji soków owocowych. Dodatkowo w winiarstwie prowadzi się macerację i wstępną fermentację miazgi. Maceracja to pozostawienie miazgi na kilkanaście godzin przed tłoczeniem. Działają enzymy utleniające - moszcz ciemniejszy, bardziej żółty u jabłek. Rozmnażają się drożdże rodzime owoców i ułatwiają zafermentowanie. Wytrącają się koloidy, białka, pektyny i dlatego łatwiej zachodzi proces tłoczenia, otrzymuje się klarowniejszy moszcz. Strony ujemne to: straty witaminy C i możliwość zakażenia, zwłaszcza bakteriami kwasu octowego. Maceracja przedłużona do 2-4 dni -jest to wstępna fermentacja w miazdze. Zalecana w produkcji win czerwonych. Umożliwia lepsze wydobycie garbników i barwników. Stwarza lepsze warunki dla rozwoju drożdży, które mogą wytworzyć o 3% alkoholu więcej, ułatwia to tłoczenie.

Przygotowanie moszczu do fermentacji

Jest to doprawianie moszczu, zawierającego zazwyczaj za mało cukrów i za dużo kwasów (rozcieńczanie i dodatek cukru).

Dosładzanie moszczu

Koniecznością w produkcji win owocowych jest dodatek cukru. Owoce zawierają mało cukrów. Bez dosładzania nie byłby możliwy wyrób win z owoców. Minimum zawartości cukru do produkcji wina -15%. Ze 100 g sacharozy uzyskuje się około 45-47 g etanolu = 60 ml Dla uzyskania wina lekkiego o zawartości:

• 9% alkoholu, moszcz powinien zawierać co najmniej 150 e/L cukru :

• 9-13% alkoholu - 150-220 g/L;

• 13-18% alkoholu - 220-300 g/L.

Na każdy procent objętości mającego powstać alkoholu trzeba około 17 g sacharozy na 1L moszczu. Cukier dodaje się bezpośrednio lub jako syrop. Syrop stosuje się w przypadku rozcieńczania przy redukcji kwasowości. Im wyższa jest początkowa zawartość cukru (powyżej 20%) - to tym trudniej przebiega fermentacja. Dlatego gdy trzeba dodać dużą dawkę cukru, dzieli sieją na dwie lub trzy porcje i dodaje podczas fermentacji burzliwej, co kilka dni. Fermentacja nastawu o dużym stężeniu cukru daje również niepożądany wzrost kwasowości lotnej.

Regulowanie kwasowości

Najodpowiedniejsza kwasowość moszczu na początku fermentacji 0,6 - 0,8% w przeliczeniu na kwas jabłkowy, w winach ciężkich do 1%. Przy niższej kwasowości w winie może się rozwinąć obca mikroflora i wino trudniej się klaruje. Za wysoką kwasowość z reguły mają owoce jagodowe. Obniżenie kwasowości uzyskuje się drogą rozwadniania moszczu. Dodatek cukru również powoduje rozcieńczenie moszczu. Maksymalne rozcieńczenie wynosi 1:2. Gdy moszcz jest zbyt kwaśny i wymaga 3 krotnego rozcieńczenia, to rozcieńcza się tylko dwukrotnie, a nadmiar kwasu neutralizujemy węglanem wapnia. Zbyt wysokie rozcieńczenie daje wino o pustym smaku. Sok z rabarbaru zawiera, obok kwasu jabłkowego do 0,5% kwasu szczawiowego. Jest to mocny kwas i już w stężeniu 0,2-0,3% wstrzymuje rozwój drożdży. Wytrąca się go w postaci szczawianu wapnia węglanem wapniowym w przeliczeniu 100 g CaC0₃ na 90g (COOH)₂.

Sole wapniowe strącają się dość wolno, dlatego moszcz z kredą poddaje się fermentacji, która jest czynnikiem klarującym.

Moszcz gruszek, a czasem jabłek jest za mało kwaśny, podobnie jak głóg i dzika róża. Dogasza sieje kwasem jabłkowym, winowym, cytrynowym lub mlekowym. Najlepszy jest mlekowy, o łagodniejszym smaku niż cytrynowy. Część kwasu jabłkowego i cytrynowego w winie, z czasem ulega przekształceniu w kwas mlekowy.

Dodatek soli amonowych jako pożywki dla drożdży

Tylko moszcz gronowy zawiera odpowiednią ilość związków amonowych dla drożdży. Moszcze innych owoców, zwłaszcza po rozcieńczeniu, mają ich niedobór. Dlatego drożdże mogą rozmnażać się ze znacznym opóźnieniem., względnie ich rozwój może być całkowicie zahamowany. W fermentacji alkoholowej ma duże znaczenie kwas fosforowy, który wchodzi w połączenia estrowe z cukrami i produktami ich przemiany. Moszcz jabłkowy często wykazuje niedobór związków azotowych i fosforowych. Duży niedobór wykazuje moszcz z borówki czernicy. Również rozcieńczony moszcz porzeczkowy, truskawkowy, żurawinowy i głogowy mają niedobór tych związków. Stosuje się sole amonowe w postaci chlorków, siarczanów lub fosforanu dwuzasadowego - ten ostatni jest najlepszy gdyż jest jednocześnie źródłem fosforu. Dawka fosforanu amonowego - 0,1-0,3 g/L. Z innych pierwiastków ważny jest magnez, który w drożdżach stanowi 6% związków mineralnych.

Szczepienie moszczu drożdżami

W fermentacji gronowej, fermentacja alkoholowa jest kontynuacją naturalnego zafermentowania pod wpływem naturalnych drożdży winogron. Wyeliminowanie naturalnej fermentacji jest konieczne w przypadku moszczy niegronowych, ponieważ skład mikroflory owoców jest niekorzystny. Dlatego stosuje się czyste kultury. Moszcz można poddać samoczynnej fermentacji drożdżami żyjącymi na owocach. Umożliwia to rozwój pożądanych jak i niepożądanych drobnoustrojów. Układ mikroflory jest bardzo różny i ma charakter losowy. Charakter substratu preferuje rozwój drożdży, gdyż są one najlepiej przystosowane do składu chemicznego środowiska. Ale moszcz może zawierać przewagę drożdży dzikich z rodzaju Apiculatus. Z uszkodzonych i porażonych owoców moszcz może zawierać dużo grzybów pleśniowych i bakterii kwasu octowego. Rozwój tych drobnoustrojów powoduje przykry zapach, goryczkę i zawiera on dużą ilość kwasów lotnych. Wad tych nic można usunąć. Dlatego należy stosować czyste kultury drożdżowe, zwłaszcza gdy zamierza się produkować mocne wina. Zaszczepienie moszczu, silnie rozmnożoną kulturą drożdży szlachetnych umożliwia szybkie zafermentowanie, redukując do minimum okres, w którym mogły by się rozwinąć niepożądane kultury. Przyjmuje się, że wartością graniczną dla rozwoju niepożądanej mikroflory jest 4% alkoholu. Dla szybkiego zafermentowania potrzebna jest duża ilość komórek drożdżowych. Według Mullera, potrzeba co najmniej 100 mln komórek drożdżowych na 1 L moszczu, co stanowi 1% silnie fermentującej kultury. Po 25 krotnym powiększeniu liczby komórek osiąga się stan pełnego zafermentowania (2,5 mld/1L moszczu).

Drożdże winiarskie

Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus daj ą w fermentacji wyższe stężenie alkoholu (do 18%) i lepszy bukiet niż drożdże dzikie (do 10% alkoholu). Te ostatnie tworzą niepożądaną wysoką kwasowość lotną i są wrażliwe na kwas siarkawy oraz wyższe stężenie garbników. Rasy drożdży szlachetnych; Bordeaux. Chablis, Chateau Laffitte, Hautes-Sauterenes, Madera, Malaga, Marsala, Steinberg, Tokay i inne. Poszczególne rasy drożdży wytwarzaj ą inne ilości alkoholu, mają różne optymalne: pH, temperaturę, zawartość cukru w podłożu, wytwarzają inne składniki bukietu. Dobiera się je zależnie od typu wina.

Rasy drożdży dobiera się w zależności od:

1. Ilości mającego powstać alkoholu.

2. Początkowego stężenia cukru.

3. Stopnia siarkowania moszczu.

4. Ilości garbników.

5. Temperatury.

6. Rodzaju surowca.

7. Kwasowości moszczu.

8. Typu produkowanego wina.

Drożdże winiarskie powinny charakteryzować się:

1. wytrzymałością na alkohol;

2. wytrzymałością na kwas siarkawy;

3. wytrzymałością na garbniki;

4. wytrzymałością na wysokie stężenie cukru;

5. łatwością osadzania się po zakończeniu fermentacji;

6. nie wytwarzaniem kwasu octowego i innych kwasów lotnych.

Podział ras drożdży winiarskich:

1. Wysokoodfermentujące - zdolne wytworzyć do 20% obj. alkoholu.

2. Zimnej fermentacji (4-10° C) - wytwarzają 9-12% alkoholu, cenne w produkcji win owocowych.

3. Sulfitowe - fermentujące w obecności 200 mg % SO₂.

4. Oporne na wyższe stężenia alkoholu - wprowadzone do 8-12% alkoholu mogą dalej fermentować, jeśli jest cukier - drożdże Szampańskie (np. Champagne Epemay).

5. Rasa Sherry - które w obecności powietrza na powierzchni wina tworzą kożuch - nadają specyficzny bukiet i smak winom typu sherry.

6. Odporne na wysokie stężenia cukru 30% - pracujące z wydajnością 10-30%.

7. Drożdże "ciepłoopome" - pracujące w temperaturze 32° C.

Zastosowanie ras drożdży w winiarstwie:

1. do win białych lekkich (9-11% obj. alkoholu) Chablis, Sauterenes, Riesling.

2. do win białych średnio mocnych (l 1-14% obj. alkoholu) Bingen, Steinberg, Tokay, Johannisberg;

3. do win białych mocnych (14-16% obj. alkoholu) Bingen, Tokay, Madera, Sherry

4. do win czerwonych lekkich - Bordeaux, Chmbertin

5. do win czerwonych średniomocnych - Bordeaux, Bingen, Chambertin, Burgund

6. do win czerwonych mocnych - Portwien, Malaga, Burgund.

TECHNIKA FERMENTACJI WINIARSKIEJ

Fermentację prowadzi się w beczkach o pój. do 15 000 L oraz w zbiornikach do 200 000L. Fermentacja w zamkniętych naczyniach zabezpiecza przed zakażeniem, dostępem powietrza, stratami alkoholu, w tym celu stosuje się czop fermentacyjny. Dla wyrównania temperatury zbiorniki umieszcza się w piwnicach. W tym samym celu zbiorniki wyposaża się w urządzenia do chłodzenia i grzania, w postaci rur grzejnych lub chłodzących, wmontowanych w zbiornik. Stosuje się też wymienniki ciepła, przez które przetłacza się wino.

1. Zafermentowanie - objawy występują w 2-3 dni od chwili zaszczepienia moszczu. Początek fermentacji zależny od dawki SO₂ , zawartości związków azotowych w moszczu, tlenu i temperatury. Drożdże do rozmnażania wymagają znacznych ilości tlenu. Jeśli jest jego brak to trzeba przewietrzać moszcz drogą : mieszania, wdmuchiwania powietrza, przepompowywania, filtracji.

2. Fermentacja burzliwa . Bardzo intensywne wydzielanie CO₂. Tworzy się obfita piana - dlatego 1/4 do 1/3 naczynia pozostawia się wolne jako zapas na pianę. Po kilku dniach piana opada i fermentacja ma łagodny przebieg, maleje ilość cukrów w podłożu. Prawidłowy przebieg fermentacji zależy w dużym stopniu od początkowego stężenia cukru w podłożu. Stężenia powyżej 25% hamują przebieg fermentacji. Według Schanderla:

moszcz o 19% cukru po 25 dniach zawiera 12.6% alkoholu

moszcz o 25% cukru po 25 dniach zawiera 10,9% alkoholu

moszcz o 35% cukru po 25 dniach zawiera 6,7% alkoholu

moszcz o 50% cukru po 25 dniach zawiera 5,6% alkoholu

Do produkcji win mocnych i słodkich, w których na wytworzenie alkoholu przypadałoby w dawce 300 g cukru i więcej + cukier do nadania słodyczy (5-15%) niewłaściwym jest dodawanie od razu całej dawki cukru, ponieważ mogłaby ona zahamować fermentację lub opóźnić dając w efekcie zmniejszenie wydajności alkoholu. Dlatego cukier dodaje się w 2 lub 3 porcjach np.: na początku 3/5 dawki, 1/5 dawki po fermentacji burzliwej, 1/5 dawki na dosłodzenie. W miarę zużycia cukru wzrasta zwartość alkoholu. Pomiar gęstości informuje o podstępie fermentacji - forma kontroli. Sporządza się wykres - to jest świadectwo równomierności fermentacji, pozwala na wykrycie zakłóceń.

3.Dofermentowanie - rozkład resztek cukru, wzrasta stężenie alkoholu. W winach mocnych ta faza fermentacji trwa dłużej. W okresie dofermentowania na dnie zbiornika gromadzą się (osadzają) drożdże, wytrącone związki pektynowe, błonnik, białka, kamień winny. Następuje stopniowe klarowanie wina. Po 4-8 tygodniach przeprowadza się pierwszy obciąg.

4.Fermentacja cicha - następuje redukcja kwasowości pod wpływem bakterii mannitowo-mlekowych. Kwas jabłkowy przechodzi w kwas mlekowy + CO₂. Następuje dofermentowania resztek cukru.

5.Obciag młodego wina - objawy fermentacji ustają po kilku lub kilkunastu dniach. Młode wino zaczyna się klarować. Na dnie kadzi osadzają się części nierozpuszczalne w postaci resztek młota, strąconych pektyn, śluzów, białek soli nierozpuszczalnych. Należy unikać drugiego przetrzymywania wina na osadzie drożdżowym. Produkty autolizy drożdży nadają winu charakterystyczny posmak drożdżowy oraz mogą pobudzić do zbytniego rozwoju i czynności bakterie prowadzące procesy odkwaszania wina . Czas stania na drożdżach powinien być tym krótszy, im lżejszy typ wina będzie produkowany i im wyższa jest temperatura fermentacji. Ponadto wskutek zakończenia fermentacji atmosfera nad winem jest coraz uboższa w CO₂ a tym samym coraz większe możliwości dla rozwoju szkodliwych organizmów tlenowych (octowe, drożdże kożuchujące). Obciąg w winach lekkich 3-5 tygodni, średnich - 4-8 tygodni, ciężkich 8;72 tygodni a nawet do 20 tygodni. Na ogół przetrzymanie wina na drożdżach jest szkodliwe i toleruje się, gdy zależy na silniejszym obniżeniu kwasowości. Sączenie młodego wina przez płyty filtracyjne pozwala na zredukowanie około 90% mikroflory wina.

Filtracja wina i jego siarkowanie pozwalają w pewnym stopniu na uniezależnienie się od różnych drobnoustrojów i pozwala to na zlewanie wina w dowolnym momencie, dla jego dalszego dojrzewania. Młode wino ściąga się ostrożnie, aby nie naruszyć osadu drożdżowego.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA PROCES FERMENTACJI

Temperatura.

Rozkładowi cukru na alkohol towarzyszy wydzielanie CO₂ i ciepła w ilości 24 kcal na gramocząsteczkę

rozłożonego cukru. Nastaw ogrzewa się tym silniej im mniejsze są straty ciepła. Powstanie 1% obj. alkoholu wyzwala na 1 L moszczu około 2,3 kcal, co podnosi temperaturę 1 L fermentującego moszczu o 2,3 ° C.

Optimum rozmnażania drożdży winiarskich wynosi 23 ° C.

Według Mullera w moszczu gronowym o temperaturze 13 ° C w:

beczkach 300 L następuje wzrost temperatury o 6-9 ° C;

beczkach 1200 L następuje wzrost temperatury o 7-12 ° C;

beczkach 4800 L następuje wzrost temperatury o 17 ° C;

beczkach 7200 L następuje wzrost temperatury o 20 ° C.

Temperatura fermentującego moszczu nie powinna przekraczać 28°C. Dlatego ważna jest temperatura nastawu, która powinna być:

• dostatecznie wysoka, aby sprzyjać rozwojowi drożdży,

• dostatecznie niska - aby w miarę wydzielania się ciepła nie nastąpiło nadmierne ogrzanie się nastawu, które może zahamować fermentację.

Fermentację zaczyna się w 12-15° C. Im mniejsze ilości nastawu tym wyższa temperatura. W czasie pełnej fermentacji temperatura w zakresie 20-25° C. Im wyższa temperatura tym jest mniejsza wydajność alkoholu. dlatego że ze wzrostem temperatury wzmaga się toksyczność alkoholu dla drożdży. Według Mullera w moszczu o 30% cukru i w

9 °C fermentacji powstaje 17,3% obj. alkoholu;

18 ° C fermentacji powstaje 15,1% obj. alkoholu

27 ° C fermentacji powstaje 12.2% obj. alkoholu

36 ° C fermentacji powstaje 8.8% obj. alkoholu.

Wniosek: wino o wysokiej zawartości alkoholu uzyskuje się tylko wówczas, gdy temperatura fermentacji jest poniżej 20° C. W wyższych temperaturach fermentacji następuje utrata aromatu wina i alkoholu oraz następuje szybka autoliza drożdży.

Zimna fermentacja wina jest korzystna, dlatego prowadzi się specjalne rasy drożdży winiarskich i instaluje się odpowiednie urządzenia pozwalające sprawnie regulować temperaturę fermentującego nastawu. Stosuje się specjalne rasy drożdży tzw. "kriofilne" - prowadzące fermentację poniżej 10 ° C. Niska temperatura pozwala na unikanie skutków "przegrzania" nastawu oraz na prowadzenie prawidłowej fermentacji wina w miesiącach zimowych, bez konieczności ogrzewania fermentowni. Stosując odpowiednie urządzenia chłodzące można regulować temperaturę fermentacji. Jest to fermentacja regulowana. Uzyskuje się korzystne efekty organoleptyczne. Ale podwyższa to koszty produkcji, dłuższy jest czas fermentacji, mniejsza rotacja, mniejsza zdolność produkcyjna.

Wpływ zawartości cukru

Fermentacja alkoholowa zachodzi powoli w rozcieńczonych roztworach. Szybkość fermentacji podwyższa się, jeśli cukru jest 15-30g/L. Zawartość cukru do 200 g/L nie przeszkadza aktywności drożdży, ale przy bardzo wysokiej wywołuje przedwczesne zaprzestanie fermentacji.

Zawartość cukru g/L Ilość wytworzonego alkoholu w ciągu 60 dni

370 8,6

420 6,3

470 5,9

550 3,4

• 0

Hamowanie fermentacji przez cukier wyjaśnia się wpływem osmozy.

Siarkowanie moszczu

Proces ten polega na rozpuszczeniu 80-100 mg SO₂/L moszczu (0,08-0,1%). Stosuje się pod postacią:

• 6% roztworu wodnego

• z butli jako gazowy SO;

• dodatek siarczynów kwaśnych K₂S₂O₅.

Kwas siarkawy hamuje rozwój bakterii, zwłaszcza octowych i drożdży dzikich typu Apiculatus, w małym zaś stopniu drożdży szlachetnych. Kwas siarkawy jest regulatorem czystości przebiegu fermentacji, bez konieczności pasteryzacji moszczu. Ogrzanie moszczu powoduje niekorzystne zmiany smakowe i ponadto gorzej ulega wino biologicznemu odkwaszeniu. Siarkowanie też przeciwdziała ciemnieniu moszczu, gdyż SO₂ działa redukcyjnie. Ponadto SO₂ przyczynia się do szybszego klarowania moszczu.

Dodatek SO; opóźnia początek fermentacji, ale po związaniu go przez składniki moszczu fermentacja przebiega bez przeszkód.

Dwutlenek siarki opóźnia fermentację np.

dawka 100 mg/L SO; o 3 dni,

dawka 150 mg/L SO; o 8 dni,

dawka 200 mg/L SO; o 20 dni,

dawka 300 mg/L SO; o 29 dni.

Po opóźnieniu , przebieg fermentacji jest normalny i otrzymuje się to samo stężenie alkoholu. W okresie zafermentowania moszcz mętnieje, w wyniku rozmnożenia się drożdży, pojawiają się pęcherzyki CO₂, na powierzchni fermentującego moszczu pojawiają się grudki ściętych pektyn, na dnie gromadzi się osad (drożdże, części owoców, wytracone koloidy i inne). Im wyższa dawka, to tym późniejsze zafermentowanie. Maksymalne dawki SO₂ na początku to 80-100 mg/L. Po odfermentowaniu i dojrzewaniu wina, stosuje się większe dawki do 300 mg/L, dla utrwalenia i zachowania barwy wina. SO₂ powoli łączy się ze składnikami moszczu o charakterze aldehydów (aldehyd octowy, glukoza) lub ketonów i traci swe właściwości konserwujące:

H

CH₃CHO + NaHSO₃ CH₃C OH

S0₃Na

Następuje również utlenienie kwasu siarkawego do siarkowego, w dość szybkim czasie. Kwas siarkawy działa bakteriostatycznie poprzez:

• inaktywację oksydaz;

• wiązanie wolnego tlenu;

• unieczynnianie substancji hamujących fermentację.

Antyseptyczne działanie na drobnoustroje ma niezdysocjowaną postać H₂SO₃. Ich zawartość zależy od pH. W winie zawierającym 50 mg wolnego SO ₂ w aktywnej formie: w pH=3,7 jest 0,6mg/L, pH=3,3- 1.5 mg/L; pH=2.8 - 2.8-4,0 mg/L.

Wpływ tlenu na proces fermentacji

Jeśli prowadzi się przewietrzanie podczas hodowli drożdży, to otrzymuje się 4- krotny ich wzrost. Napowietrzanie następuje podczas przelewania moszczu z jednego zbiornika do drugiego. Powietrze może być doprowadzane do zbiornika rurami lub w postaci drobnych pęcherzyków za pomocą szkła piankowego lub świec porowatych.

Napowietrzanie przyspiesza rozmnażanie drożdży. Wprowadzanie powietrza w postaci drobnych pęcherzyków daje tzw. efekt poruszania, który ułatwia drożdżom zetknięcie się z nową pożywką. Nawarstwianie się komórek potomnych na macierzystych utrudnia odżywianie, tworząc zbyt duże zagęszczenie organizmów w jednym miejscu. Następuje także efekt przyspieszonego wydzielania i oddalania produktów przemiany materii jak: CO₂, etanolu i kwasu octowego.

Działanie ciągłego napowietrzania. Tlen jest jednym z głównych czynników warunkujących rozmnażanie. Asymilacja - to proces w którym cukier jest przyswajalny przez drożdże bez tworzenia alkoholu, wykazano, że podczas asymilacji nawet w najlepszych warunkach, 1/3 cukru traci się , ponieważ w wyniku oddychania zawsze tworzy się CO₂. Jeśli fermentację prowadzi się całkowicie bez dostępu powietrza, to w takim podłożu tworzy się bardzo mało drożdży. Szybkość fermentacji na jej początku zależy bezpośrednio od warunków napowietrzania. Fermentacja powstaje i rozwija się tym szybciej, im lepsza aeracja drożdży. Zakończenie fermentacji soku, z bardzo wysoką zawartością cukru, zależy od ilości powietrza, którym dysponują drożdże. Fermentacja w początkowej obecności powietrza jest pełniejsza. Pierwsze pokolenie drożdży w kulturze przewietrzanej drobnymi pęcherzykami, fermentuje szybciej i lepiej znosi niekorzystne warunki jak obecność kwasu octowego, niski stopień pH (gdy wyższa zawartość SO₂), niska temperaturę i wysokie ciśnienie osmotyczne. Napowietrzanie drobnymi pęcherzykami, cały aparat enzymatyczny drożdży tak wzmacnia, że pierwsze pokolenie drożdży z tego korzysta i dlatego są one chemicznie aktywniejsze.

Wina deserowe, o zawartości alkoholu powyżej 13%, szybciej i pewniej są wytwarzane napowietrzonymi drożdżami, wykazano wpływ stopnia napełnienia beczek, podczas produkcji białego wina. Aby otrzymać szybką i pełną fermentację trzeba, zastosować jak największą liczbę drożdży. Powinno się pozostawić w beczkach pustą przestrzeń, która powinna być tym większa im więcej sok zawiera cukru. Natomiast, aby chronić w winie pewne ilości cukru, trzeba ograniczyć liczbę drożdży, napełniając beczki pełniej. W obecności powietrza komórki pozostają żywymi do zupełnego zużycia cukru, ale gdy cukier zostaje zużyty, drożdże szybko zamierają i ulegają autolizie.

W przypadku całkowitego braku powietrza, drożdże wstępują w fazę letargu, poprzedzającego autolizę. Fermentacja odbywa się z małą szybkością i jest niepełna.

Aby przyspieszyć fermentację należy wprowadzić tlen w pierwszej fazie. Aeracja przeprowadzona zbyt późno nie może przyspieszyć fermentacji. Dodatkową zaletą wczesnej aeracji jest to, że wówczas straty alkoholu są nieznaczne.

Znaczenie garbników

Podczas wytłaczania owoców dostają się do moszczu części nasion, skórek, gniazd nasiennych i innych części bogatych w wysokocząsteczkowe polifenole - garbniki. Następuje to zwłaszcza w produkcji win czerwonych, podczas fermentacji na miazdze. Surowce bogate w garbniki to tarnina 1,7%, czarna porzeczka do 0,42% , wiśnia 0,39%. jarzębina 0,7% , malina 0,3%.

Garbniki wykazują w większym stopniu hamujące działanie na rozwój drożdży dzikich niż winiarskich. Garbniki stwarzają środowisko wybiórcze dla rozwoju drożdży winiarskich. Wysokie dawki garbników powyżej 5 g/L działają hamująco również na drożdże winiarskie. Działanie toksyczne garbników na drożdże wzmaga obecność alkoholu. Dlatego wina zawierające duże ilości garbników cechuje szybsze zwolnienie fermentacji po z chwilą pojawienia się alkoholu. Garbniki działając na białko adsorbowane są przez drożdże i w dużych dawkach hamują ich procesy życiowe.

LEŻAKOWANIE I DOJRZEWANIE WINA

Młode wino nie ma zharmonizowanego zapachu i smaku, choć zawartość alkoholu jest już na odpowiednim poziomie. W młodym winie jest zazwyczaj nadmierna kwasowość, a bukiet i smak niewykształcony. Ponadto jest za dużo CO₂ i niedostateczna klarowność. W czasie fermentacji cichej zachodzić może:

• biologiczne odkwaszanie

• powstawanie związków aromatycznych

• klarowanie.

Leżakowanie prowadzi się w niskiej temperaturze 5-12 ° C. w prawie napełnionych naczyniach. Czas leżakowania od kilku miesięcy do kilku lat. W czasie leżakowania co kilka miesięcy przeprowadza się obciągi wina znad zbierającego się osadu. Podczas przetaczania wino lekko się napowietrza, co sprzyja dojrzewaniu. Dojrzewanie to zachodzi również po nalaniu wina do butelek. Redukcja kwasowości zachodzi drogą biologiczną przez długi czas. Zbyt daleko posunięte odkwaszanie w winach owocowych powoduje powstanie w winie smaku pustego, wino jest zbył łagodne. Sączenie wina przez filtry typu EK i sulfitacja wina niszczy baterie odkwaszające. W odpowiednim momencie trzeba zatrzymać odkwaszanie wina. Tworzenie się aromatu - składniki aromatu mają charakter aldehydów, ketonów i estrów. W dojrzewaniu wina i tworzeniu się aromatu ma duże znaczenie kontakt wina z tlenem np. w czasie obciągu wina lub dyfuzja przez ścianki beczek. Dobre wyniki daje jedynie powolne doprowadzanie tlenu. Intensywne utlenianie jest szkodliwe gdyż powoduje to utlenianie składników aromatu względnie ulatnianie się związków aromatycznych. Silne natlenianie wina powoduje powstanie zbyt dużej ilości aldehydu octowego, który nadaje winu niepożądaną goryczkę. Metalom ciężkim w winie a zwłaszcza Fe ⁺³ przypisuje się rolę zatrzymywania tlenu i stopniowemu przekazywaniu go związkom mniej utlenionym - tak jest w winie czerwonym. Natomiast w winie białym rolę tę spełnia Cu⁺².

W procesie tworzenia się bukiem swobodny dostęp tlenu jest szkodliwy. Pojawienie się brunatnego osadu w winie jest wynikiem utleniania i strącania garbników i barwników. Przy nadmiernym dostępie powietrza i obecności żelaza może nastąpić całkowite strącenie się barwnika. W tworzeniu się bukietu wina, zwłaszcza w jego końcowych stadiach, duże znaczenie posiadają estry. Niewielkie stężenie alkoholu oraz mała ilość kwasów nie sprzyjają tworzeniu się dużych ilości estrów. W winie obok estrów kwasu jabłkowego, winowego, octowego, mlekowego cytrynowego występują drobne ilości estrów alkoholu etylowego i izoamylowego z kwasem kaprynowym lub kaprylowym. Leżakowanie wina ma też na celu wydzielanie z wina części nierozpuszczalnych oraz uzyskanie wina zupełnie klarownego. Osad ten w głównej mierze złożony jest z kwaśnego winianu potasowego, komórek drożdżowych i bakteryjnych, substancji białkowych, gum, śluzów i resztek miazgi owoców.

ROZLEW WIN

Wino rozlane do butelek w nieodpowiednich warunkach technologicznych lub higienicznych może ulec niekorzystnym zmianom jakościowym. Mogą powstać zmętnienia typu biologicznego lub chemicznego. Mają na to wpływ:

1. Niedostateczna czystość butelek, zamknięć lub urządzeń rozlewniczych.

2. Nadmierne napowietrzenie wina podczas rozlewu.

3. Nieodpowiednie warunki sanitarne rozlewni.

Stabilność wina osiągnięta w czasie produkcji nie zabezpiecza wino po jego zabutelkowaniu przed zmętnieniami

biologicznymi (bakteryjnymi). Szczególnie wina zawierające cukier i mające niską kwasowość mogą ulegać

fermentacji wtórnej w butelkach. Nawet zawartość cukru około 0,3% nie jest przeszkodą dla rozwoju drożdży.

Natomiast rozwój bakterii zachodzi szczególnie łatwo przy kwasowości wina niższej od 0,5 g/L.

Dlatego napełnianie winem butelek powinno odbywać się w takich warunkach, które uniemożliwiają reinfekcję i zapewniają biologiczną stałość.

Dla zapewnienia stabilności win stosuje się :

1. Siarkowanie win przed rozlewem,

2. Pasteryzację win w butelkach.

Siarkowanie win nie zabezpiecza całkowicie wina przed wtórnym zakażeniem zwłaszcza przy występowaniu cukru resztkowego, bowiem działanie S0₂ jest ograniczone w czasie (utlenianie). Większe dawki są zabronione przez ustawodawstwo i ponadto są szkodliwe dla konsumentów.

Stosuje się trzy metody rozlewu win:

1. Rozlew na gorąco

2. Rozlew na zimno

3. Rozlew kombinowany (gorąco-zimny, gorąco-ciepły).

Rozlew na gorąco

Wino podgrzewa się do temperatury 45-55 ° C i gorące rozlewa do butelek. Jednocześnie działanie temperatury alkoholu i kwasowości powoduje zniszczenie drożdży i bakterii. Wina tak preparowane zachowują pełną klarowność w ciągu kilkunastu miesięcy.

Obróbka technologiczna przed rozlewem na gorąco polega na klarowaniu bentonitem środkami usuwającymi żelazo. Decydujący wpływ na efekt rozlewu na gorąco ma usuniecie białek termolabilnych. Dokładne klarowanie bentonitem w zasadzie wystarcza do usunięcia białek termolabilnych i pewnych ilości żelaza.

Stosowane temperatury:

we Francji 45-47 ° C, Włochy 45- 50 ° C, Niemcy 50-55 ° C.

Wysokość temperatury zależy od zawartości alkoholu i cukru. Temperatura 52-55 ° C dla win o zawartości alkoholu 12-13% oraz dla większości win półwytrawnych i półsłodkich -jest wystarczająca.

Temperatura 60 ° C obniża walory smakowe, zapach i powoduje zmiany barwy. Po ogrzaniu wina do określonej temperatury następuje rozlew. Aby działanie temperatury było skuteczne to w praktyce po przeprowadzeniu rozlewu z zasady nie ochładza się butelek z winem. Chłodzi się w przypadku pakowania wina w pudła kartonowe, gdyż w tych warunkach czas naturalnego chłodzenia wina trwa nawet kilkadziesiąt godzin, co może wpływać ujemnie na cechy organoleptyczne wina . Wina podgrzewa się w pasteryzatorach i rozlewa do butelek podgrzanych do temperatury zbliżonej do temperatury win.

Zalety

1. Zabezpieczenie przed wtórna fermentacją;

2. Rozlew połączony jest z pasteryzacją - jeden zabieg a dwie operacje, lepszy efekt ekonomiczny;

3. Przyspieszone wysychanie etykiet i lepsze przyleganie kapsli na gorących butelkach.

Wady

1. Konieczność osiągnięcia pełnej stabilizacji białkowej przed rozlewem wina;

2. Możliwość utleniania win, zwłaszcza starszych roczników, co jest niepożądane;

3. Duże wymagania odnośnie butelek ze względu na zmiany temperatury.

Rozlew win na zimno

Polega na pozbawieniu wina drobnoustrojów w wyniku filtracji wyjaławiającej. Wymaga zachowania higieny i warunków sterylnych podczas butelkowania. Rozlew przeprowadza się w komorze sterylnej, w której jest urządzenie rozlewnicze, filtr do sterylnej filtracji, sterylizator do butelek, rozlewaczka, korkownica. Wyjaławianie wina przeprowadza się w filtrach płytowych biologicznych. Filtr przed pracą odkaża się parą lub gorącą wódą. Ponadto wszystkie urządzenia i przewody muszą być odkażone.

Zaleta: najbardziej naturalny sposób utrwalania wina, bez ujemnego wpływu na cechy organoleptyczne wina.

Wady: pracochłonność utrzymania sterylnych warunków i pomieszczeń. Łatwość zakażenia wina i brak pewności pełnej stabilności wina.

Rozlew kombinowany

Metoda goraco-zimna polega na podgrzaniu wina w wymienniku ciepła w krótkim czasie do 60-65 ° C, następnie schłodzeniu do temperatury otoczenia. Wino tak spasteryzowane rozlewa się sterylnie. W tej metodzie nie potrzeba stosować filtra wyjaławiającego. Powstałe zmętnienia wina po jego pasteryzacji usuwa się filtracją, ale stwarza to niebezpieczeństwo reinfekcji wina.

Metoda goraco-ciepła polega na pasteryzacji i rozlewie na gorąco. W metodzie tej wino podgrzewa się do

temperatury 70-80 ° C i utrzymuje kilkadziesiąt sekund. Następnie na drodze wymiany ciepła z winem chłodnym ochładza sieje do temperatury 45-50 ° C po czym jest rozlewane do butelek.

WADY I CHOROBY WINA

Wada jest to uchybienie w zakresie: składu chemicznego, smaku, zapachu, wyglądu nie dyskwalifikującego całkowicie.

Choroby - nienormalne objawy, zazwyczaj pochodzenia mikrobiologicznego, obniżające smak, trwałość, zapach lub wygląd wina.

Część wad i chorób wina daje się usunąć.

Wady składu - gdy za mało cukru, to za niska zawartość alkoholu. Zbyt niska kwasowość wina (poniżej 0,5%) - za mało kwaśny moszcz, nadmierne rozcieńczenie moszczu lub daleko posunięte biologiczne odkwaszanie wina.

Wady smaku - niedostateczna lub nadmierna kwasowość. Nadmierna goryczka, nadgniłe jabłka, rozwój niepożądanej mikroflory, działanie powietrza prowadzące do uwolnienia aldehydu octowego. Niezbyt silna goryczka może być złagodzona przez silniejsze dosładzanie oraz przez siarkowanie wina. Zapach i smak drożdży przejmują wina zbyty długo trzymane na drożdżach, które ulegają autolizie. Zapach siarkowodoru przejmują wina. do których dostała się niespalona siarka przy siarkowaniu beczek na drodze spalania siarki. Może ona ulec redukcji pod wpływem drożdży na siarkowodór. Usuwa się przez przewietrzanie.

Wady wyglądu wina

Brunatnienie wina - jest ono wynikiem działania enzymów utleniających (fenolaz) w winach za mało siarkowanych. Brunamieniu wina towarzyszy strącanie barwnika i zbieranie się go na dnie w postaci puszystego koagulatu. Zielenienie lub czernienie zachodzi w winie zawierającym większe ilości żelaza, pochodzącego z aparatury. Związki żelaza tworzą z garbnikami ciemno zabarwione połączenia. Silniejsze dokwaszanie wina lub zastosowanie żelazocyjanków umożliwia zmniejszenia tej wady lub całkowite jej usunięcie. Stosowane jest też napowietrzanie wina w połączeniu z klarowaniem za pomocą kazeiny.

Zmętnienie - następstwo pozostawiania w winie drożdży strąconych składników wina. Łatwe do usunięcia przez sączenie i ewentualne klarowanie. Trudniejsze do usunięcia są białe zmętnienia związane z nadmierną ilością żelaza, które z rozpuszczalnego fosforanu żelazawego na skutek utleniania przechodzi w nierozpuszczalny , dający trwałe zmętnienia - fosforan żelazowy, w wyniku tej przemiany wino klarowne w zetknięciu z powietrzem mętnieje. Usuwanie na drodze klarowania żelazocyjankiem. Czarne zmętnienia mogą powstawać przez połączenie żelaza z garbnikami.

Choroby wywołane rozwojem drobnoustrojów tlenowych

Tworzenie kożucha - to rozwój drożdży kożuchujących z rodzaju Pichia, Willia i Mycoderma. Drożdże te łatwo rozwijają się na winach o niskiej zawartości alkoholu. Przeciwdziałanie - nalewanie wina pod sam wierzch lub wzmocnienie przez dodanie wina mocniejszego. Korzystne siarkowanie. Zaoctowanie - zachodzi w winach o niskiej zawartości alkoholu lub wyrabianych z nieświeżych owoców. Zależnie od gatunku bakterii może nastąpić lekkie zmętnienie na powierzchni (b.aceti) lub delikatny kożuszek (b.kutzingianum). Alkohol jest utleniany do kwasu octowego, zmieniając niekorzystnie smak i zapach wina. Siarkowanie i wzmocnienie wina i inicjowanie ponownej fermentacji zapobiega przed nawrotem choroby.

Choroby wywołane rozwojem beztlenowców

Zmiana kwasu jabłkowego lub cytrynowego na mlekowy - typowa choroba win mało kwaśnych, w których nadmiernie rozwinęła się mikroflora typowa dla tej przemiany. Zapobieganie - wczesny obciąg wina, umiarkowane siarkowanie oraz przechowywanie wina w chłodnym miejscu. Prowadzą B. mannitopeum Micrococcus acidovarax. Chorobie tej towarzyszy zmętnienie wina i wadliwy smak (kapuściany).

Fermentacja mannitowa - ujawnia się ostrym zapachem i charakterystycznym drapaniem w gardle po wypiciu wina. Łatwo zachodzi w winie, w którym nastąpiło zahamowanie fermentacji alkoholowej, zapobieganie -siarkowanie lub dokwaszanie - utrudnia rozwój bakterii. Wywołują je bakterie fermentacji mlekowej i mannitowej. Tworzą one kwas mlekowy, mannit (CH₂OH(CHOH)₄CH₂OH) oraz produkty lotne.

Sluzowacenie wina - nadaje winu postać lepkiego oleju lub powstawanie nitek i ściętych gruzełków. Przyczyną choroby drożdże Torula lub bakterie fermentacji mlekowo-mannitowe. Wino można pozbawić śluzu dodatkiem dużej dawki (5-10g/L) ziemi hiszpańskiej, która oblepia strąca śluz. Stosuje się też dodatek taniny (do 10g/hl) i silne siarkowanie.

---