ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА алкогольных напитков

Разнообразные алкогольные напитки в виде спирта питьевого, водки, ликероводочных изделий, виноградных и плодово-ягодных вин занимают в торговле продовольственными товарами значительное место.

Питьевой спирт

Сырье

Питьевой спирт - высококонцентрированная смесь почти чистого этилового спирта с водой. Сырьем для его производства есть продукты, богатые крахмалом - картофель, кукуруза, рожь, ячмень, пшеница, отходы крахмального и свекольно-сахарного производства, в частности грязный крахмал и патока. Для производства технического этилового спирта, используемого для технических нужд и лакокрасочного производства, применяют любые виды сырья, содержит в себе углеводы (солому, торф, деревянные опилки), после кислотного гидролиза целлюлозы.

Формирование качества питьевого спирта в процессе производства

Схему производства питьевого спирта приведены на рис. 4.7.

Изготовление солодового молока. В спиртовом производстве и производстве пива для превращения крахмала в сахара применяются амилолитического ферменты а и Р-амилаза, которые способны гидролизовать крахмал до мальтозы. Субстратом амилолитических ферментов является ячменный солод, реже используют солод из кукурузы, проса, овса.

Для получения солода ячмень, очищенный от посторонних примесей, замачивают на 48-72 ч до тех пор, пока содержание влаги в зерне не достигнет 42-44%. Таким образом создаются предварительные условия для интенсификации жизненных процессов в зародыше. Во избежание плесени зерна в период замачивания, негативно отражается на аромате готового спирта, воду в чанах несколько раз меняют.

Обобщенная схема производства питьевого спирта

Рис. 4.7. Обобщенная схема производства питьевого спирта

После замачивания зерно проращивают. Для получения высококачественного продукта в период проращивания поддерживают оптимальную температуру в пределах 15-17 ° С и влажность зерна на уровне 42-44%.

Проращивания зерна ячменя для производства солода, который используется в спиртовом производстве, заканчивают на 9-10-й день, когда длина ростков превышает длину зерна примерно в 1,5-2 раза.

Зеленый солод размалывают, солодовую массу замешивают с водой и получают так называемое "солодовое молоко" - субстрат амилолитич-ных ферментов.

Подготовка сырья и осахаривания крахмала. Параллельно с изготовлением солода и "солодового молока" осуществляются другие технологические процессы, которые направлены на достижение конечной цели - получения спирта-ректификата. В зависимости от использованного сырья технологический процесс может иметь свою специфику, но суть и общее направление сохраняются.

Для клейстеризации крахмала, облегчает действие амилолитических ферментов, отмыта от грязи картофель загружается в металлические котлы-розварникы и подвергается варке при давлении 3,5-4,0 атмосферы в течение 50-60 минут. Сваренный картофель с розварника под давлением выдувается в заторный чан с помощью водяного пара, который предварительно добавляют часть солодового молока. Вследствие резкого изменения давления на выходе из котла-розварника, картофель подрывается и поступает в заторный чан в виде каши. Для предупреждения инактивации амилолитических ферментов, которые находятся в солодовенном молоке, смесь быстро охлаждают до температуры 55-60 ° С.

Осахаривания затора при участии гидролиза крахмала продолжается минут 20-30. За этот период крахмал под воздействием амилолитических ферментов превращается в мальтозу и промежуточные продукты гидролиза - декстрины. Готовый оцукрений пробка имеет в своем составе примерно 20% мальтозы и 5% декстринов.

Изготовление сладкого затора с зерновых проводится таким же образом, только зерно перед варкой в котлах-заварник замачивают в воде, и процесс разваривания более длительным.

Сбраживания сладкого затора. После окончания процесса осахаривания крахмала сладкий затор охлаждают до температуры 20-25 ° С, добавляют чистые культуры спиртовых дрожжей, которые способны накапливать большое количество этилового спирта (даже до 19%) и в то же время создавать минимальное количество побочных и второстепенных продуктов брожения.

Процесс спиртового брожения в общем виде можно представить следующим суммарным уравнением:

Из уравнения следует, что в процессе спиртового брожения, под влиянием дрожжей, происходит интенсивное выделение углекислого газа и нагрева среды, в которой происходит брожение. Если не принять соответствующие меры для охлаждения сладкого затора в процессе брожения, его температура может повыситься до 32-35 ° С, что приведет к угнетению дрожжей и прекращения спиртового брожения.

При таких условиях также могут проявлять активность другие микроорганизмы, что приведет к снижению качества и уменьшению выхода этилового спирта.

Во время брожения сладкого затора в результате жизнедеятельности дрожжей, кроме этилового спирта, образуется значительное количество различных второстепенных и побочных продуктов, наличие которых негативно влияет на качество спирта, особенно на его ароматические и вкусовые свойства.

Вещества, образующиеся при брожении из сахара (кроме спирта и углекислого газа) принято называть второстепенными продуктами спиртового брожения. К ним относятся глицерин, уксусная, янтарная, молочная, лимонная, пировиноградная кислоты, уксусный альдегид, кроме того, ацетон (ацетил-метилкарбинол), 2,3-бутиленгликоль, диацетил.

Механизм образования большинства второстепенных продуктов спиртового брожения еще не совсем установлен, но для некоторых из них хорошо известен. Так, образование глицерина из сахара в период брожения можно подать следующим уравнением:

Пировиноградная кислота, которая образуется при данной реакции, где-карбоксилюеться по уравнению:

Преобразование сахара в глицерин сопровождается также и образованием уксусного альдегида, который согласно основной теории спиртового брожения в конечном итоге дает этиловый спирт. Но ацеталь-дегид может в результате дисмутапии согласно реакции Канниццаро дать уксусную кислоту и этиловый спирт

К побочным относятся продукты спиртового брожения, которые образуются не из сахара, а из других веществ, которые находятся в сброженных субстратах. Основным материалом для образования побочных продуктов являются аминокислоты, которые являются важным азотным питательной средой для дрожжей, и в меньшей степени - пектиновые вещества.

По Эрлихом, дрожжи отщепляющие аммиак от аминокислоты, и используют его для построения белков своего организма, углеродистая же часть молекулы аминокислот образует соответствующий спирт.

В общем виде реакции образования побочных продуктов брожения из аминокислот протекает согласно уравнению:

Из представленной реакции видно, что при дезаминировании аминокислот дрожжами образуется спирт, содержащий в себе углерода на один углеродный атом меньше, чем соответствующая аминокислота.

Так, из аминокислоты лейцина образуется изоамиловый спирт валина - изобутиловый спирт тирозин является исходным продуктом для образования Тирозол; фенилаланин - для образования фенилэтилового спирта; триптофан - для образования триптофолу и другое.

В практике спиртового производства принято называть смесь высших спиртов, которые имеют маслянистую консистенцию, сивушные масла. Все без исключения высшие спирты ядовитые и даже в незначительных количествах негативно влияют на здоровье людей. Они также имеют характерный неприятный запах и вкус, которые быстро залам "ятовуються.

Кроме указанных, в состав сивушных масел спирта входят н-пропиловый, изопропиловый, н-бутиловый, н-амиловый спирты.

К побочных продуктов спиртового брожения относятся эфиры, фурфурол и метиловый спирт, который образуется при распаде пектиновых веществ.

Таким образом, в результате спиртового брожения сладкого затора образуется спиртовая бражка, содержащая 7-9% об. этилового спирта, побочные и второстепенные продукты брожения, нелетучие вещества в виде белковых, пектиновых, минеральных и других растворимых соединений.

Перегонка бражки. Спирт отделяется от бражки на непрерывно действующих брагоперегонних аппаратах. Принцип работы этих аппаратов заключается в том, что подогретая в дефлегматоре (аппарат для отделения низькозакипаючих фракций) спиртовая бражка поступает сверху брагоперегиннои колонки, а навстречу ей движется пара, которая забирает от бражки спирт. Во время движения в колонке пара все больше насыщается парами спирта. На выходе к холодильнику концентрация спирта в паре достигает 33%.

После конденсации получают спирт-сырец, который содержит более 0,5% побочных и второстепенных продуктов брожения (более 50 компонентов), что делает его запах неприятным. Поэтому спирт-сырец подвергают тщательной очистке - ректификации.

Ректификация спирта-сырца. Очистка спирта-сырца от примесей основывается на разнице в коэффициентах испарения этилового спирта, второстепенных и побочных продуктов брожения. Коэффициентом испарения называется отношение содержания компонента в паре к содержанию компонента в жидкости, из которой эту пару получено.

Все примеси за температурой кипения можно разделить на три группы: главные, хвостовые и промежуточные.

К главным относятся соединения, температура кипения которых ниже температуры кипения этилового спирта. Это - метиловый спирт (очень опасное вещество для здоровья человека), муравьиной-этиловый, уксусно-метиловый эфиры, уксусный альдегид.

Хвостовые примеси имеют температуру кипения выше температуры кипения этилового спирта и представлены в основном сивушными маслами.

К промежуточным относятся примеси, которые в зависимости от условий перегонки могут быть отнесены к главной или хвостовой группы (изо-масляноетиловий и изовалерианоетиловий эфиры).

Ректификация спирта-сырца происходит на установках, которые конструктивно похожи на непрерывно-действующие брагоперегинни аппараты. В последнее время широко внедряются брагоректификационных аппараты, в которых спирт-ректификат получают непосредственно из бражки. Сочетание в одном аппарате бражной, эпюрационные (для отбора главных примесей) и ректификационной колонок позволяет значительно снизить себестоимость производства спирта-ректификата.

В зависимости от полноты очистки, а также исходного сырья, спиртовая промышленность производит следующие товарные сорта спирта-ректификата: Люкс, Экстра, высшей очистки, 1-го сорта и спирт этиловый питьевой 95% -ный.

Спирт Люкс и Экстра изготавливают из различных видов зерна и смеси зерна и картофеля, а предназначен для производства водки на экспорт - только из отборного зерна. Спирт высшей очистки и 1-го сорта изготавливают из зерна, картофеля или из смеси зерна и картофеля, а также из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы или только из мелассы. Спирт питьевой 95% -ный - это смесь этилового ректификованного спирта высшей очистки с смягченной водой, которую подвергают фильтрации и выдерживанию.

Из физико-химических показателей стандартами регламентируется содержание побочных и второстепенных продуктов брожения, в частности, альдегидов, сивушных масел, свободных кислот и эфиров.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >