СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА УКСУСА Российский патент 2010 года по МПК C12J1/04 

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается производства уксуса из пищевого сырья.

Известен способ производства плодового уксуса, предусматривающий подачу в ферментер питательной среды, представляющей собой спирт, виноградные и фруктовые вина, с суммарной концентрацией кислоты и спирта не более 14%, чистой культуры уксуснокислых бактерий, аэрацию, окисление спирта в уксусную кислоту до остаточного содержания спирта 0,2-0,5 об.%, удаление из ферментера 50% содержимого, выдержку сырого уксуса при доступе воздуха в течение 3-4 недель, осветление бентонитом, желатином, фильтрацию, купажирование, повторную фильтрацию через стерильный фильтр и пастеризацию (Галкина Г.В. Производство уксуса с помощью высокоактивных штаммов бактерий. М., ЦНИИТЭИПищепром, "Пищевая промышленность", серия 24 "Спиртовая и ликероводочная промышленность", выпуск 6, 1985, с.9).

Недостатком известного способа является невысокий выход готового продукта.

Известен способ производства пищевого уксуса, предусматривающий разделение винной барды на два потока, спиртование каждого потока концентратом головной фракции этилового спирта, использование одного из них в качестве основной питательной среды для окисления спирта уксуснокислыми бактериями глубинным методом при аэрировании воздухом, разделение второго потока на две части и введение их на стадию окисления в период экспоненциальной и стационарной фазы, отвод сырого уксуса и обработку его (а.с. СССР 1611925, 1990).

Недостатком известного способа является то, что готовый продукт обладает невысокими питательными и органолептическими показателями.

Известен способ производства уксуса, предусматривающий приготовление питательной среды из этанола, уксусной кислоты, минеральных солей и воды, окисление ее уксуснокислыми бактериями в батарее ферментаторов при непрерывной подаче воздуха, задачу в процессе окисления сброженного яблочного сока или виноградного виноматериала и отбор готового продукта (а.с. СССР, 1555352, 1990).

Известный способ трудоемок и сложен.

Известен способ производства уксуса, предусматривающий приготовление яблочного материала из сброженного насухо сока или купажа сброженного сока с диффузионным сброженным соком, обработку купажа бентонитом, пастеризацию, подспиртовывание до 9 об.%, подачу материала с концентрацией уксусной кислоты 6,5-7,7% в нижнюю часть ферментера с закрепленными в нем полиэтиленовыми насадками, введение в него сверху уксуснокислых бактерий, непрерывную аэрацию среды путем подачи воздуха перед первой насадкой и между насадками, окисление спирта при температуре 25-32°С в непрерывном потоке, отбор из верхней части ферментера уксуса, осветление бентонитом, купажирование, фильтрацию и пастеризацию, отбор части уксуса и внесение его в ферментер для обеспечения содержания уксусной кислоты в соке 5,0-7,0%, улавливание паров, конденсирование их и возвращение в процесс (а.с. СССР, 1296570, 1987).

Недостатком известного способа является невысокие органолептические показатели готового продукта.

Известен способ производства уксуса, предусматривающий приготовление питательной среды из этанола уксусной кислоты, обогащенной уксуснокислыми бактериями в виде сырого уксуса, раствора минеральных солей: аммония фосфорнокислого, калия фосфорнокислого и магния сернокислого, воды питьевой, выдержку среды 2-6 часов, окисление спирта уксуснокислыми бактериями в батарее ферментеров при подаче воздуха и температуре 28-32°С, отбор сырого уксуса, стерилизацию его, охлаждение, оклейку бентонитом и фильтрацию (а.с. СССР 955683, 1984).

Недостатком известного способа является невысокий выход готового продукта.

Известен способ производства уксуса, предусматривающий использование в качестве сырья спиртованного цитрусового сока, полученного из отходов производства цитрусовых настоек, который подвергают окислению уксуснокислыми бактериями (а.с. СССР 92827, 1960).

Недостатком известного способа является невысокий выход готового продукта.

Известен способ производства уксуса, предусматривающий приготовление питательной среды из спиртованного сырья: воды, эфиро-альдегидной фракции, являющейся отходом спиртового производства, путем доведения в нем содержания спирта до 10-11% введением спиртового раствора крапивы и/или свеклы, окисление спирта в ферментере, заполненном буковыми стружками с иммобилизованными на них уксуснокислыми бактериями, отбор уксуса (патент РФ 2301255, 2007).

Недостатком известного способа является невысокие питательные и лечебно-профилактические показатели готового продукта.

Известен способ производства уксуса, предусматривающий осветление сброженного сока, доспиртовывание его до содержания спирта менее 9 об.%, приготовление из него питательной среды, подачу ее, чистой культуры уксуснокислых бактерий и воздуха в окислитель, окисление спирта в присутствии кислорода воздуха под давлением при температуре 30-32°С, съем уксуса и подачу питательной среды со стартовой концентрацией по спирту 1,5-2,2 об.% и уксусной кислоты - 5,5-7,5% проводят при поддержании давления в окислителе 25-40 кПа, стабилизацию уксуса, купажирование, пастеризацию и фильтрацию (патент РФ 2215780, 2003).

Известны способы производства уксуса как глубинным, так и циркуляционным способом, в которых используют абсорбционную воду при приготовлении питательной среды (а.с.269930, 1970 и 1698281, 1991).

Недостатком известного способа является высокая его себестоимость.

Наиболее близким способом к предлагаемому является способ производства уксуса, предусматривающий осветление бентонитом или бентонитом с желатиной, или пектолитическим ферментным препаратом сброженного яблочного сока, подспиртовывание его до содержания спирта не менее 9 об.%, смешивание его с цидониевым соком, восстановление смеси пропусканием через резервуар с насадкой с иммобилизованными на ней винными дрожжами в течение 12-48 часов, окисление спирта в уксусную кислоту чистой культурой уксуснокислых бактерий циркуляционным или глубинным, или в аппаратах с насадкой, которое проводят в присутствии кислорода воздуха, съем сырого уксуса, осветление уксуса, купажирование и пастеризацию (а.с. СССР, 1402612, 1988).

Недостатками известного способа являются длительность и трудоемкость процесса, невысокий выход готового продукта, высокие энергозатраты.

Техническим результатом предлагаемого способа является получение уксуса с более высокими органолептическими показателями.

Это обеспечивается в способе производства уксуса, характеризующемся тем, что из плодов облепихи извлекают сок дроблением, стеканием и прессованием, от сока отделяют масло сепарированием, отстаивают сок для разделения на слой масла и сока, сливают сок и спиртуют его до крепости 10-12 об.% или сбраживают насухо, из спиртованного облепихового сока или его смеси с сброженным облепиховым соком приготавливают питательную среду путем внесения предварительно полученного раствора фосфорнокислого аммония, перемешивания смеси, окисляют спирт в уксусную кислоту в присутствии воздуха непрерывным или периодическим циркуляционным способом с использованием наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии штамма Acetobacter aceti ВКПМ В-4578, снимают сырой уксус, отбирают в процессе окисления отработанный воздух, улавливают пары этилового спирта и уксусной кислоты путем поглощения их водой в абсорбционно-конденсационной колонне с получением очищенного воздуха, возвращаемого в атмосферу, и абсорбционной воды, используемой для предварительного получения раствора фосфорнокислого аммония, пастеризуют сырой уксус, охлаждают до температуры 20-40°С, осветляют обработкой бентонитовой суспензией и одновременно купажируют добавлением питьевой воды и/или абсорбционной воды или сырого облепихового уксуса, декантируют уксус и подвергают фильтрации с последующим розливом или концентрированием и розливом.

Способ характеризуется тем, что в качестве наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии, используют стружку из дуба, или граба, или бука, или березы или кукурузные кочерыжки.

Способ характеризуется тем, что перед осветлением сырой уксус выдерживают 2-3 недели.

Способ характеризуется тем, что окисление проводят при температуре 28-33°C.

Способ характеризуется тем, что купажируют уксус до массовой концентрации в нем уксусной кислоты 4-9 г/100 см³.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Производство уксуса состоит из следующих основных технологических стадий: приемка сырья; получение спиртованного и сброженного сока облепихи; подготовка воздуха; приготовление питательной среды; разведение чистой культуры бактерий (при пуске); окисление спирта в окислителе (в ферментере); абсорбция уксусной кислоты и спирта из отработанного воздуха; пастеризация сырого уксуса; купажирование уксуса; фильтрация уксуса; упаковка (розлив) готового уксуса.

Для производства облепихового уксуса применяют следующее сырье и материалы:

- облепиха свежая для промышленной переработки;

- сок облепиховый натуральный;

- сок облепиховый спиртованный с объемной долей этилового спирта 10-12%;

- сок облепиховый сброженный с объемной долей этилового спирта не менее 2,5%, массовой концентрацией сахара не более 0,3 г/100 см³, массовой концентрацией летучих кислот в пересчете на уксусную не более 4,0 г/дм³, массовой концентрацией органических кислот в пересчете на яблочную не менее 4,0 г/дм³, массовой концентрацией диоксида серы не более: общей - 200,0, свободной - 20,0 мг/дм³, массовой концентрацией железа не более 20,0 мг/дм³.

Расчет требуемого количества сырья ведется известным путем с учетом способа производства и содержания этилового спирта в сырье. Питательная среда в производстве облепихового уксуса должна содержать 4,5-10,5% этилового спирта, следовательно, сброженный сок до необходимых кондиций доспиртовывают или купажируют со сброженно-спиртованным облепиховым соком, или разбавляют водой (абсорбционной водой).

Облепиховый сок готовят из свежих плодов облепихи. Извлекают сок дроблением плодов, стеканием сока и прессованием измельченной массы, от сока отделяют масло сепарированием. Затем отстаивают сок для разделения на слой масла и сока, сливают сок, сок спиртуют до крепости 10-12 об.% или часть спиртуют, а другую часть сбраживают насухо винными дрожжами.

Из спиртованного облепихового сока или смеси его со сброженным приготавливают питательную среду путем внесения в него предварительно полученного раствора фосфорнокислого аммония, перемешивания смеси, окисляют спирт в уксусную кислоту при температуре 28-33°С в присутствии очищенного воздуха непрерывным или периодическим циркуляционным способом в окислителе или батарее окислителей с использованием наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии штамма Acetobacter aceti ВКПМ В-4578 (ВНИИ пищевой биотехнологии - Acetobacter aceti 66). В качестве наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии, используют стружку из дуба, или граба, или бука, или березы или кукурузные кочерыжки. Когда содержание спирта в циркулируемой жидкости снизится до 0,2-0,3%, производят съем сырого уксуса. В процессе окисления отбирают отработанный воздух, улавливают пары этилового спирта и уксусной кислоты путем поглощения их водой в абсорбционно-конденсационной колонне с получением очищенного воздуха, возвращаемого в атмосферу, и абсорбционной воды. Абсорбционную воду используют для предварительного получения раствора фосфорнокислого аммония, а также в купаже. Сырой уксус пастеризуют при температуре 80-85°С в течение 2-5 минут, охлаждают до температуры 20-40°С и осветляют обработкой бентонитовой суспензией при концентрации бентонита 0,5-1,5 г/л уксуса и одновременно купажируют до массовой доли уксусной кислоты от 4 до 9 г/100 см³ добавлением питьевой воды и/или абсорбционной воды или сырого облепихового уксуса. Бентонитовую суспензию готовят измельчением бентонита, заливом горячей водой, набуханием. Водную суспензию с концентрацией бентонита 200 г/л разбавляют водой или пастеризованным уксусом до концентрации 100 г/л и обрабатывают ею уксус. Готовый уксус декантируют с осадка, осадок промывают водой и направляют на фильтр-пресс, уксус подвергают фильтрации с последующим розливом или концентрированием и розливом. Сырой уксус желательно перед обработкой выдерживать в течение 3-4 недель для созревания и естественного осаждения органических и неорганических веществ.

Пример 1

Извлекают сок дроблением плодов облепихи, стеканием сока и прессованием измельченной массы. От сока отделяют масло сепарированием, затем отстаивают сок для разделения на слой масла и сока, сливают сок и спиртуют его до крепости 10 об.%. Из спиртованного облепихового сока приготавливают питательную среду путем внесения в него предварительно полученного раствора фосфорнокислого аммония из расчета 2,0 г соли на 1 л среды, перемешивания смеси в течение 20 минут. Окисляют спирт в уксусную кислоту при температуре 28°C в присутствии очищенного воздуха периодическим циркуляционным способом в деревянном окислителе с использованием наполнителя, на котором закреплена культура уксуснокислых бактерий штамма Acetobacter aceti ВКПМ В-4578. В качестве наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии, используют стружку из дуба. Циркуляцию проводят из нижней части окислителя на стружку со скоростью 300 л/ч на 1 м³ стружки. Когда содержание спирта в циркулируемой жидкости снизится до 0,2%, а концентрация кислоты возрастет до 9,0%, производят съем сырого уксуса. Подачу воздуха осуществляют из расчета 5 м³ на 1 кг получаемой 100% кислоты. В процессе окисления отбирают отработанный воздух, улавливают пары этилового спирта и уксусной кислоты путем поглощения их водой в абсорбционно-конденсационной колонне с получением очищенного воздуха, возвращаемого в атмосферу, и абсорбционной воды. Абсорбционную воду используют для предварительного получения раствора фосфорнокислого аммония, а также в купаже. Сырой уксус пастеризуют при температуре 80°С в течение 5 минут, охлаждают до температуры 30°С и осветляют обработкой бентонитовой суспензией при концентрации бентонита 0,5 г/л уксуса и одновременно купажируют до массовой доли уксусной кислоты 4 г/100 см³ добавлением абсорбционной воды. Бентонитовую суспензию готовят измельчением бентонита, заливом горячей водой, набуханием. Водную суспензию с концентрацией бентонита 200 г/л разбавляют водой или пастеризованным уксусом до концентрации 100 г/л и обрабатывают ею уксус. Готовый уксус декантируют с осадка, осадок промывают водой и направляют на фильтр-пресс, уксус подвергают фильтрации с последующим розливом. Сырой уксус желательно перед обработкой выдерживать в течение 3 недель для созревания и естественного осаждения органических и неорганических веществ.

Пример 2

Извлекают сок из облепихи дроблением плодов стеканием сока и прессованием измельченной массы, от сока отделяют масло сепарированием. Затем отстаивают сок для разделения на слой масла и сока, сливают сок и спиртуют его до крепости 12 об.%. Далее способ осуществляют в металлическом окислителе с использованием стружки из граба аналогично примеру 1, только при купажировании получают уксус с массовой долей уксусной кислоты 6 г/100 см³ добавлением питьевой и абсорбционной воды.

Пример 3

Извлекают сок дроблением плодов облепихи, стеканием сока и прессованием измельченной массы. От сока отделяют масло сепарированием, затем отстаивают сок для разделения на слой масла и сока, сливают сок, часть сока спиртуют до 10 об.%, а часть сбраживают винными дрожжами насухо. Из смеси сброженного и спиртованного облепихового сока в количестве, обеспечивающем крепость 12 об.%, приготавливают питательную среду путем внесения в нее предварительно полученного раствора фосфорнокислого аммония, перемешивания смеси в течение 30 минут. Окисляют спирт в уксусную кислоту при температуре 33°С в присутствии очищенного воздуха непрерывным циркуляционным способом в батарее окислителей с использованием наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии штамма Acetobacter aceti ВКПМ В-4578. В качестве наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии, используют стружку из бука. Когда содержание спирта в циркулируемой жидкости снизится до 0,3%, производят съем сырого уксуса. В процессе окисления отбирают отработанный воздух, улавливают пары этилового спирта и уксусной кислоты путем поглощения их водой в абсорбционно-конденсационной колонне с получением очищенного воздуха, возвращаемого в атмосферу, и абсорбционной воды. Абсорбционную воду используют для предварительного получения раствора фосфорнокислого аммония, а также в купаже. Сырой уксус пастеризуют при температуре 85°С в течение 2 минут, охлаждают до температуры 20°С и осветляют обработкой бентонитовой суспензией при концентрации бентонита 1,5 г/л уксуса и одновременно купажируют до массовой доли уксусной кислоты 9 г/100 см³ добавлением сырого облепихового уксуса. Бентонитовую суспензию готовят измельчением бентонита, заливом горячей водой, набуханием. Водную суспензию с концентрацией бентонита 200 г/л разбавляют водой или пастеризованным уксусом до концентрации 100 г/л и обрабатывают ею уксус. Готовый уксус декантируют с осадка, осадок промывают водой и направляют на фильтр-пресс, уксус подвергают фильтрации с последующим розливом. Сырой уксус желательно перед обработкой выдерживать в течение 4 недель для созревания и естественного осаждения органических и неорганических веществ.

Пример 4

Извлекают сок дроблением плодов облепихи, стеканием сока и прессованием измельченной массы. От сока отделяют масло сепарированием, затем отстаивают сок для разделения на слой масла и сока, сливают сок, часть сока сбраживают винными дрожжами насухо, а часть спиртуют до массовой доли спирта 12 об.%. Из сброженного и спиртованного облепихового сока крепостью 11 об.% приготавливают питательную среду путем внесения в него предварительно полученного раствора фосфорнокислого аммония, перемешивания смеси в течение 30 минут. Окисляют спирт в уксусную кислоту при температуре 30°С в присутствии очищенного воздуха непрерывным циркуляционным способом в батарее окислителей с использованием наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии штамма Acetobacter aceti ВКПМ В-4578. В качестве наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии, используют стружку из березы. Когда содержание спирта в циркулируемой жидкости снизится до 0,3%, производят съем сырого уксуса. В процессе окисления отбирают отработанный воздух, улавливают пары этилового спирта и уксусной кислоты путем поглощения их водой в абсорбционно-конденсационной колонне с получением очищенного воздуха, возвращаемого в атмосферу, и абсорбционной воды. Абсорбционную воду используют для предварительного получения раствора фосфорнокислого аммония, а также в купаже. Сырой уксус пастеризуют при температуре 85°С в течение 2 минут, охлаждают до температуры 40°С и осветляют обработкой бентонитовой суспензией при концентрации бентонита 1,5 г/л уксуса и одновременно купажируют до массовой доли уксусной кислоты 4 г/100 см³ добавлением питьевой воды. Бентонитовую суспензию готовят измельчением бентонита, заливом горячей водой, набуханием. Водную суспензию с концентрацией бентонита 200 г/л разбавляют водой или пастеризованным уксусом до концентрации 100 г/л и обрабатывают ею уксус. Готовый уксус декантируют с осадка, осадок промывают водой и направляют на фильтр-пресс, уксус подвергают фильтрации с последующим концентрированием до массовой доли уксусной кислоты 9 г/100 см³ и розливом.

Предлагаемый способ позволяет получить облепиховый уксус с более высокими органолептическими показателями. Уксус имеет цвет от светло-желтого до ярко-оранжевого, кислый, свойственный облепихе, без постороннего привкуса вкус и характерный для облепихи. Без посторонних тонов запах. Облепиховый уксус представляет собой раствор, содержащий органические кислоты, в том числе уксусную кислоту, при массовой концентрации 4-9 г/100 см³, небольшое остаточное количество этилового спирта, биологически активные и другие полезные вещества натуральных плодов облепихи. Он богат аминокислотами, микроэлементами, витаминами, каротином, пектином, переходящими из сырья, а также образующимися в процессе биосинтеза альдегидами, эфирами, полифенольными соединениями, придающими продукту своеобразный богатый вкус и аромат. Кроме органических кислот в процессе биосинтеза в облепиховом уксусе образуются ферментные системы, бактериоцины и другие продукты метаболизма. Наличие в облепиховом уксусе биологически активных веществ и полезных веществ способствует связыванию токсинов, уничтожению посторонней микрофлоры в желудочно-кишечном тракте. Он эффективен при простудных заболеваниях и обладает консервирующим свойством. Облепиховый уксус применяют для пищевых целей в качестве консерванта и регулятора кислотности и вкусовой добавки при приготовлении пищевых продуктов, напитков, кулинарных изделий, а также как защитное, дезодорирующее и очищающее средство может использоваться в средствах для ухода за телом, в моющих и чистящих средствах.

Согласно предложенному способу из свежих плодов облепихи извлекают сок и сепарированием отделяют от сока масло. Затем сок спиртуют до крепости 10-12 об.% или часть спиртуют, а другую часть сбраживают насухо винными дрожжами. Из спиртованного облепихового сока или его смеси со сброженным облепиховым соком приготавливают питательную среду путем внесения в него предварительно полученного раствора фосфорнокислого аммония. Затем осуществляют перемешивание. Окисляют спирт в уксусную кислоту при температуре 28-33°С в присутствии очищенного воздуха непрерывным или периодическим циркуляционным способом в окислителе или батарее окислителей с использованием наполнителя, на котором закреплены уксуснокислые бактерии штамма Acetobacter aceti ВКПМ В-4578. После этого производят съем сырого уксуса. Сырой уксус пастеризуют, охлаждают и осветляют обработкой бентонитовой суспензией и одновременно купажируют. Готовый уксус декантируют с осадка и подвергают фильтрации с последующим розливом или концентрированием и розливом. Предлагаемый способ позволяет получить облепиховый уксус с высокими органолептическими показателями. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ производства уксуса, характеризующийся тем, что из плодов облепихи извлекают сок дроблением, стеканием и прессованием, от сока отделяют масло сепарированием, отстаивают сок для разделения на слой масла и сока, сливают сок и спиртуют его до крепости 10-12 об.% или часть спиртуют, а другую часть сбраживают насухо, из спиртованного облепихового сока или смеси его с сброженным облепиховым соком приготавливают питательную среду путем внесения предварительно полученного раствора фосфорно-кислого аммония, перемешивания смеси, окисляют спирт в уксусную кислоту в присутствии воздуха непрерывным или периодическим циркуляционным способом с использованием наполнителя, на котором закреплены уксусно-кислые бактерии штамма Acetobacter aceti ВКПМ В-4578, снимают сырой уксус, отбирают в процессе окисления отработанный воздух, улавливают пары этилового спирта и уксусной кислоты путем поглощения их водой в абсорбционно-конденсационной колонне с получением очищенного воздуха, возвращаемого в атмосферу, и абсорбционной воды, используемой для предварительного получения раствора фосфорно-кислого аммония, пастеризуют сырой уксус, охлаждают до температуры 20-40°С, осветляют обработкой бентонитовой суспензией и одновременно купажируют добавлением питьевой воды и/или абсорбционной воды, или сырого облепихового уксуса, декантируют уксус и подвергают фильтрации с последующим розливом или концентрированием и розливом.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве наполнителя, на котором закреплены уксусно-кислые бактерии, используют стружку из дуба, или граба, или бука, или березы или кукурузные кочерыжки.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что перед осветлением сырой уксус выдерживают 2-3 недели.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что окисление проводят при температуре 28-33°С.

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что купажируют уксус до массовой концентрации в нем уксусной кислоты 4-9 г/100 см³.