Способ производства пищевого уксуса Советский патент 1990 года по МПК C12J1/04 

центрации уксусной кислоты 6,0-8,5%. что характеризует фазу замедленного роста уксуснокислых бактерий - переход от экспоненциальной стационарной стадии, в питательную среду вводят яблочный или виноградный виноматериал в соотношении 1:0,02-0,03 при значении окислительно-восстановительного потенциала (ОВ-потенциал) 450-480 мВ до увеличения его до 545-550 мВ. В конце процесса окисления получается уксус повышенной концентрации 10,2- 10,3%.

При введении яблочного или виноградного виноматериалов в питательную среду на этой стадии процесса сразу же- активируются окислительные ферменты клеток уксуснокислых бактерий за счет того, что яблочный и виноградный виноматериалы, отличающиеся высоким ОВ-потенциалом (до 550 мВ), содержат в значительных количествах вещества полифенольной природы (кате- хины, лейкоантоцианы, флавонолы, гли- козиды, в том числе, витамины группы Р), фермент полифенолоксидаэу, под действием которой происходит их окисление в хиноны и другие, а также ка

тионы металлов , Cu, Mn

++ Со++

, VJU ,

способные активно участвовать в окислительно-восстановительных реакциях и переносить электроны, В цитохром- оксидазе происходит переход Fe в

активную форму Fe

+ +

а также

Си

в , Активируются коферменты НАДН и НАДФН и флавиновые ферменты ФАД и ФМН. Кроме того, полифенолоксида- за может частично выполнять функции цитохромоксидазы, перенося электроны на кислород.

Таким образом, с подачей яблочног или виноградного виноматериала в среду на стадии замедления роста уксуснокислых бактерий процесс кислотооб- разования активизируется и выход и концентрация уксусной кислоты увеличиваются, .Одновременно происходит ее обогащение биологически активными и минеральными веществами виноматериала.

Пример 1, Готовят питательную среду в количестве 6000 л следующего состава: этанол 6,72%, уксусная кислота 0,9%; (,. 1,0 г/дм3; КС1 0,5 г/дм1; MgSO4 0,15 г/дм3, вода до объема.

Процесс окисления этанола уксуснокислыми бактериями проводят в

0

5

5

0

0

5

0

5

0

5

батарее из четырех ферментаторов. Питательную среду подают в 1 ферментатор со скоростью протока 385 л/ч, или скоростью разбавления 0,065 . Расход воздуха по ферментаторам составляет м3/мэ-мии:

I0,29-0,30

II0,20-0,25

III0,15-0,20

IV0,09-0,10

В конце экспоненциальной стадии развития уксуснокислых- бактерий при накоплении уксусной кислоты 6,0% в, I ферментаторе и на стационарной стадии при накоплении 8,5% уксусной кислоты во II ферментаторе при значении ОВ-потенциала в .среде 450 мВ в эти ферментаторы задают сброженный яблочный сок (содержащий 6,9% этанола, 0,4% яблочной кислоты, 0,4 мг/см3 общего азота, полифенолов, в том числе витамина Pt 0,9 г/дм3, аскорбиновой кислоты 15 мг%, рибофлавина 0,02 мг%, минеральных веществ, мг/дм : К 1280; Mg 60,5; Fe 7,7; Mn 1,9; Си 1,0) в количестве Г20 л ( соотношение 1:0,02), распределяющихся по ферментаторам в соотношении 10:1 со скоростью 385 и 50 л/ч соответственно. При этом ОВ-потенциал в среДе увеличивается до 545 мВ,

Продолжают процесс окисления, Для поддержания необходимой концентрации этанола во II и III ферментаторах подают расчетное количество 40%-ной по спирту среды.

В ферментаторах поддерживаются . следующие параметры (Р - массовая доля уксусной кислоты, %; S - объемная доля этанола, %):

1,48 0,71 Рв 9,84; S,Ј 0,56

P,j 10,23; $% 0,42

В III ферментаторе концентрация уксусной кислоты повышена и составляет 9,84%, а в TV получается уксус с концентрацией 10,23%.

Выход в пересчете на 100%-ную уксусную кислоту составляет 40,6кг/м3-сут.

Характеристика готового уксуса

Массовая доля орга нических кислот в пересчете, на уксусную, %10,23 Объемная доля этанола, %0,42

Рт 6,0; Sj

8 2; s

Рг

10

Аскорбиновая кислота, мг%1,100 Рибофлавин, мг% 0,QOJ Полифенольные ве- щвества, в том числе витамин Р,

мг/дм3 , 0,02 Катионы металлов, мг/дм3:

К38,00

Mg1,80

Fe0,20

Mn0,06

Си0,03

Пример 2, Подготовка питаельной среды и процесс окисления едут по примеру 1. В качестве добави к питательной среде используют ябочный сброженный сок того же состава, 20 то в примере 1. Соотношение питательой среды и сока равно 1:0,03. ОВ-по- енциал в среде доводитсй до 550 мВ. араметры процесса следующие; %:

15

Р

ь 6,1; S, 1,33 3,4; S- 1,02 Рй 9,9; S,j 0,72 РУ 10,3; S,y 0,38 Максимальная концентрация уксуса оставляет 10,3%, выход 100%-ной укусной кислоты из батареи . 1,4 кг/м3- сут.

Характеристика готовой продукции: Массовая доля органических кислот1 в пересчете на уксусную, % Объемная доля этанола , %

Аскорбиновая кислота, мг% Рибофлавин, мг% Полифенольные вещества, в том числе витамин Р, г/дм3

Катионы металлов, мг/дм : К

10,3 0,38

1,100 0,001

0,02

25

30

35

40

45

Mg. Fe Mn Си

39,00 1,80 0,20 0,06 0,03

50

Пример 3. Подготовка питательной среды и процесс окисления ведутся по примеру 1. В качестве добавки, повышающей ОВ-потенциал в среде до 550 мВ, используют виноградный

10

20

виноматериал, имеющий следующую характеристику:Объемная доля

этанола, %Н,2

Титруемая кислотность в пересчете на винную кислоту, гУдм3 0,3 Сахар, г/100 см3 0,20 Аскорбиновая кислота, мг%10,0 Рибофлавин, мг% 0,04 Полифенольные вещества, в том.числе

15

г

-витамин Р, г/дм 1,08 Катионы металлов, иг/дм3:

К2200,0

Mg59,0

Mn2,2

Си2,0

Fe8,0

Соотношение питательной среды и виноградного виноматериала со- 5 ставляет 1:0,02, Параметры процесса по ферментаторам следующие, %: Р - 6,2; S, ±4,29 PS 8,4i Sj -1,00 P,j 10,0; S,y 0,52 P 10,3: S,§ «0,38 Практически ухе в III ферментаторе получается-готовый 10%-ный уксус. В IV ферментаторе концентрация продукта 10,3%. Выход 43,5 кг/м3«сут по 100%-ной уксусной кислоте.

Характеристика готовой продукции: Массовая доля органических кислот в пересчете на уксусную, %10,3 Объемная доля этанола, %0,38 Аскорбиновая кислота, мг%0,9

0

5

0

Полифенольные вещества, в том.числе витамин Р, г/дм 0,03 Рибофлавин, мг% 0,002 Катионы металлов, мг/дм :

К71,0

Mg1,60

Ее0,30

Мп0,07

Си0,05

Данные всех экспериментов приведены в табл.1.

Таким образом, как видно из табл.1 оптимальным соотношением питательной

среды и яблочного сброженного сока или виноградного виноматериала является .соотношение 1:0,02-0,03. Если добавить сок в большем количестве, то выход продукции несколько увеличивается, но уксус приобретает окраску, что делает его по качеству не соответствующим стандарту. Если добавлять яблочный сок или виноградный виноматериал в меньшем количестве, то выход уменьшается.

Существенным признаком является введение виноградного или яблочного виноматериалов при достижении оптимальной концентрации уксусной кислоты в головных ферментаторах 6,0- 8, 5%, что видно из табл„20

В табЛсЗ приведены показатели предлагаемого способа в сравнении с из- вестным.

Формула изобретения

Способ производства пищевого уксу- са, предусматривающий приготовление питательной среды на основе этанола,

уксусной кислоты и минеральных солей: фосфорнокислого аммония, сернокислого магния, окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями в условиях аэрации среды при непрерывном-протоке ее через батарею последовательно соединенных между собой ферментаторов с притоком питательной среды и подачей иистой культуры в головной ферментатор и отбором готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и концентрации готового продукта с одновременным . обогащением его биологически активными и минеральными веществами, в процессе окисления в фазе замедленного роста при переходе от экспоненциальной к стационарной стадии развития уксуснокислых бактерий при до ижении в окисляемой среде концентрации уксусной кислоты в головных ферментаторах . 6,0-8,5% в питательную среду вводят сброженный яблочный сок или виноградг ный виноматериал в соотношении 1:0,02- 0,03 к среде до достижения ОВ-потен- циала в ней 545-550 мВ.

Т а в л и ц a I i

Изобретение относится к пищевой биотехнологии. Цель изобретения - повышение выхода и концентрации готового продукта с одновременным обогащением его биологически активными и минеральными веществами и ускорение процесса. Готовят питательную среду на основе эталона 6,5 - 7,0%, готовой уксусной кислоты 0,9 - 1,0%, минеральных солей. Питательную среду непрерывно подают на окисление в батарею последовательно соединенных ферментаторов. По достижении в головных ферментаторах концентрации уксусной кислоты 6,0 - 8,5%, что характеризует фазу замедленного роста уксуснокислых бактерий, в питательную среду вводят сброженный яблочный сок или виноградный виноматериал в соотношении со средой 1:(0,02 - 0,03) до значения ОВ-потенциала в среде 545 - 550 мВ. В процессе окисления получается уксус повышенной концентрации 10,2 - 10,3%. Увеличивается его выход и происходит обогащение биологически активными и минеральными веществами. 3 табл.

Питательная среда, содержа- вдя:

Этанол 6,721

(HHt)jHP04 1,0 г/дм3 MgSO, 0,15 г/дн КС1 0,5 г/дм5

Уксусная кислота 0,9Х Яблочный сброженный сок, включающий: этанол 6,91, яблочная к-га 0,4Z, ов- «ий азотг 0,4 мг/см3; летучие- кислоты 0,42, аскорбиновая кислота 15 мгХ, рибофлавин 0,02 мгХ, по- лифенолы, в том числе витамин Р,, 0,9 г/дм4; катионы металлов мг/дм5: К 1280,0; Kg 60,5; Ре 7,7; Мп |, 9; Са 1,0

Оитательная среда, содержащая:

Этанол 6,51

(ОТ,) НТО, 1,0 г/дм MgSO,0,15 г/дм

КС1 . 0,5 г/дм1 Уксусная яслота 0,96 Виноградный ниоматериал, «кяючапцнй: танол II,21; титрируемая нсяотностк 0,3 г/дм4; с хор 0,3 г/100 см1; аскорбиновая кислота 10 мгХ; рибофлавин 0,04 мгХ; пояифеяолы в том числе витамин Р, 1,08 г/дм1.

1:0,01 5306,18,4 Конев экс- Стацио- 400

понеици- каряая алыгой

Без подачи винома

В IV ферментаторе достигается максимальная концентрация 10,3% В IV ферментаторе достигается 10,3%

41,4-43,5

Обогащен минераль- лными веществами, . витаминами и другими биологически активными веществами сока.

(Аскорбиновая кислота 0,9-1,1 мг%;

Продолжение табл. 1

50

10, 10

IV

41,2

Таблица 2

Таблица 3

В VI ферментаторе достигается максимальная концентрация 10,2% Не достигается концентрация 10,2%

26,7

Не обогащен мине-. ральными и биологически активными веществами

Рибофлавин,0,001- 0,002 мг%; Поли- фенольные вещества, в том числе витамин Р, 0,002- 0,03 г/дм5; Катионы металлов, мг/дм : К 38,00-71,00; Mg 1,60-1,80; Fe 0,20- 0,30; Mn 0,06-0,07; Си 0А03 0А052

Продолжение табл. 3