Безалкогольные напитки

Различные напитки характеризуются  совершенно разной способностью к окислению. Для минеральной, родниковой и столовой воды характерен только первый из вышеперечисленных недостатков. Напротив, для подслащенных напитков существенную роль играют все эти факторы, и в этом случае снова приходится различать практически нечувствительные к воздействию кислорода напитки на яблочной основе, расфасованные в бочки, и напитки, особенно чувствительные к воздействию кислорода (к которым относятся цитрусовые напитки на базе эссенции и напитки с содержанием цитрусовых). Поскольку в настоящее время на предприятиях нередко изготавливаются практически все виды напитков, следует обязательно принимать в расчет все вышеперечисленные факторы.

Говоря о недостатках, речь идет об очень капиталоемких позициях - например, сбой в процессе розлива вспенивающихся напитков обязательно влечет за собой снижение производительности машины, а дефекты или технологические ошибки влекут снижение спроса.

Среди причин биологических  дефектов подслащенных напитков на первом месте стоят дрожжи, а на втором - уксуснокислые микроорганизмы. И те, и другие особенно хорошо развиваются в присутствии кислорода. Двуокись углерода, образующаяся в подслащенных напитках в процессе жизнедеятельности дрожжевых клеток, вызывает вздутие и в итоге приводит к взрыву некоторых бутылок. Потеря устойчивости к замутнению имеет микробиологические и химико-физические причины. В обоих случаях значительную роль играет кислород и содержание в напитке воздуха.

Ухудшение органолептпческих  свойств существенно зависит  от степени окисления. Добавление аскорбиновой кислоты, которое иногда применяется на практике в качестве своего рода контрмеры, лишь незначительно ускоряет связывание кислорода, так как фиксация кислорода ингредиентами фруктового сока протекает значительно быстрее, чем реакция с аскорбиновой кислотой. При параллельных измерениях кислорода и витамина С мы наблюдали поразительную продолжительную реакцию аскорбиновой кислоты при связывании кислорода.

Потеря цвета значительно  ускоряется под действием солнечных лучей и в присутствии тяжелых металлов. Так как в пивобезалкогольной промышленности используются не темные, а прозрачные бутылки, это обусловливает возникновение неблагоприятных предпосылок.

Содержание кислорода

 

Содержание кислорода  в напитке из-за его быстрого преобразования следует измерять сразу же после розлива, причем его количество не должно превышать 1,4 мг О₂/л. Если к этому прибавить содержание кислорода в горлышке бутылки, то в итоге получаются более высокие показатели – от 2,6 до 3 мг или от 1,3 до 1,8 мг О₂/л напитка спустя некоторое время после розлива. Эти показатели для прохладительных напитков в 2 – 3 раза выше, чем у пива (нормативный показатель от 0,5 до 0,9 мг О₂/л), значительно более чувствительного к влиянию кислорода.

Преобладающим для многих производителей является нормативный  показатель 3 мг О₂/л розлитого напитка (лучше 2,6-3 мг О2/л розлитого напитка).

 

Поясняющий расчет:

 

6 мл воздуха  в горлышке бутылки       = 1,6 мг О₂/л 
+ напиток                           = 1,0-1,4 мг О₂/л

 

Сумма                   = 2,6-3 мг О₂/л

 

При вакуумном наливе нормативные показатели содержания кислорода ниже, пример:

 

в горлышке бутылки от 1,0 до 1,3 мл воздуха    = 0,27 мг О₂/л)

+ напиток                = 1,0- 1,4 мг О₂,

 

Сумма                = 1,3-l,8 мг О₂

 

Для пива приняты еще более низкие значения:

 

Содержание растворенного  кислорода в пиве   = 0,3-0,5 мг

+ воздух и горлышке              = + 0,2 - 0,4 мг/л

 

Сумма         = 0,5-0,9 мг/л

 

Нормативные показатели прохладительных напитков значительно выше, чем для пива, где, как известно, общепризнанным максимально допустимым является показатель менее 1,0 мг О₂/л пива. При этом предварительное содержание кислорода на входе установки розлива нива составляет от 0,25 до 0,35 мг/л. Количество воздуха в горлышке бутылки объемом 0,5 - 1 л составляет 1,0 - 1,5 мл.

Для прохладительных  напитков нормативные показатели более  чем в 2 раза выше, чем для пива, так как прохладительные напитки более разнообразны и многочисленные результаты измерений для прохладительных напитков не являются основами для рекламаций даже при таких высоких значениях. Кроме того, прохладительные напитки не столь восприимчивы к воздействию кислорода, как пиво.

Классификация по различным  нормативным показателям для  прохладительных напитков вытекает из различной технологии розлива. Поскольку показатели количества воздуха в горлышке бутылки для прохладительных напитков обычно выше, чем для пива, где мелкопузырчатая пена перед закрытием бутылки вытесняет кислород из горлышка, то в нормативный показатель включен случай даже с 6 мл воздуха. Это, как правило, неизбежно возникает в большинстве случаев, так как

• даже в подслащенных напитках, содержащих фруктовый сок, не может образовываться такая мелкопузырчатая вытесняющая кислород пена, как в пиве, а крупнопузырчатая пена не обладает такой выраженной способностью к вытеснению кислорода;
• вакуумный розлив или розлив в атмосфере инертного газа, предотвращающего поглощение кислорода при розливе, применительно к промышленности безалкогольных напитков почти не рассматривался (не в последнюю очередь из соображений затрат).

Содержание кислорода в установке  розлива.

 

 Результаты исследований  подтверждают, что воздух в горлышке  оказывает решающее влияние на общее содержание кислорода в напитке.

Методы измерения количества кислорода.

 

Прохладительные напитки, находящиеся во время изготовления под давлением (диоксида углерода или насосов), для измерения содержания кислорода следует замерять под давлением в расходомере, так как в противном случае происходит высвобождение СО₂ и кислорода, сопоставимое с высвобождением газа под давлением, что привело бы к получению неправильных результатов измерений. Долгое время для прохладительных напитков не существовало выверенной методики анализа, соответствующей вышесказанному.

Оборудованные расходомерами приборы для измерения количества кислорода создают хорошие условия для измерений прохладительных напитков. Конструкция герметична для значения давления до 4 бар.

Меры по предотвращению и причины завышенных значений содержания кислорода.

 

Контрмеры для связывания кислорода в виде добавления аскорбиновой кислоты, которая, как показывают наши опыты с прибором для измерения количества кислорода, вступает в реакцию спустя относительно длительное время, приемлемы только для низких значений содержания кислорода. Не стоит и говорить о подобном способе витаминизации при добавлении 50 мг аскорбиновой кислоты на литр. На 1 мг кислорода требуется 10 мг аскорбиновой кислоты, то есть десятикратное по сравнению с кислородом количество.

Целесообразнее, однако, устранить причины возникновения завышенных значений количества кислорода. Причины завышенных значений содержания кислорода могут быть обусловлены технологически, например:

• подсосом воздуха вследствие негерметичных уплотнений;
• слишком низким давлением розлива;
• внесением кислорода при приготовлении сиропа;
• недостаточной вакуумной деаэрацией.

Высокие значения кислорода, обусловленные процессом водоподготовки, могут быть вызваны, например, обезжелезиванием по технологии аэрации, и если вследствие неправильно сконструированной установки для дегазации воды на установку для вакуумной деаэрации подается слишком низкое входное давление, полной деаэрации там не происходит, даже если недостаток заниженного входного давления компенсировать большим количеством форсунок в вакуумной установке. Таким образом, повышение давления является обязательным. Важным является удаление кислорода из воды напитка.

Зачастую дефекты окисления  и вкуса возникают вследствие применения технологии обеззараживания воды окислителями — хлорирования с использованием газообразного хлора Сl₂, гипохлорида натрия NaClO₂, гипохлорида кальция, технологии с использованием хлористого аммония, технологии электролиза, применения диоксид хлора Сl₂ и озона О₃.

Подобные явления возникают  также при обеззараживании воды путем добавления серебра (например, при использовании препаратов серебра или технологии электрока-тодинирования, а также при применении активированного угля с серебром).

Содержание кислорода в расфасованном  напитке. Его изменения при хранении и транспортировке

Содержание кислорода  в расфасованных напитках и его  изменение при хранении, транспортировке  и т. д. позволяют, кроме прочего, сделать заключение, что кислородный обмен зависит от температуры и может быть весьма существенным - почти полным в напитках, содержащих фруктовый сок, и немного более медленным  - в напитках типа колы. При этом существуют различия между видами напитков в зависимости от их компонентов. Для определенных напитков ухудшение аромата и посторонний вкус весьма существенно проявляются во вкусовых характеристиках.

Дегустация напитков, содержащих фруктовый сок и поврежденных воздействием кислорода, свидетельствует о заметном ухудшении вкуса, вплоть до появления постороннего скипидарного привкуса. Для большинства подслащенных напитков, содержащих фруктовый сок, более значительных дефектов от воздействия кислорода не наблюдается.

Установлено, что фиксация кислорода фруктовыми ингредиентами  протекает существенно быстрее, чем продолжительная реакция с аскорбиновой кислотой (по результатам измерения содержания витамина С). Это имеет значение для принятия соответствующих контрмер в виде добавления аскорбиновой кислоты в напиток при розливе в ПЭТ-бутылки, которые немного пропускают кислород.

Воздействие света

 

При рассмотрении вредного воздействия солнечных лучей следует отметить, что бесцветное стекло пропускает их 70-80%, зеленое — 30-40%, а коричневое — всего 5-10%.

Потеря аскорбиновой кислоты, помутнение

 

Из расфасованного продукта кислород может удаляться под  воздействием изначально содержащейся аскорбиновой кислоты, однако происходящие при этом потери витамина С для многих напитков нежелательны. Соки цитрусовых, не содержащие витамина С, сточки зрения пищевых нормативов считаются даже испорченными.

Вызываемый потерей витамина С процесс окисления химически активной аскорбиновой кислоты существенно ускоряется при наличии следов металлов — ионов меди, серебра и железа, а также при повышенной температуре. Поэтому нецелесообразно использовать арматуру, выделяющую ионы тяжелых металлов, а также осуществлять обработку воды серебром в целях ее обеззараживания.

При разложении аскорбиновой кислоты происходит скачок редокс-потенциала, что нередко приводит к помутнению напитка. С превращением аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую кислоту связано образование легкоокисляющихся полифенольных масел, которые, в свою очередь, могут вызывать помутнение.

Предотвратить потери витамина С при розливе и хранении довольно сложно. Напиток при розливе в бутылки должен вступать в контакт с минимально возможным количеством воздуха, а воздушная прослойка в горлышке бутылки должна быть минимальной. В ходе процесса пастеризации потери аскорбиновой кислоты, вызываемые преимущественно воздействием растворенного в соке кислорода составляют 10-14%. 80% растворенного в соке кислорода при пастеризации расходуется на окисление различных ингредиентов сока. Во время хранения наиболее активное разложение аскорбиновой кислоты происходит в первые 3 месяца.

С точки зрения недопущения  кислорода к готовому продукту во время производства напитка немаловажную роль играет правильное положение лопастей мешалки (импеллера) для сахарного сиропа. Сокращение попадания воздуха в сахарный или лимонадный сироп столь же важно, как и деаэрация после приготовления сиропа и процесса смешивания, а также деаэрация самой воды. Хорошим, но весьма дорогостоящим является метод смешивания и одновременной деаэрации путем введения двуокиси углерода в смесительный бак.

Солоноватый привкус, образование  дойного осадка

 

Подобные дефекты обусловлены высоким общим содержанием солей или высокой общей жесткостью используемой воды. Во избежание появления неспецифичного или солоноватого привкуса рекомендуется удерживать солевой баланс в определенных границах, что, в свою очередь, поможет предотвратить опасность исчезновения мутности напитков с мякотью или образование донного осадка. Оптимальным принято считать содержание солей в количестве 500-800 мг/л. Если в 1 л воды содержится менее 100 мг растворенных солей, то появляется другой недостаток — вкус изготовленного на ее основе напитка кажется невыраженным. Если слишком велико содержание кальция, то может произойти осаждение фосфата кальция для напитков типа колы, содержащих фосфорную кислоту.

Невыраженный кислый вкус

 

Если кислый вкус напитка не выражен, то могла произойти нейтрализация фруктовой кислоты (например, солями карбонатной жесткости воды). В таких случаях рекомендуется производить подработку воды путем декарбонизации или повышение уровня кислотности напитка с учетом соответствующих нормативов для пищевой промышленности (Положения о пищевых добавках или Требовании к производству прохладительных напитков).