Способ производства пищевого уксуса
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.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1555352 (51)5 С 2 J 1/04 при" ц
%" Hh8
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоескомм свидктяльствм с
4д
Сп
CA
М
С
К), :солей: аммония фосфорнокислого двузамещенного, сернокислого магния и . калия хлористого, воды питьевой. Питательную среду непрерывно подают.на окисление в батарею ферментаторов, последовательно соединенных между собой; В каждый ферментатор подают .. воздух который перемешивается с куль- ай ! туральной жидкостью. За счет перепада давления культуральная жидкость перемещается последовательно из первого ферментатора в последний. По достижении в головных ферментаторах конГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
rlP4 rHHT СССР.(21) 4444746/30-13
1 (22) 20.06.88 (46) 07.04.90. Бюл. 9 13 (7l) Всесоюзный научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии (72) Э,Г.Васильева, А.Н.Дужак, Л.И,Стрельникова, Г.В.Галкина и И.Т.Туробойский (53) 663,242(088.8) (56) Производственный технологический регламент на производство спиртового пищевого натурального уксуса непрерывным глубинным способом, утвержденный зам. Министра пищевой промышленности СССР А.M.Áåëè÷åíêî, 1985, с. 7-20.
Авторское свидетельство СССР
N- 1041564, кл, С 12 J 1/04, 1982 ° (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩКВОГО
УКСУСА (57) Изобретение относится к пищевой биотехнологии, Цель изобретения — по- вышение выхода и концентрации готоИзобретение относится к пищевой биотехнологии, в частности к способам производства пищевого уксуса.
Целью изобретения является повышение выхода и концентрации готового продукта с одновременным обогащением его биологически активными и минеральными веществами.
Способ осуществляют следующим образом.
Готовят питательную среду на основе этанола 6,5-7,0Х, готовой ук" сусной кислоты 0,9-1,ОХ, минеральных
2 вого продукта с одновременным обогащением его биоЛогически активными и минеральными веществами и ускорение процесса. Готовят питательную среду на основе этанола 6,5-7,0X -готовой уксусной кислоты 0 9""1,0Х минеральных солей. Питательную среду непрерывно подают на окисление в ба-. тарею последовательно соединенных ферментаторов. По достижении в головных ферментаторах концентрации уксусной кислоты 6,0-8,5Х, что характеризует фазу замедленного роста уксуснокисльп<-..бактерий в питательную среду вводят сброженный яблочный сок или виноградный виноматериал в соотношении со средой 1:(О 02-0,03) до зна чения OB-потенциала в среде 545. 550 мВ ° В процессе окисления получается уксус повышенной концентрата и
10 2-lÎ ЗХ. Увеличивается его выход и происходит обогащение биологически активными и минеральными веществами.
3 табл.
1555352 центрации уксусной кислоты 6,0-8,5Х, что характеризует фазу замедленного роста уксуснокислых бактерий — переход от экспоненциальной стационарной стадии, в питательную среду вводят яб«5 лочный или виноградный виноматериал в соотношении 1:0 02-0 03 при значении окислительно-восстановительного потенциала (OB-.ïîòåíöèàë) 450-480 мВ до увеличения его до 545-550 мВ, В конце процесса окисления получается уксус повышенной концентрации 10,21093%, При введении яблочного или вино 5 градного виноматериалов в питательную среду на этой стадии процесса сразу же- активируются окислительные ферменты клеток.уксуснокислых бактерий за счет TQI o> ОВ-потенциалом (до 550 мВ), содержат в значительных количествах вещества полифенольной природы (катехины, лейкоантоцианы, флавонолы, гли- 25 козиды, в том числе, витамины группы Р), фермент полифенолоксидаэу, под действием которой происходит их окисление в хиноны и другие, а также катионы металлов Fe, Cu+, Mn++ Co++ способные активно участвовать в окислительио"восстановительных реакциях и переносить электроны, В цитохромоксидазе происходит переход Fe ++ в активную форму Fe+, а также Cu" +ф +4. Ф в Cu++, Активируются коферменты НАДН и НАДФН и флавиновые ферменты ФАД и ФМН. Кроме того, полифенолоксидаза может частично выполнять функции цитохромоксидазы, перенося электроны на кислород, Таким образом, с подачей яблочного или виноградного виноматериала в среду на стадии замедления роста уксуснокислых бактерий процесс кислотооб- 45 разования активизируется и выход и концентрация уксусной кислоты увеличиваются.,Одновременно происходит ее обогащение биологически активнь1ми и минеральными веществами виноматериа50 Пример 1. Готовят питательную среду в количестве 6000 л следующего состава: этанол 6,72Х, уксусная кислота 0,9%; (NH4) нР04 1, 0 г/дм З KC1 О, 5 г/дм Э; Mg SO < 0,15 г/дмЭ, вода до объема, Процесс окисления этанола уксуснокислыми бактериями проводят в /Массовая доля орга--. нических кислот в пересчете на уксусную, Х Объемная доля этанола, % 10 23 0,42 батарее из четырех ферментаторов, Питательную среду подают в 1 ферментатор со скоростью протока 385 л/ч, или скоростью разбавления 0,065 ч-, Расход воздуха по ферментаторам составляет м /м мин: I 0,29-0,30 II 0,20-0,25 III 0 15-0 ° 20 IV 0,09-0,10 В конце экспоненциальной стадии развития уксуснокислых..бактерий при накоплении уксусной кислоты 6,0% a 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 6,9Х этанола, 0,4Х яблочной кислоты, 0,4мг/см общего азота, полифенолов, в том числе витамина Р 0,9 г/дм, аскорбиновой кислоты 15 мг%, рибофлавина 0,02 мгХ, минеральных веществ, мг/дм: Э. К 1280; Ng 60,5; Fe 7,7; Мп 1,9; Си 1,О) в количестве f20 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 u III ферментаторах подают расчетное количество 40%-ной по спирту среды. В ферментаторах поддерживаются . следующие параметры {P - массовая доля уксусной кислоты, %; S — объемная доля этанола, %): Рт = 6.0; Б1 = 1148 В III ферментаторе концентрация уксусной кислоты повышена и составляет 9,84%, а в IV получается уксус с концентрацией 10,23% ° Вйход в пересчете на 100%-ную уксусную кислоту составляет 40, 6 кг/м Э сут. Характеристика готового уксуса 155535 0,3 0,20 1 ° 08 10,3 1, 100 0,001 0,9 5 Аскорбиновая кислота, мгХ 1,100 Рибофлавин, мгХ О, а01 Полифенольные вещвества, в том чис5 ле витамин P мг/дм з.. О, 02 Катионы металлов, мг/дм К 38,00 Мя 1,80 Fe 0,20 Мп 0,06 Си 0,03 15 Пример 2, Подготовка питательной среды и процесс окисления ведут по примеру 1. В качестве добавки к питательной среде используют яблочный сброженный сок того же состава, 20 что в примере 1. Соотношение питательной среды и сока равно 1:0,03. ОВ-потенциал в среде доводитсй до. 550 мВ. Параметры процесса следующие; Х: 6е11 Sò = 1133 Р у =10,3; $,у = 0,38 Максимальная концентрация уксуса составляет 10,3Х выход 100X-..ной ук- 30 сусной кислоты из батареи :. 41р4 кг/м сут. Характеристика готовой продукции. Массовая доля органических кислот в пересчете на ук-.— сусную, Х Объемная доля этанола, % 0,38 Аскорбиновая кис- 40 лота, мг% Рибофлавин, мгХ Полифенольные вещества, в том числе витамин P 45 ,/ мЗ 0,02 Катионы металлов, мгlдм К 39,00 м@. 1,80 50 Fe 0,20 Мп 0,06 Си 0,03 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 2 б виноматериал, имеющий следующую характеристику. Объемная доля этанола, % 11,2 Титруемая кислотность в пересчете на винную кислоту, г/дм 3 . Сахар, г/100 см Аскорбиновая кислота, мгХ 10,0 Рибофлавин, мг% 0 ° 04 Полифенольные вещества, в том.числе Ъ -ритамин P г/дм Катионы металлов, иг/дм К 2200,0 Мя 59,0 Мп 2,2 Си 2,0 Fe 8,0 Соотношение питательной среды и виноградного виноматериала составляет 1:0 02. Параметры. процесса по ферментаторам следующие, Х: P = 6 2; Б, 1,29 Практически уме в III ферментаторе получается: готовый 10Х-ный уксус. В IV ферментаторе концентрация продукта 10,3Х. Выход 43,5 кг/м сут по 100Х-ной уксусной кислоте. Характеристика готовой продукции: Массовая доля органических кислот в пересчете на укоусную, Х 10i3 Объемная доля этанола, Х 0,38 Аскорбиновая кислота, мгХ Полифенольные вещества, в том.числе витамин Р г/дм 0,03 Рибофлавин, мг% 0 ° 002 Катионы металлов, мг/дм 3 ° К 7),0 Мв 1 60 Fe 0„30 Nn 0,07 Си 0,05 Данные всех экспериментов приведены в табл.1. Таким образом, как видно из табл,! оптимальным соотношением питательной 1555352 Таблица I Время пра ведения процесса (порядка вый яамер ферментаа тора) Массовая до ля уксусной кислоты в готовая пра дукте> Z Массовая дола уксусной кислоты в ферментеторах Стадия введения в Скорость пр ОВ-пател пиал, мВ Выход продукта кг/и сут па 100Zнай кяслоте Саотноюенне среды и сака Компонент ферментатор тока в ферме нтаторах, л/ II .I » tt Питательная среда, содеркаек>я: Этаноп 6,72Z (Ин>)тНРО> 1>0 гlдм MgSO> 0,15 г/дм> KCl" 0 5 г/дм> Уксусная кислота 0 9Х Яблочный сбракеииый сок, включающий: этанол 6>9Х, яблочная х-та 0,4Х, опций авотг 0,4 мг/см> 1 летучке кислоты 0,4Х, аскорбиновая кнс>)ота 15 мгХ, рибафлавин 0,02 мгХ, полифенолы, в том числа витамин Р» 0,9 г/дмэ1 катионы металлов мг/дм)> K 1280>0; НВ 60,5; Ре 7,7; ?1п I 9> Сп 1,0 tt:O,OI 530 6>12 Стацио- 380 парная 8,3 Конец экс60 9,90 35,6 IV поненциальяой 1:0,02 1:0,03 ! >0,04 6,0 6>1 6,3 8 2 8,4 8,5 560 I ° I ° и I ° и и 400 1О 23 10, 30 40 10,26 но уксус обретает раску IV IV IV прн ок40,6 41,4 41,2 Пнтатальяая среда, содерианая! Этаяол 6,5Х (НН ) НРО.„1,0 г/дт NgSO 0,15 r/äìt KC1 t 0> 5 гlдм Уксусная кяслота 0,962 Вняоградный виноматериал, вк>в>чаяний: этанол 11,2Z; тнтрируемая кислотность 0,3 г/дмь; сахар 0>3 г/100 см ; аскорбиновая кислота 10 мгХ; рибофлавин 0,04 мгХ; полмренолы в там числе витамин Р, 1>08 г/дм> среды и яблочного сброженного сока или виноградного вино))хатериала является соотношение 1:0,02-0,03. Если добавить сок в большем количестве, то выход. продукции несколько увели5 чивается, 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 6,08,5Х что видно из табл.2. В табл.3 приведены показатели предлагаемого способа в сравнении с.известным. Формула изобретения Способ производства пищевого уксу- 25 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 чистой культуры в головной ферментатор и отбором готового продукта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода и концентрации готового продукта с одновременным . обогащением его биологически активны-ми и минеральными веществами, в процессе окисления в фазе замедленного роста при переходе от экспоненциальной к стационарной стадии развития уксуснокислых бактерий при достижении в окисляемой среде концентрации уксусной кислоты в головных ферментаторах . 6,0-865Х в питательную среду вводят сброженный яблочный сок или виноград1ный виноматериал в соотношении 1:0,020,03 к среде до достижения ОВ-потенциала в ней 545-550 мВ. 1555352 Время про11омпонент Соотновевие среды и сока ОВ-потевциал, мВ Массовая доля Сталня введения Скорость протока в ферментаторах, л/ч Массовая доуксусиой кислоты в готовом продукте> Х Выход продукта, кгlм сут по IOOZиой кислоте уксусной кнелоты ферментатор в ферментаторах веления процесса (порядковый номер ферментатора) и I u 1:0,01 530 Конец sxc- Стацио- 400 пояенци- наряая альной 6,1 8,4 50 IO 10 1т 41,2 8,4 8,5 43,5 43,8 а а 1:0,02 1:0,03 560 6>2 6>2 440 ЗС 10>30 1О, 50 но ух ус приобретает окраску 2V Таблица 2 Выход продукта, кг/мЗ. сут по 100Х-ной Массовая доля уксусной кислоты в гото» Массовая доля уксусной кислоты, при которой вводится ни 1 номатериал, Х {соотношение 1:0,02) вом продукте, Х кислоте Без подачи виноматериала Таблица 3 Показатели для способа Показатель предлагаемого известного Время проведения процесса: при 6 ферментаторах в батарее В VI ферментаторе достигается максимальная концентрация 10 2Х Не достигается концентрация 10,2% В XV ферментаторе достигается максимальная концентрация 10 ЗХ В IV ферментаторе достигается 10,3% при 4 ферментаторах Выход продукта кг/м сут по 100Х-ной уксусной кислоте Качество готового уксуса 26,7 41,4-43,5 Обогащен минераль: ными веществами, витаминами и другими биологически активными веществами сока. (Аскорбиновая кислота Д,9-1,1.мгХ; Не обогащен мине-, ральными и биологически активными веществами катионы металлов, мг/дмь1 В 2200; Ng 59>01 Мп 2, 2; Fe 8,01 Си 2,0 5,5 6,0 7,0 8,0 8,5 9,0 8,16 9,75 9,90 9,90 9,85 9,80 9i70 17,7 36,0 40,1 40,0 39,8 39,5 35,6 Продолжение табл.! 1555352 Продолжение табл. 3 Показатель известного предлагаемого Рибофлавин,0 0010,002 мгХ; аолифенольные вещества, в том числе витамин Р, 0,0020,03 г/дмз; Катионы металлов, мг/дм К 38,00-71 00 Ng 1,60«1,86; Fe 0,200,30; Мп 0,06-0,07; Си 0 03W 05$ Составитель Л.Пашинина Редактор Н,Рогулич Техред А.Кравчук - Корректор M.Шароши Заказ 538 Тираж 474 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101