Применение коллоидного, анионного кремниевого золя в качестве осветлителя
Изобретение относится к пищевой промышленности. Для осветления и стабилизации жидких пищевых продуктов используют коллоидный, анионный кремниевый золь с рН от 1 до 4, диаметром частиц от 4 до 150 нм и площадью поверхности от 20 до 700 м2/г. Изобретение позволяет получить осветленные продукты с высокой степенью стабилизации. 22 з.п. ф-лы, 2 табл.
Настоящее изобретение относится к применению коллоидного, анионного кремниевого золя с кислым показателем рН для осветления и стабилизации жидких пищевых продуктов.
Жидкие пищевые продукты, такие как фруктовые соки, пиво и вина, характеризуются, как правило, мутностью при их приготовлении. Мутность вызывается не удаленными при фильтрации компонентами растений, из которых были получены пищевые продукты, или дрожжами при приготовлении пива.
Такая мутность нравится потребителю лишь в исключительных случаях. Как правило, востребуют прозрачный продукт. Особенно проблематичным является приготовление прозрачного пива. Даже если пиво было получено прозрачным, то при хранении оно может стать мутным.
Из DE-A-1642769 очевидно, что присутствие в пиве тонкодисперсного осажденного кремниевого золя оказывает стабилизирующее действие, которое может объясняться в основном выборочной адсорбцией высокомолекулярных белковых веществ, образующих муть. Также известно применение поливинилпирролидона в целях стабилизации пива, причем эффект достигается адсорбцией полифеноловых компонентов (таннина и антоцианогенов). Из DE-A-1642769 очевидно средство для осветления пива, состоящее из кремниевого золя, полимерно-органически модифицированного кислотами в присутствии водорастворимого поливинилпирролидона или его производных или смешанных полимеров из силикатного раствора. В качестве полимер-органических компонентов пригодны наряду с указанным выше поливинилпирролидоном также, например, поливинил-3-метилпирролидон и соответствующие сополимеры с винилацетатом.
В US-3617301 раскрыт способ осветления пива, предусматривающий добавку в пиво гидрогелей с площадью поверхности не менее 700 м2/г и средним диаметром пор от 3 до 12 нм и их последующее отделение.
В US-3878300 раскрыт способ осветления пива, предусматривающий добавку гидрозоля кремниевой кислоты в количестве от 50 до 500 рмм. Гидрозоль образуется в результате старения и ионного обмена.
Учитывая уровень техники, в основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствования известных способов осветления и стабилизации жидких пищевых продуктов. Кроме того, должно быть обеспечено удобное применение предназначенного для осветления продукта.
Неожиданно было найдено, что коллоидный анионный кремниевый золь с кислым показателем рН является превосходным средством осветления и стабилизации жидких пищевых продуктов.
Предметом изобретения является поэтому применение коллоидного анионного кремниевого золя с показателем рН от 1 до 5,5, диаметром частиц от 4 до 150 нм и площадью поверхности от 20 до 700 м2/г при осветлении и стабилизации жидких пищевых продуктов.
Еще одним предметом изобретения является способ осветления и стабилизации жидких пищевых продуктов, при котором в мутный или склонный к помутнению жидкий пищевой продукт добавляют в достаточном для осветления количестве охарактеризованный выше кремниевый золь, который после осветления снова отделяют.
В способе согласно изобретению применяются преимущественно водные суспензии коллоидного, анионного кремниевого золя с его содержанием более 5 вес.%, в частности 10%.
Предпочтительный диаметр частиц кремниевого золя составляет от 6 до 50 нм, в частности от 8 до 35 нм.
Показатель рН коллоидного, анионного кремниевого золя составляет предпочтительно от 2 до 5, в частности от 2 до 4.
Частицы суспензий из коллоидного, анионного кремниевого золя с кислым показателем рН представляют собой преимущественно разрозненные частицы коллоидного кремниевого золя, которые не связаны между собой силоксановыми связями. Под силоксановыми связями здесь понимаются связи Si-O-Si.
Площадь поверхности коллоидного, анионного кремниевого золя достигает преимущественно от 60 до 500 м2/г.
Коллоидный анионный кремниевый золь с кислым значением рН может быть получен, например, в результате того, что соответствующий кремниевый золь с основным показателем рН освобождают от катионов с помощью катионообменной смолы. В этом случае сразу образуется коллоидный анионный кислый кремниевый золь.
Под жидкими пищевыми продуктами, которые могут быть осветлены и стабилизированы согласно изобретению, имеются в виду, например, фруктовый сок, пиво или вино.
Настоящее изобретение касается совершенно особого способа осветления и стабилизации перебродившего и нефильтрованного пива, при этом в перебродившее и нефильтрованное пиво добавляют водную суспензию коллоидного кремниевого золя с кислым значением рН, как указано выше, вызывают коагуляцию и затем отделяют образовавшийся осадок, в результате чего получают прозрачное пиво с высокой степенью стабилизации и с содержанием натрия, идентичным его содержанию в нефильтрованном пиве.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения осветление и стабилизация жидких пищевых продуктов способом согласно изобретению проводится таким образом, что помимо кремниевого золя дополнительно вводится поливинилпирролидон, предпочтительно в виде порошка. Особенно эффективно применять поливинипирролидон для отделения полифенолов.
Для осветления и стабилизации жидких пищевых продуктов в неосветленный пищевой продукт следует добавлять кремниевый золь в количестве предпочтительно от 5 до 500 г/гектолитр, в частности от 20 до 100 г/гектолитр, и специально от 25 до 100 г/гектолитр.
Примеры
В примерах использован коллоидный, анионный кислый кремниевый золь, известный под названием Klebosol® (ф. "Clariant", Франция). Он имеет следующий состав:
| SiO2 | 10 вес.% |
| Na2O | 0,02 вес.% |
| Удельная площадь | |
| поверхности | 280 м2/г |
| Средний диаметр | |
| частиц | 9 нм |
| рН (20 °С) | 3 |
| Плотность (20°С) | 1,058 г/см3 |
В танк дображивания и созревания пива было введено 50 г/гектолитр кислого препарата Klebsol при перекачке пива на дображивание. Через шесть недель дображивания и созревания пива провели его очистку с помощью универсального пластинчатого фильтра. Одновременно с этим примером согласно изобретению исследовали в качестве сравнительного примера другое пиво, приготовленное при тех же производственных параметрах и из той же партии солода. В это пиво при фильтрации добавили 60 г/гектолитр ксерогеля. Оба вида пива затем стабилизировали введением 20 г/гектолитр поливинилпирролидона.
При фильтрации не отмечена разница в отношении увеличения давления или помутнения. Результаты анализа фильтрованного и нефильтрованного видов пива приведены в таблице 1.
Пеностойкость определялась по Россу и Кларку.
При введении CO2 образовалась пена определенного объема. В качестве показателя пеностойкости служила средняя продолжительность существования пузырьков пены, определяемая из соотношения между временем опадания пены и логарифмом соотношения между объемом опавшей пены и еще присутствующей пены.
| Таблица 1 Данные анализов при опытной фильтрации | ||||
| Анализы | Сравнительный пример | Пример согласно изобретению | ||
| Нефильтрат | Фильтрат | Нефильтрат + Klebosol | Фильтрат + Klebosol | |
| Начальное сусло, вес.% | 11,95 | 12,0 | 11,95 | 11,82 |
| Спирт, об.% | 5,35 | 5,40 | 5,40 | 5,35 |
| Видимая степень сбраживания произведенного продукта, % | 86 | 86 | 86 | 86 |
| Показатель рН | 4,35 | 4,42 | 4,35 | 4,36 |
| Пеностойкость по Россу и Кларку | 111 | 107 | 116 | 110 |
| Содержание натрия, мг/л | 11,8 | 12,5 | 14,5 | 14,2 |
| Танноиды, мг/л | 43 | 19 | 50 | 16 |
| Полифенолы, всего, мг/л | 186 | 165 | 198 | 165 |
| Азот, переводимый в осадок с помощью MgSO4, мг/100 мл | 16,8 | 16,1 | 17,3 | 16,5 |
| Содержание кислорода, всего, мг/л | 0,1 | 0,1 |
Под нефильтратом здесь понимается пиво до его фильтрации.
Можно видеть разницу в отношении пены, содержания натрия, танниодов, общего содержания полифенолов, осаждаемого с помощью MgSO4 азота и количества теплых дней, остальные же показатели почти идентичны.
Количество очков за пеностойкость пива, обработанного согласно изобретению, как до фильтрации, так и после фильтрации выше, чем в сравнительном примере. Содержание осаждаемого с помощью MgSO4 азота незначительно выше, чем в сравнительном примере. Содержание натрия в пиве, обработанном согласно изобретению, возросло на около 2 мг/л. Количество танноидов в нефильтрованном пиве согласно изобретению незначительно возросло по отношению к сравнительному нефильтрованному пиву, В отношении же фильтрата различий не установлено. Аналогичная картина имеет место в отношении общего содержания полифенолов.
В другом опыте определяли количество теплых дней при форсированном испытании. Речь идет об измерении степени мутности в зависимости от времени. Сначала замеряли мутность при комнатной температуре. Затем пробу выдерживали в течение суток при 40°С, после чего в течение еще одних суток при 0°С. После этого снова замеряли мутность. Цикл из выдержки при 40°С и при 0°С считался 1 теплым днем. Цикл повторяли до тех пор, пока мутность не достигла 2,5 единиц по Европейской пивоваренной конвенции (ВВС=European Brewery Convention).
Было исследовано три вида пива. Наряду с уже упомянутыми видами пива, которые обрабатывали то ксерогелем, то кислым средством Klebosol, с целью сравнения исследовали пиво, которое было обработано нейтральным средством Klebosol (pH˜7). В таблице 2 приведены результаты.
| Таблица 2 Помутнение в зависимости от срока хранения при 40°С | |||
| Продолжительность хранения/теплые дни | Помутнение/Европейская пивоваренная конвенция | ||
| Сорта пива, обработанные кислым средством Klebosol (согласно изобретению) | Пиво, обработанное ксерогелем (срав. пример) | Пиво, обработанное нейтральным средством Klebosol (срав. пример) | |
| 0 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| 2 | 0,4 | 0,5 | 0,7 |
| 5 | 0,4 | 0,6 | 1,1 |
| 7 | 0,4 | 0,7 | 1,8 |
| 10 | 1,0 | 1,7 | 2,6 |
| 12 | 1,5 | 2,7 | не обраб. |
| 15 | 2,0 | не обраб. | не обраб. |
Если пиво, обработанное кислым средством Klebosol, после 15 суток имело приемлемую мутность, то пиво, обработанное ксерогелем, после 15 суток, а пиво, обработанное нейтральным средством Klebosol, уже через 12 суток стало настолько мутным, что был превышен предел измерения.
1. Применение коллоидного, анионного кремниевого золя с рН от 1 до 4, размером частиц от 4 до 150 нм и площадью поверхности от 20 до 700 м2/г для осветления и стабилизации жидких пищевых продуктов.
2. Применение по п.1, причем применяется водная суспензия коллоидного, анионного кремниевого золя при содержании кремниевого золя более 5 вес.%.
3. Применение по п.1 или 2, причем диаметр частиц применяемого кремниевого золя составляет от 6 до 50 нм.
4. Применение по п.1 или 2, причем показатель рН применяемого кремниевого золя составляет от 2 до 4.
5. Применение по п.3, причем показатель рН применяемого кремниевого золя составляет от 2 до 4.
6. Применение по пп.1, 2, 5, причем площадь поверхности применяемого кремниевого золя составляет от 60 до 500 м2/г.
7. Применение по п.3, причем площадь поверхности применяемого кремниевого золя составляет от 60 до 500 м2/г.
8. Применение по п.4, причем площадь поверхности применяемого кремниевого золя составляет от 60 до 500 м2/г.
9. Применение по пп.1, 2, 5, 7, 8, причем жидким пищевым продуктом является фруктовый сок, пиво или вино.
10. Применение по п.3, причем жидким пищевым продуктом является фруктовый сок, пиво или вино.
11. Применение по п.4, причем жидким пищевым продуктом является фруктовый сок, пиво или вино.
12. Применение по п.6, причем жидким пищевым продуктом является фруктовый сок, пиво или вино.
13. Применение по любому из пп.1, 2, 5, 7, 8, 10-12, причем в кремниевый золь добавляется поливинилпирролидон.
14. Применение по п.3, причем в кремниевый золь добавляется поливинилпирролидон.
15. Применение по п.4, причем в кремниевый золь добавляется поливинилпирролидон.
16. Применение по п.6, причем в кремниевый золь добавляется поливинилпирролидон.
17. Применение по п.9, причем в кремниевый золь добавляется поливинилпирролидон.
18. Применение по любому из пп.1, 2, 5, 7, 8, 10-12, 14-17, причем количество добавляемого кремниевого золя составляет от 5 до 500 г/гектолитр.
19. Применение по п.3, причем количество добавляемого кремниевого золя составляет от 5 до 500 г/гл.
20. Применение по п.4, причем количество добавляемого кремниевого золя составляет от 5 до 500 г/гл.
21. Применение по п.6, причем количество добавляемого кремниевого золя составляет от 5 до 500 г/гл.
22. Применение по п.9, причем количество добавляемого кремниевого золя составляет от 5 до 500 г/гл.
23. Применение по п.13, причем количество добавляемого кремниевого золя составляет от 5 до 500 г/гл.
