Вода в пищевых технологиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

вода качество щелочность окисляемость

Вода является основным сырьем в различных видах пищевых производств. К ним относятся производство алкогольных (виноделие, пивоварение, ликеро-водочное производство) напитков и безалкогольных (производство фруктовых и овощных соков, газированных напитков); в меньших объемах вода используется в консервной промышленности при изготовлении рассолов и маринадов, в кондитерском и хлебопекарном производстве. На предприятиях, которые производят продукцию такого рода, к воде предъявляются жесткие требования, там устанавливаются линии водоочистки, которые доводят воду до параметров качества, требуемых ГОСТом. Если воду не довести до нормативных требований, это может сказаться на качестве готового продукта.

Помимо общих требований к качеству воды, прописанных в ГОСТах или ДСТУ, на подобных предприятиях к воде предъявляют дополнительные требования, касающиеся ее жесткости, содержания минеральных солей и т.д. для получения качественной продукции. Вода, отвечающая требованиям при производстве вина, может быть непригодной для производства соков или маринадов. В производстве напитков важным технологическим этапом является подготовка воды с целью придать ей необходимые свойства, если она не удовлетворяет требованиям.

Таким образом, качество воды в пищевой промышленности зависит от того, для производства какого продукта она применяется. Поэтому необходимо учитывать этот фактор при изготовлении той или иной продукции.

Показатели качества воды

Физико-химические показатели

1.Жесткость. Свойство природной воды, определяемое количеством растворимых солей кальция и магния, называют жесткостью. Вода, содержащая в 1 л до 1,5 мг-экв. ионов кальция и магния, считается очень мягкой; 1,5-3 мг-экв - средней жесткости; 6-10 мг-экв - жесткой; свыше 10мг-экв - очень жесткой.

Под постоянной жесткостью понимают содержание в воде прочих солей кальция и магния, которые остаются в воде после часового кипячения.

Общая жесткость воды слагается из временной и постоянной жесткости и характеризует концентрацию в воде катионов кальция и магния:

Ж = Жв + Жп

2.Щелочность. Этот показатель характеризует способность воды связывать кислоты и выражается количеством в 1 л воды миллиграмм-эквивалентов ионов ОН; СОз; НСОз и некоторых других анионов слабых кислот, реагирующих с сильными кислотами по уравнениям:

ОН +Н=Н₂О; СОз+Н=НСОз; НСОз+Н=СО₂+Н₂О.

При титровании фенолфталеином окраска из розовой переходит в бесцветную при рН 8,2-8,4, а метилоранжем - при рН 4-4,3.

Важным показателем качества воды является общая щелочность - эквивалентная общему расходу кислоты от начала титрования до его окончания с метилоранжем.

3.Окисляемость. Окисляемостью воды называют количество окислителя (либо эквивалентное ему количество кислорода), израсходованного на окисление содержащихся в ней примесей (восстановителе).

Общую окисляемость называют также химическим потреблением кислорода (ХПК).

Частичную окисляемость определяют по реакции с перманганатом калия. По этой реакции окисляется только сравнительно легко окисляющие вещества.

Окисляемость выражается в миллиграммах перманганата калия, израсходованного при кипячении в течение 10 мин 1 л воды с избытком перманганата. Окисляемость питьевой воды и производственной воды не должна превышать 3 мг перманганата калия на 1 л воды.

4. Содержание сухого остатка. Одним из суммарных показателей качества воды является так называемый сухой остаток - количество веществ, получаемых в результате испарения воды и сушке остатка при 105-110 гр.С до постоянной массы, выраженное в мг на 1 л воды. Сухой остаток в воде, применяемой для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не должен превышать 1000 мг/л.

Биологические показатели:

- число бактерий в 1 мл городской водопроводной воды не должно превышать 100;

- коли-титр - наименьший объем воды, в котором еще обнаруживается кишечная палочка. Количество кишечных палочек в 1 л воды называется коли-индексом

Согласно ГОСТу в 1 л доброкачественной водопроводной воды не должно содержаться не более 3 кишечных палочек, т.е. коли-титр должен быть не менее 300 мл, а коли-индекс - не более 3.

Требования к качеству воды, применяемой в пищевом производстве

Вода для бродильных производств

Вода, прежде всего, должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, не иметь посторонних запахов и привкусов, не содержать патогенных микроорганизмов; должна удовлетворять индивидуальным требованиям того или иного производства по химическим показателям: жесткости, щелочности, окисляемости и содержанию сухого остатка.

Вода, используемая для технологических целей в пивоваренном производстве, должна иметь реакцию, близкую к нейтральной, рН в пределах 6,8-7,3, общую жесткость не более 5-6 мг-экв/л, окисляемость не выше 1-2мг/л и сухой остаток не более 600 мг/л.

Более мягкая вода требуется для производства светлых сортов пива. При приготовлении сусла для светлых сортов пива желательно иметь воду с временной жесткостью около 0,71 мг-экв/л и постоянной жесткостью 0,36-0,72 мг-экв/л.

Содержание в воде ионов калия, натрия, сульфатов, хлоридов и некоторых других катионов и анионов не должно превышать их пороговых концентраций, т.е. тех минимальных количеств, при которых становится ощутимым их влияние на вкус воды. Ионный состав воды не должен повышать рН производственных сред, в которых протекают биологические процессы. Для характеристики этого свойства воды надежным критерием является мягкая вода с общей жесткостью не более 1,5 мг-экв./л.

Вода с жесткостью более 6 мг-экв/л требует умягчения, так как соли временной жесткости (бикарбоната кальция и магния) связывают лимонную кислоту, добавляемую в напитки, что вызывает повышенный расход ее на создание необходимой кислотности их.

Вода, применяемая для технологических целей на спиртовых заводах, должна также удовлетворять требованиям, предъявляемым ГОСТом к питьевой воде: быть без запаха и привкуса, бесцветной, прозрачной, с общей жесткостью не более 7 мг-экв./л. При большой карбонатной жесткости воды повышается расход кислоты на подкисление мелассного сусла.

Вода должна быть пригодной для питья, бесцветной , без запаха, бактериально чиста, с окисляемостью не более 4 мг/л и общей жесткостью не более 7 мг-экв/л, т.е. удовлетворять требованиям, предъявляемым ГОСТом к питьевой воде. Она не должна содержать нитратов. Железо и марганец вызывают потемнение готовой продукции. Она должна быть безопасна в экологическом отношении и безвредна по химическому составу.

В ликероводочном производстве вода наряду со спиртом является главной составной частью всех алкогольных напитков. Прозрачность, вкус и стойкость этих напитков в значительной мере зависят от состава ее примесей. Питьевая вода, предназначенная для производства ликероводочных напитков должна иметь общую жесткость не более 1 мг-экв./л, а вода для мойки бутылок - не более 1,8 мг-экв./л, окисляемость же воды должна быть не более 3 мг/л.

Вода для производства соков, газированных напитков

Вода - основной компонент безалкогольных напитков. Используемая для производства безалкогольных напитков вода должна соответствовать определенным требованиям. Щелочность воды снижает кислотность напитка, поэтому требуется увеличение количества добавляемой лимонной кислоты. Расход лимонной кислоты также увеличивается при превышении допустимых пределов концентрации солей жесткости, поскольку гидрокарбонаты кальция и магния взаимодействуют с пектиновыми и дубильными веществами соков, образуя комплексные соединения, вызывающие помутнение напитка. Сульфаты и хлориды участвуют в формировании вкуса напитка. Общее количество растворенных солей не только влияет на вкус, но и может обусловливать химическую нестабильность, выпадение осадка, изменение внешнего вида напитка.

Для производства газированных напитков она должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, не имеет запаха, иметь соответствующие бактериологические показатели: КМАФАнМ - не более 100 КОЕ/см, БГКП не менее 333 см, допустимые концентрации токсических веществ не должны превышать установленных норм, общая жестокость воды не должна превышать 6 мг-экв/л, рН воды в пределах 6,5-8,5, плотность 1000 кг/м.

Сок, полностью идентичный натуральному, может быт получен только при разбавлении концентрата обессоленной водой. Поскольку ее производство достаточно дорого, допускается применение умягченной воды. Качество такой воды оговорено в ТИ 10-5031536-73-10 «Требования к химическому составу воды в производстве безалкогольных напитков».

Жесткость общая, мг-экв/л 0,7

Щелочность, мг-экв/л <1,0

Водородный показатель рН 3-6

Железо общее, мг/л 0,2

Марганец, мг/л 0,1

Сухой остатокмг/л <500

Требования к воде для производства консервов

Консервное производство является крупным потребителем воды. Вода жестко регламентированного качества используется при транспортировке и мойке сырья, приготовлении разных заливок, сиропов и т.д., тепловой обработке продуктов (бланшировке, стерилизации и т.п.), а также при подготовке тары.

Вода для консервирования должна быть безупречной в санитарном отношении и отвечать требованиям технологии. Так, при консервировании зеленого горошка, яблок, груш, вишни и т.п. нежелательно наличие в воде соединений железа, так как они обусловливают потемнение сырья. Жесткая вода мало пригодна для приготовления сиропов. Содержание в воде кальция и магния выше 40 мг/л создает опасность получения консервированного продукта с посторонним горьким вкусом. В то же время для получения огурцов хорошего качества при засолке требуется жесткая вода.

Солевой состав технологической воды, пригодной для консервного производства, должен быть следующим:

Сухой остаток, мг/л 500

Оксид магния, мг/л 120

Оксиды железа и алюминия Нет

Хлориды Cl, мг/л 30

Сульфаты SO₄, мг/л 36

Щелочность, мг-экв/л 2,5-4,5

Нитраты NO₃, мг/л следы

Нитриты NO₂ , мг/л

Жесткость, мг-экв/л 6-7

Окисляемость (по О₂), мг/л 2

Аммиак 0

Коли-индекс (число бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды) - не более 3, КМАФАнМ - не более 100 КОЕ/см?.

Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к ней в процессе обработки, допускается в следующих нормах:

Алюминий остаточный (Al) 0,5

Бериллий (Be) 0,0002

Молибден (Mo) 0,25

Мышьяк (As) 0,05

Нитраты (NO₃) 45

Полиакриламид остаточный 2

Свинец (Pb) 0,03

Селен (Se) 0,001

Стронций (Sr) 7

Фтор (F)

для климатическх районов

I и II 1,5

III 1,2

IV 0,7

По органолептическим свойствам вода должна отвечать следующим требованиям:

Запах при 20?С, нагревании до 60?С, баллы Не более 2

Вкус и привкус при 20?С Не более 2

Цветность, градусы Не более 20

Мутность по стандартной шкале, мг/л Не более 1,5

Водородный показатель pH 6-9

Железо (Fe), мг/л Не более 0,3

Марганец (Mn), мг/л Не более 0,1

Жесткость общая, мг-экв/л Не более 7

Медь (Cu), мг/л Не более 1

Полифосфаты (PO4) остаточные, мг/л Не более 3,5

Сульфаты (SO4), мг/л Не более 500

Сухой остаток, мг/л Не более 1000

Хлориды (Cl), мг/л Не более 350

Цинк (Zn), мг/л Не более 5

Примечания:

1.По согласованию с органами СЭС допускается увеличение цветности воды до 35?; мутности (в паводковый период) до 2 мг/л.

2.Для водопроводов, подающих воду без специальной обработки, по согласованию с органами СЭС допускается: сухой остаток до 1500 мг/л; общая жесткость до 10 мг-экв/л; содержание железа до 1 мг/л, марганца до 0,5 мг/л.

Вода для кондитерского производства

Применяемая непосредственно в изделия, а также для мойки производственного оборудования и инвентаря вода должна соответствовать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Необходимо, чтобы она имела чистый вкус и прозрачность, была безопасной по бактериальному составу и безвредной по содержанию химических веществ.

Контроль за пригодностью воды осуществляется органами СЭС.

Для технологической оценки воды существенно знать ее жесткость, обусловленную содержанием солей кальция и магния. Жесткая вода улучшает физические свойства клейковины и теста из слабой муки.

В случае применения хлорированной воды важно знать содержание в воде остаточного хлора, обладающего окислительным действием, и поэтому также укрепляющего слабую клейковину.

Вода в хлебопекарном производстве

Вода (ГОСТ 2874-82), применяемая для приготовления теста, должна отвечать требованиям, предъявляемым к питьевой воде, подаваемой централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также централизованными системами водоснабжения, подающими воду одновременно для хозяйственно-питьевых и технических целей, и устанавливает гигиенические требования и контроль за качеством питьевой воды.

Стандарт не распространяется на воду при нецентрализованном использовании местных источников без разводящей сети труб.

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Качество воды определяют ее составом и свойствами при поступлении в водопроводную сеть, в точках водозабора наружной и внутренней водопроводной сети.

Повышенная жесткость воды, применяемой для хлебопечения, не является недостатком, так как жесткая вода благоприятно влияет на физические свойства теста, улучшает его консистенцию.

Способы подготовки воды технологического назначения

1. Коагуляция коллоидных примесей - воздействие ультрафиолетовых лучей и введение ионов серебра. Сначала осветляют коагуляцией и фильтруют через песчаные фильтры, затем умягчают (снижают жесткость)

2. Снижение карбонатной жесткости воды реагентными методами.

Умягчение воды осуществляется путем перевода ионов кальция и магния в осадок с последующим его удалением. Из различных реагентных методов умягчения воды наиболее известны известковый и известково-содовый.

Известковый метод основан на переходе бикарбонатов в ионокарбонаты при добавлении к воде известковой воды (насыщенного раствора гидроксида кальция).

Известково-содовый способ - вместе с известью применяются сода (карбонат натрия). Известь хорошо устраняет временную (карбонатную) жесткость, а сода - постоянную жесткость. Полное удаление солей жесткости достигается при избытке реагентов.

3.Умягчение. Наиболее распространенный способ умягчения воды -- ионообменный. При этом способе достигается не только умягчение, но и удаление нежелательных примесей. Метод основан на способности некоторых труднорастворимых веществ поглощать из растворов одни катионы или анионы и отдавать взамен другие. К ионитам относятся цеолиты, глауконит, органические вещества в виде синтетических смол и сульфитированные угли. По характеру активных групп иониты подразделяют на катиониты и аниониты. Катеониты имеют кислотный характер и обладают способностью обменивать ионы водорода или другие положительно заряженные ионы на ионы металлов (катионы). Аниониты имеют основной характер и способны обменивать гидроксильные ионы или другие отрицательно заряженные ионы на кислотные остатки (анионы).

В практике очистки воды часто используют Н+- и №+-катиониты. В зависимости от катиона этот процесс называют Н-катионированием и №- катионированием. При Н+-катионировании повышается кислотность воды, а при №+-катионировании увеличивается щелочность фильтрата, если в исходной воде содержалась карбонатная жесткость. Это объясняется тем, что при такой обработке воды образовавшийся гидрокарбонат натрия гидролизуется с образованием гидроксида натрия.

4. Электродиализный способ. Электродиализ - это перенос ионов через мембрану под действием электрического поля, приложенного к ней.

5. Магнитная обработка воды. При пропуске воды через магнитное поле она приобретает специфические свойства. С помощью омагниченной воды можно ускорить оседание взвешенных частиц сульфата кальция и других веществ.

6. Обеззараживание воды. Наиболее широкое практическое применение имеет дезинфекция воды при помощи хлора (хлорирование), гораздо меньше - посредством озона, весьма редко

7.Обезжелезивание. Вода со значительным содержанием железа имеет неприятные вкус и запах. Железо выпадает в осадок. Для его устранения предусматривается фильтрование воды через фильтры с кварцевой загрузкой без добавления реагентов или с дополнительной обработкой кварцевого песка модифицирующими реагентами.

Обработка воды, устраняющая неприятные запахи и привкусы, обусловленные различными примесями, называется дезодорацией. Самые распространенные способы дезодорации воды -- озонирование и обработка активным углем. При обработке воды путем фильтрования через слой активного угля устраняются запах и привкусы воды, снижаются ее цветность и окисляемость.

Список литературы

1.Мальцев П.М. «Технология бродильных производств»

2.Герасимова В.А., Белокурова Е.С., Вытовтов А.А. - Товароведение и экспертиза вкусовых товаров.

3.Гореньков Э.С., Бибергал В.П. - Оборудование консервного производства: переработка плодов и овощей. Справочник.

4.Герасимова И.В. - Сырье и материалы кондитерского производства.

5.Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий - Министерство хлебопродуктов СССР НПО «Хлебпром»

Размещено на Allbest.ru