УДК 663.1

ПРОБЛЕМЫ КОНТРОЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ ПРИ ФЕРМЕНТАЦИИ ФРУКТОВЫХ СУСЕЛ

Брянская Екатерина Олеговна
ФГБОУ ВО «Приокский государственный университет»

Аннотация
Статья посвящена анализу процесса образования диоксида серы при ферментации фруктовых сусел. В работе показано, что образование диоксида серы оказывает негативное влияние на здоровье людей. Рассмотрена философия применения консервантов.

Ключевые слова: диоксид серы, метод контроля, ферментация, фруктовое сусло


PROBLEMS OF CONTROL OF THE SULFUR DIOXIDE DURING THE FERMENTATION OF FRUIT MUSTS

Bryanskaya Ekaterina Olegovna
Priokskii State University

Abstract
This article analyzes the process formation of sulfur dioxide during the fermentation of fruit musts. It is shown that the formation of sulfur dioxide in alcohol products has an adverse effect on human health. It is considered philosophy of using preservatives.

Рубрика: 02.00.00 ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Брянская Е.О. Проблемы контроля образования диоксида серы при ферментации фруктовых сусел // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/02/63025 (дата обращения: 20.11.2016).

Актуальность

Актуальность технологического контроля качества диктуется потребностями рыночной экономики, в условиях которой успешная деятельность предприятий основывается на конкурентоспособности выпускаемой продукции. Основу конкурентоспособности продукции составляет ее качество, стабильность которого достигается путем внедрения на предприятиях новых методов и средств контроля и подтверждается сертификацией продукции. Это обеспечивает  выпуск продукции высокой пищевой ценности, безопасной для потребления и соответствующей медико-биологическим требованиям и санитарным нормам качества.

В процессе контроля происходит сопоставление достигнутых результатов с запланированными характеристиками конечного продукта. Поэтому в настоящее время всё более широкое распространение при контроле спиртосодержащей продукции и находят инструментальные методы контроля процессов ферментации фруктового сусла.

Теоретический анализ

История виноделия насчитывает более 8 тысяч лет, а самый древний из сосудов, в которых ученые находили остатки вина, был изготовлен примерно в VI тысячелетии до нашей эры.

Практически в каждой древней религии присутствовал свой бог вина. В Древней Греции его звали Дионисом, В Риме – Бахусом, а в Египте это был бог виноградной лозы Шаи.

Мартин Лютер, христианский богослов, инициатор Реформации, писал: «Пиво сделано человеком, а вино Богом».

В Древнем Египте искусство виноделия достигло высокого уровня. Именно там впервые начали указывать на сосудах с вином дату изготовления.

В Древней Греции и Древнем Риме вино употребляли практически все слои населения. Было принято разбавлять вино водой, чтобы снизить крепость и раскрыть аромат. Воду разбавляли вином для обеззараживания и лучшего утоления жажды. Упоминания вина часто встречается в античных мифах, этот напиток считался священным. Покровителем вина в Древней Греции считался бог Дионис, которого римляне называли Бахусом. Именно в то время были заложены многие из лучших современных виноградников Франции и Германии. В Древнем Риме изобрели технологию холодного брожения и искусственный подогрев браги. Римляне первыми начали подвязывать лозу и производить дренаж почвы. [1]

Пользовались для этого керамическими или глиняными сосудами и трубками из металла.

Арабы стали сооружать весь аппарат из меди – металла, известного не только равномерным нагреванием, безопасностью при контакте с продуктами питания, но и даже удивительным свойством абсорбировать нежелательные примеси из жидкостей.

Ученые и врачи постоянно совершенствовали аппарат для производства ценных масел и лекарственных эссенций. Так, в IX веке Авиценна усовершенствовал строение конденсатора – значительно удлинил трубку и свернул ее в змеевик.

Повсеместное использование самогонного аппарата в Европе началось в средние века.

Европейцы закладывали виноградники во всех освоенных ими странах, если это позволяли климатические условия.

Монах Валентиус, перегнав через аппарат вино, сделал удивительное открытие – аквавита (лат. aqua vitae – вода жизни).

В XV веке самогонную установку разительно совершенствует Базиль Валентин. Он советует погружать трубы с испарениями в емкость с холодной водой, которую по возможности необходимо менять. Конденсация за счет этого ускоряется в разы. Кроме того, Базиль начал проводить повторные перегонки полученного конденсата и отметил, что аквавита получается при этом крепче.

XVI век – поистине век расцвета самогоноварения. Разнообразные виды аппаратов распространяются повсеместно. Где-то используют медные аламбики, где-то применяют различные сплавы в конструкции самогонного аппарата.  Во Франции, например, для перегонки винного спирта изобретен новый вид аламбика – шарантский. Он отличается от своего прародителя тем, что имеет дополнительную промежуточную емкость, в которой предварительно нагревается вино и дополнительно охлаждаются пары. В странах, где виноград не растет, спиртное начинают перегонять из перебродивших зерна, ягод и фруктов.

В Древней Руси изначально водка гналась монахами в качестве целительного эликсира, широкое применение она получила во всевозможных настойках.

Промышленные масштабы производство алкоголя приобретает повсеместно с XVII века, потому что уже тогда устройство самогонного аппарата позволяло получать достаточно большое количество готового продукта. Первые самогонные аппараты на Руси представляли собой деревянные или глиняные емкости с металлическими трубками.

А вот XIX век отмечен настоящей технологической революцией в самогоноварении, как по всему миру, так и в России. Совершенствуется способ нагрева – он становится более  равномерным и щадящим, что позволяет организовать беспрерывную перегонку. Главным открытием становится, безусловно, ректификационная установка – это колонна, в которой пар разделяется на летучие и тяжелые фракции. С помощью такого устройства можно получить спирт высочайшего качества: очень большой крепости (96 %) и без посторонних примесей, что делает его удивительно мягким.

К XX веку, благодаря работе правительства, в России «самогонщик» становится бранным словом. К 2002 году все возвращается на круги своя. Теперь любой человек может заняться самогоноварением. [2]

Отношения с вином на протяжении веков сложны и разнообразны. Многочисленные мыслители подтверждают, что истина в вине.

Сократ первым высказал мысль, что опьянение – не бред, вызванный распадом сознания, но подлинное условие более искреннего выражения наших самых глубоких убеждений».

Кант без колебаний говорит: «Склонность к питию не столь презренна, как другая, потому что не что иное, как питие является средством поддержания социальной жизни и общения и дает человеку вдохновение».

Ницше ищет не простого «чередования трезвости и опьянения», но их идеального сосуществования, которое может непосредственно испытать только настоящий «сверхчеловек». [3, с.221]

Начиная с 1992 года и до последнего времени к числу причин, определяющих рост алкогольно-зависимой заболеваемости и смертности в Российской Федерации, относят увеличение потребления населением суррогатов алкоголя, а также незаконно произведенной и некачественной алкогольной продукции. [4]

Рисунок 1 – Распределение смертельных исходов от отравления токсиманическими средствами в регионах России по годам за семь лет [5, с.30]

По статистике среди отравлений химической этиологии в период с 2007 – 2013 гг. большую часть составили отравления, вызванные токсическим действием спиртных напитков [6].

Рисунок 2 – Динамика острых отравлений химической этиологии в 2007-2013 гг.

За последние десятилетия в виноделии активно применяются консерванты для технологических и логистических целей.

Консерванты начали использоваться людьми ещё в древнем мире. Основной целью консервации было длительное хранение пищевых продуктов. Часто используемыми консервантами были поваренная соль, мёд, вино, позже – винный уксус и этиловый спирт.

Одним из таких консерватнов в виноделии является диоксид серы (SO2).

В последнее время человечество обеспокоено тем, что многие продукты питания и косметические средства в изобилии напичканы вредными консервантами.

Диоксид серы вызывает сильные аллергические реакции и связан с другими нежелательными последствиями для здоровья человека, например похмелье. Некоторые потребители вина обвиняют сульфиты в появлении головной боли или покраснении кожи даже после небольшого глотка вина. Известно, что около 5% астматиков особенно чувствительны и их жизни может угрожать опасность. [7]

По мере роста населения консерванты приобретают все большее значение, поскольку обеспечить 10%-й прирост запасов пищевых продуктов с их помощью гораздо легче, нежели путем расширения сельскохозяйственного производства. [8]

На практике уровень SO2 зачастую превышает максимальное значение (Рисунок 3). [9]

Рисунок 3 – Содержание общего диоксида серы в винах различных производителей

Главной проблемой является определение оптимальной концентрации консервантов для достижения безопасности. Недостаточное их количество не обеспечивает долгого хранения, тогда как их избыток неприемлем в связи с ухудшением качества защищаемых продуктов, или по экономическим соображениям.

Ниже в таблице приведены максимально разрешенные уровни (суммарно) SO2 в мг/л, установленные различными организациями.[10]

ЕС – Европейский Союз и США

FNIVAB – французская национальная федерация органических вин

N&P – сертифицирующая организация органических вин «Nature&Progrés»

Demeter – сертифицирующая организация органических вин «Demeter»

МТО – вина, продвигаемые организацией «Мorethanorganic»

Таблица 1 – Максимально разрешенные уровни SO2 в мг/л

Tип вина FNIVAB N&P Demeter MTO
Красные 160 100 70 70 10
Белые,     розовые, полусладкие красные 210 120 90 90 25
Сладкие белые 400 250 210 210 25

И.Гете писал: «Жизнь слишком коротка, чтобы пить плохие вина».

Разумеется, использование консервантов в пищевой и фармацевтической промышленности не может полностью компенсировать низкое качества сырья или нарушения правил промышленной санитарии.

Для контроля развития микроорганизмов используют такие параметры, как:

-                   Вязкость

Вязкость является физико-химическим показателем внутреннего трения, которое возникает при перемещении соседних слоев вина и зависит от сил сцепления между его молекулами.

От вязкости зависят дисперсность пены, игристые свойства спиртосодержащего продукта.

Вязкость выражается следующей формулой:

 (1)

где  – динамическая вязкость продукта при температуре t°С, Па⋅с;

k, у, z – эмпирические коэффициенты, зависящие от состава продукта. [11, с.232]

-                   газовый состав;

-                   количество микроорганизмов.

Проведённый анализ показал, что наиболее перспективным при измерении малых расходов является пузырьковый метод контроля расхода.

В таблице 2 представлены значения вязкости спиртосодержащего продукта в зависимости от концентрации в нем SO2. [12] По результатам таблица сформирован график (Рисунок 4).

Таблица 2 –Зависимость вязкости спиртных напитков от концентрации SO2

Вещество t, 0C μ*103 , Па·с, при массовом содержании растворенного вещества, %
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
SO2 20 1,12 1,38 1,82 2,48 3,58 5,52 9,65 23,2 23,1 7,8

 Рисунок 4 – Влияние концентрации SO2 на изменение его вязкости

Выводы

Таким образом, важнейшей проблемой производства вин в настоящее время является повышение контроля качества технологии брожения. Для чего необходимо осуществлять измерение множества параметров газовой смеси вин. Поэтому в настоящее время повышение точности измерения расхода объёмов газа имеет широкое распространение при контроле спиртосодержащей продукции и находят инструментальные методы контроля процессов ферментации фруктового сусла.


Библиографический список
  1. История алкогольных напитков [Электронный ресурс] //  http://whoyougle.ru/ Режим доступа: http://whoyougle.ru/texts/alchohol-history/ – (дата обращения 10.10.2015).
  2. Самогонный аппарат и его история: от истоков к современности [Электронный ресурс] //  http://www.cosmogon.ru/ Режим доступа: http://www.cosmogon.ru/blog/istoriya_poyavleniya_i_evolyuciya_samogonnyx_apparatov#4ykGdz8cfh2Pj7Js-smhkKwTyOAMx9jZJ4pDKiBuXK3tjNYF6a4IQr6PXteVJYoCEjauL3s31u5lT3efThemT3 – (дата обращения 21.10.2015).
  3. Массимо Дона. Философия вина. – пер. с итал. О. Уваровой, Е. Прокопьевой, М. Челинцевой // [Текст]/ – 2015, – 221 с.
  4. Нужный В.П., Савчук С.А. Алкогольная смертность и токсичность алкогольных напитков / журнал «Партнеры и конкуренты. Лабротариум». – 2005, №5-7.
  5. Романенко Г.Х. Судебно-медицинская диагностика токсикоманий со смертельным исходом. // Автореф. дис. канд. мед. наук. — М., 2003. — 30 с
  6. Результаты токсикологического мониторинга [Электронный ресурс] //  http://www.43.rospotrebnadzor.ru/ Режим доступа:  http://www.43.rospotrebnadzor.ru/news/detail.php?ID=6307 – (дата обращения 10.11.2015).
  7. Диоксид серы [Электронный ресурс] //  http://whywhywine.ru/ Режим доступа: http://whywhywine.ru/stati/tehnologiya-1/-/ostorozhno-sulfity – (дата обращения 21.10.2015).
  8. Пищевые добавки. Кругосвет. [Электронный ресурс] //  http://www.krugosvet.ru/ Режим доступа: http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/PISHCHEVIE_DOBAVKI.html – (дата обращения 23.10.2015).
  9. Результаты исследований и обсуждение [Электронный ресурс] //  http://www.foodtours.ru/ Режим доступа:  http://www.foodtours.ru/toiks-462-1.html  – (дата обращения 5.11.2015).
  10. Нужный В.П. Вино: химический состав, пищевые свойства, особенности биологического действия и потребление [Электронный ресурс] //  http://sovet.cnt.ru/  Режим доступа:   http://sovet.cnt.ru/analit/vine.htm – (дата обращения 28.10.2015).
  11. Брусиловский С.А., Мельников А.И., Мержаниан А.А., Саришвили Н.Г. «Производство шампанского непрерывным способом» – Москва: «Пищевая промышленность», 1987 – с.232.
  12. Вязкость растворов в зависимости от концентрации. Электронный справочник [Электронный ресурс] //  http://www.chemport.ru/ Режим доступа:   http://www.chemport.ru/data/data22.shtml (дата обращения 10.12.2015).


Все статьи автора «Екатерина Олеговна Брянская»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация