Промежуточные продукты и отходы. Полуфабрикаты ликеро-водочного производства
К полуфабрикатам ликеро-водочного производства относятся спиртованные соки, спиртованные морсы, спиртованные настои и ароматные спирты. Во всех полуфабрикатах определяют органолептические показатели и содержание этилового спирта; кроме того, в спиртованных настоях и ароматных спиртах - содержание эфирного масла, а в спиртованных соках и морсах - относительную плотность пикнометром, содержание экстрактивных веществ, общую кислотность, содержание летучих кислот и сахара.
Органолептическая оценка
В дегустационный бокал наливают небольшое количество ароматного спирта или спиртованного настоя, разбавляют водой в соотношение 1:1, слегка согревают в руках, затем сообщают стакану вращательное движение, стараясь, чтобы жидкость смочила возможно большую поверхность стенок. Испаряясь с большой поверхности, исследуемая жидкость резче выявляет запах, свойственный сырью, из которого получен данный полуфабрикат, а также и побочные, возникшие в результате нарушения технологического режима производства или условий хранения.
При исследовании спиртованные соки и морсы водой не разбавляют; отмечают также цвет и вкус сока (сладость, горечь, кислотность, вяжущие свойства и привкусы, не свойственные данному виду сока или морса).
Определение содержания спирта
Содержание спирта в ароматных спиртах определяют спиртомером. В соках, морсах и настоях содержание спирта определяют спиртомером в дистилляте, полученном при перегонке исследуемого полуфабриката. Остаток после перегонки при исследовании спиртованных соков и морсов используют для определения содержания экстрактивных веществ. Для проведения перегонки собирают прибор, показанный на рис. 76.
В перегонную колбу наливают из мерной 250 мл исследуемого полуфабриката, предварительно доводя его температуру до 20° С, и смывают остатки сока из мерной колбы небольшими порциями воды в перегонную колбу. Эту колбу соединяют при помощи каплеуловителя с холодильником и подвергают перегонке; приемником служит та же мерная колба, которой отмеривали исследуемый полуфабрикат. Во время перегонки приемную колбу помещают в холодную воду или обкладывают льдом. После того как дистиллята соберется не менее 3/4 объема приемной колбы, перегонку прекращают. В колбу с дистиллятом добавляют воды несколько ниже метки, опускают термометр, доводят температуру до 20° С, осторожно вынимают термометр, споласкивают его и доводят объем до метки (250 мл). Полученный раствор тщательно перемешивают и определяют содержание спирта спиртомером.
Определение содержания эфирного масла
ВНИИСЛ разработал интерферометрический метод определения содержания эфирного масла в ароматных спиртах и спиртованных настоях. Интерферометрический метод применяют для особо точных измерений показателя преломления. Интерференцией света называется явление попеременного ослабления и усиления света в различных участках пространства, на которые падают лучи света, вышедшие из одного и того же источника света, но прошедшие разные пути.
Предположим, что из одного источника света (рис. 77, а) при помощи двух щелей диафрагмы 3 образуются два пучка света, проходящие через одинаково преломляющие среды 1 и 2. Если оба луча наблюдать одновременно в окуляре 4, то можно видеть интерференционную картину, показанную на рис. 77, б (верхняя часть). Если другая пара пучков света пройдет через различно преломляющие среды, то вследствие различной скорости света в этих средах наблюдаемая картина интерференции будет уже иная, сдвинутая относительно ранее наблюденной (рис. 77,6, нижняя часть). Величина сдвига интерференционных полос пропорциональна разности показателей преломления сред.
Интерферометрическим методом можно точно определить не абсолютное значение показателя преломления, а только разницу между показателями преломления двух исследуемых сред. Прибор, основанный на явлении интерференции света, называется интерферометром. Схема интерферометра показана на рис. 78, a. Поток света через объектив 1 попадает на двойную щель 2 и делится на четыре луча. Два луча света проходят мимо трубок 3 и 4 и через призму 6 попадают в окуляр 7, давая нижнюю интерференционную картину. Вторая пара лучей проходит через трубки 3 и 4, компенсирующее устройство 5 и, попадая в окуляр, дает верхнюю интерференционную картину.
Если среды в трубках 3 и 4 одинаковы, то интерференционные полосы в верхней половине окуляра будут совпадать с полосами в нижней половине окуляра. Если среды в трубках разные, то интерференционные полосы верхней половины будут сдвинуты относительно полос нижней половины (см. рис. 78, 6). Величина сдвига может быть компенсирована поворотом плоскопараллельной пластинки 5; величину поворота пластинки отсчитывают по барабану 8. Этот отсчет пропорционален разности показателей преломления веществ в трубках 3 и 4.
В лабораториях ликеро-водочных заводов применяют интерферометры ИРФ-1, ИРФ-2. Кюветы интерферометра для сравниваемых жидкостей состоят из двух камер в общей оправе и имеют длину 80, 40, 20 и 5 мм. Кювету требуемой длины выбирают в зависимости от предполагаемого содержания эфирного масла в растворе. При исследовании ароматных спиртов следует пользоваться кюветами длиной 20 мм, при исследовании спиртованных настоев - длиной 20 и 40 мм. Обе камеры кюветы заполняют водно-спиртовым раствором, вставляют в термокамеру и определяют нуль кюветы, т.е. тот отсчет по барабану, при котором интерференционные картины совпадают. В дальнейшем все отсчеты следует относить к нулю кюветы.
Если нуль кюветы равен 30 делениям, то при отсчете 64 делений отклонение показателя преломления исследуемой жидкости от стандартной равно 64-30 = 34 делениям. Затем кювету освобождают от раствора и промывают. В одну из камер кюветы наливают водно-спиртовой раствор, в другую - исследуемый раствор; обе камеры закрывают крышками. Наблюдая в окуляр прибора, добиваются совмещения обеих интерференционных картин по нулевой полосе.
Нулевую полосу узнают по отсутствию хроматизма (цветных каемок), соседние с нулевой полосы имеют цветные каемки, которые увеличиваются по мере возрастания номера полосы, отсчитываемой от нулевой. Совмещение проводят несколько раз, до получения устойчивого отсчета в пределах 1-2 делений по барабану. Полученные показатели умножают на коэффициент: для кюветы длиной 40 мм равный 5*10-7, длиной 20 мм - 1*10-6.
Определение содержания эфирного масла в ароматном спирте проводят следующим образом. Из ректификованного спирта высшей очистки или экстра и дистиллированной воды приготовляют водно-спиртовую смесь с таким же содержанием спирта, как и в исследуемом ароматном спирте. Интерферометром определяют разность показателей преломления ароматного спирта и приготовленной водно-спиртовой смеси с таким же содержанием спирта.
Содержание эфирного масла в ароматном спирте рассчитывают по формуле
где К - содержание эфирного масла в ароматном спирте, мл/100 мл; dn - разность показателей преломления между ароматным спиртом и чистой водно-спиртовой смесью; dn0 - коэффициент пересчета разности показателей преломления (dn) на содержание эфирного масла.
Коэффициент пересчета (dn0) приведен в табл. 16 приложения.
Для определения содержания эфирного масла в спиртованных настоях их перегоняют. В круглодонную колбу для перегонки наливают из мерной колбы 250 мл исследуемого настоя при температуре 20° С. Мерную колбу ополаскивают 2-3 раза дистиллированной водой и сливают ополоски туда же. Перегонную колбу соединяют через каплеуловитель с холодильником и жидкость осторожно перегоняют. Дистиллят собирают в мерную колбу, которой отмеривали исследуемый настой. Во время перегонки приемную колбу помещают в холодную воду или обкладывают льдом. Когда отгонится 96-98% объема колбы, перегонку заканчивают. Температуру дистиллята доводят до 20° С, доливают в колбу воды до метки, тщательно перемешивают и определяют содержание спирта спиртомером.
Содержание спирта в дистилляте должно быть равно содержанию спирта в исследуемом растворе. Если содержание спирта в дистилляте меньше, чем в водноспиртовом растворе, то при перегонке имели место потери спирта и эфирного масла. В этом случае необходимо проверить установку для перегонки, выяснить и устранить причину потерь и повторить перегонку.
Из ректификованного спирта высшей очистки (или экстра) и дистиллированной воды готовят водно-спиртовую смесь с таким же содержанием спирта, как и в дистилляте. Интерферометром определяют разность показателей преломления дистиллята и приготовленной водно-спиртовой жидкости с таким же содержанием спирта. Содержание эфирного масла в настое рассчитывают по той же формуле, что и для ароматного спирта. Коэффициент пересчета разности показателей преломления на содержание эфирного масла приведен в табл. 17 и 18 приложения.
Определение содержания экстрактивных веществ
Содержание экстрактивных веществ определяют в остатке после перегонки рефрактометром, а также прямым или косвенным методами. Прямой метод основан на определении общего количества веществ, не улетучивающихся при нагревании до 100° С, косвенный - на определении относительной плотности раствора, освобожденного от спирта. Для определения содержания экстрактивных веществ в остатке после перегонки содержимое перегонной колбы без потерь переносят в мерную колбу на 250 мл, добавляют воды и доводят при температуре 20° С до метки. Полученный раствор перемешивают и определяют в нем содержание экстракта рефрактометром.
Прямой метод определения. Отбирают 10 мл исследуемого сока при температуре 20° С проверенной пипеткой, переносят в мерную колбу на 100 мл и добавляют воды до метки. Полученный раствор тщательно перемешивают, отбирают пипеткой 25 мл раствора в предварительно взвешенную плоскодонную платиновую или фарфоровую чашку (диаметр 7 см, высота 2,5 см). Чашку с раствором ставят на кипящую водяную баню и выпаривают в течение 3-4 ч. Когда вся жидкость испарится, наружную поверхность чашки тщательно обмывают и высушивают в сушильном шкафу при температуре 100-105° С до постоянной массы. Первое взвешивание проводят через 3 ч, затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. Повторное высушивание ведут в течение часа. Снова охлаждают и взвешивают. Если разница между взвешиваниями не более 0,001 г, то высушивание считают законченным.
Содержание экстрактивных веществ, г на 100 мл исследуемого сока (х), вычисляют по формуле
где а - масса сухого остатка, полученного при выпаривании 25 мл разбавленной жидкости, г; 40 - коэффициент пересчета на 100 мл сока (для определения взято 2,5 мл исходного сока, 100:2,5 = 40).
Косвенный метод определения. Содержание экстрактивных веществ вычисляют по разности относительной плотности исследуемого спиртованного сока и его дистиллята, доведенного водой до первоначального объема (полученного при определении содержания спирта). Относительную плотность определяют пикнометром или гидростатическими весами при температуре 20° С.
Относительную плотность раствора, освобожденного от спирта (x), вычисляют по формуле
где d1 - относительная плотность исследуемого спиртованного сока; d2 - относительная плотность дистиллята, доведенного водой до первоначального объема.
Зная х, по табл. 1 приложения находят содержание экстрактивных веществ.
Определение кислотности
Общую кислотность определяют путем титрования едким натром с пересчетом результатов на лимонную кислоту. Отмеривают пипеткой 10 мл исследуемого сока в фарфоровую чашку и добавляют туда 25-30 мл свежепрокипяченной дистиллированной воды, а при анализе слабоокрашенных жидкостей - три капли фенолфталеина. Затем титруют 0,1 н. раствором едкого натра до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин.
Если титруемый раствор окрашен, то в качестве индикатора используют синюю лакмусовую бумажку. Титрование считают законченным, когда лакмусовая бумажка при нанесении на нее стеклянной палочкой капли титруемого раствора перестает изменять окраску.
Общую кислотность исследуемого раствора вычисляют по формуле
где х - кислотность 100 мл исследуемого раствора в пересчете на лимонную кислоту, г; В - число миллилитров 0,1 н. раствора NaOH, израсходованных на титрование; 0,007 - количество лимонной кислоты, соответствующее 1 мл 0,1 н. раствора NaOH, г; V - объем анализируемой пробы, мл.
Определение содержания летучих кислот
Летучие кислоты могут присутствовать в соках и морсах лишь в том случае, если они приготовлены из недоброкачественного, подвергнувшегося брожению сырья. Для определения содержания летучих кислот пользуются прибором, показанным на рис. 79. В колбу 1 емкостью 200-250 мл отмеривают пипеткой 50 мл исследуемого сока или морса, прибавляют для равномерного кипения немного чисто промытого и прокаленного кварцевого песка, закрывают колбу пробкой, снабженной трубкой 2, и присоединяют к холодильнику 3. В другое отверстие пробки вставляют изогнутую трубку 4, доходящую до дна колбы 1. Второй конец этой трубки соединяют с парообразователем 5, в который наливают воду, и начинают одновременно подогревать парообразователь и перегонную колбу с таким расчетом, чтобы сначала закипел и перегонялся исследуемый сок. Когда объем сока выпарится приблизительно наполовину, т.е. до 25 мл, пропускают пар из парообразователя и, регулируя пламя горелки, нагревающей колбу, поддерживают этот объем постоянным. Образующиеся при кипении пары воды, проходя через слой исследуемой жидкости, увлекают с собой содержащиеся в ней летучие кислоты.
Перегонку ведут осторожно, не допуская перебрасывания жидкости из перегонной колбы и пригорания ее содержимого. Когда в приемной колбе 6 соберется не менее 200 мл дистиллята, пробуют синей лакмусовой бумажкой стекающий из холодильника дистиллят. Перегонку ведут до тех пор, пока проба стекающего дистиллята не даст нейтральную реакцию. Дистиллят в приемной колбе титруют 0,1 н. раствором NaOH в присутствии фенолфталеина до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Пересчет летучих кислот ведут на уксусную кислоту, считая, что 1 мл 0,1 н. раствора NaOH соответствует 0,006 г уксусной кислоты.
Определение содержания сахара
Содержание сахара в спиртованных соках и морсах определяют по методу Лейне-Эйнона. Для приготовления исходного раствора отмеривают пипеткой 50 мл сока или морса в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят водой до метки и тщательно перемешивают. Затем отбирают пипеткой 25 мл полученного раствора в мерную колбу на 250 мл и проводят инверсию сахарозы.
С этой целью в колбу добавляют 5 мл х. ч. соляной кислоты (относительной плотностью 1,1885) и нагревают колбу при частом помешивании на водяной бане в течение 5 мин при 68-70° С (температуру определяют термометром, опущенным в колбу). После инверсии содержимое колбы охлаждают, нейтрализуют двууглекислым натрием до посинения лакмусовой бумажки, доводят объем водой до метки при 20° С и фильтруют. В коническую колбу емкостью 150-200 мл отмеривают по 10 мл растворов Фелинга I и II (приготовленных по рецепту Соксле) и далее определение ведут, как указано при изложении метода Лейне-Эйнона.