Производство уксуса¶
Уксус — кислотный продукт пищевой промышленности и домашнего хозяйства, получаемый в результате спиртового уксуснокислого брожения. Основное действующее вещество — уксусная кислота (CH₃COOH), содержание которой в пищевом уксусе составляет от 3 до 15 %. Помимо кислоты продукт содержит аминокислоты, минеральные вещества, эфиры и альдегиды, формирующие вкус и аромат. Производство уксуса осуществляется промышленным и кустарным способами; в обоих случаях суть процесса одинакова — этанол окисляется уксуснокислыми бактериями (Acetobacter, Gluconobacter) до уксусной кислоты.
¶Сырьё для производства
Для получения уксуса используют спиртосодержащее сырьё. В промышленности это:
- Спирт-ректификат — основное сырьё для синтетического и ректификованного уксуса.
- Виноматериалы — сброженные вина, в том числе виноградные, яблочные, винные.
- Фруктовые и ягодные соки — яблочный, виноградный, малиновый, клюквенный.
- Спиртовые настои — на основе зернового спирта с добавлением ароматизаторов.
Для получения уксусной эссенции (уксуса 70 %) применяют технический спирт, а для столового уксуса — пищевой этиловый спирт или натуральные виноматериалы.
¶Основные способы производства
¶Уксуснокислое брожение
Биологический способ основан на действии уксуснокислых бактерий, которые в присутствии кислорода воздуха переводят этанол в уксусную кислоту по реакции:
C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O
Брожение проходит в две стадии. Сначала дрожжи сбраживают сахара до спирта (спиртовое брожение), затем уксуснокислые бактерии окисляют спирт до кислоты. При промышленном производстве эти стадии, как правило, разделяют: сначала готовят вино или спиртовой раствор, затем направляют его на уксуснокислое брожение.
¶Непрерывный способ (метод Франца)
Разработан в XIX веке и стал основой современного промышленного производства. Уксус образуется в специальных колонках («французских» или «германских»), заполненных древесной стружкой, керамической насадкой или активированным углём. Спиртовой раствор распыляется сверху и стекает по насадке, одновременно продувается воздухом снизу. Бактерии формируют на насадке биоплёнку, которая и обеспечивает окисление. Процесс непрерывный и позволяет получать уксус с концентрацией кислоты до 15 %.
¶Капельный метод (метод Курбаха)
Раствор спирта подаётся каплями по стенкам цилиндрической колонны, заполненной кольцами Рашига. Воздух движется снизу вверх навстречу жидкости. Метод обеспечивает высокую скорость окисления и применяется для получения уксусной эссенции.
¶Дистилляционный способ
Применяется для получения синтетического уксуса. Уксусная кислота, полученная окислением бутана или природного газа, разбавляется водой до нужной концентрации. Такой уксус лишён вкусовых компонентов натурального продукта и используется преимущественно в технических целях.
¶Классификация готового продукта
| Вид | Способ получения | Содержание кислоты |
|---|---|---|
| Столовый | Уксуснокислое брожение виноматериала или спирта | 3–9 % |
| Яблочный | Брожение яблочного сока или сидра | 5–6 % |
| Винный | Брожение виноградного вина | 5–8 % |
| Рисовый | Брожение рисового спирта | 4–4,5 % |
| Эссенция | Синтез или перегонка | 70 % |
¶Технологическая цепочка
Промышленное производство столового уксуса включает следующие операции:
- Подготовка сбраживаемой жидкости — разбавление спирта водой до 6–9 %, внесение питательных солей (азотных, фосфорных) для роста бактерий.
- Брожение — в ацетаторе (ферментере) при температуре 25–30 °C в течение 1–3 суток.
- Фильтрация — удаление бактериальной массы и взвесей.
- Пастеризация — нагрев до 65–80 °C для остановки брожения и стабилизации продукта.
- Разлива — в стеклянную, пластиковую или металлическую тару.
¶Домашнее производство
В домашних условиях уксус получают естественным брожением. Наиболее распространён яблочный уксус: яблоки натирают, заливают водой с сахаром (100 г на литр), добавляют закваску из изюма или сухарей и выдерживают в тёплом месте 2–4 недели под марлей. Затем жидкость процеживают и выдерживают ещё 2–4 недели для завершения уксуснокислого брожения. Готовый продукт фильтруют и разливают в бутылки.
Аналогично получают винный, клюквенный, малиновый и другие фруктово-ягодные уксусы. Для ускорения процесса в народной практике используют закваску — маточную уксусную грибницу (мать-уксус), представляющую собой колонию уксуснокислых бактерий в полисахаридной оболочке.
¶Применение
Уксус применяется в пищевой промышленности для маринования, консервирования, приготовления соусов и заправок. В быту используется как кулинарный ингредиент, чистящее средство и консервант. Уксусная эссенция служит сырьём для получения ацетата натрия, ацетатов алюминия и других химических соединений.
¶Интересные факты
Получение уксуса известно с античности: римляне использовали винный осадок для его получения. В XVII веке в Германии появился первый уксусный завод, основанный на методе непрерывного производства. В России промышленное производство уксуса развивалось с конца XIX века, а в советское время были созданы крупные заводы по выпуску столового уксуса 9 %.
Источники:
- ГОСТ 31450-2013 «Уксус столовый. Технические условия»
- Технология пищевых производств: учебник для вузов
- Большая медицинская энциклопедия: Уксусная кислота
- Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона