Влияние кислорода на воду, безалкогольные напитки

Министерство образования и науки РФ Иркутский Государственный Технический университет Кафедра химической технологии Реферат на тему: «Влияние кислорода на воду, без алкогольные напитки » Выполнил: Проверил: Иркутск2007г. Содержание 1.Вода 2.Критерии оценки качества и идентификация минеральных питьевых столовых вод 3.Антиоксидантные свойства питьевой воды 4.Безалкогольные напитки 5.Двухступенчатое озонирование в технологии очистки диффузионного сока 6.Влияние озонирования дефекованного сока на качественные показатели очищенного сока 7.Состав летучих компонентов безалкогольного пива, полученного в процессе аэрации. Критерии оценки качества и идентификация минеральных питьевых столовых вод К минеральным питьевым столовым водам в соответствии с терминологией ФАО/ВОЗ [1] относят воды с пока­зателем «минерализация» (М) менее 1 г/дм3, подземного происхождения, постоянного состава и разливаемые без его изменения.

Если в европейских странах наи­большим спросом пользовались воды с низкой минерализацией, такие, как «Перье», «Эвиан», и др то в России, обладающей уникальными месторож­дениями минеральных вод, традицион­но разливали преимущественно воды лечебно-столовые и лечебные, т.е. воды с М выше 1 г/дм3 И лишь в последние десятилетия изменилась структура производства и потребления расфасо­ванной в емкости минеральной воды. Увеличение спроса и соответствен­но квоты минеральных столовых вод на потребительском рынке связано с про­цессами антропогенного воздействия на поверхностные и грунтовые воды, обеспечивающие системы централи­зованного и нецентрализованного пи­тьевого водоснабжения, и ухудшением качества питьевой воды. С ростом номенклатуры разливае­мых минеральных вод возросло коли­чество фальсификаций продукции, что, в свою очередь, актуализировало про­блему их идентификации В то время как задача идентифика­ции и подтверждения генезиса мине­ральных лечебных и лечебно-столовых вод трудна, но разрешима [2], проблема подтверждения соответствия состава столовых вод их наименованию до на­стоящего времени практически не ре­шалась.

Минеральные воды разливают по общим [3] или индивидуальным для каждого наименования техническим условиям, в этих документах описаны качественные характеристики, выра­женные посредством регламентиро­вания количественного содержания основных макрокомпонентов, значения показателя «минерализация» и специфических компонентов и сформу­лированы требования к безопасности вод. Кроме того, в документах общего назначения [4] установлены предель­но допустимые содержания токсичных элементов в водах.

Европейские требования к безопас­ности и качеству минеральных вод [5] в отношении содержания ксенобиотиков, таких, как пестициды, нефтепродукты, полиароматические углеводороды и др не совпадают с отечественными из-за отсутствия аналогичных нормативов в действующих документах. В отечественной литературе име­ются разрозненные сведения [6-8], посвященные миграции персистент-ных токсикантов в минеральные воды, которые так же могли бы быть исполь­зованы в качестве идентификационных показателей.

Ранее [9], исследуя закономерности формирования минеральных лечебно-столовых и лечебных вод, служащие основой для их идентификации, нашли, что выявление генезиса базируется на комплексе данных об основном хими­ческом составе и содержании специфи­ческих компонентов. Задача идентификации минеральных столовых вод значительно сложнее.

По органолептическим признакам столовые воды различаются незна­чительно, так как вкусовые качества формируются соотношением основ­ных ионов, таких, как гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, кальций, магний, натрий и калий, и их количеством.

Так как суммарное содержание основных ионов лимитировано величи­ной 1 г/л, оно практически не оказыва­ет влияния на вкус воды. Вместе с тем существенное влияние на вкус или его «маскировку» оказывает насыщение вод диоксидом углерода, повышающее жаждоутоляющие свойства воды. Та­ким образом, технологический при­ем — газирование вод — еще больше уменьшает различия в органолептических свойствах.

Кроме того, в отличие от подзем­ных вод с высокой минерализацией, содержащих в значимых количествах такие специфические компоненты, как литий, стронций, бораты, силикаты, позволяющие их идентифицировать, в столовых водах эти компоненты, как правило, присутствуют в низких кон­центрациях, что значительно усложня­ет идентификацию.

Если на первом этапе исследований информация о содержании и соотноше­нии макрокомпонентов может служить основой для объединения столовых вод в группы, то идентифицировать воду конкретного наименования на основа­нии таких данных не представляется возможным.

Поэтому задача установления гене­зиса столовых вод может быть решена только на основании данных химиче­ских анализов максимально возмож­ного количества микроэлементов и выявлении соотношений комплекса компонентов, характерных для вод оди­накового происхождения.

Состав подземных вод формируется во времени, подчиняется строгим зако­номерностям, зависящим от тектони­ки, истории геологического развития планеты и отдельных геологических структур, рельефа, климата [10]. Существующее многообразие типов минеральных вод обусловлено геохи­мической ситуацией водоносных гори­зонтов конкретных регионов. Конечный этап формирования представляет собой равновесие системы «вода <=> порода» и выражается формулой: вода <=> неорга­нические соединения <=> органические соединения <=> газы [11]. Так как цель работы — выявление комплекса специфических, присутству­ющих в водах компонентов, их соотно­шения присущим данному водоносному горизонту (ВГ), называемым в дальней­шем «идентификационными комплекса­ми» (ИК), то при прогнозировании ИК рассматривали влияние геохимии водовмещающих пород на формирование со­става воды. Например, взаимодействие воды с карбонатными породами, самые распро­страненные минералы которых — це­лестин и стронцианит, обусловливает присутствие стронция, а повышенное содержание лития характерно для вод, залегающих в глинистых водовмещающих породах [12]. Были изучены химические составы многочисленных проб вод, отобранных из скважин, вскрывающих Касимов­ский, Гжельско-Ассельский, Окско-Протвинский, Подольско-Мячиковский и Каширский водоносные горизонты.

Московского артезианского бассейна.

Полученную в результате монито­ринга аналитическую информацию си­стематизировали и использовали для обоснования критериев идентифика­ции вод. После статистической обработки данных химических анализов нашли достоверные диапазоны содержания компонентов для каждого водоносного горизонта (табл. 1). Сравнивая данные по содержанию компонентов в пробах вод, отобран­ных из разных скважин, вскрывающих определенный водоносный горизонт, установили, что концентрации макро- и микрокомпонентов незначительно меняются.

Такие изменения характерны для всех водоносных горизонтов, зависят от неравномерного распределения мине­ралов, составляющих водовмещающие породы, и наличия зон повышенной трещиноватости и закарстованности.

Наличие закарстованности и трещиноватости в отдельных зонах нару­шает линии водоупоров, разделяющих водоносные горизонты, что способ­ствует смешению вод из различных го ризонтов и, следовательно, приводит к локальным изменениям их состава. Кроме того, рост концентраций неко­торых компонентов в водах, принад­лежащих одному водному горизонту, зависит напрямую от глубины скважи­ны, т.е. гидрогеохимической зональ­ности [13]. Из данных табл. 1 видно, что диапа­зоны концентраций некоторых компо­нентов, а также значения показателя «минерализация» (М) в водах из раз­личных водоносных горизонтов близки или тождественны. По подобию макрокомпонентных со­ставов объединили воды различных го­ризонтов в группы.

К первой группе от­несли воды Окско-Тарусского (С1,ok-tr) и Турабьевского (С3trb) горизонтов. Водовмещающие породы Окско-Тарус­ского горизонта составлены известня­ками с прослоями глин и песчаников.

Турабьевский горизонт приурочен к известнякам и доломитам, кровля гори- Таблица 1 Компонент Водоносные горизонты Окско-Тарусский (С1,ok-tr) Турабьев­ский (С3trb) Гжельско- Ассельский (С3g-P1a) Каси­мовский (С3ksm) Окско- Протвинский (С1ok-tr) Кашир­ский (С2k&#353;) Подольско- 1 Мячиковский (С2pd-m&#269;) Содержание компонентов, мг/л Li <0.01 <0.01 <0.01 0.02-0.04 0.03-0.09 0.1-0.2 0.18-0.2 K 3-8 0.1-4.5 5-12 6-15 8-14 10-15 14-16 Na 9-40 2-26 30-150 18-44 30-90 30-50 26-40 Mg 18-25 5-15 30-60 28-48 40-60 50-70 60-120 Ca 85-130 20-80 110-130 80-120 90-130 70-140 75-160 Sr 0.3-0.8 0.05-0.3 0.1-0.7 0.8-1.2 1-8 15-18 15-22 F 0.2-0.5 0.1 0.2-0.4 0.7-1.0 1.0-3.4 3-5 3.5-4.8 Cl 4-60 1-38 50-210 20-100 30-50 3-40 3-17 SO2 20-60 4-33 80-200 40-90 120-500 300-500 300-800 HCO3 350-420 150-287 340-460 300-350 200-310 170-210 213-270 H3BO3 <2.5 <2.5 2-24 2-5 3-13 2-7 6-10 SiO2 4-7 5-13 10-20 6-17 5-90 10 6-10 Минерализация 0.5-0.8 0.3-0.5 0.7-1.2 0.5-0.8 0.4-0.7 0.6-1.1 0.6-1.4 Таблица 2 Компонент Водоносные горизонты Окско-Тарусский (С1,ok-tr) Турабьев­ский (С3trb) Гжельско- Ассельский (С3g-P1a) Каси­мовский (С3ksm) Окско- Протвинский (С1ok-tr) Кашир­ский (С2k&#353;) Подольско- 1 Мячиковский (С2pd-m&#269;) Нормализованные единицы (НЕ) Li - - - 1 2 5 6.3 Na 1.7 1 6.4 2.2 4.3 2.9 2.4 Mg 2.1 1 4.5 3.8 5 6 9 Ca 2.1 1 2.4 2 2.2 2.1 2.4 Sr 2.5 1 2 5 22.5 80 92.5 F 3 1 3 8 12 40 41 Cl 3.2 2 13 6 4 2.1 1 SO2 2.4 1 8.2 3.8 18.2 23.5 35.3 HCO3 2 1.2 2.1 1.7 1.3 1 1.3 H3BO3 - - 6 1 2.7 1.5 2.7 SiO2 1 1.8 3 2 1.4 2 1.6 По тому же принципу во вторую груп­пу объединили воды — Гжельско-Ас-сельского и Касимовского горизонтов.

Гжельско-Ассельский горизонт пред­ставлен известняками.

Водовмещающие породы Касимовского горизонта состо­ят из светлых известняков и доломитов, в различной степени трещиноватыми и закарстованными, с выдержанными по простиранию и мощности первоцветны­ми глинистыми прослоями.

Воды этой группы относят к хлорид­ным сульфатным гидрокарбонатным натриево-магниево-кальциевым или сульфатным хлоридным гидрокарбо­натным натриево-магниево-кальцие вым. Их ионный состав выражен похо­жими формулами: или В третью группу объединили воды с высоким содержанием сульфатов Ка­ширского, Подольско-Мячиковского и Окско-Протвинского горизонтов.

Все эти горизонты приурочены к известнякам и доломитам с незначительными прослоя­ми глин и мергелей.

Окско-Протвинский водоносный горизонт отличается нали­чием трещиноватых известняков. Макрокомпонентный состав вод тре­тьей группы описывается как гидрокар­бонатный сульфатный магниево-натри-ево-кальциевый или гидрокарбонатный сульфатный натриево-магниево-каль-циевый и выражается так же подобны­ми формулами или Установленные различия между группами вод в отношении ионно-со­левого состава очевидны. В пределах одной группы, воды так же отличаются между собой. Для выявления набора отличи­тельных компонентов для каждого водоносного горизонта провели нор­мализацию аналитической информа­ции после усреднения химических данных, т.е. приняли минимальное значение концентрации каждого ком­понента за единицу, затем относи­тельно его рассчитывали содержания аналогичного компонента в других водных горизонтах.

Получили данные (табл. 2), наглядно демонстрирующие индивидуальные характеристические наборы для каждого изучаемого водо­носного горизонта. Из данных табл. 2 видно, что воды Окско-Тарусского и Турабьевского го­ризонтов, объединенные по ионно-со-левому составу в первую группу, раз­личаются не только концентрациями кальция, магния, гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов, но и содержани­ем диоксида кремния.

Согласно данным табл. 2, для диф­ференцирования вод второй группы — Гжельско-Ассельского и Касимовского горизонтов, характеризующимся по­хожими формулами, целесообразно использовать данные по содержанию лития, натрия, стронция, фторидов и сульфатов.

Для обоих водоносных го­ризонтов характерна повышенная кон­центрация боратов и силикатов. Повышенное содержание боратов характерно также и для вод третьей группы. Как и в ранее рассмотренных случаях, воды третьей группы объеди­нены по принципу подобия составов и относятся к гидрокарбонатно-сульфат-ным натриево-магниево-кальциевым (магниево-натриево-кальциевым). Ионно-солевой состав вод этой груп­пы значительно отличается от составов вод, рассмотренных выше, с высокой концентрацией сульфатов.

Вместе с тем для вод каждого из этих водоносных горизонтов характерно содержание от­личительных компонентов, таких, как литий, магний, фториды, хлориды, суль­фаты. Анализ приведенных в обеих табли­цах данных позволил выделить особен­ности, характерные для вод, добытых из каждого водоносного горизонта. Так, воды Турабьевского горизонта отлича­ются наименьшим значением минера­лизации, Гжельско-Ассельского — вы­сокой концентрацией боратов и силика­тов, Подольско-Мячиковского — лития, стронция, фторидов, сульфатов.

Используя усредненные и нормали­зованные данные, представленные в табл. 1 и 2, легко отнести изучаемую пробу воды к какой-либо из групп. Сле­довательно, эти таблицы служат осно­вой для идентификации вод, а данные, приведенные в них, — основой для составления идентификационных ком­плексов. Помимо включенных в таблицы компонентов для вод, добываемых из отдельных скважин, как было указано выше, из-за особенностей строения водовмещающих пород возможно на­личие особых специфических микро­элементов.

Такие элементы устанавли­вают дополнительно при выполнении химических анализов. Следовательно, основной ИК мине­ральных столовых вод, добываемых из изученных ВГ, включает макрокомпо­ненты, составляющие формулу воды: натрий, магний, кальций, хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты. Дополни­тельный ИК содержит микроэлемен­ты: литий, стронций, калий, фториды, бораты, силикаты. Кроме того, в каче­стве идентификационных могут быть использованы артекомпоненты, такие, как токсичные компоненты (например, нитриты, нитраты или персистентные ксенобиотики, мигрировавшие в систе­му, ответственную за формирование воды).

Антиоксидантные свойства питьевой воды

В зависимости от того, какими параме­трами обладает вода, она может бы... По данным ЮНЕСКО, более 80 % недугов, поражаюцщх человечество, воз­ник... Поэтому процессы подготовки питьевой воды в соответствии со структурой... внутренние среды человеческого организма находятся в восстановленном с... Нормализовать баланс окислительно-вос­становительной системы регуляции...

Двухступенчатое озонирование в технологии очистки диффузионного сока

Эффект очистке, % Предолженный 91,37 12,41 38,96 Типовой 90,42 15,94 3... Результаты исследований воздействия окислителей и восстанови­телей на ... Из дрожжевых клеток выделяются ком­поненты, придающие готовому продукт... Цель работы — исследование состава летучих продуктов, образующихся при... Для насыщения сусла кислородом ис­пользовали экспериментальную установ...

выводы, что в процессе брожения повышается концентрация всех летучих компонентов в контроль­ном и опытном образцах. В опытном об­разце с содержанием кислорода в сусле 40-45 мг 02/дм3 до задачи дрожжей отме­чаются более высокие значения уксусного альдегида, высших спиртов и этилового эфира уксусной кислоты по сравнению с контролем.

Низкое общее содержание летучих компонентов в обоих образцах можно объяснить более низкой концентра­цией начального пивного сусла (7 %). В процессе дображивания снижается концентрация уксусного альдегида, причем в опытном образце его значение несколько выше, чем в контрольном. Концентрации остальных летучих компонентов при до-браживании продолжают расти.

После 10-13 сут дображивания накопление выс­ших спиртов и этилового эфира уксусной кислоты незначительно.

Исходя из этого, следует предположить, что процесс добра­живания может занимать 10-13 сут при получении безалкогольного пива. По окончании процесса созревания проводили исследования безалкогольного пива «2его», полученного в лабораторных условиях (табл. 2). Анализ физико-химических показате­лей полученного образца готового пива, свидетельствует, что пиво «2его» соот­ветствует безалкогольному пиву. На основании проведенных исследова­ний можно сделать следующие выводы.

В образцах готового пива, полученного с использованием процесса аэрации сусла перед его брожением, идентифицированы следующие летучие компоненты: ацеталь-дегид, этиловый эфир уксусной кислоты, этиловый спирт, н-пропиловый, изобути-ловый, изоамиловый и амиловый спирты. В процессе главного брожения повы­шается концентрация всех летучих ком­понентов.

В опытном образце с содержа­нием кислорода в сусле 40-45 мг 02/дм3 до задачи дрожжей отмечаются более высокие значения ацетальдегида, высших спиртов и этилового эфира уксусной кис­лоты по сравнению с контролем. Общее низкое содержание летучих компонентов в обоих образцах (опыт и контроль), по-видимому, является след­ствием низкой концентрации начального пивного сусла (7 %). В процессе дображивания снижает­ся концентрация ацетальдегида, причем в образце с аэрацией сусла его содержа­ние несколько выше, чем в контрольном.

Концентрации остальных летучих компо­нентов в ходе дображивания продолжают расти, что свидетельствует о процессе созревания пива После 10-13 сут дображивания на­копление высших спиртов и этилового эфира уксусной кислоты незначительно, из чего можно сделать вывод, что процесс дображивания при получении безалко­гольного пива проводят не более 13 сут. Показатель Значение Аромат Гармоничен Вкус Полный, сбалансированный Массовая доля сухих веществ в начальном сусле, масс.% 7,20 Дейчтвительная степень сбраживания,% 48,33 Массовая доля дейсвительного экстракта, масс.% 3,72 Массовая доля спирта, масс.% 0,48 Содержания мальтозы, г/100см3 сусла 1,25 Кислотность, к.ед. 2,26 Цвет, цв. Ед. 1,01 Белковая стойкость, пердел осаждения, см3/100см3 17,00.