Карбонизацията придава на пенливите вина качеството на изключително гъвкави и добре прилепнали с изключително широка гама от ястия.

Свързани термини:

  • Цитохром P450
  • Ензими
  • Сиропи
  • Ферментация
  • Протеини
  • Дрожди
  • Срок на годност
  • Безалкохолни напитки
  • Газирани напитки

Изтеглете като PDF

За тази страница

Газирани напитки

1.2.9 Процес на карбонизация (импрегниране с CO2)

Карбонирането е насищане на течност с CO 2 газ. С други думи, това е термин, използван за описване на разтварянето на газ CO2 във вода, използвайки налягане и температура. Обикновено включва студен CO2 под високо налягане. CO2 е нетоксичен инертен газ, който е практически безвкусен и е лесно достъпен на достъпна цена. Той е разтворим в течности и може да съществува в трите материални фази, а именно като твърдо вещество, течност или газ. Този процес може да протече естествено или чрез изкуствени процеси, какъвто е случаят с повечето безалкохолни газирани напитки и газирана вода. Максималното количество CO2, което може да се разтвори във вода, е 8 g/L. Излишъкът от CO2 обикновено остава във вода само когато напитката е под налягане. Или с други думи, CB се приготвят чрез смесване на охладени ароматизирани сиропи с газирана вода, в която нивата на карбонизация варират до 3,5–5 g CO2 на обем течност в кола и свързаните с тях напитки, докато плодовите са по-слабо газирани.

На фиг. 1.2 фазовата диаграма на CO2-газ показва ефекта на температурата и налягането върху трите фази на състоянието на CO2-газ. В тройната точка (5,11 бара и -56,6 ° C), чрез малко смущение на газа, тогава газът може да възникне в трите състояния като газ, течност или твърдо вещество (състояние на равновесие). В критичната точка, при температура над 31 ° C, е невъзможно втечняване на газа чрез увеличаване на налягането. CO2 е безцветен при нормални налягания и температури, докато при високи концентрации има леко остър мирис. Втечняване се постига чрез охлаждане и компресия чрез игра на границите на налягането и температурата в критичните и тройните точки.

sciencedirect

Фигура 1.2. Фазова диаграма въглероден диоксид.

Макромолекулни архитектури и меки нано-обекти

6.10.3.2.2 (i) Въглероден диоксид

Карбонизацията на полимерни карбаниони с помощта на въглероден диоксид е една от най-простите, полезни и широко използвани реакции на функционализиране. Съществуват обаче специални проблеми, свързани с простото карбонизиране на полимерни органолитиеви съединения. 33,131–134 Например, когато карбонати с висока чистота, газообразен въглероден диоксид се извършват в разтвор на бензен при стайна температура, използвайки стандартни техники с висок вакуум, карбоксилираният полимер се получава само с 27–66% добив за PSLi, PILi и (стирен-b-изопренил) литий. 33,134 Функционализираният полимер е замърсен с димерен кетон (23–27%) и тримерен алкохол (7–50%), както е показано в eqn [16], където Р представлява полимерна верига. Предполага се, че образуването на тези странични продукти се насърчава спрямо желания карбоксилиран полимер чрез

Схема 5. Механизъм за образуване на продукт от карбонизация на PLi.

По принцип се наблюдава, че количеството на димерните и тримерните замърсители е по-голямо за поли (диенил) литиите спрямо PSLi. По този начин, при условия, при които добивите на карбоксилиран полимер, димер и тример са съответно 47, 27 и 26% за PSLi, съответните добиви са 27, 23 и 50% за аналогичния поли (стирен-b-бутадиенил ) литий. 134 Тези резултати отново са в съответствие с доказателствата, че поли (диенил) литиите са по-силно свързани в сравнение с PSLi 107,135–141 и тази асоциация допринася за образуването на димерните и тримерните странични продукти.

Ефектът от структурата на края на веригата (стабилност и стерични изисквания) също е изследван. 134 Стеричният и електронният характер на края на анионната верига може да бъде променен чрез реакция с DPE, както е показано в eqn [17]. 144 Когато директното карбонизиране се извършва в бензен при стайна температура с дифенилалкилитиевите видове, образувани чрез добавяне на PSLi (Mn = 2,0 × 10 3 g mol −1) към DPE (eqn [17]), карбоксилираният полимер може да бъде изолиран в 98 % добив в сравнение с само 47% добив за аналогичното карбонизиране на PSLi без ограничаване на край при същите условия. 134 Съобщава се, че тези 1,1-дифенилалкилитиеви видове са свързани в димери във въглеводороден разтвор 145, въпреки че се очаква, че силата на димерната асоциация (напр. Kassoc) ще бъде намалена от увеличените стерични изисквания на края на веригата. Предварително се заключава, че конкурентната реакция за образуване на димерни (и тримерни) странични продукти е доста чувствителна към стеричните изисквания на края на веригата.

Важното заключение е, че реакцията на карбонизиране на полимерни органолитиеви съединения в разтвор на въглеводород с газообразен въглероден диоксид може да се осъществи при практически количествен добив чрез добавяне на достатъчно количество бази на Луис като THF или TMEDA преди реакцията на функционализиране. Особено важно е да се отбележи, че тази процедура гарантира, че могат да се получат функционализирани полидиени с висок 1,4-верига, тъй като основата на Луис не присъства по време на диеновата полимеризация във въглеводороден разтвор. 65

По-скоро специализирана процедура в карбонизация в твърдо състояние може да се използва за карбонизиране на PSLi и други живи полимери с гръбначни връзки, които имат температури на преминаване на стъклото значително над стайната температура. По този начин, сушенето чрез замразяване на бензолни разтвори на PSLi генерира поресто твърдо вещество, което може да се газира в твърдо състояние, за да се получат минимални количества димерни кетонни продукти (1-2%). В допълнение, по същество количествени добиви на карбоксилиран полистирол са получени от лиофилизирани разтвори на PSLi, които са комплексирани с 1-2 моларни еквивалента TMEDA. Не се открива димер чрез SEC или TLC анализи. Лиофилизирана проба от поли (стирен-b-бутадиенил) литий (PBD блок Mn = 450 g mol -1), комплексирана с 3 моларни еквивалента TMEDA, образува съответния карбоксилиран полимер с добив 93%. 134 Карбонизацията на PILi (6300 g mol -1), комплексирана с 43 моларни еквивалента TMEDA, произвежда съответния карбоксилиран полимер в количествен добив. 33 Въпреки това, внимателно проучване на карбонизацията на PSLi (Mn = 2000 g mol −1) и адукта на PSLi с DPE с 13 CO2 в твърдо състояние разкри, че пара-заместените, пръстенови карбоксилиращи продукти се образуват през 15 и 35 % добиви, съответно, както се извежда от 13 С ЯМР анализ. 146

От практична, синтетична гледна точка, трябва да се отбележи, че е съобщено, че> 90% добиви на карбоксилирани полимери могат да бъдат получени просто чрез изливане на разтвор на въглеводород/THF (99,5/0,5, v/v) на PSLi върху твърд въглероден диоксид. 132 За аналогично карбоксилиране в отсъствие на THF се отчита 78% добив на карбоксилиран полимер. 132 Съобщава се също, че превръщането в съответния реагент на Гриняр преди газообразно прекратяване на СО2 води до> 90% добиви от карбоксилирания полимер. 132 Забележително е също така, че по същество се съобщава за количествено карбоксилиране, когато калият е противоион в THF 147 или когато газообразен CO2 се добавя към THF разтвор на PSLi при –78 ° C. 148

Карбонизацията на α, ω-дилитиевите полимери се усложнява от появата на явления на физическо желиране, които създават сериозни проблеми със смесването. 149 Като цяло, хетероатомните производни на лития като литиеви карбоксилатни соли са силно свързани в разтвор; 150, следователно, полимерните а, ω-дикарбоксилатни соли ще образуват неразтворима, триизмерна мрежа по време на реакцията на функционализиране. Описани са разнообразни процедури за свеждане до минимум на тези ефекти, включително използването на разтворители с ниски параметри на разтворимост (151 реакция в смесител с Т-епруветка, 152 и използване на струя от две вещества с висок дебит и висок CO2/Съотношение PLi.149

Реакцията на карбонизация е донякъде идеална, тъй като е възможно да се анализират реакционните продукти, като се използват различни сонди, включително осмометрия, SEC, титруване на крайната група, 13C NMR, MALDI-TOF MS, FTIR и TLC. Например, 13C NMR анализ показва наличието на неочаквани продукти на карбоксилиране на пръстена от реакцията на PSLi в бензен с газообразен въглероден диоксид. 146 В допълнение, чистият функционализиран полимер може да бъде отделен от нефункционирания полимер и димерни кетонни продукти чрез SiO2 колонна хроматография, като се използва толуен като елуент. Например, колонна хроматография е използвана за отделяне на около 1% нефункциониран полибутадиен с Mn = 98 × 10 3 g mol -1 от съответния карбоксил-функционализиран полимер, използвайки тази техника. 134 153 Освен това беше възможно да се открият 134 153

Грунд за вкус

Jacqueline B. Marcus MS, RDN, LDN, CNS, FADA, FAND, в стареене, хранене и вкус, 2019

Карбонизация

При хората, карбонизация, химическата реакция между въглероден диоксид газ (CO2), въглеродна киселина (H2CO3) и течност (и), която причинява образуването на малки мехурчета и излъчване, може да предизвика хемосензорни и соматосензорни реакции, включително активиране на вкусовите неврони.

Карбонизацията може да има свой собствен вкус и човешките вкусови пъпки могат да усещат CO2 в ефервесценция. Вкусовите рецептори, които се чувстват кисели, също могат да реагират на газирани напитки, които демонстративно се наричат ​​мехурчеста вода, газирана вода, газирана вода, газирана вода, селцер, селцер и газирана вода. Карбонизацията се превръща в химични компоненти, като един от тях е протон, който е кисела киселина.

Един-единствен ген кодира ензим, който разгражда CO2 и водата до бикарбонат и протони, които са предимно кисели. Протоните са това, което усещат чувствителните към киселини клетки. Може да има и тактилно усещане, когато мехурчетата се спукат, гъделичкат и изтръпват устната кухина.

Възможно е карбонирането да се е развило по време на еволюцията, за да помогне на хората да избягват храни и напитки, които са се вкиснали или развалили. Лекото киселинно изтръпване на CO2 днес се произвежда предимно и се счита за безопасно. Газираните води могат да бъдат особено ценни от хората, които искат да намалят или премахнат добавените захари в някои газирани напитки. Карбонизацията се предпочита и във ферментирали напитки, като бира и шампанско [14] .

Третиране на течни храни с газ

Филип Жирардон,. Филип Жирардон, в Газове в агро-хранителни процеси, 2019

7.5.1.2.2 Инсталация

Няколко принципа позволяват карбонизиране на вода или готови смеси. След необходимото обезвъздушаване (вж. По-горе) и охлаждане на температурата на течността с помощта на регулиране на помпата на налягане на CO 2 и течност, напитката се пренася в наситител. Сатураторът може да бъде плоча кула, вграден разредител, система, базирана на Вентури, с подходящо разстояние/време на контакт газ-течност, или всякакъв друг тип система за разтваряне. Оптимизиращото управление поддържа скоростта на потока през сатуратора в постоянен работен диапазон. CO2 се подава от източника на резервоара за CO2 към сатуратора. Постоянното свръхналягане на резервоара под налягане позволява еднакво карбонизиране на напитката.

Няколко производители предлагат оборудване за карбонизация, вариращо от независими артикули до пълни линии за обработка на напитки, включително Invensis, KHS, Tetra Laval, Krones, Stork и Simonazzi.

Храни, материали, технологии и рискове

Здраве - отрицателни ефекти от консумацията

Поради карбонизацията, безалкохолните напитки обикновено се считат за безопасни от микробиологична гледна точка. Всъщност Световната здравна организация препоръчва безалкохолни напитки, когато пътниците са на места, където качеството на питейната вода е съмнително. Повечето от негативните ефекти върху здравето, свързани с повечето безалкохолни напитки, са свързани със съдържанието на захар. Доказано е, че консумацията на захар увеличава носенето на зъби, а прекомерната консумация на захар е свързана със затлъстяването. Високоенергийните напитки обаче са свързани с безсъние, главоболие, възбуда, учестен пулс и гърчове. Докладът на Американската администрация за злоупотреба с вещества и психично здраве установява, че броят на хората, които са присъствали в спешното отделение на болницата след консумация на енергийни напитки, се е увеличил повече от два пъти от малко над 10 000 през 2007 г. до почти 21 000 през 2011 г. В 42% от случаи хората съобщават, че консумират енергийните напитки в комбинация с други лекарства. Health Canada предложи нови разпоредби за ограничаване на количеството кофеин в една порция енергийна напитка до 180 mg от повече от 500 mg. Чаша кафе от 237 ml съдържа около 135 mg кофеин.

Звук

4.2 Звуците на карбонизация

Оценка на качеството на впръскването на газ по време на преработката на сокове и конвенционалните технологии за консервиране

14.3.2 Въглероден диоксид

Лечението на сокове с въглероден диоксид (карбонизация) е добре известно отдавна в индустрията за напитки. Компресията на CO 2 в течност като сок може да се постигне при студени условия. Освен това газът от въглероден диоксид може отново да се отдели от сока, когато температурата се повиши. Използването на въглероден диоксид, компресиран при стойности под високо налягане, което нарича въглероден диоксид с високо налягане (HPCD), беше предложено като нетермична технология за „пастьоризация“ или „стерилизация“ на сокове (Enomoto et al., 1997; Liao et al., 2007; Zhou et al., 2009b). Предложена е индустриална система от HPCD, разработена от Praxair Company и комерсиализирана под търговската марка „Better Than Fresh (BTF)“ за стерилизация на продукти (Zhou et al., 2009a).

Фиг. 14.1. Схематична диаграма на това как CO2 под налягане може да окаже своето смъртоносно действие върху бактериите. Показани са също - освен различните стъпки на механизма на инактивиране - са ① фосфолипиден бислой, ② интегрални мембранни протеини, ③ плазмена мембрана H + -ATPase и ④ вътреклетъчни вещества.

От друга страна, съставът на главното пространство около сока също може да повлияе на качеството, като по този начин срокът на годност на сока. Някои произведения показват, че изплакването на въглероден диоксид в пространството на бурканите за сокове удължава срока на годност на непастьоризирания сок до 25 дни при 4 ° C и 10 дни при 10 ° C в сравнение със съответно 17 и 5 дни без CO2, без значителна разлика при органолептични оценки между минимално термично обработени сокове със или без CO2 и пресни необработени сокове без CO2 през първата седмица на съхранение (Shomer et al., 1994).

Калциев карбонат

2.2.10 Воластонит

Директното сухо (газова-твърда фаза) карбонизация на воластонит (CaSiO 3) може да се проведе в непрекъснато разбъркан реактор на резервоара при 25 ° C и атмосферно налягане за 0-600 h. Основният недостатък на този метод е бавната скорост при термодинамично зададени температури [97] .

CaCO3 може да се получи чрез директно мокро карбонизиране чрез: (1) излугване на Ca, (2) разтваряне на CO2 и последващо превръщане на бикарбонатни видове и (3) зародиш и растеж на CaCO3. Основният недостатък, свързан с водната карбонизация, е големият разход на енергия и разходите [97] .

CaCO3 може да се приготви и индиректно чрез разтваряне на воластонит в HCl за образуване на CaCl2. Полученият Ca (OH) 2 (чрез CaCl2) се разтваря във вода и след това реагира с CO2, за да се получи CaCO3. Основните недостатъци на такъв метод са енергийните нужди за етапа на рециклиране на киселина и много голямото търсене на вода за етапа на карбонизация [97] .

Друг непряк метод за получаване на CaCO3 е чрез извличане на Ca йони от воластонит с използване на CH3COOH [70,97]. След това в разтвора се инжектира CO2, което кара CaCO3 да кристализира.

Широка перспектива за хранителните вещества в напитките

Улас Акароз,. Sinan Ince, в Хранителни вещества в напитки, 2019

Кефир

Кефирът е ферментирал млечен продукт с естествено карбонизиране, аромат и лек кисел вкус. Съдържа вода, захари, протеини, пепел, мазнини, млечна киселина и малки количества алкохол. Кефирът се отличава от другите ферментирали млечни напитки поради променливата си микрофлора, която също може да бъде изолирана и използвана няколко пъти за ферментация на кефир. Кефирните зърна съдържат дрождени клетки, млечнокисели бактерии и оцетно-кисели бактерии (т.е. Leuconostoc, Lactobacillus, Kluyveromyces и Saccharomyces). Микроорганизмите в кефирните зърна произвеждат ефективни съединения като органични киселини, няколко вида бактерициди, които имат летален ефект върху патогенните бактерии. Видът и количеството на кефирните зърна влияят върху нивото на въглеродния диоксид. По време на ферментацията киселините (млечна, оцетна, пировиноградна, хипурова, маслена и пропионова), диацетил и ацеталдехид генерират вкус и аромат на кефир. В допълнение, кефирът включва също витамини, макроелементи и микроелементи. Съдържанието на млечна мазнина, видовете зърно и производственият процес играят важна роля за състава на кефира (Hui and Evranuz, 2012; Ahmed et al., 2013).

CIDER (CYDER; HARD CIDER) | Химия и микробиология на производството на сайдер

Искрящи сайдер