industria otetului

INDUSTRIA OŢETULUI Prin oxidarea soluţii1or di1uate de etano1 cu bacterii acetice rezu1tă un amestec de acid acetic şi apă, conform reacţiei : C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O Funcţie de compoziţia mediu1ui şi de condiţii1e de oxidare se obţin soluţii cu până la 15% acid acetic, denumite oţet. Există şi a1te căi pentru obţinerea acidu1ui acetic, citindu-se: - disti1area uscată a 1emnu1ui, rezu1tând acid piro1ignos, ce conţine 8 ...10% acid acetic, alcooli superiori, acetona şi alcool meti1ic. Prin neutralizarea acidu1ui pirolignos cu lapte de var se obţine acetatu1 de calciu. Din acesta, prin descompunere cu acid su1furic şi distilare rezu1tă acid acetic, cu o concentraţie de cca 80%; - sinteza chimică, pornind de la carbură de calciu şi apă, rezultând succesiv acetilenă şi apoi acetaldehidă, care, în prezenţa unor catalizatori (săruri de fier, nichel, mangan) se oxidează în acid acetic, conform relaţiilor: CaC2 + 2H2O Ca(OH)2+ C2H2

C2H2 + H2O CH3CHOCH3CHO + 1/2O2 CH3COOHÎn stare concentrată acidu1 acetic poartă denumirea de acid acetic glacial, acesta solidificându-se la temperatura de 17°C. Oxidarea biologică are loc la temperaturi de 25 ...35°C. Temperaturi prea ridicate conduc la supraoxidare, formându-se dioxid de carbon şi apă. La concentraţii alcoolice de sub 3% apare pericolu1 de infecţii cu alte microorganisme, în special lactice. Drept materii prime furnizoare de alcool se folosesc vinuri, plămezi de fructe şi spirt. În general, nu sunt necesare adaosuri de săruri nutritive pentru dezvo1tarea bacteriilor. Pentru mărirea randamentu1ui şi scurtarea duratei procesu1ui se adaugă săruri de fosfor (în special fosfat de amoniu) şi de azot. Sub aspect senzorial, oţeturile de calitate superioară se obţin din materii prime ce conţin minim 60% vin sau borhoturi de fructe. Pentru fermentare se folosesc cu1turi de floră spontană, predominând bacterii1e din specia Micoderma aceti sau tu1pini selecţionate din genurile Acetobacter sau Gluconobacter . Procesu1 biotehnologic de obţinere a oţetului are loc prin oxidare la suprafaţă (trickling) sau pe cale submersă. În ambele cazuri se ţine cont de caracteru1 exoderm al reacţiei şi de necesitatea unei suprafeţe mari de contact între plămadă şi aer. Procesu1 de oxidare la suprafaţă se realizează, de preferinţă, în căzi tronconice din lemn de stejar care au aproape de capete doua grătare şi talaj sau ciocă1ăi de porumb, spumă de mare ori mangal între acestea. Plămada trece continuu prin acest strat, fiind recirculată sau trecută în altă cadă ; oxidarea are loc pe principiul bateriei de 6 ---8 recipiente cu funcţionare continuă. La trecerea dintr-

o cadă în alta plămada este răcită. Durata procesului este de 8- 11 zile, funcţie de concentraţia mediului şi de intensitatea bioconversiei. Înainte de darea în consum oţetul se filtrează, iar uneori este supus şi cleirii cu gelatină. Neomogenitatea materialului suport face imposibilă distribuţia omogenă a aerului în plămadă. Nu se pot evita variaţii de temperaturi, astfel încât randamentul este de până la 80% faţă de 95% realizat cu instalaţiile submerse . Procedeele submerse sunt, în general semicontinui. Cu puţin înainte de epuizarea în alcool a plămezii se goleşte bioreactorul (acetator) pe jumătate şi se toarnă peste acesta o cantitate proaspătă de plămadă alcoolică. Durata totală a procesului este de până la două zile. Viteza de oxidare scade cu creşterea concentraţiei de alcool. Rezultatele cele mai bune se obţin la concentraţii de 9-10%. Foarte importantă este evitarea întreruperii biooxidării care poate conduce la distrugerea totală a bacteriilor acetice, efectul fiind dependent de concentraţia de acid acetic şi de durata de oprire a aerării. Astfel, o sistare a alimentării cu aer timp de 2 minute la o concentraţie de acid acetic de 5% provoacă aceleaşi efecte negative ca şi o întrerupere de 15…60 secunde la concentraţii de 11 – 12%. În cazul unui conţinut remanent de 0,11% alcool în plămadă, din 100 kg etanol se obţin 125 kg acid acetic, randamentul teoretic corespunzând cu 130,4 kg. Se evită o aerare prea puternică din cauza volatilităţii etanolului, putându-se înregistra pierderi de până la l0% din cauza antrenării acestuia cu aerul administrat. Utilizarea de aer îmbogăţit cu oxigen sau în mare exces are efecte negative asupra acţiunii bacteriilor acetice. Întreruperea alimentării cu etanol are aceleaşi consecinţe. Din cauza randamentului mărit şi a scurtării duratei de oxidare, procedeele de la suprafaţă tind să fie înlocuite cu cele submerse. În timp ce prin oxidarea la suprafaţă se obţin 2,7-4 kg acid acetic/m3 bioreactor şi 24 ore, la cele submerse se pot realiza peste 100 kg. Producţia mondială de oţet de tip 10% acid acetic obţinut prin bioconversie a fost în 1980 de 1600 mil. litri (fără U.R.S.S. şi R.P. Chineză). Din aceasta s-au produs cu bioreactoarede tip Frings submerse 767 mil. litri, folosind un număr de 440 linuri. La aceasta se adaugă peste 500 mil litri obţinute cu instalaţii submerse de tipul Vogelbusch, Chemap, B.M.A. şi Kurimatu. Acetatorul cel mai reprezentativ, de tip Frings, constă dintr-o turbină cu axul vertical sub formă de tub perforat, acţionat de un motor electric amplasat sub lin. Prin rotirea turbinei se produce o emulsie de aer-lichid care este ejectată radial cu viteză ridicată ce provoacă o turbulenţă puternică şi o dispersie uniformă a aerului. Reactorul este prevăzut cu un spărgător mecanic de spumă sub formă de spirală rotativă. După ce intră axial în rotor, spuma este ejectată centrifugal, iar lichidul separat este reînapoiat în acetator cu ajutoru1 unei conducte de legătură. Bioreactorul este echipat şi cu un aparat pentru determinarea automată

a cantităţii de alcool din plămadă, aparat denumit Alcograph. Măsurarea se bazează pe diferenţa temperaturii de fierbere între apă şi alcool. Un senzor pune automat în funcţiune pompa de alimentare cu plămadă în momentul când concentraţia de alcool a scăzut sub o anumită valoare.

Generalităţi

Transformarea băuturilor alcoolice în oţet a fost cunoscută din timpurile cele mai vechi. Oţetul este pomenit în literatura greacă şi română (Dioscorides şi Hipocrates, Plinus şi Livius), în ordonanţa lui Carol cel Mare (812), etc. După cum a stabilit Huber, pe baza noilor cercetări istorice, oţetul era fabricat la indieni, greci babilonieni şi perşi din vin, struguri, bere, must de bere, curmale. În antichitate ca şi în evul mediu, oţetul era întrebuinţat nu numai ca condiment şi ca substanţă conservantă ci şi ca băutură răcoritoare la munca câmpului, la vânătoare, la manevre şi în călătorii pe mare.

Era întrebuinţat ca medicament extern şi intern la foarte multe boli: ciuma, lepra, friguri, tuse, boli intestinale, etc. A servit de asemenea şi pentru scopuri tehnice: apărarea contra “focului grecesc” şi distrugerea stâncilor din Alpi, de către armata lui Hanibal pentru a-şi croi drum spre interiorul Italiei.

În timpurile vechi se punea vinul în vase de lut sau de piatră, umplute pe jumătate şi se lăsa la căldura până când lichidul devenea suficient de acid. Întrebuinţarea butoaielor de lemn pentru fabricarea oţetului s-a făcut mai târziu, în evul mediu. Asupra modului de fabricare a oţetului se găsesc sfaturi în scrierile “Lochners Kuriosem Kellermeister” şi în “Hausbuch” a lui Magister Coler, de la sfârşitul secolului al XVI-lea. În Franţa existau corporaţii ale fabricanţilor de oţet încă din secolul al XVI-lea, iar oţetul fabricat din vin era cunoscut în întreaga lume.

Este de remarcat că din cele mai vechi timpuri, oamenii s-au apucat de fenomenul “miraculos” al fermentaţiei acetice. Astfel alchimistul Geber (în secolul al VIII-lea) a căutat să purifice şi să concentreze oţetul. Basilius Valentinus, alchimist renumit, care a trăit în secolul al XV-lea la Erfurt, a arătat că, dacă se distila oţetul se obţine întâi oţet slab şi pe urmă cel tare. Ioachim Bechner este primul care face observaţia că în fermentaţia acetică este nevoie de aer (Physika subteranea, 1669).

G.E.Stahl, care a dat şi un procedeu pentru întărirea oţetului prin congelare, accentuează în cartea sa “Zymotehnica fundamentalis” că în fermentaţia acetică aerul este necesar pentru desfacerea combinaţiilor chimice.

La aceleaşi concluzii ajunsese şi Hermann Boerhaave. În lucrarea sa (Chem. Elemente, 1723) el face observaţia că pentru o bună fermentaţie acetică este nevoie nu numai de aer, lumină şi căldură, dar şi de o substanţă specială, vegetală, aşa-numita “floare a oţetului”. Aceeaşi observaţie o face şi francezul

Chaptal, în 1809 şi anume că “floarea” este necesară pentru fermentaţia acetică, ea având rolul de a determina simetria moleculelor materiei care iau naştere.

Acţiunea asupra fermentaţiei acetice, îtrevăzută de Boerhaave, a fost dovedită experimental de Rozier, în 1786, care a arătat că în timpul fermentaţiei se produce o absorbţie de aer.

Lavoisier a fost de părere că fermentaţia acetică nu este altceva decât transformarea alcoolului în acid acetic prin absorbţia oxigenului din aer.

În 1821, Edmond Dawy a arătat că negrul de platină, la temperatura de 33ºC, are proprietatea de a transforma alcoolul în aldehidă şipeaceastaînacidacetic. Döbereien a demonstrat pentru prima dată, în 1822, că în fermentaţia acetică există o relaţie cantitativă între alcool, aer şi acidul acetic format şi că substanţele poroase joacă un rol important în acest proces. În anul 1823 Schutzenbach, bazându-se pe aceasta teorie, a pus baza metodei de fabricare a oţetului după un procedeu mai rapid, un procedeul indicat de Boerhaave cu un secol în urmă.

Berzelius (1829) şi von Liebig (1839) consideră fermentaţia acetică ca un fenomen pur catalitic, unde substanţele de contact, “floarea” în procedeul german au acelaşi rol ca şi buretele de platină, în fabricarea acidului sulfuric.

Deşi în 1837 Kützing descoperă la microscop fermentul acetic numindu-l “Ulvina aceti” şi că Turpin, emite ideea că această celulă unicelulară provoacă fermentaţia acetică, explicaţia definitivă şi raţională a fenomenului a fost dată abia mai târziu, de Pasteur (1864).

În urma numeroaselor sale lucrări, Pasteur a ajuns la concluzia că fenomenul de acidifiere este datorat prezenţei unui microorganism pe care l-a numit Mycoderma aceti şi care are, faţă de alcoolul din vin, rolul unui oxidant.

Natura enzimatică a fermentaţiei acetice a fost dovedită experimental de Büchner şi Meisenheimer, care în 1903 au reuşit să oxideze alcoolul în acid acetic, cu ajutorul pulberii de bacterii acetice tratate cu acetonă şi uscate. Enzima care provoacă oxidarea alcoolului a fost numita alcooloxidaza sau alcoolaza.

2. Elemente de inginerie tehnologică

2.1. Bacteriile acetice cunoscute

Prepararea artizanala a oţetului constituie obiectul acestei industrii care este cunoscută şi practicată din cele mai vechi timpuri. Cunoştinţele dobândite s-au transmis din generaţie în generaţie, constituind deseori secretul unei arte, care abia după cuceririle ştiinţei şi tehnologiei moderne începe să dispară.

Dintre toate lichidele care pot servi ca materie primă la fabricarea oţetului, cele mai întrebuinţate sunt vinul şi alcoolul.

Pentru fabricarea oţetului se folosesc mai multe procedee: de fabricare a oţetului din vin; de fabricare a oţetului din alcool; de fabricare a oţetului din zeamă de varză; mixte.

Toate aceste procedee se bazează pe aceleaşi principii, diferenţa dintre ele constând în aparatura utilizată şi în metoda de lucru folosită. În general se utilizează procedeul Orleans şi procedeul rapid.

Procedeul Orleans. Principiul metodei. Se întrebuinţează butoaie cu capacitatea de circa 400 l.

Aceste butoaie sunt aşezate culcat şi puse unele peste altele. Fiecare are un orificiu, la partea superioara a unuia din funduri, de 55 mm diametru, care rămâne întotdeauna deschis. În fiecare butoi se introduc 100 l oţet fiert şi se lasă să stea 8 zile. Se adaugă apoi în fiecare butoi cate 10 l de vin pe zi, până se umplu butoaiele la 2/3. După 15 zile butoaiele se golesc pe jumătate în vase de stejar care se găsesc în etajele inferioare şi se adaugă din nou vin.

Camera de acidifiere este situată într-o cramă sau într-o pivniţă. Pereţii sunt din cărămida, tapisaţi în interior cu faianţă, în scopul evitării pierderilor de căldură. Deschiderile trebuie astfel amenajate ca să nu pătrundă prea multa lumina, iar circulaţia aerului să se poată face după dorinţă. Ferestrele trebuie prevăzute cu site metalice, pentru a împiedeca pătrunderea insectelor.

Pentru ca acidifierea să decurgă normal este necesar ca temperatura să fie constantă şi să nu depăşească 30°C. În crame sau pivniţe mici, încălzirea se face cu sobe, iar în cele mari, cu instalaţii de climatizare.

După fabricare, oţetul este introdus în butoaie şi conservat la rece. Prin procedeul Orleans se realizează oţet de calitate superioară, într-un

lung şi cu un randament mic. Un inconvenient este acela că se dezvoltă micoderma sub formă gelatinoasă. Aceasta are proprietatea de a produce oţet puţin şi de a epuiza vinul în materii nutritive. Remediul acestui neajuns este pasteurizarea vinului şi însămânţarea lui de fiecare data, cu Micoderma aceti bine selecţionat. Un alt inconvenient este dezvoltarea de Anguilule, nişte viermişori care nu trăiesc decât în prezenta aerului şi care, din această cauză, se dezvoltă la suprafaţa lichidului împiedicând acţiunea oxidantă a Micodermei

aceti. Pentru distrugerea Anguilulelor este necesară curăţarea deasă a butoaielor şi afumarea cu pucioasă.

Procedeul rapidDupă metoda Orleans sau în cele noi şi derivate, acidifierea decurge lent.

Micoderma aceti trăieşte în butoaie sau în cuvele de acidifiere, sub formă de voal la suprafaţa lichidului. În cazul unei aerisiri potrivite, oxidarea alcoolului se face în lent, deoarece germenii aflaţi imediat sub pelicula superficiala primesc aer puţin şi prin urmare acţionează lent.

Procedeul rapid are la baza acelaşi principii ca şi procedeul precedent, cu deosebirea că oxidarea este mai puternică şi mai energică, în scopul grăbirii procesului. Pentru aceasta, lichidul nu este supus acţiunii oxigenului numai la suprafaţă, ci este supus unei mişcări de sus în jos, în coloane destul de înalte; străbătând acest drum, lichidul se divide în picături mici, care cu ajutorul talajului de fag, care se introduce în butoaiele de acidifiere.

Lichidul în drumul său de sus în jos se află in contact permanent cu curentul de aer care parcurge coloana de jos în sus; astfel că, la început, lichidul vine în contact cu aerul mai puţin bogat în oxigen şi, pe măsură ce îşi urmează drumul, întâlneşte cantităţi de oxigen din ce in ce mai mari, la baza coloanei venind în contact cu aer foarte bogat în oxigen. Contactul picăturilor de lichid cu oxigenul se face nu numai prin curentul de aer ascendent, ci şi prin cavităţile talajului, care conţin o anumită cantitate de aer.

Micoderma aceti există atât în picăturile de lichid cât şi pe fragmentele de lemn, care formează un fel de filtru rudimentar în interiorul coloanei.

Generatorul sau aparatul întrebuinţat in procedeul rapid este o cuvă de stejar, cu cercuri de fier având înălţimea de 2-2,5 ori mai mare decât diametrul. Este prevăzut cu un grătar inferior care suportă coloana de talaj.

Aparatul este străbătut lateral de găuri oblice, care permit intrarea aerului, şi de termometre, care măsoară temperatura de acidifiere.

Această cuvă este umplută în interior cu un talaj de fag, fragmente de surcele sau cărbune, sau chiar resturi de dopuri. Acest material de umplutură trebuie supus în prealabil unei spălări îngrijite şi unei înmuieri, timp de 24 ore, cu un oţet bun şi tare.

Prima operaţie constă în tratare aparatului, fie cu vapori, fie cu oţet cald. Însămânţarea se face cu puţin oţet. Pentru punerea în funcţiune a aparatului se introduce lichidul pe la partea superioară, unde, din cauza dispozitivului de distribuţie, se răspândeşte într-un strat fin pe toata suprafaţa interioară şi coboară lent udând tot talajul. În drumul sau, el vine în contact cu aerul care circulă în sens invers, care se oxidează şi se transformă treptat pentru a ajunge la baza cuvei în stare de oţet. Oxidarea produce o uşoară degajare de căldură care provoacă o absorbţie de aer rece în partea inferioară a aparatului. Ieşirea şi intrarea aerului sunt reglate prin supape care se găsesc la partea inferioară pe laturile şi la partea superioară a generatorului.

Generatorul trebuie să primească un volum de aer de 10 ori mai mare decât acela care corespunde oxigenului necesar, teoretic, pentru oxidarea alcoolului pus in fabricaţie. Aerul rezultat este puţin cald şi pentru evitarea pierderilor de acid acetic nu se utilizează un volum prea mare.

Alimentarea generatorului se face treptat, la început cu o cantitate mică de lichid, iar apoi cu o cantitate care să corespundă randamentului maxim.

Produsul care cade la partea inferioară a aparatului este ridicat sau pompat la partea superioara a generatorului. Operaţia se repetă până la terminarea acidifierii. Pentru răspândirea lichidului, la suprafaţa generatorului, se folosesc diferite dispozitive, dintre care cel mai utilizat este morişca hidraulică. Toate dispozitivele au ca scop răspândirea constantă şi automată a lichidului supus acidifierii.

Temperatura cea mai potrivită de acidifiere este de 30°C. În aceste condiţii fermentul se dezvoltă la maximum, iar pierderea prin evaporare nu este prea mare. Practic reacţia nu degajă întotdeauna căldura necesară pentru menţinerea acestei temperaturi. Din acest motiv aerul care intră în generator trebuie să fie suficient de cald. Trebuie evitate mai ales variaţiile de temperatură, care au repercusiuni imediate şi dezavantajoase asupra randamentului.

Se admite ca un generator rapid de 2,5 m înălţime transformă in 24 de ore 3 l de alcool absolut, iar in 3 zile un hl de alcool de 90% vol. alcool (în metoda Orleans nu se poate acidifia decât 400 cm3 de alcool pe zi).

Scăderea randamentului poate fi datorat fie unei variaţii bruşte de temperatură a aerului întrebuinţat, fie dezvoltării de paraziţi în interiorul vasului (Anguilule). În acest caz generatorul se goleşte, se curăţă şi se dezinfectează.

Prin acest procedeu pierderea totală datorita evaporării sau netransformării totale a alcoolului în acid este de 15%.

În general pierderea este cu atât mai mare cu cât acidifierea decurge mai lent şi cu cât generatoarele sunt mai mici

Folosirea bacteriilor acetice selecţionate

Astăzi în generatoarele rapide se întrebuinţează culturi pure de bacterii acetice. Prin întrebuinţarea culturilor pure, în primul rând se evită infectarea oţetului cu Anguilule, iar în al doilea rând se evită dezvoltarea formei gelatinoase a Micodermei aceti (Bacterium xylinum). La formarea de masă gelatinoasa se astupă spaţiile goale existente între talaje şi astfel circulaţia lichidului nu se mai face în toată masa talajului. Se evită şi eventualele accidente de fermentaţie. În afară de aceasta bacteriile pătrunzând în oţetul diluat, îl fac neplăcut datorită masei gelatinoase dezvoltate.

Prin întrebuinţarea culturilor pure, se evidenţiază următoarele avantaje deosebite:

permit reglarea convenabilă a condiţiilor de alimentare; permit reglarea convenabilă a temperaturii mediului;

reducerea la maximum a pierderilor.Dezavantajele fabricării oţetului prin procedeul rapid:

scăderea conţinutului oţetului în acid acetic; variaţia ale temperaturilor normale din generatoare; variaţia ale acidităţii cuprinsă între 0,5-0,7%; dar care nu nu crează tulburări de fermentaţie; scădere sau o urcare continuă şi uneori rapidă a temperaturii

crează tulburări de fermentaţie, prin ridicarea temperaturii se permite o supraoxidare în straturile superioare ale generatorului, datorat fie unei erori în dimensionarea generatorului, fie unei alimentari prea bogate a fermenţilor, se remediază prin reducerea la maximum a accesului de aer.

Scăderea lentă a temperaturii urmată de scăderea cantităţii de acid care se formează, se datorează:

unui debit de lichid prea mare; unui lichid prea concentrat în alcool; unei insuficiente aerisiri; unei scăderi a temperaturii mediului; unei cantităţi insuficiente în nutrienţi în mediu.

Remedierea se face ţinând cont de cauza care a dat naştere defecţiunii respective.

Cu toate că prin metodele lente se obţine oţet de calitate superioară, în unele cazuri, metoda rapidă este preferabilă, chiar pentru acidifierea vinului. Oţetul obţinut prin acest procedeu trebuie păstrat timp de cel puţin trei luni, pentru a-şi dezvolta calităţile organoleptice.

Pentru reuşita procesului este necesară: utilizarea vinurilor pasteurizate, bine clarificate; folosirea tipului de generator adecvat (deschidere de 1-2 găuri de 8

mm diametru); calcularea exactă a cantităţii de lichid şi a frecvenţei afluxului lui.

Este de asemenea necesar să fie respectate cu stricteţe regulile de igienă (să se cureţe fundul superior din 15 in 15 zile, după gradul lor de îmbâcsire) şi să se urmărească în permanenţă desfăşurarea procesului.

Sistemul cel mai recomandabil pentru distribuirea lichidului în generatoare este distribuitorul hidraulic din sticlă combinat cu sistemul central inventate de Frings. Sistemul este foarte simplu şi precis prezentând avantajul că funcţionează foarte exact, răspândind lichidul uniform pe talaş şi imprimând generatoarelor un mers foarte regulat, la o temperatura puţin ridicată. Acest aparat, datorită netezimii pereţilor şi dimensiunii deschiderilor sale, nu este expus înfundării şi îmbâcsiri.

Un generator de 2 m înălţime şi cu un diametru de 1 m, produce 60-100 l de oţet din vin, cu un conţinut de 5-6% acid acetic, în 24 ore. Debitul de lichid care trece prin aparat trebuie să fie de aproximativ 8 l/h.

La fabricarea oţetului nu se întrebuinţează decât vin foarte limpede. Acidifierea vinurilor tulburi produce dificultăţi, tulburarea putând fi provocată de drojdii străine şi de bacterii gelatinoase. Pasteurizarea constituie mijlocul cel mai eficace pentru clarificarea vinurilor, oricare ar fi natura tulburelii.

Factorii de dezvoltare al bacteriilor acetice din vin

Numărul microorganismelor Are importanţă la începutul acidifierii, când viteza de dezvoltare a bacteriilor acetice şi numărul celulelor care rămân la suprafaţă, reţinute de forţele capilare în contact cu lichidul. După constituirea voalului, cantităţile de acid acetic formate devin plate, oricare ar fi fost populaţia de pornire.

Temperatura este un factor determinant, acetificarea progresează cu atât mai repede cu cât aceasta este mai ridicată, între 10-35°C. Temperaturile mai mari de 40oC distrug procesele enzimatice, iar mai mari de 45oC distrug bacteriile acetice.

Oxigenul este indispensabil pentru multiplicarea bacteriilor acetice. Pentru a se multiplica, bacteriile acetice au nevoie de mult aer. Ca să formeze 1 g de acid acetic, deci pentru a spori aciditatea volatilă a unui litru de vin cu 0,8 g acid acetic, bacteriile folosesc oxigenul din mediu. La producerea oţetului, când aerarea nu este suficient de abundentă, dezvoltarea nu se mai face în bune condiţii şi procesul se opreşte la formare de acetaldehide. Cantităţile mici de aer constituie un inconvenient, ducând la oxidarea acidului acetic format, care se descompune în dioxid de carbon şi apă.

pH-ul Influenţa sa a putut fi observată la vinurile slab alcoolice (8% vol. alcool) constatându-se valori ale pH-ului de 3,0. La vinurile cu un pH sub 3, voalul format uneori se datorează levulelor din diferite genuri şi nu bacteriilor acetice. Oţetirea este extrem de rară la vinurile acide din regiunile sudice, cu tot gradul lor alcoolic slab; dimpotrivă, oţeţirea este mai curentă în regiunile meridionale, unde gradul alcoolic al acestor vinuri este mai mare.

În mod deosebit, bacteriile acetice sunt sensibile la concentraţii importante de acid acetic şi unele microorganisme ale diferitelor speciile; în concentraţie de 5,9% de multe specii, iar de 13-14%, de puţine specii. În general, concentraţiile ridicate în acid lactic sunt greu de suportat când şi conţinutul în alcool este mare. Sunt totuşi numeroase specii de bacterii acetice care pot oxida acidul acetic.

Gradul alcoolic Factor important pentru dezvoltarea bacteriilor acetice. Deşi în practică este cunoscut faptul că vinurile cu un titru alcoolic ridicat se oţeţesc mai rar, nu este totuşi posibil de stabilit o concentraţie alcoolică peste care vinul devine inapt pentru înmulţirea bacteriilor acetice. Aceasta se

datorează faptului că toxicitatea alcoolului este strâns legată de a concentraţiei ionilor de H..

Taninul nu împiedică dezvoltarea bacteriilor acetice, dar o întârzie mult, când se află într-o concentraţie ridicată. Vinurile roze se oţeţesc mai uşor decât cele roşii. Consistenţa voalului creşte cu sporirea conţinutului în tanin, probabil că taninul se poate fixa pe membrana celulelor bacteriene şi deranjează schimburile osmotice ca urmare a insolubilităţii acestor polifenoli.

Alţi factori în activitatea şi multiplicarea bacteriilor acetice intervin şi alţi factori: sărurile minerale, acizii aminici, dioxidul de sulf existent în vin etc.

Sărurile minerale din vin sunt totdeauna suficiente pentru creşterea bacteriilor. Proporţia mare de citocromi în celulele bacteriilor acetice ar îndreptări presupunerea unei nevoi mai mari de fier a acestora. Reducerea sub 1 mg/litru a cantităţii de fier prezent în vin prin tratarea cu ferocianură de potasiu sau fitat de calciu, nu sistează multiplicarea bacteriilor acetice. Vinurile tratate cu un exces de ferocianură de potasiu nu permit creşterea bacteriilor acetice timp de câteva săptămâni, dar nu ca urmare a lipsei fierului, ci probabil a formării de derivaţi cianici care blochează respiraţia celulei.

Acetificarea industrială foloseşte uneori preparate pe baza de fosfaţi ce activează fermentaţia acetică. De asemenea, fierul şi manganul activează mult dezvoltarea bacteriilor acetice, la fel şi sărurile de uraniu, oxidul de fier coloidal, cărbunele animal.

Înmulţirea bacteriilor acetice cere prezenţa următorilor aminoacizi: valina, izoleucina, alanina, cisteina, histidina, prolina. Asimilarea azotului amoniacal face posibilă diferenţierea unor specii. Cele mai multe specii au nevoie de vitamine exogene (acid pantotenic, nicotinomina şi acidul p-aminobenzoic).

Inhibarea bacteriilor acetice prin dioxidul de sulf aflat în vin este deosebit de pronunţată. Dintre bacteriile care sunt microorganisme de dimensiuni mai mici, mai puţin rezistente la dioxid de sulf decât drojdiile, bacteriile acetice sunt cele mal sensibile la acţiunea dioxidului de sulf.

Acidul sulfuros provoacă o inhibiţie a fermentaţiei acetice şi după un timp de contact suficient, distrugerea bacteriilor acetice. Dozele de 50-100 mg SO2/litru sunt suficiente în practică pentru a împiedica dezvoltarea şi creşterea lor, în schimb acidul aldehidosulfuros este un inhibitor.

Bacteriile acetice au fost descrise întâi de Persoon în 1822 şi apoi de Kützing în 1837. Pasteur a arătat că fermentaţia acetică este datorită acţiunii Mycodermei aceti, un microorganism care se prezintă sub formă de mici bastonaşe gâtuite, cu diametrul de 1,3-1,5 μ, care se reproduce prin segmentare. Mai târziu s-a constatat că există numeroase bacterii acetice. Bacteriile acetice atacă alcoolul după reacţiile următoare:

2C2H5OH + O2 = 2CH3−CHO + 2H2O2CH3−CHO + O2 = 2CH3−COOH

CH3−COOH + 2O2 = 2CO2 + 2H2O

Din reacţiile de mai sus se constata ca bacteriile acetice lucrează aerobiotic transportând oxigenul asupra alcoolului pe care, după cantitatea de oxigen, se pare ca îl transformă în aldehidă acetică şi apă sau în acid acetic; în urma dispariţiei alcoolului din reacţie, acidul acetic poate fi atacat şi transformat în bioxid de carbon şi apă.

Bacteriile acetice se dezvoltă de obicei la suprafaţa soluţiilor alcoolice, trăind în aerobioză obligatorie. În lipsa alcoolului care le procura energia necesară creşterii ele pot ataca şi alte substanţe organice.

Cultivarea bacteriilor acetice este foarte uşoară, făcându-se tot aşa de bine in mediile artificiale ca si in mediile naturale. In general se adaugă puţină apă vinului sau berii şi se acidifică apoi cu oţet, în aşa fel ca să existe aproximativ 1/3 din fiecare din cei trei componenţi. Mediul se acidifică cu oţet, deoarece fermenţii acetici preferă mediul acid şi deoarece prin acest mijloc se împiedică dezvoltarea celuilalt ferment aerobiotic Mycoderma vini care nu suportă mediile prea acide. În aceste condiţii dezvoltarea bacteriilor acetice este foarte rapidă, voalul formându-se chiar in 24 ore; voalul poate fi subţire, mai mult sau mai puţin transparent, gros, uleios şi uscat, mat sau gelatinos, după specia bacteriei şi condiţiile de alimentare. Când voalul este la începutul dezvoltării, el se poate rupe uşor, afundându-se in lichid. Dacă voalul cade în lichid se formează altul la suprafaţă şi aşa mai departe, straturile care se formează prin suprapunere pot invada tot lichidul. Acest mod de comportare se întâlneşte mai ales la Bacterium xylinum.

Coloniile pe medii solide pot avea forme rotunde, crenelate, dinţate şi stelate şi uneori chiar alungite. Bacterium pasteurianum formează, atunci când este cultivat la temperatura de 45°C, lanţuri mai mult sau mai puţin lungi, din articole gâtuite, umflate sau filamentoase, atingând până la 20μ lungime. Fenomenul se petrece mai ales când se adaugă cantităţi mari de săruri, acizi sau alcool.

Bacteriile acetice nu formează spori şi nu lichefiază gelatina. În general bacteriile acetice sunt imobile, exista şi bacterii mobile ca: Bacterium acetigenum şi Bacterium oxidans. Bacteriile acetice sunt distruse, în mediu umed, la 50-55°C, în stare uscată rezistând chiar până la 100°C.

Clasificarea bacteriilor aceticeBacteriile acetice se pot clasifica după mediul în care se dezvoltă, după

aspectul lor, după proprietăţile biochimice şi după caracterele industriale.W. Henneberg si F. Lafar au clasificat diferitele bacterii acetice după

mediul în care se dezvoltă astfel: bacterii acetice din plămadă; bacterii acetice din bere; bacterii acetice din vin; bacterii acetice de fermentaţie rapidă.

1.Bacterii acetice din plămadă

În plămadă pot fi întâlnite următoarele bacterii: Bacterium oxidans (Henneberg) izolat din sticle de bere, Bacterium industrium (Henneberg) izolat din drojdia presată.

2. Bacterii acetice din bere.În această grupă se întâlnesc bacteriile acetice studiate de Hansen.

Bacterium aceti Hansen suporta până la 11% alcool şi poate produce 6,6% acid acetic.

Bacterium pasteurianum suportă 9,5% alcool şi produce 6,2% acid acetic. Din această grupă face parte şi bacteria acetica Acetobacter melanogenum, izolată de Beijerinck din berea uşoară; aceasta are proprietatea de a colora musturile de bere. Pigmentul se formează mai ales în musturile care conţin maltoza, glucoza si peptona.

Tot din aceasta grupă fac parte: Termobacterium aceti (Zeidler), în depozitele de bere, Bacterium aceti, varietatea albuminosum (Lindner), izolat din berea de Breslau, Bacterium acetosum (Henneberg) .

Bacterium pasteurianum, varietatea colorium (Beijerinck), din berea la sticlă de fermentatie înaltă, Bacterium kützingianum, varietatea colorium (Beijerinck), izolat din băutura japoneza “sake”, Bacterium rancens, varietatea zythi (Hoyer), izolat din putinele de oţet de bere, Bacterium rances, varietetea agile (Hoyer), izolat din bere şi apă, Bacterium rances, varietatea celiar (Hoyer), izolat din berea de fermentaţie inferioară, Bacterium rances, varietatea muciparum (Hoyer), izolat din berea de fermentaţie inferioară.

3.Bacteriile acetice din vin. Această grupă cuprinde următoarele bacterii: Bacterium orleanse, care

formează un voal subţire, adeseori roz şi care are tendinţa de a se înălţa pe pereţii vasului. Are 1,3-2μ în lungime şi 0,3-0,4μ în lăţime. Poate produce 9,3% acid acetic; oţetul care ia naştere este parfumat şi limpede. Aceto-bacterium plicatum (Fuhrmanno) bacterie care suportă 10-11% alcool şi produce 7,5% acid acetic. Bacterium xylinoides (Henneberg), izolat din oţetul de vin tulbure, dă naştere unui voal care se rupe uşor, Bacterium vini aceti (Henneberg), izolat într-o fabrica de vin din Berlin. Bacterium xylinum (Brown), izolat din oţetul de vin, se prezintă sub formă de bastonaşe curbate, prezintă polimorfism, suportă numai până la 7% alcool, produce 4,5% acid acetic precum şi alţi produşi secundari; oţetul format este de calitate inferioară.

Bacterii acetice de fermentaţie rapidăAceste bacterii dau naştere unui voal slab şi foarte uşor de rupt. Sunt puţin

dificile din punct de vedere alimentar şi au o mare putere de acidifiere. Bacterium acetigenum (Henneberg), izolat din generatorii rapizi, se

prezintă sub formă de celule mici, rotunde care nu formează lanţuri. Produc numai 3% acid acetic; oţetul format are câteodată un miros puţin agreabil.

Bacterium schützenbachii (Henneberg), izolat tot în generatorii rapizi, se prezintă sub forma de bastonaşe având dimensiunile de 1,6-3,6μ lungime şi 0,3-0,4μ lăţime.

Bacterium curvum (Henneberg) produce un voal subţire, uşor de rupt, cu numeroase pete albe.

Ţinând seama de caracterele biochimice, Vasser’t Hooft a clasificat bacteriile în:

o bacterii acetice care nu conţin catalază şi se dezvoltă pe mediul lui Hoyer (anumite specii posedă proprietatea de a oxida hidrogenul);

o bacterii acetice care secretă catalază. Bacteriile care secretă catalază sunt împărţite la rândul lor în:

bacterii care se dezvoltă pe mediul lui Hoyer (Acetobacter aceti); bacterii care nu se dezvoltă pe mediul lui Hoyer.

În ultima categorie se disting două grupe: bacterii care se cultivă pe suc de drojdie căruia i s-a adăugat 2% alcool şi 2% carbonat de calciu. Aceste bacterii produc în prima fază acid, care apoi este oxidat, iar carbonatul respectiv se depreciază (Acetobacter rancens). Bacteriile din această grupă oxidează foarte greu alcoolul, în mediul de mai sus. Pe mediul de suc de drojdie căruia i s-a adăugat geloza, 2% glucoză şi 2% creta, Acetobacter xylinum se comportă la fel ca Acetobacter rances în mediu alcoolic. O specie apropiată, Acetobacter melanogenum, reacţionează la fel, dar formează colonii colorate în brun, în timp ce coloniile lui Actobacter xylinum sunt incolore. Acetobacter suboxidans produce de asemenea acid pe acest mediu, dar oxidarea zahărului nu are loc decât până la transformarea lui în gluconat de calciu.

Fermenţii acetici din musturi şi din bere fac parte aproape toţi din aceasta categorie, adică produc puţin acid, suportă greu alcoolul, oxidează diversele zaharuri şi produc în general voaluri groase. Bacteriile acetice care se întrebuinţează la fabricarea oţetului au o rezistenţă mărită faţă de alcool şi o putere de acidifiere ridicată. Hennenberg a arătat că există de asemenea bacterii care produc acid acetic în absenţa alcoolui. Puterea lor de acidifiere este mai mică. Astfel, Bacterium oxidans se dezvoltă in 8% maltoză şi produce 4 – 7% acid acetic. Bacterium industrium poate să producă până la 2,7% acid acetic, fără a-l oxida mai departe.

Există de asemenea anumite bacterii lactice, cultivate in contact cu aerul, care pot transforma în acid acetic până la 50% din zahăr. Osterwalder a arătat că există anumite bacterii acetice, încă neidentificate, care produc acid lactic, în prezenţă de alcool, fiind posibilă următoarea reacţie:

3CH3−COOH = 2CH3−CHOH−COOH

Söhnge a arătat că anumite bacterii acetice au proprietăţi reducătoare; cu aceste bacterii s-au putut obţine mici cantităţi de alcool, din acidul acetic, acidul malic, acidul lactic, din glucoză şi din sărurile de calciu ale acizilor de mai sus. Aceste bacterii reduc de asemenea albastru de metilen, sulfiţii şi tiosulfaţii.

Din punct de vedere industrial bacteriile acetice se pot clasifica după rezistenţa lor la acizi şi alcooli, după viteza de fermentare, după cantitatea de acid formata, după temperatura optimă de dezvoltare, după aspectul voalului şi după mediul nutritiv.

În tabelul de mai jos se indica temperaturile optime de înmulţire a diferitelor bacterii acetice, doza de alcool pe care o pot suporta şi concentraţia maximă de acid pe care o pot forma; dintre aceste bacterii unele sunt întrebuinţate în industrie.

Tabelul 5Unele caracteristici ale bacteriilor acetice

Specia bacterianaDoza de alcool suportată, %

Maximum de acid

produs, %

Temperatura optima,

°CBacterium acetiBacterium pasteurianum Bacterium kützingianumBacteriumsuboxidansBacterium orleanse Bacterium ascendens Bacterium xylinum Bacterium acetigenum Bacterium schützenbachii

11,09,59,5──

12,07,07,0─

6,66,26,72,09,39,04,53,011,0

362830193031303328

Acţiunile bacteriilor acetice

Bacteriile acetice acţionează asupra următoarelor elemente:asupra alcoolilor. Toate bacteriile acetice produc în prezenţa alcoolului etilic cantităţi variabile de acid acetic. Există unele specii de bacterii care acţionează asupra alcoolului propilic normal, oxidându-l în acid propionic. Cantitatea de acid formată variază între 0,6-2% (Bacterium pasteurianum).Anumite specii acţionează asupra glicolului transformându-l in acid gluconic, glicerină şi manită. Alcoolul izopropilic este oxidat de asemenea ca şi alcoolii butilic normal şi izobutilic şi ca diferiţi izomeri ai alcoolului amilic. S-a constatat că alcoolul brut supus fermentaţiei acetice pierde fuzelul.

Este posibil ca bacteriile acetice să esterifice diverşii alcooli cu acid acetic şi in acest mod să formeze buchetul oţetului. În orice caz mirosul de fuzel, care se simte la alcoolul brut, nu se mai simte la oţetul fabricat. Bertrand şi Sazerac au constatat că o bacterie extrasă din vinul de Orleans atacă propilen-glicogenul racemic, distrugând partea stângă şi lăsând partea dreapta intactă.

Mulţi dintre fermenţii acetici transformă eritrita, sorbita şi manita în zaharuri.

asupra zaharurilor. Zaharurile sunt transformate în acizi. Glucoza devine acid gluconic, galactoza acid galacturonic, iar fructoza este mai puţin oxidată. Sorboza, maltoza, zaharoza, lactoza, inulina, dextrina nu sunt atacate. Brown a arătat că Bacterium xylium formează, prin acţiunea sa asupra zaharurilor din must de bere, acid lactic care apoi este transformat în acid formic.

După cercetările lui F. Lafar, anumite specii de bacterii acetice pot transforma zaharurile în acid oxalic, în special în prezenţa glucozei. Cercetările lui Bertrand şi Watermann au arătat că numai aldozele dau naştere la acid, iar cetozele nu. Hidroliza zaharozei nu a putut fi constatata, zaharoza fiind asimilată fără o transformare prealabila. Acelaşi fenomen se petrece cu lactoza şi rafinoza.acţiunea în prezenţa acizilor. Se ştie că pentru accelerarea fermentaţiei acetice este necesar să se adauge o anumită cantitate de oţet; unele specii suportă un adaos de 1-2% acid acetic, iar altele până la 3% acid acetic. Perold semnalează că există specii care pot suporta chiar un adaos de până la 5% acid acetic. Acizii propionic şi butiric sunt vătămători între 0,4 şi 0,5% acid acetic, acizii lactic şi succinic între 0,5 şi 1,2% acid acetic, acidul malic între 0,4 şi 0,8% acid acetic, acidul tartric între 0,2 şi 1% acid acetic. Doza suportată este bineînţeles în funcţie de specie.acţiunea în prezenta antisepticilor. Effront a arătat că fermenţii acetici sunt puţin sensibili faţă de acidul flourhidric. Puterea lor fermentescibilă scade însă cu mărirea dozei antisepticului. Aceşti fermenţi sunt însă destul de sensibili faţă de alcalii. Bertrand şi Sazerac au observat că adăugarea de sulfat de Mn în proporţie de 1/40000 activează fermentaţia acetică. Accelerarea este urmată de un maximum de efect şi apoi de o creştere variabilă, în funcţie de condiţiile experienţei şi de specia considerată. Sörengen a arătat ca adăugarea de negru animal şi de oxid de Fe coloidal, în mediul de fermentaţie, măreşte în proporţie de 30-40%, activitatea fermenţilor şi randamentul în acid acetic. Felul elementului azotat depinde atât de alimentul hidrocarbonat cât şi de specia bacteriana care-l utilizează. Bacteriile acetice preferă aminoacizii, amidele şi peptonele. Bacteriile acetice întrebuinţate în fermentaţia rapidă asimilează sărurile amoniacale, dar preferă polipeptidele. După Kluyver şi Doncker reacţia nu se petrece cu suficientă iuţeală pentru a explica ritmul intens în care se petrece fermentaţia acetică. Ea ar fi o reacţie anexa, fenomenul principal fiind dehidrogenarea aldehidei hidratate.

CH3−CHO + H2O = CH3−COOH + H2

Oxigenul intervine atunci ca acceptor de hidrogen. Fermentaţia acetică se poate realiza în anaerobioză dacă se substituie oxigenului alţi componenţi reducători ca: albastru de metilen, sulf, etc.

Oţetul se clarifică prin decantare. După depunerea substanţelor insolubile, el se pritoceşte. Când butoaiele nu sunt bine închise fermentaţia este foarte

activă la suprafaţa lichidului şi când a oxidat puţinul alcool pe care îl conţine, atacă oţetul, care se diluează repede şi devine apos.

Dacă oţetul conţine în soluţie substanţe azotoase sau acizi malic şi tartric el este expus pericolului de a fi atacat de Bacterium xylinum care descompune acidul acetic, făcându-l să devină apos. Acest fenomen a fost adeseori constatat la oţeturile din fructe.

Pentru acest motiv se recomandă filtrarea oţetului înainte de a fi pus în butoaie; prin aceasta operaţie se elimină Anguilele, impurităţile şi toate corpurile străine, dar nu se poate evita prezenţa fermenţilor cu voal gelatinos.

Pasteurizarea urmată de filtrare este cel mai bun mijloc de clarificare. Pasteurizarea oţetului constă în încălzirea lui la temperatura de 60°C, cu condiţia ca timp de 3-5 minute întreaga cantitate de oţet să fie adusă la această temperatura.

Pentru filtrarea oţetului se utilizează filtre obişnuite, având ca material filtrant cărbune, pasta de hârtie, azbest sau nisip spălat. Cel mai bun material filtrant este pământul de infuzorii, care se amestecă cu oţetul in proporţie de 1%.

1.4. Justificarea necesităţii şi oportunităţii producţiei proiectate1.4.1.OţetulTransformarea băuturilor alcoolice în oţet a fost cunoscuta din timpurile

cele mai vechi. Oţetul este pomenit în literatura greacă şi română (Dioscorides şi Hipocrates, Plinus şi Livius), în ordonanţa lui Carol cel Mare (812) etc.

După cum a stabilit Huber, pe baza noilor cercetări istorice, oţetul era obţinut de indieni, greci, babilonieni şi perşi, din struguri, vin, bere, must de bere, curmale etc. În antichitate ca şi în evul mediu, oţetul era întrebuinţat nu numai ca şi condiment, ca substanţă conservantă dar şi ca băutura răcoritoare la munca câmpului, la vânătoare, la manevre şi în călătorii pe mare.

Era întrebuinţat apoi ca medicament extern şi intern la foarte multe boli: ciuma, lepra, friguri, tuse, boli intestinale etc. A servit, de asemenea, şi pentru scopuri tehnice: apărarea contra “focului grecesc” şi distrugerea stâncilor din Alpi de către armata lui Hannibal, pentru a-şi croi drum spre interiorul Italiei.


Este de remarcat că din cele mai vechi timpuri, oamenii s-au apucat de fenomenul “miraculos” al fermentaţiei acetice. Astfel, alchimistul Geber (in secolul al VIII-lea) a căutat să purifice şi să concentreze oţetul. Basilius Valentinus, alchimist renumit, care a trăit în secolul al XV-lea la Ehrfurt, a arătat că, dacă se distila oţetul se obţine întâi oţet slab şi pe urmă cel tare. Ioachim Bechner este primul care face observaţia că în fermentaţia acetică este nevoie de aer (Physika subteranea,1669).


La aceleaşi concluzii ajunsese şi Hermann Boerhaave. În lucrarea sa (Chem. Elemente, 1723) el face observaţia că pentru o bună fermentaţie acetică este nevoie nu numai de aer, lumină şi căldură, dar şi de o substanţă speciala, vegetala, aşa-numita “floare a oţetului”. Aceeaşi observaţie o face şi francezul Chaptal, în 1809, şi anume că “floarea” este necesară pentru fermentaţia acetică, ea având rolul de a determina simetria moleculelor materiei care iau naştere.

Acţiunea asupra fermentaţiei acetice, întrevăzută de Boerhaave, a fost dovedită experimental de Rozier, în 1786, care a arătat că în timpul fermentaţiei se produce o absorbţie de aer.


În 1821, Edmond Dawy a arătat că negrul de platină, la 33ºC, are proprietatea de a transforma alcoolul în aldehidă şi pe aceasta în acid acetic. Döbereien a demonstrat pentru prima dată, în 1822, că în fermentaţia acetică există o relaţie cantitativă în alcool, aer şi acidul acetic format şi că

substanţele poroase joacă un rol important în acest proces. În anul următor Schutzenbach, bazându-se pe aceasta teorie, a pus baza metodei de fabricare a oţetului după procedeul rapid, procedeul indicat de Boerhaave cu un secol în urmă.

Berzelius (1829) şi von Liebig (1839) consideră fermentaţia acetică ca un fenomen pur catalitic, unde substanţele de contact, “floarea” în procedeul german, au acelaşi rol ca şi buretele de platin în fabricarea acidului sulfuric.

Deşi în 1837 Kützing descoperă la microscop fermentul acetic numindu-l “Ulvina aceti” şi că Turpin, emite ideea că această plantă unicelulară provoacă fermentaţia acetică, dar explicaţia definitivă şi raţionala a fenomenului a fost data abia mai târziu, de Pasteur (1864).

În urma numeroaselor sale lucrări, Pasteur a ajuns la concluzia că fenomenul de acidifiere este datorat prezenţei unui microorganism pe care l-a numit “Mycoderma aceti” şi care are, faţă de alcoolul din vin, rolul unui oxidant.

Natura enzimatică a fermentaţiei acetice a fost dovedită experimental de Büchner şi Meisenheimer, care în 1903 au reuşit să oxideze alcoolul în acid acetic cu ajutorul pulberii de bacterii acetice tratate cu acetonă şi uscate. Enzima care provoacă oxidarea alcoolului a fost numita alcooloxidaza sau alcoolaza.

2.2. Analiza comparativă a tehnologiilor de obţinere a oţetuluiDintre toate lichidele care pot servi ca materie primă la fabricarea

oţetului, cele mai întrebuinţate este vinul obţinut din struguri hibrizi sau din vinuri bolnave.

Pentru fabricarea oţetului se întrebuinţează multe procedee, unele de fabricare a oţetului din vin hibrid, altele de fabricare a oţetului din vinuri bolnave, din subprodusele din fabricile de conserve şi altele mixte. Toate aceste procedee se bazează pe aceleaşi principii, diferenţa dintre ele constând în aparatura utilizată şi în metoda de lucru folosită. În general se utilizează procedeul Orleans, procedeul rapid şi cel mixt.

Procedeul Orleans. Principiul metodei. Se întrebuinţează butoaie cu capacitatea de circa 400

l. Aceste butoaie sunt aşezate culcat şi puse unele peste altele. Fiecare are un orificiu, la partea superioara a unuia din funduri, de 55 mm diametru, care rămâne întotdeauna deschis. În fiecare butoi se introduc 100 l oţet fiert şi se lasă să stea 8 zile. Se adaugă apoi în fiecare butoi cate 10 l de vin pe zi, până se

umplu butoaiele la 2/3. După 15 zile butoaiele se golesc pe jumătate şi se adaugă din nou vin.

Camera de acidifiere este formată dintr-o cramă sau dintr-o pivniţă. Pereţii sunt din cărămida sau faianţă, tapisaţi în interior cu scânduri, in scopul evitării pierderilor de căldura. Deschiderile trebuie astfel amenajate ca să nu pătrundă prea multa lumina, iar circulaţia aerului să se poată face după dorinţă. Deschiderile trebuie prevăzute cu site metalice, pentru a împiedeca pătrunderea insectelor.

Pentru ca acidifierea să decurgă normal este necesar ca temperatura să fie constantă şi să nu depăşească 30°C . În instalaţiile mici încălzirea se face cu sobe, iar in cele mari cu vapori sau cu apa caldă.

Procedeul rapid. În metoda Orleans sau în cele noi şi derivate, acidifierea decurge lent. Micoderma aceti traişte în butoaie sau în cuvele de acidifiere, sub formă de voal la suprafaţa lichidului; în cazul unei aerisiri potrivite, oxidarea alcoolului se face în mod lent. Germenii aflaţi imediat sub pelicula superficiala primesc aer puţin şi prin urmare acţionează lent.

Procedeul rapid are la baza acelaşi principii ca şi procedeul precedent, cu deosebirea că oxidarea este mai puternică şi mai energică, în scopul grăbirii procesului. Pentru aceasta lichidul nu este supus acţiunii oxigenului numai la suprafaţă, ci este supus unei mişcări de sus in jos, în coloane destul de înalte; străbătând acest drum, lichidul se divide în picături mici, care cu ajutorul talajului de fag, care se introduce în butoaiele de acidifiere.






Prima operaţie constă în tratare aparatului, fie cu vapori, fie cu oţet cald. Însămânţarea se face cu puţin oţet. Pentru punerea în funcţiune a aparatului se introduce lichidul pe la partea superioară, unde, din cauza dispozitivului de

distribuţie, se răspândeşte într-un strat fin pe toata suprafaţa interioară şi coboară lent udând tot talajul. În drumul sau, el vine în contact cu aerul care circulă în sens invers, care se oxidează şi se transformă treptat pentru a ajunge la baza cuvei în stare de oţet. Oxidarea produce o uşoară degajare de căldură care provoacă o absorbţie de aer rece în partea inferioară a aparatului. Ieşirea şi intrarea aerului sunt reglate prin supape care se găsesc la partea inferioară pe laturile şi la partea superioară a generatorului.





Se admite ca un generator rapid de 2,5 m înălţime transformă in 24 de ore 3 l de alcool absolut, iar in 3 zile un hl de alcool de 90° (în metoda Orleans nu se poate acidifia decât 400 cm3 de alcool pe zi).

Scăderea randamentului poate fi datorat fie unei variaţii bruşte de temperatură a aerului întrebuinţat, fie dezvoltării de paraziţi în interiorul vasului (anguilule). În acest caz generatorul se goleşte, se curăţă şi se dezinfectează.



Linia polivalentă de fermentare pentru obţinerea oţetuluiSocietatea Christ (Franta) a pus la punct o linie de fermentare polivalentă

în care se produce oţet din alcool, dar poate realiza şi depoluarea zemii rezultată la fermentarea verzii sau a castraveţilor.

În linia polivalentă, oţetul este obţinut prin transformarea alcoolului etilic în acid acetic de către bacterii aparţinând genului Acetobacter. Tehnologia implică următoarele operaţii:

recepţia şi depozitarea alcoolului. Alcoolul de 96° este depozitat până la intrarea în producţie intr-o cisternă de inox de 115hl, care este sigilată după fiecare recepţie de alcool (8m3).

denaturarea alcoolului: operaţia se realizează cu oţet de 7°, folosind un volum egal de oţet cu volumul de alcool recepţionat. Amestecul este repartizat în trei cisterne de inox tip “Filland” din care două cisterne, B si C, de 290 hl şi una de 310 hl. În continuare se face o diluare cu apă astfel încât să se obţină o concentrare de alcool de 12°. Volumul final de amestec este de aproximativ 600 hl.

Pregătirea substratului: la amestecul obţinut se adaugă 2g glucoză/l, extract de drojdie şi săruri minerale (fosfaţi, sulfaţi), componente necesare pentru dezvoltarea bacteriilor acetice. Adaosurile sunt mai întâi solubilizate într-un tanc cu capacitatea de 1m3, echipat cu un agitator şi apoi transferate în cisterna C. Cu ajutorul unui injector de aer mobil se asigură repartizarea uniformă a soluţiei cu substanţe nutritive în masa de lichid cu 12° alcool. Substratul astfel pregătit este transferat într-o cisternă de 500 hl confecţionată din răşină sintetică;

Fermentarea: fermentarea substratului are loc într-un fermentator unde se realizează bioconversia alcoolului în acid acetic. Fermentatorul are o capacitate de 300 hl şi este echipat: cu o turbină acţionată de un electromotor cu putere instalată de 22kw care asigură agitarea permanentă a substratului şi oxigenarea prin autoaspiraţie a aerului exterior. În funcţie de stadiul de dezvoltare al bacteriilor acetice, volumul de aer autoaspirat este reglat prin intermediul unei sonde pO2; şicane de răcire fixate în interiorul fermentatorului necesare pentru evacuarea căldurii degajate prin biooxidarea alcoolului în acid acetic. Temperatura este reglată la 30°C prin circulaţia apei în interiorul şicanelor; spărgător mecanic de spuma (Fundaform) situat la partea superioară a fermentatorului. În stare de rotaţie acest spărgător realizează distrugerea bulelor cu eliberarea aerului şi recuperarea fazei apoase; condensatorul situat la ieşire din Fondaform în care se condensează vaporii de alcool şi acid acetic evaporaţi; tub de nivel cu flotor magnetic.

desfăşurarea fermentaţiei: fermentatorul de 30 m3 are un volum util de 21 m3 , dar fermentaţia se desfăşoară în şarje succesive de 7 m3. La sfârşitul fermentaţiei când oţetul ajunge la 12° de acid (0,2°alcool rezidual), este pompat în rezervorul orizontal “Aval” de 500 hl din răşina sintetică. Când s-au evacuat cei 7 m3 de oţet, în fermentator sunt introduşi 7 m3 substrat (alcool de 12°) cu o pompa din oţel inoxidabil. Pentru a evita scăderea bruscă a temperaturii care ar prejudicia dezvoltarea bacteriilor acetice, pompa de alimentare permite o umplere progresiva a fermentatorului până la 21 m3. Atât scoaterea oţetului cât şi introducerea substratului sunt automatizate prin intermediul unui flotor

magnetic care acţionează în tubul de nivel în funcţie de capacitatea de înlocuire. Durata de fermentare a unei şarje de 7 m3 este de 30 ore realizându-se un randament de 600 kg acid acetic/zi (5000 l oţet de 12°/zi);

maturarea oţetului: are loc în rezervorul Aval timp de 7 zile; clarificare: oţetul maturat prezintă o tulbureală datorita bacteriilor

acetice moarte, diferitelor impurităţi, extractului de drojdie şi sărurilor minerale reziduale. Această tulbureală este eliminată prin cleirea cu betonită (10 kg/25 m3 oţet maturat). După cleire, se face o decantare pe o durată de 30 zile, urmată de o filtrare;

filtrarea se realizează pe filtre “Funda” cu suprafaţa filtrantă de 7 m2. Masa filtrată are pori de 130µm. Pentru facilitarea filtrării se realizează un strat de celită J-100 şi un strat aluvionar de fibraflo-diatomita. În medie, fiecare masă filtrantă asigură filtrarea a 60 m3 oţet. Atunci când porii masei filtrante sunt colmataţi, aceştia se schimbă;

depozitarea oţetului: se realizează în cisterne cu o capacitate totală de 370 m3.

Oţetul se obţine prin fermentarea spirtului, fracţiunea “frunţi”, sau a vinurilor defecte, rezultând în acest caz o soluţie cu maxima 9% acid acetic .

Fracţiunea de alcool “frunţi“ constă din primele porţiuni rezultate la rectificarea spirtului brut obţinut prin distilarea plămezilor fermentate de cartofi, porumb sau melasă. Conţine în afară de alcool etilic, în cantitate predominantă şi aldehida acetică (p.f. 20,8°C), formiatul de etil (p.f. 54,15°C), esterul metil-acetil (p.f. 77,05°C), care dau oţetului aroma caracteristică.

Vinurile acidifiate corespund cel mai bine pentru obţinerea oţetului. Vinurile conţinând conservanţi chimici, de exemplu mai mult de 200 mg bioxid de sulf la litru, din care maximum 50 mg liber, nu pot fi prelucrate în oţet, deoarece aceştia opresc dezvoltarea bacteriilor acetice .

Depoluarea zemii rezultate la fermentarea verziiLa fermentarea verzii în cuve de 7t rezultă cca. 450-500 l zeamă cu

următoarele caracteristici: acid lactic 12-20 g/l; ph ~ 3,6; DBO5 10-20g/l; conţinut în azot total şi fosfor ridicat.

Zeama de varză constituie un mediu excelent pentru dezvoltare unor specii de drojdii, fără a fi necesară o complimentare cu săruri minerale. Zeama poate fi prelucrată pe linia de oţet în vederea obţinerii de biomasă (12-14 g drojdie/l) iar partea lichidă are un DBO5 cu 85-90% mai redus decât zeama iniţială.

În linia polivalentă zeama de varză este colectată în cisternă de substrat de 500 hl şi este supusă fermentării în fermentatorul de 30 m3/h. Paralel cu introducerea continuă a substratului are loc extragerea unui volum egal de lichid

fermentat, astfel că în fermentator se menţine un volum constant de 20 m 3. Fermentare se face cu drojdia Hansenula anomală. Mediul fermentat în cisternă de 500 hl (AVAL) unde este trimis la centrifugare în separatoare WESTFALIA cu duze.

Crema de drojdie se colectează într-un rezervor de 2 m3 iar efluentul depoluat poate fi eliminat la canalizare. Crema de drojdie este uscată într-o instalaţie de uscare cu valţuri încălzite în interior cu abur de 6 barr (procedeul HATMAKER), pelicula de drojdie uscată fiind detaşată de pe valţuri cu ajutorul unor cuţite de răzuire apoi măcinată, cernută şi depozitată în silozuri speciale.

2.3. Principalele caracteristici ale materiei prime şi auxiliare2.3.1. Vinul

Orice lichid poate da naştere la oţet, oţetul de vin este însă cel mai vechi cunoscut şi cel mai apreciat. Pentru obţinerea unui oţet din vin se pot întrebuinţa atât vinuri albe, cât şi vinuri roşii de preferinţă obţinute din hibrizi.

Din cauza preţului de vânzare redus, la fabricarea oţetului din vin nu se întrebuinţează în general vinuri de calitate superioară. Se utilizează de obicei vinurile alterate. Nu toate vinurile bolnave se pretează la fabricarea oţetului. Vinurile care au început să se oţetească sau care au început să se întindă pot fi utilizate în acest scop. Vinurile amare însă nu pot fi întrebuinţate deoarece acest gust se transmite şi oţetului respectiv. Gustul de mucegai, dacă nu este prea pronunţat, dispare complect în timpul acidifierii. Vinurile de drojdie pot fi la fel de bine utilizate.

Conţinutul în alcool nu trebuie să fie prea ridicat. Cel mai bun oţet este cel obţinut din vinurile care au o concentraţie în alcool de 8-9%.Vinurile mai slabe produc oţet slab, greu de conservat. Când gradul alcoolic este mai mare, acidifierea este incompletă şi neuniformă. Dat fiind că gradul alcoolic al vinurilor nu poate fi întotdeauna cuprins în mod normal între 8 si 9°, el se completează prin combinarea vinurilor cu grade alcoolice diferite. Vinurile care conţin bioxid de sulf se acidifiază greu sau chiar de loc, întrucât bioxidul de sulf este un antiseptic puternic care jenează şi chiar opreşte dezvoltarea micodermei. Oricare ar fi vinul întrebuinţat pentru fabricarea oţetului, înainte de a fi supus acidifierii, trebuie filtrat. Filtrarea constituie una dintre operaţiile cele mai importante ale fabricării oţetului; înainte de a fi supuse acidifierii vinurile trebuie sa fie complet limpezi. În caz contrar bacteriile acetice acţionează foarte greu; iar fermentul se dezvolta sub forma vâscoasă în interior fără să producă o acidifiere uniforma. Vinurile de drojdie necesită o dublă filtrare.

2.3.2. AlcoolulCalitativ, după oţetul din vin, urmează oţetul din alcool. Astăzi fabricarea

oţetului din alcool este foarte utilizată, existând ţări în care oţetul se fabrică numai din alcool.

Pentru fabricarea oţetului din alcool se întrebuinţează alcooluri ordinare ca: rachiul de vin, de tescovină, de drojdie, deoarece prin acidifiere gustul şi mirosul acestora dispar. Se pot întrebuinţa de asemenea alcooluri din cereale, melasă, şi cartofi, dar numai sub formă rafinată, deoarece nu întotdeauna gustul displăcut al acestor alcooluri brute dispare prin acidifiere.

Oricare ar fi natura alcoolului întrebuinţat, acesta trebuie să fie diluat la 10-12° şi, pentru ca micoderma să se poată dezvolta, este necesar să se adauge alcoolului diverse substanţe nutritive.

Cea mai potrivită reţetă, în acest scop, este următoarea:

Alcool de 10-12% vol. alcool------------------------100 l Oţet---------------------------------------- 10 l Vin, bere sau extract de cereale ------- 10 l Bitartrat de potasiu-------------------- 200 g

Adaosul de oţet serveşte pentru a da lichidului aciditatea necesară dezvoltării normale a fermentului; vinul şi berea sau extractul de cereale dau azotul şi fosfaţii necesari nutriţiei şi reproducerii bacteriilor, în timp ce bitartratul măreşte densitatea oţetului, comunicându-i puţin din proprietăţile oţetului din vin.

2.3.3. Malţul, cerealele şi berea.Acestea servesc la fabricarea oţetului, în ţările în care climatul nu permite

cultura viţei de vie, sau acolo unde impozitele asupra alcoolului sunt prea mari (Anglia); pentru a permite o fabricare rentabilă a oţetului din alcool. Oţeturile din malţ, cereale şi bere se deosebesc de cele din vin şi alcool printr-un gust fad, neplăcut şi prin absenţa aproape completă a aromei. Pentru ameliorare i se adaugă lichidului de fermentaţie puţin vin.

2.3.4. ApaApa joacă un rol important în diluarea oţetului, ea fiind prezentă în

procesul de obţinere a oţeturilor condimentate. Caracteristicile pe care trebuie să le îndeplinească apa sunt prevăzute

de standardele în vigoare: apa trebuie să aibă un gust plăcut; gustul şi mirosul străin indică infectarea cu microorganisme,

descompuneri organice, etc. incoloră. Colorarea apei indică prezenţa sărurilor de Fe sau o

dezvoltare intensă de microganisme. Nu trebuie să conţină în suspensie materiale solide;

nu este admisă prezenţa amoniacului, acidului sulfuros, arsenului, iodului, zincului, cuprului şi nici a substanţelor organice;

pH apei trebuie să fie uşor alcalin; se utilizează apă cu duritate redusă.

Din punct de vedere bacteriologic, apa folosită în industria muştarului trebuie să îndeplinească condiţiile apei potabile, să fie lipsită complet de colibacili şi cu un conţinut maxim de 100 germeni banali la 1 l apă.

2.3.5. Sarea comestibilăDin punct de vedere chimic sarea comestibilă este clorură de sodiu. Sarea

cristalizează în cuburi, este incoloră, inodoră când este pură. Se dizolvă uşor în apă. Sarea trebuie să prezinte următoarele proprietăţi organoleptice:

să fie fără miros; fără gust străin; fără corpuri străine.

2.3.6. ZahărulCondiţiile de calitate ale zahărului destinat obţinerii muştarului trebuie să

îndeplinească următoarele caracteristici: zaharoză raportată la substanţă uscată, % min 99.6; substanţă reducătoare, % max 0.05; cenuşă, % max 0.03; umiditate, % max 0.20.

Glucoza împiedică cristalizarea zahărului din produs, fenomen cunoscut sub denumirea de zaharisire şi conferă produsului luciu şi consistenţă ountoasă.

2.3.7. CondimentePrimele (cele mai vechi meniuri) erau formate din aceleaşi alimente având

la bază totdeauna pâine, carne şi peşte. Câteva legume agrementau mâncărurile în funcţie de sezon şi poziţie geografică. De aceea mâncarea zilnică era fadă, fără savoare. Omul mânca întru-cât trebuia să mănânce, adică să se hrănească pentru a-şi menţine viaţa, dar nu şi pentru a avea o plăcere prin gustarea unui aliment. O dată descoperite condimentele aromate, acestea erau puse în mâncare ca şi în vinuri.

Originea cuvântului condiment este din limba latină, de la verbul condire, ceea ce se traduce prin a adăuga sau a drege. Condimentele nu au valoare nutritivă, fiind întrebuinţate pentru a da gust plăcut şi apetisant mâncării, stimulând totodată secreţia gastrică.

La vechii greci (după idealul clasic al Aticii ) mesele trebuiau să fie frumos servite, dar nu îmbelşugate. La acestea se servea mult peşte, legume cu sosuri diverse (având la bază untdelemn, oţet şi miere), brânză cu chimion, ceapă, dulciuri diferite şi vin ”dulce şi aromat, mirosind a flori” (Pliniu cel Bătrân).

La romani, în special la cei nevoiaşi alimentaţia era aproape exclusiv de origine vegetală. Condimentele folosite erau sarea, iar în lipsa acesteia, cenuşa de trestie şi oţetul. Pliniu cel Bătrân afirma că ”fără oţet viaţa şi-ar pierde o parte din farmecul ei ". Alimentaţia fiind lipsită de gust şi deci uniformă, întrebuinţarea mirodeniilor era justificată şi necesară. Astfel erau întrebuinţate plante indigene ca: ceapa, arpagicul, mărarul, anasonul, boabele de mirt, chimionul, coriandrul, muştarul, menta, măghiranul, frunzele de busuioc, florile

de şofran şi de nalbă. Condimentele erau folosite în reţete ca de pildă: brânzeturi cu adaos de seminţe de pin, crenguţe de cimbru sau smochin, măsline conservate şi condimentate cu chimion, anason şi mărar.

După expansiunea Romei în bazinul mediteranean de răsărit, alimentaţia romanilor (în special a clasei dominante) a fost influenţată de aceea a grecilor şi a popoarelor orientale. Astfel, în 188 î.Hr. Titus Livius arată că ocupaţia de bucătar a început să fie considerată o artă. Se obişnuia ca vânatul, carnea, peştele, legumele şi chiar fructele să fie asezonate cu cele mai diferite sosuri, colorate cu şofran şi aromatizate cu condimente autohtone şi mirodenii exotice (piper, scorţişoară etc.). Excesul de condimente era explicabil datorită gustului fad al mâncării, deoarece romanii obişnuiau să fiarbă toate cărnurile sau legumele – chiar dacă acestea erau ulterior prăjite – pierzându-şi astfel savoarea iniţială.

Arabii au cunoscut şi folosit nenumărate mirodenii (mosc, ambră, cuişoare, etc.). De pildă, şofranul a fost introdus de arabi în Spania, de unde culturile s-au extins apoi în sudul Franţei şi în Sicilia.

Arta condimentării este o „artă” foarte veche. Aceasta presupune un rafinament, de aceea apare într-o epocă în care civilizaţia începe să se dezvolte. Mâncarea era condimentată cu usturoi, chimen, muştar şi alte plante aromate. Deserturile erau îndulcite în epoca paleolitică cu sevă din arţar, flori de mesteacăn sau miere.

În evul mediu, alimentaţia a devenit mai săracă, datorită perioadelor mari de foamete. Acest lucru i-a determinat pe oameni să mascheze sărăcia mâncăturilor prin întrebuinţarea diferitelor condimente. Oamenii săraci se mulţumeau cu condimente locale, în timp ce oamenii bogaţi plăteau preţuri enorme să cumpere mirodenii aduse din alte ţări. De exemplu una dintre mirodeniile scump plătite era piperul. Se utiliza chiar expresia „scump ca piperul”, fapt care arăta că piperul era obţinut cu sume mari de bani, neputând să-l cumpere decât cei care dispuneau de averi foarte mari. În această epocă oamenii erau mari amatori de arome. Ei adăugau diferite arome parfumate în mâncare, iar diverse esenţe de parfum erau folosite la stropirea unor mâncăruri sau fripturi.

În evul mediu târziu, vestita şcoală medicală din Salerno( Italia) în descrierea intitulată „Regimul sănătăţii„ sau „Flos medicinae”(Floarea medicinii) include, printre plantele medicinale, şi plante aromate şi condimente ca: şofranul, piperul, anasonul, menta, busuiocul etc.

Principalele condimente folosite sunt: piper; ienibahar; foi de dafin; usturoi; coriandru; chimionul;

menta; busuiocul; cimbru, etc.

În prezent există tendinţa de a se consuma produse alimentare cu aromă mai intensă, ceea ce implică: o mai bună orientare în selectarea materiilor prime şi o optimizare a procesului tehnologic în vederea diminuării pierderilor de aromă prin volatilizarea, distrugerea sau modificarea aromei, ca urmare a interacţiunilor fizice dintre substanţele de gust şi miros şi purtători de aromă sau datorită interacţiunilor chimice între substanţele de aromă precum şi influenţei factorilor de mediu (temperatură, oxigen, lumină) care determină profilul, intensitatea şi stabilitatea aromei.

O cale mai bună de intensificare a aromei produselor alimentare este cea a adaosului de aromatizanţi, mai ales la produsele simulate unde nu există precursori de aromă specifici. Folosirea aromatizanţilor este oportună şi în cazul produselor alimentare la care, din motive de nutriţie, s-a diminuat conţinutul de lipide şi zaharuri. Aromatizanţii se folosesc nu numai pentru intensificarea aromei specifice produsului, dar şi pentru a imprima o anumită aromă dominantă, aşa cum este în cazul băuturilor răcoritoare carbonatate, pentru a modifica aroma specifică unui produs alimentar şi chiar pentru a o masca.

Definiţia dată de I.O.F.I. (1973) aromatizantului este: „aromatizantul este acel produs (preparat) care participă la elaborarea unui aliment pentru a conferi o anumită aromă sau pentru a modifica aroma preexistentă”.

Pe baza acestei definiţii se disting trei familii mari de aromatizanţi:- aromatizanţi ce conferă o aromă unui produs care posedă aromă proprie

iniţială sau numai componente responsabile de gust (aromatizanţi constitutivi). Aşa este cazul aromatizanţilor pentru analogii de carne;

- aromatizanţi adăugaţi pentru a restabili aroma iniţială a produsului alimentar (aromatizanţi complementari). Aşa este cazu aromatizanţilor încorporaţi în sucurile de fructe care au pierdut din aroma proprie în cursul obţinerilor;

- aromatizanţi adăugaţi pentru a modifica aroma de bază în scopul obţinerii unui produs nou (aromatizanţi suplimentari).

După puterea de aromatizare se pot distinge: aromatizanţi cu putere mare (1:2000); aromatizanţi cu putere medie (1:25-1:2000); aromatizanţi cu putere mică, care se utilizează direct în

fabricaţie.După Tilgner, aromatizanţii se clasifică în:

aromatizanţii care se obţin exclusiv prin procedee fizice din materii prime vegetale;

aromatizanţii care se obţin din materii prime vegetale sau animale pe cale chimică sau pe cale sintetică;

aromatizanţii artificiali, substanţe care nu se găsesc în produse naturale.

Ţinând seama de clasificările făcute, considerăm mai logică următoarea clasificare a aromatizanţilor: aromatizanţi naturali, aromatizanţi sintetici şi aromatizanţi de prelucrare termică.

Condimentele extrase din plantele aromatizante intră în categoria aromatizanţilor naturali. Aceştia sunt obţinuţi din materii prime naturale prin procedee care nu afectează natura substanţelor de aromă sau a precursorilor de aromă existenţi în materialul de start.

Condimentele propriu-zise şi plantele aromatizante (condimentare) folosite în produsele alimentare (0,3-3%) au o putere aromatizantă relativ redusă contribuind prin miros cu 29-66% din aroma totală. Materia primă folosită pentru obţinerea condimentelor este de natură vegetală cu proprietăţi aromatizante. În această categorie intră plantele aromatizante cum sunt: mărarul, hreanul, usturoiul, ceapa, rozmarinul, cimbrul, anasonul, nucuşorul, dafinul, busuiocul, cimbrul, oreganul etc.

Plantele aromatizante destinate obţinerii condimentelor folosite în industria cărnii se utilizează fie ca plantă întreagă, fie ca anumite părţi din ea, cum ar fi frunze, seminţe, bulb, floare etc supuse unor tratamente fizice şi chimice.

Dintre plantele aromatizante cu rol în condimentare amintim:Mărarul (Anethum graveolens). Se foloseşte ca plantă întreagă în tot

timpul dezvoltării sale. Conţine până la 5% ulei esenţial, acesta fiind concentrat cu timpul în seminţe. Uleiul esenţial este format din carvonă, felandren, limonen, apiol şi hidrocarburi terpenice.

Tarhonul (Artemisia dracunculunus). Este o plantă perenă cu stoloni şi cu rădăcină puternică, ramificată. Este o plantă condimentară care conţine 0,3% ulei esenţial format din 60-75% estragol (metilchavicol, C10H10O). Mai conţine aldehidă metoxicianamică (C10H10O2), acid anisic (C8H8O3).

Măghiranul, magheranul (Majorana hortensis). Este o plantă perenă care se cultivă în România ca plantă anuală. Drept condiment se folosesc părţile aeriene care în stare uscată conţin aproximativ 1% ulei esenţial. Componentele principale ale uleiului esenţial sunt carvacrolul (C10H4O), chavicolul (C9H10O), terpineolul (origanol), tuienul (origanen), terpinenul, dipentenul (C10H16). Frunzele de maghiran au acţiune stomatică, carminativă, antispasmatică.

Dafinul (Laurus nobilis). Este un arbore veşnic verde, de la care se recoltează frunzele ce au următoarea compoziţie (după uscare): apă 10%, ulei esenţial 2-4%, substanţe azotoase 2-3%, substanţe grase 5%, celuloză 30%, cenuşă 4% şi o cantitate însemnată de tanin. Uleiul esenţial este format în cea mai mare parte din cineul ~50%, pe lângă care se mai găsesc şi eugenol, aceteugenol, metilen-genol, hidrocarburi terpenice (felandren şi β-pinen),

alcooli (geraniol şi linanol) precum şi acizi liberi (acidul izobutiric, acidul izovalerianic).

Leuşteanul (Levisticum officinale). Este o plantă perenă cu rizon gros – 7 cm, ramificat. În scop condimentar sunt utilizate frunzele (părţile aeriene) care conţin 0,1% ulei esenţial, atunci când sunt uscate. Uleiul esenţial conţine terpinol (C10H18O), până la 70% lactone ca: butilidenftalid (C12H14O2), butilftalid (C12H14O2), anhidrida acidului sedanoic (C12H16O2) precum şi bergapten (C12H8O4), un compus din grupa cumarinelor. Leuşteanul are acţiune diuretică, cu mărirea excreţiei de NaCl şi de substanţe azotoase.

Menta, izma bună (Menta piperita). Este o plantă perenă cu rizomi şi stoloni de la care se utilizează frunzele ce conţin 0,5-3,5% ulei esenţial. Componentul principal al uleiului esenţial este mentolul (C10H20O), care se găseşte în stare liberă sau esterificată sub formă de metilacetat sau metilizovalerianat. Conţinutul în mentol variază între 45 şi 90%. Calitatea uleiului este esenţial imprimată în primul rând de esterii mentolului, conţinutul în esteri variind între 3 şi 20%. Uleiul esenţial mai conţine mentonă (6-42%) precum şi acizi alifatici şi derivaţii acestora (acidul izovalerianic, acidul melisinic), alcooli alifatici (izoamilic), aldehide (acetaldehida, izovaleraldehida), hidrocarburi ciclice (felantren, limonen, pinen), sesquiterpene biciclice (cadinene), precum şi iazmonă (ocetonă ciclică) şi mentafuran.

Busuiocul (Ocimum basilicum). Este o plantă anuală cu rădăcină fibroasă de la care se valorifică părţile aeriene cu un conţinut de circa 0,1% ulei esenţial, care este bogat în esdragol (aprox. 80%) şi linanol (aprox. 50%). Mai conţine hidrocarburi alifatice (ocimen) şi ciclice (terpinen, pinen) şi alţi derivaţi fenolici (anetol). Părţile aeriene ale busuiocului mao conţin saponine triterpenice şi cca 5% substanţe tanante.

Rosmarinul (Rosmarinus officinalis). Este un subarbust cu tulpina de 30-50 cm, de la care se recoltează frunzele ce conţin 12% ulei esenţial, bogat în compuşi terpenici ca cetone şi oxide ciclice (camfor şi cineon). Frunzele conţin şi 8% substanţe tanante şi acid rosmarinic, un produs de esterificare a acidului cafeic cu un acid aromatic.

Cimbrul (Satureia hortensis). Este o plantă cu o aromă mai intensă când este tânără, crescând până la înflorire, când se poate folosi ca atare sau conservată prin uscare. Cimbrul verde are următoarea compoziţie: apă 71,9%, substanţe azotoase 4,1%, substanţe extractive fără azot 12,6%, substanţe grase 1,65%, celuloză 8,6%, cenuşă 2,1%. Uleiul esenţial, care se găseşte în proporţie de 0,09-0,1% conţine 36-42% carvacrol.

Cimbrul adevărat (Thymus vulgaris). Este un subarbust cunoscut şi sub numele de cimbrişorsau lămâioară, de la care se valorifică părţile aeriene, frunzele, care sunt recoltate prin tăierea tulpinelor sub flori. Ramurile tăiate se usucă la umbră. Frunzele uscate conţin până la 2,5% ulei esenţial format din 20-45% timol şi de 20-45% carvacrol.

Cuişoarele (Caryophylus aromaticus). Este un arbore de la care se recoltează mugurii florali (bobocii), denumiţi cuişoare, la început verzi, colorându-se treptat în roşu deschis, când sunt culeşi. Mugurii culeşi se usucă, după care se cern, se sortează şi se ambalează. Cuişoarele conţin: apă 8-9%, ulei esenţial 5% în tulpiniţa mugurelui şi 20% în mugure, substanţe azotoase 5-6%, substanţe extractive neazotoase 25-30%, substanţe grase 4-7%, substanţe tanante 18-19%, celuloză 8-17%, cenuşă 6-18%. Conţinutul ridicat în substanţe tanice conferă cuişoarelor un gust astringent, caracteristic. Uleiul esenţial de cuişoare conţine aprox. 90% eugenol. În afară de eugenol se mai găsesc aceteugenol, α- şi β-terpinen, alcool benzilic, alcool heptilic şi nonilic, metilamilcetonă şi esterii metilici ai acizilor salicilic şi benzoic.

Ardeiul (Capsicum annuum). Este o plantă anuală de la care se folosesc fructele mature ale soiurilor iuţi ce conţin capsaicină (C18H27O3N), care prezintă gust iute-arzător care este perceput chiar la diluţia 1:2.000.000. Conţinutul în capsaicină este de aprox. 150mg%. Fructele de ardei conţin şi pigmenţi carotenoidici (1%), 80% din aceştia fiind reprezentaţi de capsantină (C40H58O3), de culoare roşie. Fructele mai conţin neobeta-carotină B (C40H56), citroxantină (C40H56O), criptoxantină (C40H56O), xantofilă sau luteină (C10H11O2), zeaxantină (C10H11O2), anteraxantină (C40H56O3), capsorubină (C40H60O4) şi violaxantină (C40H56O4) etc. Fructele mai conţin şi vitamina C şi derivaţi flavonici. Se utilizează drept condiment sub formă de boia de ardei iute care pe lângă aromă, are şi putere de colorare. În cantităţi reduse, boiaua de ardei iute măreşte secreţia gastrică, dar în cantităţi mari conduce la gastrite, afecţiuni renale.

Chimenul (Carvum carvi). Este o plantă bienală, mai rar perenă, de la care se folosesc fructele ce au un conţinut de 3-7% ulei esenţial. Fructele conţin şi 15% lipide precum şi 20% proteine. Uleiul esenţial de chimen este format, în principal, din carvonă (C10H14O), ocetonă ciclică, care reprezintă 60-85% din uleiul esenţial. Uleiul mai conţine limonen (C10H16), terpinen, dipenten, carvacrol (C10H14O), dihidrocarvonă, alcool perilic (C10H16O) şi dihidrocarveol (C10H18O). Fructele de chimen au acţiuni stomahice şi spasmolitice.

Coriandrul (Coriandrum sativum L). Este o plantă erbacee anuală din familia Umbelliferae, cu flori albe şi roz, cu fruct globulos. Fructul de coriandru are Φ=2-4mm şi este galben-brun sau roz. Este format din două pericarpuri concave-convexe. În stare proaspătă, fructul are miros respingător, dar în stare uscată are miros aromat puternic. Se recoltează la maturitate şi se ususcă, putându-se măcina. Pulberea are culoare brună-gălbuie, miros şi gust aromat puternic. Această pulbere este formată, în principal, din endosperm şi din ţesut lignificat al pericarpului şi conţine numeroase cristale de oxalat de calciu şi globule de ulei. Pulberea conţine 0,15-1% ulei esenţial, cca 12% ulei (lipide), proteine, pectine, zaharuri, amidon. Uleiul esenţial de coriandru preparat prin antrenare cu vapori de apă din coriandru matur, măcinat şi sitat, se obţine cu diferite randamente, în funcţie de proenienţa materiei prime şi anume: 1,22% în Iugoslavia, 0,8-1% în Rusia, Cehia, Ungaria, 0,6% în Olanda, 0,5% în Italia,

0,4% în Franţa, 0,3% în Maroc şi 0,15-0,2% în India. Uleiul esenţial de coriandru denumit şi coriandol, conţine linalol (70-90%), geraniol, L-borneol, aldehidă n-decilică, dipenten, cimen, pinen, acid acetic, acid decilic, feladren şi terpinolen.

Anasonul (Pipinella anisum). Este o plantă anuală, de la care se utilizează în industria alimentară fructele: fructul de anis conţine 2-5% ulei esenţial, al cărui component principal este anetolul, care formează 80-90% din ulei. Uleiul esenţial mai conţine p-crezol, crezol, acid anisic, alcool anisic, aldehidă anisică, esdragol şi cetonă anisică. Fructele de anason prezintă proprietăţi spasmolitice, măresc secreţiile şi mobilitatea flagelilor epiteliului din căile respiratorii, fiind eficace în tratamentul bronşitelor, dar au şi proprietăţi galactogene.

Piperul (Piper nigrum). Este o plantă cultivată de la care se recoltează fructul neajuns la maturitate. Prin uscare, pulpa fructului se contractă, iar pericarpul se întăreşte. Gustul piperului negru (boabe nedecorticate) este iute arzător, iar mirosul slab condimentat. Piperul alb este piperul matur decorticat şi are suprafaţa netedă, albicioasă, gălbuie sau galben verzuie. Gustul piperului alb este mai fin decât al celui negru şi este dat de piperină. Compoziţia chimică a piperului negru este următoarea: apă 12,7%, ulei eteric 1,7-2%, piperină 7,30%, piperidină 0,6%, substanţe azotoase 13,1%, amidon 35%, substanţe grase 7,9%, răşini 0,8%, pentozani 1,5%, pectină 1,27%, celuloză 4,4%, cenuşă 1,5%. Uleiul esenţial conţine felandren şi sesquiterpene. Principiul activ condimentar care dă gustul iute este piperina.

Chimionul (Cuminum gyminum). Este o plantă de cultură din regiunile temperate, cu floricele alb-liliachii. Este o plantă erbacee bienală înaltă de 30-50 cm, cu frunze penate, flori mici albe şi seminţe care conţin peste 3 % ulei eteric. În scopuri alimentare şi terapeutice se folosesc numai fructele (seminţele) care se recoltează când 25-30 % din umbele sunt brune, pentru că ajunse în totalitate la maturitate se scutură total şi se pierd. Seminţele au un miros caracteristic puternic aromat şi un gust înţepător amărui. Seminţele de chimion au următoarea compoziţie chimică : apa 9,77%, ulei esenţial 2,15%, substanţe azotoase 17,31%, substanţe extractive neazotoase 8,11%, substanţe grase 14,43%, pentozani 10,64%, celuloză 7,52%, cenuşă 12,91%. Fructele au proprietăţi stomahice, carminative, galactogoge şi stimulente.

Muştarul alb şi muştarul negru (Brassica alba şi Brassica nigra). Sunt plante anuale cu rădăcină pivotantă de la care se valorifică seminţele. Seminţele de muştar negru conţin aprox. 1% sinigrină (C10H16O9NS2K), o glicozidă a sării de potasiu a acidului mironic (alilizotiocianat). Seminţele de muştar alb conţin aprox. 2% sinalbină (C30H42O15N2S2), o glicozidă a izotiocianatului de oxibenzil şi a sulfatului acid de sinapină (C16H25O6N). Seminţele mai conţin şi lipide (ulei) în proporţie de 30%. Făina de muştar obţinută din turtele rezultate la presarea uleiului se utilizează la fabricarea muştarului alimentar.

Ghimbirul, gimbirul, gingerul (Zingiber officinale). Este o plantă de la care se foloseşte rizomul. După modul de condiţionare a rizomului, se deosebesc ghimbirul alb care se prezintă sub formă de bucăţi de rizom, curăţate, spălate, şi uscate şi ghimbirul negru rezultat din fierberea rizomului în apă. Ghimbirul are următoarea compoziţie chimică:apă 8-16%, ulei esenţial 1,5-3,5%, substanţe azotoase 5-8%, substanţe extractive fără azot 40-60%, substanţe grase 2-8%, pentozani 5-7%, pectină 0,02-0,06%, celuloză 3-8%, cenuşă3-8%. Uleiul esenţial are drept componente principale o sesquiterpenă monociclică, denumită zingiberen şi gingerolul care este o combinaţie a hidroxicetonei-gingeronei –cu alcool heptilic. Uleiul esenţial mai conţine borneol, camfen, citron, eucaliptol, felandren, acetat de benzil, acetat de linalil etc.

Cinamonum ceylanicum Nees.Este un arbore care creşte în Extremul Orient. De la acest arbore se utilizează scoarţa (scorţişoara), care conţine până la 5,8% ulei esenţial, în compoziţia căruia predomină aldehida cinamică, alături de camfen, limonem, felandren, timol, eugenol, linalol, banzaldehidă, citral, camfor etc.

Ceapa (Allium cepa). Are valoare condimentară însemnată, atât în stare proaspătă cât şi preparată culinar (prăjire, dunstuire, fierbere). Compoziţia chimică a cepei de arpagic, care are cea mai mare importanţă condimentară, este în medie următoarea: apă 88%, substanţă uscată formată din substanţe extractive neazotoase 11,5% (din care 6,5% proteine), substanţe grase 1,5%, celuloză 5%, cenuşă 4%. Ceapa conţine 0,025-0,09% ulei esenţial, în care predomină disulfura de propil, pe lângă care se găsesc şi alte disulfuri şi mercaptani. Uleiul esenţial din ceapă nu conţine sulfuri de alil şi terpene.

Usturoiul (Allium sativum). Este o plantă, de la care se utilizează bulbii care alcătuiesc căpăţâna de usturoi (8-10 bulbi). Compoziţia chimică a usturoiului este următoarea: apă 64,6%, substanţe azotoase 6,7%, substanţe extractive neazotoase 26,3%, substanţe grase 0,06%, celuloză 0,8%, cenuşă 14%. Mirosul şi gustul usturoiului se datorează, în principal, disulfurii de propil şi alil.

Hreanul (Cochlearia armoracia). Este o plantă care se cultivă în regiunile temperate, de la care se folosesc rizomii. Componentele principale care conferă valoare condimentară hreanului sunt izotiocianaţii de alil, fenil şi etil.

2.3.8. Coloranţi alimentariColoranţii se folosesc în scopul prezentării produselor sub aspecte cât mai

atrăgătoare. Conform regulamentului internaţional, coloranţii nu trebuie să conţină hidrocarburi policiclice, uraniu, mercur, crom, seleniu, cadmiu, amine aromatice sulfonate, metale grele.

2.4. Alegerea şi descrierea schemei tehnologice

Schema tehnologică de obţinere a oţetului

Oţetul din alcool, rezultat din generatoare cu gradul de aciditate dorit, poate fi considerat ca un produs finit însă nu este comerciabil deoarece are un miros dezagreabil şi un gust înţepător şi îmbătător; această ultima proprietate este datorată prezenţei unei mici cantităţi de aldehide şi care prin învechirea oţetului dispare fie prin oxidare, fie prin evaporare.

Materia primă întrebuinţată exercită o mare influenţă asupra calităţii oţetului. Oţetul din alcool este mai puţin agreabil, el îşi îmbunătăţeşte puţin calitatea prin învechire, dar nu capătă niciodată gustul oţetului făcut cu bere. Berea conţine o serie de principii aromatice care exercita o foarte mare influenţă asupra formării buchetului, de aceea uneori la fabricarea oţetului se adaugă în plămadă, până la 20% bere. Dacă în loc de alcool pur se întrebuinţează alcool cu o mică proporţie de fuzel, oţetul după câteva luni de învechire îşi îmbunătăţeşte calitatea, datorită oxidării uleiului de fuzel şi transformării lui parţiale în esteri.

Oţetul trebuie păstrat în butoaie pline. În butoaie oţetul suferă o oxidare lentă care exercită o influenţă favorabilă asupra calităţii sale. Butoaiele trebuie menţinute la temperatura de 15°C, pentru a evita oxidarea prea rapidă şi pierderea prin evaporare.

Aparatul Frings se compune dintr-un vas tronconic cu capacitatea de 15000 l. Vasul are în interior trei zone despărţite între ele de grătare şi anume: - zona inferioară, cuprinsă între fundul vasului şi grătarul pe care se sprijină

talaşul. În această zonă se adună lichidul care se prelinge de pe talaş; - zona centrală cuprinsă între cele două grătare găurite unde se aşează talaşul.

În această zonă sunt aşezate termometre care pătrund in masa talaşului şi arată temperatura de fermentare;

- zona superioară cuprinsă între capacul superior şi grătarul găurit aşezat deasupra talaşului. În acest spaţiu este pus dispozitivul de stropire.

Drojdii

Condiţionare II

Aerare

Fermentare

Condiţionare I

Vin pichet

Alcool

Oţet

Oxigen

Talaşul folosit este de lemn de fag bine uscat. Înainte de folosire se cerne printr-o sită cu ochiuri mari pentru a se elimina părţile sfărmate. Un metru cub de talaş produce in medie 250 l acid de 90 în 24 ore. Talaşul se aşează până sub capac pentru ca picăturile să cadă de la distanţă cât mai mică pentru a nu se forma substanţe gelatinoase la suprafaţa talaşului, care infectează mediul şi astupă cu vremea suprafaţa de oxidare.

Se controlează temperatura în trei zone ale suportului de oxidare. După 24 ore, lichidul scurs se pompează din nou şi se opreşte din nou timp de 24 ore, timp în care se observă temperatura. Când în aparat s-a realizat următoarele temperaturi:

sus 22-24oC; mijloc 26-28oC; jos 30-34oC.

Se începe alimentarea continuă a aparatului menţinând aproape constantă temperaturile în aparat. Se analizează cu grijă lichidul ce se scurge în partea de jos şi când acesta nu mai conţine decât 0.2% alcool, se opreşte alimentarea şi se scoate lichidul. Operaţia de scoatere trebuie să se facă repede pentru ca să nu scadă temperatura, iar alimentarea să se înceapă imediat.

Oţetul rezultat este trimis la linia de îmbuteliere.

Oţetul aromaticRecepţia materiilor prime se efectuează în conformitate cu dispoziţiile

legale sanitare în vigoare.Curţirea – materiile prime recepţionate sunt supuse operaţiei de curăţire,

care urmăreşte eliminarea cojilor şi a impurităţilor.Măcinarea componentelor reţetei este operaţia care urmăreşte mărunţirea

acestora la dimensiunea cerută de reţeta de fabricaţie. Ea se realizează cu ajutorul morii cu discuri. Plantele aromatice sunt măcinate.

Usturoiul se curăţă şi se mărunţeşte la maşina de tocat, prin site cu orificiul de 3-4 mm.

Hreanul se curăţă la maşina de curăţat rădăcinoase sau manual, se taie în bucăţi şi se toacă mecanic.

Prepararea maceratuluiPrin această operaţie se urmăreşte punerea în libertate a sistemului

enzimatic care scindează hidrolitic glicozizii sinigrină şi sinalbină, formându-se, în acest scop, gustul şi mirosul caracteristic de iute.

Pulberea obţinută prin mărunţire este cântărită conform reţetei şi introdusă în bazine de oţel inoxidabil unde se face amestecarea cu toate componentele care iau parte la reţetă (apă, sare, oţet, zahăr, condimente, coloranţi).

Omogenizarea oţetului aromatizat. Cu ajutorul unei pompe de oţel inoxidabil, maceratul este trecut la o moară coloidală, în cazul când se urmăreşte obţinerea sortimentului “muştar de masă” sau prin moara coloidală şi trei mori cu pietre când se fabrică când se fabrică muştarul extra. În cursul omogenizării

pasta poate atinge temperatura de 45-500C, care poate duce la o evaporare puternică a acizilor volatili şi la o depreciere a calităţii muştarului obţinut. Pentru a evita acest neajuns, se măreşte debitul pompei de alimentare prin acţionarea variatorului de turaţii.

Pasta de muştar obţinută se introduce în rezervor care este prevăzut cu un sistem de agitare puternic.

Umplerea recipientelor se face mecanic cu ajutorul maşinii de umplut produse, când produsul se dozează la recipiente.

Închiderea recipientelor se face cu capace din material plastic, după care se depozitează la temperatura de 200C.

Defecte de fabricaţie Lichid neomogen, datorită menţinerii insuficiente la omogenizare; Culoare închisă, datorită nerespectării proporţiei între oţet şi aromatizanţi; Gust şi miros necaracteristic, din cauza nerespectării reţetei de fabricaţie.


C2H2 + H2O CH3CHOCH3CHO + 1/2O2 CH3COOHÎn stare concentrată acidu1 acetic poartă denumirea de acid acetic glacial, acesta solidificându-se la temperatura de 17°C. Oxidarea biologică are loc la temperaturi de 25 ...35°C. Temperaturi prea ridicate conduc la supraoxidare, formându-se dioxid de carbon şi apă. La concentraţii alcoolice de sub 3% apare pericolu1 de infecţii cu alte microorganisme, în special lactice.

Drept materii prime furnizoare de alcool se folosesc vinuri, plămezi de fructe şi spirt. În general, nu sunt necesare adaosuri de săruri nutritive pentru dezvo1tarea bacteriilor. Pentru mărirea randamentu1ui şi scurtarea duratei procesu1ui se adaugă săruri de fosfor (în special fosfat de amoniu) şi de azot. Sub aspect senzorial, oţeturile de calitate superioară se obţin din materii prime ce conţin minim 60% vin sau borhoturi de fructe. Pentru fermentare se folosesc cu1turi de floră spontană, predominând bacterii1e din specia Micoderma aceti sau tu1pini selecţionate din genurile Acetobacter sau Gluconobacter . Procesu1 biotehnologic de obţinere a oţetului are loc prin oxidare la suprafaţă (trickling) sau pe cale submersă. În ambele cazuri se ţine cont de caracteru1 exoderm al reacţiei şi de necesitatea unei suprafeţe mari de contact între plămadă şi aer. Procesu1 de oxidare la suprafaţă se realizează, de preferinţă, în căzi tronconice din lemn de stejar care au aproape de capete doua grătare şi talaj sau ciocă1ăi de porumb, spumă de mare ori mangal între acestea. Plămada trece continuu prin acest strat, fiind recirculată sau trecută în altă cadă ; oxidarea are loc pe principiul bateriei de 6 ---8 recipiente cu funcţionare continuă. La trecerea dintr-o cadă în alta plămada este răcită. Durata procesului este de 8- 11 zile, funcţie de concentraţia mediului şi de intensitatea bioconversiei. Înainte de darea în consum oţetul se filtrează, iar uneori este supus şi cleirii cu gelatină. Neomogenitatea materialului suport face imposibilă distribuţia omogenă a aerului în plămadă. Nu se pot evita variaţii de temperaturi, astfel încât randamentul este de până la 80% faţă de 95% realizat cu instalaţiile submerse . Procedeele submerse sunt, în general semicontinui. Cu puţin înainte de epuizarea în alcool a plămezii se goleşte bioreactorul (acetator) pe jumătate şi se toarnă peste acesta o cantitate proaspătă de plămadă alcoolică. Durata totală a procesului este de până la două zile. Viteza de oxidare scade cu creşterea concentraţiei de alcool. Rezultatele cele mai bune se obţin la concentraţii de 9-10%. Foarte importantă este evitarea întreruperii biooxidării care poate conduce la distrugerea totală a bacteriilor acetice, efectul fiind dependent de concentraţia de acid acetic şi de durata de oprire a aerării. Astfel, o sistare a alimentării cu aer timp de 2 minute la o concentraţie de acid acetic de 5% provoacă aceleaşi efecte negative ca şi o întrerupere de 15…60 secunde la concentraţii de 11 – 12%. În cazul unui conţinut remanent de 0,11% alcool în plămadă, din 100 kg etanol se obţin 125 kg acid acetic, randamentul teoretic corespunzând cu 130,4 kg. Se evită o aerare prea puternică din cauza volatilităţii etanolului, putându-se înregistra pierderi de până la l0% din cauza antrenării acestuia cu aerul administrat. Utilizarea de aer îmbogăţit cu oxigen sau în mare exces are efecte

negative asupra acţiunii bacteriilor acetice. Întreruperea alimentării cu etanol are aceleaşi consecinţe. Din cauza randamentului mărit şi a scurtării duratei de oxidare, procedeele de la suprafaţă tind să fie înlocuite cu cele submerse. În timp ce prin oxidarea la suprafaţă se obţin 2,7-4 kg acid acetic/m3 bioreactor şi 24 ore, la cele submerse se pot realiza peste 100 kg. Producţia mondială de oţet de tip 10% acid acetic obţinut prin bioconversie a fost în 1980 de 1600 mil. litri (fără U.R.S.S. şi R.P. Chineză). Din aceasta s-au produs cu bioreactoarede tip Frings submerse 767 mil. litri, folosind un număr de 440 linuri. La aceasta se adaugă peste 500 mil litri obţinute cu instalaţii submerse de tipul Vogelbusch, Chemap, B.M.A. şi Kurimatu. Acetatorul cel mai reprezentativ, de tip Frings, constă dintr-o turbină cu axul vertical sub formă de tub perforat, acţionat de un motor electric amplasat sub lin. Prin rotirea turbinei se produce o emulsie de aer-lichid care este ejectată radial cu viteză ridicată ce provoacă o turbulenţă puternică şi o dispersie uniformă a aerului. Reactorul este prevăzut cu un spărgător mecanic de spumă sub formă de spirală rotativă. După ce intră axial în rotor, spuma este ejectată centrifugal, iar lichidul separat este reînapoiat în acetator cu ajutoru1 unei conducte de legătură. Bioreactorul este echipat şi cu un aparat pentru determinarea automată a cantităţii de alcool din plămadă, aparat denumit Alcograph. Măsurarea se bazează pe diferenţa temperaturii de fierbere între apă şi alcool. Un senzor pune automat în funcţiune pompa de alimentare cu plămadă în momentul când concentraţia de alcool a scăzut sub o anumită valoare.


C2H2 + H2O CH3CHOCH3CHO + 1/2O2 CH3COOHÎn stare concentrată acidu1 acetic poartă denumirea de acid acetic glacial, acesta solidificându-se la temperatura de 17°C. Oxidarea biologică are loc la temperaturi de 25 ...35°C. Temperaturi prea ridicate conduc la supraoxidare, formându-se dioxid de carbon şi apă. La concentraţii alcoolice de sub 3% apare pericolu1 de infecţii cu alte microorganisme, în special lactice. Drept materii prime furnizoare de alcool se folosesc vinuri, plămezi de fructe şi spirt. În general, nu sunt necesare adaosuri de săruri nutritive pentru dezvo1tarea bacteriilor. Pentru mărirea randamentu1ui şi scurtarea duratei procesu1ui se adaugă săruri de fosfor (în special fosfat de amoniu) şi de azot. Sub aspect senzorial, oţeturile de calitate superioară se obţin din materii prime ce conţin minim 60% vin sau borhoturi de fructe. Pentru fermentare se folosesc cu1turi de floră spontană, predominând bacterii1e din specia Micoderma aceti sau tu1pini selecţionate din genurile Acetobacter sau Gluconobacter . Procesu1 biotehnologic de obţinere a oţetului are loc prin oxidare la suprafaţă (trickling) sau pe cale submersă. În ambele cazuri se ţine cont de caracteru1 exoderm al reacţiei şi de necesitatea unei suprafeţe mari de contact între plămadă şi aer. Procesu1 de oxidare la suprafaţă se realizează, de preferinţă, în căzi tronconice din lemn de stejar care au aproape de capete doua grătare şi talaj sau ciocă1ăi de porumb, spumă de mare ori mangal între acestea. Plămada trece continuu prin acest strat, fiind recirculată sau trecută în altă cadă ; oxidarea are loc pe principiul bateriei de 6 ---8 recipiente cu funcţionare continuă. La trecerea dintr-o cadă în alta plămada este răcită. Durata procesului este de 8- 11 zile, funcţie de concentraţia mediului şi de intensitatea bioconversiei. Înainte de darea în consum oţetul se filtrează, iar uneori este supus şi cleirii cu gelatină. Neomogenitatea materialului suport face imposibilă distribuţia omogenă a aerului în plămadă. Nu se pot evita variaţii de temperaturi, astfel încât randamentul este de până la 80% faţă de 95% realizat cu instalaţiile submerse . Procedeele submerse sunt, în general semicontinui. Cu puţin înainte de epuizarea în alcool a plămezii se goleşte bioreactorul (acetator) pe jumătate şi se toarnă peste acesta o cantitate proaspătă de plămadă alcoolică. Durata totală a procesului este de până la două zile. Viteza de oxidare scade cu creşterea concentraţiei de alcool. Rezultatele cele mai bune se obţin la concentraţii de 9-10%. Foarte importantă este evitarea întreruperii biooxidării care poate conduce la distrugerea totală a bacteriilor acetice, efectul fiind dependent de concentraţia de acid acetic şi de durata de oprire a aerării. Astfel, o sistare a alimentării cu aer timp de 2 minute la o concentraţie de acid acetic de 5% provoacă aceleaşi

efecte negative ca şi o întrerupere de 15…60 secunde la concentraţii de 11 – 12%. În cazul unui conţinut remanent de 0,11% alcool în plămadă, din 100 kg etanol se obţin 125 kg acid acetic, randamentul teoretic corespunzând cu 130,4 kg. Se evită o aerare prea puternică din cauza volatilităţii etanolului, putându-se înregistra pierderi de până la l0% din cauza antrenării acestuia cu aerul administrat. Utilizarea de aer îmbogăţit cu oxigen sau în mare exces are efecte negative asupra acţiunii bacteriilor acetice. Întreruperea alimentării cu etanol are aceleaşi consecinţe. Din cauza randamentului mărit şi a scurtării duratei de oxidare, procedeele de la suprafaţă tind să fie înlocuite cu cele submerse. În timp ce prin oxidarea la suprafaţă se obţin 2,7-4 kg acid acetic/m3 bioreactor şi 24 ore, la cele submerse se pot realiza peste 100 kg. Producţia mondială de oţet de tip 10% acid acetic obţinut prin bioconversie a fost în 1980 de 1600 mil. litri (fără U.R.S.S. şi R.P. Chineză). Din aceasta s-au produs cu bioreactoarede tip Frings submerse 767 mil. litri, folosind un număr de 440 linuri. La aceasta se adaugă peste 500 mil litri obţinute cu instalaţii submerse de tipul Vogelbusch, Chemap, B.M.A. şi Kurimatu. Acetatorul cel mai reprezentativ, de tip Frings, constă dintr-o turbină cu axul vertical sub formă de tub perforat, acţionat de un motor electric amplasat sub lin. Prin rotirea turbinei se produce o emulsie de aer-lichid care este ejectată radial cu viteză ridicată ce provoacă o turbulenţă puternică şi o dispersie uniformă a aerului. Reactorul este prevăzut cu un spărgător mecanic de spumă sub formă de spirală rotativă. După ce intră axial în rotor, spuma este ejectată centrifugal, iar lichidul separat este reînapoiat în acetator cu ajutoru1 unei conducte de legătură. Bioreactorul este echipat şi cu un aparat pentru determinarea automată a cantităţii de alcool din plămadă, aparat denumit Alcograph. Măsurarea se bazează pe diferenţa temperaturii de fierbere între apă şi alcool. Un senzor pune automat în funcţiune pompa de alimentare cu plămadă în momentul când concentraţia de alcool a scăzut sub o anumită valoare.

Generalităţi

Transformarea băuturilor alcoolice în oţet a fost cunoscută din timpurile cele mai vechi. Oţetul este pomenit în literatura greacă şi română (Dioscorides şi Hipocrates, Plinus şi Livius), în ordonanţa lui Carol cel Mare (812), etc. După cum a stabilit Huber, pe baza noilor cercetări istorice, oţetul era fabricat la indieni, greci babilonieni şi perşi din vin, struguri, bere, must de bere, curmale. În antichitate ca şi în evul mediu, oţetul era întrebuinţat nu numai ca condiment şi ca substanţă conservantă ci şi ca băutură răcoritoare la munca câmpului, la vânătoare, la manevre şi în călătorii pe mare.

Era întrebuinţat ca medicament extern şi intern la foarte multe boli: ciuma, lepra, friguri, tuse, boli intestinale, etc. A servit de asemenea şi pentru scopuri tehnice: apărarea contra “focului grecesc” şi distrugerea stâncilor din Alpi, de către armata lui Hanibal pentru a-şi croi drum spre interiorul Italiei.


Este de remarcat că din cele mai vechi timpuri, oamenii s-au apucat de fenomenul “miraculos” al fermentaţiei acetice. Astfel alchimistul Geber (în secolul al VIII-lea) a căutat să purifice şi să concentreze oţetul. Basilius Valentinus, alchimist renumit, care a trăit în secolul al XV-lea la Erfurt, a arătat că, dacă se distila oţetul se obţine întâi oţet slab şi pe urmă cel tare. Ioachim Bechner este primul care face observaţia că în fermentaţia acetică este nevoie de aer (Physika subteranea, 1669).


La aceleaşi concluzii ajunsese şi Hermann Boerhaave. În lucrarea sa (Chem. Elemente, 1723) el face observaţia că pentru o bună fermentaţie acetică este nevoie nu numai de aer, lumină şi căldură, dar şi de o substanţă specială, vegetală, aşa-numita “floare a oţetului”. Aceeaşi observaţie o face şi francezul Chaptal, în 1809 şi anume că “floarea” este necesară pentru fermentaţia acetică, ea având rolul de a determina simetria moleculelor materiei care iau naştere.

Acţiunea asupra fermentaţiei acetice, îtrevăzută de Boerhaave, a fost dovedită experimental de Rozier, în 1786, care a arătat că în timpul fermentaţiei se produce o absorbţie de aer.


În 1821, Edmond Dawy a arătat că negrul de platină, la temperatura de 33ºC, are proprietatea de a transforma alcoolul în aldehidă şipeaceastaînacidacetic. Döbereien a demonstrat pentru prima dată, în 1822, că în fermentaţia acetică există o relaţie cantitativă între alcool, aer şi acidul acetic format şi că substanţele poroase joacă un rol important în acest proces. În anul 1823 Schutzenbach, bazându-se pe aceasta teorie, a pus baza metodei de fabricare a oţetului după un procedeu mai rapid, un procedeul indicat de Boerhaave cu un secol în urmă.

Berzelius (1829) şi von Liebig (1839) consideră fermentaţia acetică ca un fenomen pur catalitic, unde substanţele de contact, “floarea” în procedeul german au acelaşi rol ca şi buretele de platină, în fabricarea acidului sulfuric.

Deşi în 1837 Kützing descoperă la microscop fermentul acetic numindu-l “Ulvina aceti” şi că Turpin, emite ideea că această celulă unicelulară provoacă fermentaţia acetică, explicaţia definitivă şi raţională a fenomenului a fost dată abia mai târziu, de Pasteur (1864).

În urma numeroaselor sale lucrări, Pasteur a ajuns la concluzia că fenomenul de acidifiere este datorat prezenţei unui microorganism pe care l-a numit Mycoderma aceti şi care are, faţă de alcoolul din vin, rolul unui oxidant.

Natura enzimatică a fermentaţiei acetice a fost dovedită experimental de Büchner şi Meisenheimer, care în 1903 au reuşit să oxideze alcoolul în acid acetic, cu ajutorul pulberii de bacterii acetice tratate cu acetonă şi uscate. Enzima care provoacă oxidarea alcoolului a fost numita alcooloxidaza sau alcoolaza.

2. Elemente de inginerie tehnologică

2.1. Bacteriile acetice cunoscute

Prepararea artizanala a oţetului constituie obiectul acestei industrii care este cunoscută şi practicată din cele mai vechi timpuri. Cunoştinţele dobândite s-au transmis din generaţie în generaţie, constituind deseori secretul unei arte, care abia după cuceririle ştiinţei şi tehnologiei moderne începe să dispară.

Dintre toate lichidele care pot servi ca materie primă la fabricarea oţetului,

cele mai întrebuinţate sunt vinul şi alcoolul.

Pentru fabricarea oţetului se folosesc mai multe procedee: de fabricare a oţetului din vin; de fabricare a oţetului din alcool; de fabricare a oţetului din zeamă de varză; mixte.

Toate aceste procedee se bazează pe aceleaşi principii, diferenţa dintre ele

constând în aparatura utilizată şi în metoda de lucru folosită. În general se

utilizează procedeul Orleans şi procedeul rapid.

Procedeul Orleans. Principiul metodei. Se întrebuinţează butoaie cu capacitatea de circa 400 l.

Aceste butoaie sunt aşezate culcat şi puse unele peste altele. Fiecare are un orificiu, la partea superioara a unuia din funduri, de 55 mm diametru, care rămâne întotdeauna deschis. În fiecare butoi se introduc 100 l oţet fiert şi se lasă să stea 8 zile. Se adaugă apoi în fiecare butoi cate 10 l de vin pe zi, până se umplu butoaiele la 2/3. După 15 zile butoaiele se golesc pe jumătate în vase de stejar care se găsesc în etajele inferioare şi se adaugă din nou vin.

Camera de acidifiere este situată într-o cramă sau într-o pivniţă. Pereţii sunt din cărămida, tapisaţi în interior cu faianţă, în scopul evitării pierderilor de căldură. Deschiderile trebuie astfel amenajate ca să nu pătrundă prea multa lumina, iar circulaţia aerului să se poată face după dorinţă. Ferestrele trebuie prevăzute cu site metalice, pentru a împiedeca pătrunderea insectelor.

Pentru ca acidifierea să decurgă normal este necesar ca temperatura să fie constantă şi să nu depăşească 30°C. În crame sau pivniţe mici, încălzirea se face cu sobe, iar în cele mari, cu instalaţii de climatizare.

După fabricare, oţetul este introdus în butoaie şi conservat la rece. Prin procedeul Orleans se realizează oţet de calitate superioară, într-un

lung şi cu un randament mic. Un inconvenient este acela că se dezvoltă micoderma sub formă gelatinoasă. Aceasta are proprietatea de a produce oţet puţin şi de a epuiza vinul în materii nutritive. Remediul acestui neajuns este pasteurizarea vinului şi însămânţarea lui de fiecare data, cu Micoderma aceti bine selecţionat. Un alt inconvenient este dezvoltarea de Anguilule, nişte viermişori care nu trăiesc decât în prezenta aerului şi care, din această cauză, se dezvoltă la suprafaţa lichidului împiedicând acţiunea oxidantă a Micodermei aceti. Pentru distrugerea Anguilulelor este necesară curăţarea deasă a butoaielor şi afumarea cu pucioasă.

Procedeul rapidDupă metoda Orleans sau în cele noi şi derivate, acidifierea decurge lent.

Micoderma aceti trăieşte în butoaie sau în cuvele de acidifiere, sub formă de voal la suprafaţa lichidului. În cazul unei aerisiri potrivite, oxidarea alcoolului se face în lent, deoarece germenii aflaţi imediat sub pelicula superficiala primesc aer puţin şi prin urmare acţionează lent.

Procedeul rapid are la baza acelaşi principii ca şi procedeul precedent, cu deosebirea că oxidarea este mai puternică şi mai energică, în scopul grăbirii procesului. Pentru aceasta, lichidul nu este supus acţiunii oxigenului numai la suprafaţă, ci este supus unei mişcări de sus în jos, în coloane destul de înalte;

străbătând acest drum, lichidul se divide în picături mici, care cu ajutorul talajului de fag, care se introduce în butoaiele de acidifiere.






Prima operaţie constă în tratare aparatului, fie cu vapori, fie cu oţet cald.

Însămânţarea se face cu puţin oţet. Pentru punerea în funcţiune a aparatului se

introduce lichidul pe la partea superioară, unde, din cauza dispozitivului de

distribuţie, se răspândeşte într-un strat fin pe toata suprafaţa interioară şi coboară

lent udând tot talajul. În drumul sau, el vine în contact cu aerul care circulă în

sens invers, care se oxidează şi se transformă treptat pentru a ajunge la baza

cuvei în stare de oţet. Oxidarea produce o uşoară degajare de căldură care

provoacă o absorbţie de aer rece în partea inferioară a aparatului. Ieşirea şi

intrarea aerului sunt reglate prin supape care se găsesc la partea inferioară pe

laturile şi la partea superioară a generatorului.



Produsul care cade la partea inferioară a aparatului este ridicat sau pompat la partea superioara a generatorului. Operaţia se repetă până la terminarea

acidifierii. Pentru răspândirea lichidului, la suprafaţa generatorului, se folosesc diferite dispozitive, dintre care cel mai utilizat este morişca hidraulică. Toate dispozitivele au ca scop răspândirea constantă şi automată a lichidului supus acidifierii.


Se admite ca un generator rapid de 2,5 m înălţime transformă in 24 de ore 3 l de alcool absolut, iar in 3 zile un hl de alcool de 90% vol. alcool (în metoda Orleans nu se poate acidifia decât 400 cm3 de alcool pe zi).

Scăderea randamentului poate fi datorat fie unei variaţii bruşte de temperatură a aerului întrebuinţat, fie dezvoltării de paraziţi în interiorul vasului (Anguilule). În acest caz generatorul se goleşte, se curăţă şi se dezinfectează.



Folosirea bacteriilor acetice selecţionate

Astăzi în generatoarele rapide se întrebuinţează culturi pure de bacterii acetice. Prin întrebuinţarea culturilor pure, în primul rând se evită infectarea oţetului cu Anguilule, iar în al doilea rând se evită dezvoltarea formei gelatinoase a Micodermei aceti (Bacterium xylinum). La formarea de masă gelatinoasa se astupă spaţiile goale existente între talaje şi astfel circulaţia lichidului nu se mai face în toată masa talajului. Se evită şi eventualele accidente de fermentaţie. În afară de aceasta bacteriile pătrunzând în oţetul diluat, îl fac neplăcut datorită masei gelatinoase dezvoltate.

Prin întrebuinţarea culturilor pure, se evidenţiază următoarele avantaje deosebite:

permit reglarea convenabilă a condiţiilor de alimentare; permit reglarea convenabilă a temperaturii mediului; reducerea la maximum a pierderilor.

Dezavantajele fabricării oţetului prin procedeul rapid: scăderea conţinutului oţetului în acid acetic; variaţia ale temperaturilor normale din generatoare; variaţia ale acidităţii cuprinsă între 0,5-0,7%; dar care nu nu crează tulburări de fermentaţie;

scădere sau o urcare continuă şi uneori rapidă a temperaturii crează tulburări de fermentaţie, prin ridicarea temperaturii se permite o supraoxidare în straturile superioare ale generatorului, datorat fie unei erori în dimensionarea generatorului, fie unei alimentari prea bogate a fermenţilor, se remediază prin reducerea la maximum a accesului de aer.

Scăderea lentă a temperaturii urmată de scăderea cantităţii de acid care se formează, se datorează:

unui debit de lichid prea mare; unui lichid prea concentrat în alcool; unei insuficiente aerisiri; unei scăderi a temperaturii mediului; unei cantităţi insuficiente în nutrienţi în mediu.

Remedierea se face ţinând cont de cauza care a dat naştere defecţiunii respective.

Cu toate că prin metodele lente se obţine oţet de calitate superioară, în unele cazuri, metoda rapidă este preferabilă, chiar pentru acidifierea vinului. Oţetul obţinut prin acest procedeu trebuie păstrat timp de cel puţin trei luni, pentru a-şi dezvolta calităţile organoleptice.

Pentru reuşita procesului este necesară:

utilizarea vinurilor pasteurizate, bine clarificate; folosirea tipului de generator adecvat (deschidere de 1-2 găuri de 8

mm diametru); calcularea exactă a cantităţii de lichid şi a frecvenţei afluxului lui.

Este de asemenea necesar să fie respectate cu stricteţe regulile de igienă (să se cureţe fundul superior din 15 in 15 zile, după gradul lor de îmbâcsire) şi să se urmărească în permanenţă desfăşurarea procesului.

Sistemul cel mai recomandabil pentru distribuirea lichidului în generatoare este distribuitorul hidraulic din sticlă combinat cu sistemul central inventate de Frings. Sistemul este foarte simplu şi precis prezentând avantajul că funcţionează foarte exact, răspândind lichidul uniform pe talaş şi imprimând generatoarelor un mers foarte regulat, la o temperatura puţin ridicată. Acest aparat, datorită netezimii pereţilor şi dimensiunii deschiderilor sale, nu este expus înfundării şi îmbâcsiri.

Un generator de 2 m înălţime şi cu un diametru de 1 m, produce 60-100 l de oţet din vin, cu un conţinut de 5-6% acid acetic, în 24 ore. Debitul de lichid care trece prin aparat trebuie să fie de aproximativ 8 l/h.

La fabricarea oţetului nu se întrebuinţează decât vin foarte limpede. Acidifierea vinurilor tulburi produce dificultăţi, tulburarea putând fi provocată de drojdii străine şi de bacterii gelatinoase. Pasteurizarea constituie mijlocul cel mai eficace pentru clarificarea vinurilor, oricare ar fi natura tulburelii.

Factorii de dezvoltare al bacteriilor acetice din vin

Numărul microorganismelor Are importanţă la începutul acidifierii, când viteza de dezvoltare a bacteriilor acetice şi numărul celulelor care rămân la suprafaţă, reţinute de forţele capilare în contact cu lichidul. După constituirea voalului, cantităţile de acid acetic formate devin plate, oricare ar fi fost populaţia de pornire.

Temperatura este un factor determinant, acetificarea progresează cu atât mai repede cu cât aceasta este mai ridicată, între 10-35°C. Temperaturile mai mari de 40oC distrug procesele enzimatice, iar mai mari de 45oC distrug bacteriile acetice.

Oxigenul este indispensabil pentru multiplicarea bacteriilor acetice. Pentru a se multiplica, bacteriile acetice au nevoie de mult aer. Ca să formeze 1 g de acid acetic, deci pentru a spori aciditatea volatilă a unui litru de vin cu 0,8 g acid acetic, bacteriile folosesc oxigenul din mediu. La producerea oţetului, când aerarea nu este suficient de abundentă, dezvoltarea nu se mai face în bune condiţii şi procesul se opreşte la formare de acetaldehide. Cantităţile mici de aer constituie un inconvenient, ducând la oxidarea acidului acetic format, care se descompune în dioxid de carbon şi apă.

pH-ul Influenţa sa a putut fi observată la vinurile slab alcoolice (8% vol. alcool) constatându-se valori ale pH-ului de 3,0. La vinurile cu un pH sub 3, voalul format uneori se datorează levulelor din diferite genuri şi nu bacteriilor acetice. Oţetirea este extrem de rară la vinurile acide din regiunile sudice, cu tot gradul lor alcoolic slab; dimpotrivă, oţeţirea este mai curentă în regiunile meridionale, unde gradul alcoolic al acestor vinuri este mai mare.

În mod deosebit, bacteriile acetice sunt sensibile la concentraţii importante de acid acetic şi unele microorganisme ale diferitelor speciile; în concentraţie de 5,9% de multe specii, iar de 13-14%, de puţine specii. În general, concentraţiile ridicate în acid lactic sunt greu de suportat când şi conţinutul în alcool este mare. Sunt totuşi numeroase specii de bacterii acetice care pot oxida acidul acetic.

Gradul alcoolic Factor important pentru dezvoltarea bacteriilor acetice. Deşi în practică este cunoscut faptul că vinurile cu un titru alcoolic ridicat se oţeţesc mai rar, nu este totuşi posibil de stabilit o concentraţie alcoolică peste care vinul devine inapt pentru înmulţirea bacteriilor acetice. Aceasta se datorează faptului că toxicitatea alcoolului este strâns legată de a concentraţiei ionilor de H..

Taninul nu împiedică dezvoltarea bacteriilor acetice, dar o întârzie mult, când se află într-o concentraţie ridicată. Vinurile roze se oţeţesc mai uşor decât cele roşii. Consistenţa voalului creşte cu sporirea conţinutului în tanin, probabil

că taninul se poate fixa pe membrana celulelor bacteriene şi deranjează schimburile osmotice ca urmare a insolubilităţii acestor polifenoli.

Alţi factori în activitatea şi multiplicarea bacteriilor acetice intervin şi alţi factori: sărurile minerale, acizii aminici, dioxidul de sulf existent în vin etc.

Sărurile minerale din vin sunt totdeauna suficiente pentru creşterea bacteriilor. Proporţia mare de citocromi în celulele bacteriilor acetice ar îndreptări presupunerea unei nevoi mai mari de fier a acestora. Reducerea sub 1 mg/litru a cantităţii de fier prezent în vin prin tratarea cu ferocianură de potasiu sau fitat de calciu, nu sistează multiplicarea bacteriilor acetice. Vinurile tratate cu un exces de ferocianură de potasiu nu permit creşterea bacteriilor acetice timp de câteva săptămâni, dar nu ca urmare a lipsei fierului, ci probabil a formării de derivaţi cianici care blochează respiraţia celulei.

Acetificarea industrială foloseşte uneori preparate pe baza de fosfaţi ce activează fermentaţia acetică. De asemenea, fierul şi manganul activează mult dezvoltarea bacteriilor acetice, la fel şi sărurile de uraniu, oxidul de fier coloidal, cărbunele animal.

Înmulţirea bacteriilor acetice cere prezenţa următorilor aminoacizi: valina, izoleucina, alanina, cisteina, histidina, prolina. Asimilarea azotului amoniacal face posibilă diferenţierea unor specii. Cele mai multe specii au nevoie de vitamine exogene (acid pantotenic, nicotinomina şi acidul p-aminobenzoic).

Inhibarea bacteriilor acetice prin dioxidul de sulf aflat în vin este deosebit de pronunţată. Dintre bacteriile care sunt microorganisme de dimensiuni mai mici, mai puţin rezistente la dioxid de sulf decât drojdiile, bacteriile acetice sunt cele mal sensibile la acţiunea dioxidului de sulf.

Acidul sulfuros provoacă o inhibiţie a fermentaţiei acetice şi după un timp de contact suficient, distrugerea bacteriilor acetice. Dozele de 50-100 mg SO2/litru sunt suficiente în practică pentru a împiedica dezvoltarea şi creşterea lor, în schimb acidul aldehidosulfuros este un inhibitor.

Bacteriile acetice au fost descrise întâi de Persoon în 1822 şi apoi de Kützing în 1837. Pasteur a arătat că fermentaţia acetică este datorită acţiunii Mycodermei aceti, un microorganism care se prezintă sub formă de mici bastonaşe gâtuite, cu diametrul de 1,3-1,5 μ, care se reproduce prin segmentare. Mai târziu s-a constatat că există numeroase bacterii acetice. Bacteriile acetice atacă alcoolul după reacţiile următoare:

2C2H5OH + O2 = 2CH3−CHO + 2H2O2CH3−CHO + O2 = 2CH3−COOH

CH3−COOH + 2O2 = 2CO2 + 2H2ODin reacţiile de mai sus se constata ca bacteriile acetice lucrează aerobiotic

transportând oxigenul asupra alcoolului pe care, după cantitatea de oxigen, se

pare ca îl transformă în aldehidă acetică şi apă sau în acid acetic; în urma

dispariţiei alcoolului din reacţie, acidul acetic poate fi atacat şi transformat în

bioxid de carbon şi apă.

Bacteriile acetice se dezvoltă de obicei la suprafaţa soluţiilor alcoolice, trăind în aerobioză obligatorie. În lipsa alcoolului care le procura energia necesară creşterii ele pot ataca şi alte substanţe organice.

Cultivarea bacteriilor acetice este foarte uşoară, făcându-se tot aşa de bine in mediile artificiale ca si in mediile naturale. In general se adaugă puţină apă vinului sau berii şi se acidifică apoi cu oţet, în aşa fel ca să existe aproximativ 1/3 din fiecare din cei trei componenţi. Mediul se acidifică cu oţet, deoarece fermenţii acetici preferă mediul acid şi deoarece prin acest mijloc se împiedică dezvoltarea celuilalt ferment aerobiotic Mycoderma vini care nu suportă mediile prea acide. În aceste condiţii dezvoltarea bacteriilor acetice este foarte rapidă, voalul formându-se chiar in 24 ore; voalul poate fi subţire, mai mult sau mai puţin transparent, gros, uleios şi uscat, mat sau gelatinos, după specia bacteriei şi condiţiile de alimentare. Când voalul este la începutul dezvoltării, el se poate rupe uşor, afundându-se in lichid. Dacă voalul cade în lichid se formează altul la suprafaţă şi aşa mai departe, straturile care se formează prin suprapunere pot invada tot lichidul. Acest mod de comportare se întâlneşte mai ales la Bacterium xylinum.

Coloniile pe medii solide pot avea forme rotunde, crenelate, dinţate şi stelate şi uneori chiar alungite. Bacterium pasteurianum formează, atunci când este cultivat la temperatura de 45°C, lanţuri mai mult sau mai puţin lungi, din articole gâtuite, umflate sau filamentoase, atingând până la 20μ lungime. Fenomenul se petrece mai ales când se adaugă cantităţi mari de săruri, acizi sau alcool.

Bacteriile acetice nu formează spori şi nu lichefiază gelatina. În general bacteriile acetice sunt imobile, exista şi bacterii mobile ca: Bacterium acetigenum şi Bacterium oxidans. Bacteriile acetice sunt distruse, în mediu umed, la 50-55°C, în stare uscată rezistând chiar până la 100°C.

Clasificarea bacteriilor aceticeBacteriile acetice se pot clasifica după mediul în care se dezvoltă, după

aspectul lor, după proprietăţile biochimice şi după caracterele industriale.W. Henneberg si F. Lafar au clasificat diferitele bacterii acetice după

mediul în care se dezvoltă astfel: bacterii acetice din plămadă; bacterii acetice din bere; bacterii acetice din vin; bacterii acetice de fermentaţie rapidă.

1.Bacterii acetice din plămadăÎn plămadă pot fi întâlnite următoarele bacterii: Bacterium oxidans

(Henneberg) izolat din sticle de bere, Bacterium industrium (Henneberg) izolat din drojdia presată.

2. Bacterii acetice din bere.În această grupă se întâlnesc bacteriile acetice studiate de Hansen.

Bacterium aceti Hansen suporta până la 11% alcool şi poate produce 6,6% acid

acetic.

Bacterium pasteurianum suportă 9,5% alcool şi produce 6,2% acid acetic. Din această grupă face parte şi bacteria acetica Acetobacter melanogenum, izolată de Beijerinck din berea uşoară; aceasta are proprietatea de a colora musturile de bere. Pigmentul se formează mai ales în musturile care conţin maltoza, glucoza si peptona.

Tot din aceasta grupă fac parte: Termobacterium aceti (Zeidler), în

depozitele de bere, Bacterium aceti, varietatea albuminosum (Lindner), izolat

din berea de Breslau, Bacterium acetosum (Henneberg) .

Bacterium pasteurianum, varietatea colorium (Beijerinck), din berea la sticlă de fermentatie înaltă, Bacterium kützingianum, varietatea colorium (Beijerinck), izolat din băutura japoneza “sake”, Bacterium rancens, varietatea zythi (Hoyer), izolat din putinele de oţet de bere, Bacterium rances, varietetea agile (Hoyer), izolat din bere şi apă, Bacterium rances, varietatea celiar (Hoyer), izolat din berea de fermentaţie inferioară, Bacterium rances, varietatea muciparum (Hoyer), izolat din berea de fermentaţie inferioară.

3.Bacteriile acetice din vin. Această grupă cuprinde următoarele bacterii: Bacterium orleanse, care

formează un voal subţire, adeseori roz şi care are tendinţa de a se înălţa pe pereţii vasului. Are 1,3-2μ în lungime şi 0,3-0,4μ în lăţime. Poate produce 9,3% acid acetic; oţetul care ia naştere este parfumat şi limpede. Aceto-bacterium plicatum (Fuhrmanno) bacterie care suportă 10-11% alcool şi produce 7,5% acid acetic. Bacterium xylinoides (Henneberg), izolat din oţetul de vin tulbure, dă naştere unui voal care se rupe uşor, Bacterium vini aceti (Henneberg), izolat într-o fabrica de vin din Berlin. Bacterium xylinum (Brown), izolat din oţetul de vin, se prezintă sub formă de bastonaşe curbate, prezintă polimorfism, suportă numai până la 7% alcool, produce 4,5% acid acetic precum şi alţi produşi secundari; oţetul format este de calitate inferioară.

Bacterii acetice de fermentaţie rapidăAceste bacterii dau naştere unui voal slab şi foarte uşor de rupt. Sunt puţin

dificile din punct de vedere alimentar şi au o mare putere de acidifiere. Bacterium acetigenum (Henneberg), izolat din generatorii rapizi, se

prezintă sub formă de celule mici, rotunde care nu formează lanţuri. Produc numai 3% acid acetic; oţetul format are câteodată un miros puţin agreabil.

Bacterium schützenbachii (Henneberg), izolat tot în generatorii rapizi, se prezintă sub forma de bastonaşe având dimensiunile de 1,6-3,6μ lungime şi 0,3-0,4μ lăţime.

Bacterium curvum (Henneberg) produce un voal subţire, uşor de rupt, cu numeroase pete albe.

Ţinând seama de caracterele biochimice, Vasser’t Hooft a clasificat bacteriile în:

o bacterii acetice care nu conţin catalază şi se dezvoltă pe mediul lui Hoyer (anumite specii posedă proprietatea de a oxida hidrogenul);

o bacterii acetice care secretă catalază. Bacteriile care secretă catalază sunt împărţite la rândul lor în:

bacterii care se dezvoltă pe mediul lui Hoyer (Acetobacter aceti);

bacterii care nu se dezvoltă pe mediul lui Hoyer.

În ultima categorie se disting două grupe: bacterii care se cultivă pe suc de

drojdie căruia i s-a adăugat 2% alcool şi 2% carbonat de calciu. Aceste bacterii

produc în prima fază acid, care apoi este oxidat, iar carbonatul respectiv se

depreciază (Acetobacter rancens). Bacteriile din această grupă oxidează foarte

greu alcoolul, în mediul de mai sus. Pe mediul de suc de drojdie căruia i s-a

adăugat geloza, 2% glucoză şi 2% creta, Acetobacter xylinum se comportă la fel

ca Acetobacter rances în mediu alcoolic. O specie apropiată, Acetobacter

melanogenum, reacţionează la fel, dar formează colonii colorate în brun, în timp

ce coloniile lui Actobacter xylinum sunt incolore. Acetobacter suboxidans

produce de asemenea acid pe acest mediu, dar oxidarea zahărului nu are loc

decât până la transformarea lui în gluconat de calciu.

Fermenţii acetici din musturi şi din bere fac parte aproape toţi din aceasta

categorie, adică produc puţin acid, suportă greu alcoolul, oxidează diversele

zaharuri şi produc în general voaluri groase. Bacteriile acetice care se

întrebuinţează la fabricarea oţetului au o rezistenţă mărită faţă de alcool şi o

putere de acidifiere ridicată.

Hennenberg a arătat că există de asemenea bacterii care produc acid acetic în absenţa alcoolui. Puterea lor de acidifiere este mai mică. Astfel, Bacterium oxidans se dezvoltă in 8% maltoză şi produce 4 – 7% acid acetic. Bacterium industrium poate să producă până la 2,7% acid acetic, fără a-l oxida mai departe.

Există de asemenea anumite bacterii lactice, cultivate in contact cu aerul, care pot transforma în acid acetic până la 50% din zahăr.

Osterwalder a arătat că există anumite bacterii acetice, încă neidentificate, care produc acid lactic, în prezenţă de alcool, fiind posibilă următoarea reacţie:

3CH3−COOH = 2CH3−CHOH−COOH

Söhnge a arătat că anumite bacterii acetice au proprietăţi reducătoare; cu aceste bacterii s-au putut obţine mici cantităţi de alcool, din acidul acetic, acidul malic, acidul lactic, din glucoză şi din sărurile de calciu ale acizilor de mai sus. Aceste bacterii reduc de asemenea albastru de metilen, sulfiţii şi tiosulfaţii.

Din punct de vedere industrial bacteriile acetice se pot clasifica după

rezistenţa lor la acizi şi alcooli, după viteza de fermentare, după cantitatea de

acid formata, după temperatura optimă de dezvoltare, după aspectul voalului şi

după mediul nutritiv.

În tabelul de mai jos se indica temperaturile optime de înmulţire a

diferitelor bacterii acetice, doza de alcool pe care o pot suporta şi concentraţia

maximă de acid pe care o pot forma; dintre aceste bacterii unele sunt

întrebuinţate în industrie.

Tabelul 5

Unele caracteristici ale bacteriilor acetice

Specia bacterianaDoza de alcool suportată, %

Maximum de acid

produs, %

Temperatura optima,

°CBacterium acetiBacterium pasteurianum Bacterium kützingianumBacteriumsuboxidansBacterium orleanse Bacterium ascendens Bacterium xylinum Bacterium acetigenum Bacterium schützenbachii

11,09,59,5──

12,07,07,0─

6,66,26,72,09,39,04,53,011,0

362830193031303328

Acţiunile bacteriilor acetice

Bacteriile acetice acţionează asupra următoarelor elemente:

asupra alcoolilor. Toate bacteriile acetice produc în prezenţa alcoolului etilic cantităţi variabile de acid acetic. Există unele specii de bacterii care acţionează asupra alcoolului propilic normal, oxidându-l în acid propionic. Cantitatea de acid formată variază între 0,6-2% (Bacterium pasteurianum).Anumite specii acţionează asupra glicolului transformându-l in acid gluconic, glicerină şi manită. Alcoolul izopropilic este oxidat de asemenea ca şi alcoolii butilic normal şi izobutilic şi ca diferiţi izomeri ai alcoolului amilic. S-a constatat că alcoolul brut supus fermentaţiei acetice pierde fuzelul.

Este posibil ca bacteriile acetice să esterifice diverşii alcooli cu acid acetic şi in acest mod să formeze buchetul oţetului. În orice caz mirosul de fuzel, care se simte la alcoolul brut, nu se mai simte la oţetul fabricat. Bertrand şi Sazerac au constatat că o bacterie extrasă din vinul de Orleans atacă propilen-glicogenul racemic, distrugând partea stângă şi lăsând partea dreapta intactă.

Mulţi dintre fermenţii acetici transformă eritrita, sorbita şi manita în zaharuri.asupra zaharurilor. Zaharurile sunt transformate în acizi. Glucoza devine acid gluconic, galactoza acid galacturonic, iar fructoza este mai puţin oxidată. Sorboza, maltoza, zaharoza, lactoza, inulina, dextrina nu sunt atacate. Brown a arătat că Bacterium xylium formează, prin acţiunea sa asupra zaharurilor din must de bere, acid lactic care apoi este transformat în acid formic.

După cercetările lui F. Lafar, anumite specii de bacterii acetice pot transforma zaharurile în acid oxalic, în special în prezenţa glucozei. Cercetările lui Bertrand şi Watermann au arătat că numai aldozele dau naştere la acid, iar cetozele nu. Hidroliza zaharozei nu a putut fi constatata, zaharoza fiind asimilată fără o transformare prealabila. Acelaşi fenomen se petrece cu lactoza şi rafinoza.acţiunea în prezenţa acizilor. Se ştie că pentru accelerarea fermentaţiei acetice este necesar să se adauge o anumită cantitate de oţet; unele specii suportă un adaos de 1-2% acid acetic, iar altele până la 3% acid acetic. Perold semnalează că există specii care pot suporta chiar un adaos de până la 5% acid acetic. Acizii propionic şi butiric sunt vătămători între 0,4 şi 0,5% acid acetic, acizii lactic şi succinic între 0,5 şi 1,2% acid acetic, acidul malic între 0,4 şi 0,8% acid acetic, acidul tartric între 0,2 şi 1% acid acetic. Doza suportată este bineînţeles în funcţie de specie.acţiunea în prezenta antisepticilor. Effront a arătat că fermenţii acetici sunt puţin sensibili faţă de acidul flourhidric. Puterea lor fermentescibilă scade însă cu mărirea dozei antisepticului. Aceşti fermenţi sunt însă destul de sensibili faţă de alcalii. Bertrand şi Sazerac au observat că adăugarea de sulfat de Mn în proporţie de 1/40000 activează fermentaţia acetică. Accelerarea este urmată de un maximum de efect şi apoi de o creştere variabilă, în funcţie de condiţiile experienţei şi de specia considerată. Sörengen a arătat ca adăugarea de negru animal şi de oxid de Fe coloidal, în mediul de fermentaţie, măreşte în proporţie de 30-40%, activitatea fermenţilor şi randamentul în acid acetic. Felul elementului azotat depinde atât de alimentul hidrocarbonat cât şi de specia

bacteriana care-l utilizează. Bacteriile acetice preferă aminoacizii, amidele şi peptonele. Bacteriile acetice întrebuinţate în fermentaţia rapidă asimilează sărurile amoniacale, dar preferă polipeptidele. După Kluyver şi Doncker reacţia nu se petrece cu suficientă iuţeală pentru a explica ritmul intens în care se petrece fermentaţia acetică. Ea ar fi o reacţie anexa, fenomenul principal fiind dehidrogenarea aldehidei hidratate.

CH3−CHO + H2O = CH3−COOH + H2

Oxigenul intervine atunci ca acceptor de hidrogen. Fermentaţia acetică se poate realiza în anaerobioză dacă se substituie oxigenului alţi componenţi reducători ca: albastru de metilen, sulf, etc.

Oţetul se clarifică prin decantare. După depunerea substanţelor insolubile, el se pritoceşte. Când butoaiele nu sunt bine închise fermentaţia este foarte activă la suprafaţa lichidului şi când a oxidat puţinul alcool pe care îl conţine, atacă oţetul, care se diluează repede şi devine apos.

Dacă oţetul conţine în soluţie substanţe azotoase sau acizi malic şi tartric el este expus pericolului de a fi atacat de Bacterium xylinum care descompune acidul acetic, făcându-l să devină apos. Acest fenomen a fost adeseori constatat la oţeturile din fructe.

Pentru acest motiv se recomandă filtrarea oţetului înainte de a fi pus în butoaie; prin aceasta operaţie se elimină Anguilele, impurităţile şi toate corpurile străine, dar nu se poate evita prezenţa fermenţilor cu voal gelatinos.

Pasteurizarea urmată de filtrare este cel mai bun mijloc de clarificare. Pasteurizarea oţetului constă în încălzirea lui la temperatura de 60°C, cu condiţia ca timp de 3-5 minute întreaga cantitate de oţet să fie adusă la această temperatura.

Pentru filtrarea oţetului se utilizează filtre obişnuite, având ca material filtrant cărbune, pasta de hârtie, azbest sau nisip spălat. Cel mai bun material filtrant este pământul de infuzorii, care se amestecă cu oţetul in proporţie de 1%.

1.4. Justificarea necesităţii şi oportunităţii producţiei proiectate1.4.1.OţetulTransformarea băuturilor alcoolice în oţet a fost cunoscuta din timpurile

cele mai vechi. Oţetul este pomenit în literatura greacă şi română (Dioscorides şi Hipocrates, Plinus şi Livius), în ordonanţa lui Carol cel Mare (812) etc. După cum a stabilit Huber, pe baza noilor cercetări istorice, oţetul era obţinut de indieni, greci, babilonieni şi perşi, din struguri, vin, bere, must de bere, curmale etc. În antichitate ca şi în evul mediu, oţetul era întrebuinţat nu numai ca şi condiment, ca substanţă conservantă dar şi ca băutura răcoritoare la munca câmpului, la vânătoare, la manevre şi în călătorii pe mare.

Era întrebuinţat apoi ca medicament extern şi intern la foarte multe boli: ciuma, lepra, friguri, tuse, boli intestinale etc. A servit, de asemenea, şi pentru scopuri tehnice: apărarea contra “focului grecesc” şi distrugerea stâncilor din Alpi de către armata lui Hannibal, pentru a-şi croi drum spre interiorul Italiei.


Este de remarcat că din cele mai vechi timpuri, oamenii s-au apucat de fenomenul “miraculos” al fermentaţiei acetice. Astfel, alchimistul Geber (in secolul al VIII-lea) a căutat să purifice şi să concentreze oţetul. Basilius Valentinus, alchimist renumit, care a trăit în secolul al XV-lea la Ehrfurt, a arătat că, dacă se distila oţetul se obţine întâi oţet slab şi pe urmă cel tare. Ioachim Bechner este primul care face observaţia că în fermentaţia acetică este nevoie de aer (Physika subteranea,1669).


La aceleaşi concluzii ajunsese şi Hermann Boerhaave. În lucrarea sa (Chem. Elemente, 1723) el face observaţia că pentru o bună fermentaţie acetică este nevoie nu numai de aer, lumină şi căldură, dar şi de o substanţă speciala, vegetala, aşa-numita “floare a oţetului”. Aceeaşi observaţie o face şi francezul Chaptal, în 1809, şi anume că “floarea” este necesară pentru fermentaţia acetică, ea având rolul de a determina simetria moleculelor materiei care iau naştere.

Acţiunea asupra fermentaţiei acetice, întrevăzută de Boerhaave, a fost dovedită experimental de Rozier, în 1786, care a arătat că în timpul fermentaţiei se produce o absorbţie de aer.


În 1821, Edmond Dawy a arătat că negrul de platină, la 33ºC, are proprietatea de a transforma alcoolul în aldehidă şi pe aceasta în acid acetic. Döbereien a demonstrat pentru prima dată, în 1822, că în fermentaţia acetică există o relaţie cantitativă în alcool, aer şi acidul acetic format şi că substanţele poroase joacă un rol important în acest proces. În anul următor Schutzenbach, bazându-se pe aceasta teorie, a pus baza metodei de fabricare a oţetului după procedeul rapid, procedeul indicat de Boerhaave cu un secol în urmă.

Berzelius (1829) şi von Liebig (1839) consideră fermentaţia acetică ca un fenomen pur catalitic, unde substanţele de contact, “floarea” în procedeul german, au acelaşi rol ca şi buretele de platin în fabricarea acidului sulfuric.

Deşi în 1837 Kützing descoperă la microscop fermentul acetic numindu-l “Ulvina aceti” şi că Turpin, emite ideea că această plantă unicelulară provoacă fermentaţia acetică, dar explicaţia definitivă şi raţionala a fenomenului a fost data abia mai târziu, de Pasteur (1864).

În urma numeroaselor sale lucrări, Pasteur a ajuns la concluzia că fenomenul de acidifiere este datorat prezenţei unui microorganism pe care l-a numit “Mycoderma aceti” şi care are, faţă de alcoolul din vin, rolul unui oxidant.

Natura enzimatică a fermentaţiei acetice a fost dovedită experimental de Büchner şi Meisenheimer, care în 1903 au reuşit să oxideze alcoolul în acid acetic cu ajutorul pulberii de bacterii acetice tratate cu acetonă şi uscate. Enzima care provoacă oxidarea alcoolului a fost numita alcooloxidaza sau alcoolaza.

2.2. Analiza comparativă a tehnologiilor de obţinere a oţetului

Dintre toate lichidele care pot servi ca materie primă la fabricarea oţetului, cele mai întrebuinţate este vinul obţinut din struguri hibrizi sau din vinuri bolnave.

Pentru fabricarea oţetului se întrebuinţează multe procedee, unele de fabricare a oţetului din vin hibrid, altele de fabricare a oţetului din vinuri bolnave, din subprodusele din fabricile de conserve şi altele mixte. Toate aceste procedee se bazează pe aceleaşi principii, diferenţa dintre ele constând în aparatura utilizată şi în metoda de lucru folosită. În general se utilizează procedeul Orleans, procedeul rapid şi cel mixt.

Procedeul Orleans. Principiul metodei. Se întrebuinţează butoaie cu capacitatea de circa 400

l. Aceste butoaie sunt aşezate culcat şi puse unele peste altele. Fiecare are un orificiu, la partea superioara a unuia din funduri, de 55 mm diametru, care rămâne întotdeauna deschis. În fiecare butoi se introduc 100 l oţet fiert şi se lasă să stea 8 zile. Se adaugă apoi în fiecare butoi cate 10 l de vin pe zi, până se umplu butoaiele la 2/3. După 15 zile butoaiele se golesc pe jumătate şi se adaugă din nou vin.

Camera de acidifiere este formată dintr-o cramă sau dintr-o pivniţă. Pereţii sunt din cărămida sau faianţă, tapisaţi în interior cu scânduri, in scopul evitării pierderilor de căldura. Deschiderile trebuie astfel amenajate ca să nu pătrundă prea multa lumina, iar circulaţia aerului să se poată face după dorinţă. Deschiderile trebuie prevăzute cu site metalice, pentru a împiedeca pătrunderea insectelor.

Pentru ca acidifierea să decurgă normal este necesar ca temperatura să fie constantă şi să nu depăşească 30°C . În instalaţiile mici încălzirea se face cu sobe, iar in cele mari cu vapori sau cu apa caldă.

Procedeul rapid. În metoda Orleans sau în cele noi şi derivate, acidifierea decurge lent. Micoderma aceti traişte în butoaie sau în cuvele de acidifiere, sub formă de voal la suprafaţa lichidului; în cazul unei aerisiri potrivite, oxidarea alcoolului se face în mod lent. Germenii aflaţi imediat sub pelicula superficiala primesc aer puţin şi prin urmare acţionează lent.

Procedeul rapid are la baza acelaşi principii ca şi procedeul precedent, cu deosebirea că oxidarea este mai puternică şi mai energică, în scopul grăbirii procesului. Pentru aceasta lichidul nu este supus acţiunii oxigenului numai la suprafaţă, ci este supus unei mişcări de sus in jos, în coloane destul de înalte; străbătând acest drum, lichidul se divide în picături mici, care cu ajutorul talajului de fag, care se introduce în butoaiele de acidifiere.

Lichidul în drumul său de sus în jos se află in contact permanent cu curentul de aer care parcurge coloana de jos în sus; astfel că, la început, lichidul vine în contact cu aerul mai puţin bogat în oxigen şi, pe măsură ce îşi urmează drumul, întâlneşte cantităţi de oxigen din ce in ce mai mari, la baza coloanei venind în contact cu aer foarte bogat în oxigen. Contactul picăturilor de lichid cu

oxigenul se face nu numai prin curentul de aer ascendent, ci şi prin cavităţile talajului, care conţin o anumită cantitate de aer.





Prima operaţie constă în tratare aparatului, fie cu vapori, fie cu oţet cald. Însămânţarea se face cu puţin oţet. Pentru punerea în funcţiune a aparatului se introduce lichidul pe la partea superioară, unde, din cauza dispozitivului de distribuţie, se răspândeşte într-un strat fin pe toata suprafaţa interioară şi coboară lent udând tot talajul. În drumul sau, el vine în contact cu aerul care circulă în sens invers, care se oxidează şi se transformă treptat pentru a ajunge la baza cuvei în stare de oţet. Oxidarea produce o uşoară degajare de căldură care provoacă o absorbţie de aer rece în partea inferioară a aparatului. Ieşirea şi intrarea aerului sunt reglate prin supape care se găsesc la partea inferioară pe laturile şi la partea superioară a generatorului.





Se admite ca un generator rapid de 2,5 m înălţime transformă in 24 de ore 3 l de alcool absolut, iar in 3 zile un hl de alcool de 90° (în metoda Orleans nu se poate acidifia decât 400 cm3 de alcool pe zi).

Scăderea randamentului poate fi datorat fie unei variaţii bruşte de temperatură a aerului întrebuinţat, fie dezvoltării de paraziţi în interiorul vasului (anguilule). În acest caz generatorul se goleşte, se curăţă şi se dezinfectează.



Linia polivalentă de fermentare pentru obţinerea oţetului

Societatea Christ (Franta) a pus la punct o linie de fermentare polivalentă în care se produce oţet din alcool, dar poate realiza şi depoluarea zemii rezultată la fermentarea verzii sau a castraveţilor.

În linia polivalentă, oţetul este obţinut prin transformarea alcoolului etilic în acid acetic de către bacterii aparţinând genului Acetobacter. Tehnologia implică următoarele operaţii:

recepţia şi depozitarea alcoolului. Alcoolul de 96° este depozitat până la intrarea în producţie intr-o cisternă de inox de 115hl, care este sigilată după fiecare recepţie de alcool (8m3).

denaturarea alcoolului: operaţia se realizează cu oţet de 7°, folosind un volum egal de oţet cu volumul de alcool recepţionat. Amestecul este repartizat în trei cisterne de inox tip “Filland” din care două cisterne, B si C, de 290 hl şi una de 310 hl. În continuare se face o diluare cu apă astfel încât să se obţină o concentrare de alcool de 12°. Volumul final de amestec este de aproximativ 600 hl.

Pregătirea substratului: la amestecul obţinut se adaugă 2g glucoză/l, extract de drojdie şi săruri minerale (fosfaţi, sulfaţi), componente necesare pentru dezvoltarea bacteriilor acetice. Adaosurile sunt mai întâi solubilizate într-un tanc cu capacitatea de 1m3, echipat cu un agitator şi apoi transferate în cisterna C. Cu ajutorul unui injector de aer mobil se asigură repartizarea uniformă a soluţiei cu substanţe nutritive în masa de lichid cu 12° alcool. Substratul astfel pregătit este transferat într-o cisternă de 500 hl confecţionată din răşină sintetică;

Fermentarea: fermentarea substratului are loc într-un fermentator unde se realizează bioconversia alcoolului în acid acetic. Fermentatorul are o capacitate de 300 hl şi este echipat: cu o turbină acţionată de un electromotor cu putere instalată de 22kw care asigură agitarea permanentă a substratului şi oxigenarea prin autoaspiraţie a aerului exterior. În funcţie de stadiul de dezvoltare al bacteriilor acetice, volumul de aer autoaspirat este reglat prin intermediul unei sonde pO2; şicane de răcire fixate în interiorul fermentatorului necesare pentru

evacuarea căldurii degajate prin biooxidarea alcoolului în acid acetic. Temperatura este reglată la 30°C prin circulaţia apei în interiorul şicanelor; spărgător mecanic de spuma (Fundaform) situat la partea superioară a fermentatorului. În stare de rotaţie acest spărgător realizează distrugerea bulelor cu eliberarea aerului şi recuperarea fazei apoase; condensatorul situat la ieşire din Fondaform în care se condensează vaporii de alcool şi acid acetic evaporaţi; tub de nivel cu flotor magnetic.

desfăşurarea fermentaţiei: fermentatorul de 30 m3 are un volum util de 21 m3 , dar fermentaţia se desfăşoară în şarje succesive de 7 m3. La sfârşitul fermentaţiei când oţetul ajunge la 12° de acid (0,2°alcool rezidual), este pompat în rezervorul orizontal “Aval” de 500 hl din răşina sintetică. Când s-au evacuat cei 7 m3 de oţet, în fermentator sunt introduşi 7 m3 substrat (alcool de 12°) cu o pompa din oţel inoxidabil. Pentru a evita scăderea bruscă a temperaturii care ar prejudicia dezvoltarea bacteriilor acetice, pompa de alimentare permite o umplere progresiva a fermentatorului până la 21 m3. Atât scoaterea oţetului cât şi introducerea substratului sunt automatizate prin intermediul unui flotor magnetic care acţionează în tubul de nivel în funcţie de capacitatea de înlocuire. Durata de fermentare a unei şarje de 7 m3 este de 30 ore realizându-se un randament de 600 kg acid acetic/zi (5000 l oţet de 12°/zi);

maturarea oţetului: are loc în rezervorul Aval timp de 7 zile; clarificare: oţetul maturat prezintă o tulbureală datorita bacteriilor

acetice moarte, diferitelor impurităţi, extractului de drojdie şi sărurilor minerale reziduale. Această tulbureală este eliminată prin cleirea cu betonită (10 kg/25 m3 oţet maturat). După cleire, se face o decantare pe o durată de 30 zile, urmată de o filtrare;

filtrarea se realizează pe filtre “Funda” cu suprafaţa filtrantă de 7 m2. Masa filtrată are pori de 130µm. Pentru facilitarea filtrării se realizează un strat de celită J-100 şi un strat aluvionar de fibraflo-diatomita. În medie, fiecare masă filtrantă asigură filtrarea a 60 m3 oţet. Atunci când porii masei filtrante sunt colmataţi, aceştia se schimbă;

depozitarea oţetului: se realizează în cisterne cu o capacitate totală de 370 m3.Oţetul se obţine prin fermentarea spirtului, fracţiunea “frunţi”, sau a

vinurilor defecte, rezultând în acest caz o soluţie cu maxima 9% acid acetic .Fracţiunea de alcool “frunţi“ constă din primele porţiuni rezultate la

rectificarea spirtului brut obţinut prin distilarea plămezilor fermentate de cartofi, porumb sau melasă. Conţine în afară de alcool etilic, în cantitate predominantă şi aldehida acetică (p.f. 20,8°C), formiatul de etil (p.f. 54,15°C), esterul metil-acetil (p.f. 77,05°C), care dau oţetului aroma caracteristică.

Vinurile acidifiate corespund cel mai bine pentru obţinerea oţetului. Vinurile conţinând conservanţi chimici, de exemplu mai mult de 200 mg bioxid

de sulf la litru, din care maximum 50 mg liber, nu pot fi prelucrate în oţet, deoarece aceştia opresc dezvoltarea bacteriilor acetice .

Depoluarea zemii rezultate la fermentarea verzii

La fermentarea verzii în cuve de 7t rezultă cca. 450-500 l zeamă cu

următoarele caracteristici:

acid lactic 12-20 g/l; ph ~ 3,6; DBO5 10-20g/l; conţinut în azot total şi fosfor ridicat.

Zeama de varză constituie un mediu excelent pentru dezvoltare unor specii de drojdii, fără a fi necesară o complimentare cu săruri minerale. Zeama poate fi prelucrată pe linia de oţet în vederea obţinerii de biomasă (12-14 g drojdie/l) iar partea lichidă are un DBO5 cu 85-90% mai redus decât zeama iniţială.

În linia polivalentă zeama de varză este colectată în cisternă de substrat de 500 hl şi este supusă fermentării în fermentatorul de 30 m3/h. Paralel cu introducerea continuă a substratului are loc extragerea unui volum egal de lichid fermentat, astfel că în fermentator se menţine un volum constant de 20 m 3. Fermentare se face cu drojdia Hansenula anomală. Mediul fermentat în cisternă de 500 hl (AVAL) unde este trimis la centrifugare în separatoare WESTFALIA cu duze.

Crema de drojdie se colectează într-un rezervor de 2 m3 iar efluentul depoluat poate fi eliminat la canalizare. Crema de drojdie este uscată într-o instalaţie de uscare cu valţuri încălzite în interior cu abur de 6 barr (procedeul HATMAKER), pelicula de drojdie uscată fiind detaşată de pe valţuri cu ajutorul unor cuţite de răzuire apoi măcinată, cernută şi depozitată în silozuri speciale.

2.3. Principalele caracteristici ale materiei prime şi auxiliare

2.3.1. VinulOrice lichid poate da naştere la oţet, oţetul de vin este însă cel mai vechi

cunoscut şi cel mai apreciat. Pentru obţinerea unui oţet din vin se pot întrebuinţa atât vinuri albe, cât şi vinuri roşii de preferinţă obţinute din hibrizi.

Din cauza preţului de vânzare redus, la fabricarea oţetului din vin nu se

întrebuinţează în general vinuri de calitate superioară. Se utilizează de obicei

vinurile alterate. Nu toate vinurile bolnave se pretează la fabricarea oţetului.

Vinurile care au început să se oţetească sau care au început să se întindă pot fi

utilizate în acest scop. Vinurile amare însă nu pot fi întrebuinţate deoarece acest

gust se transmite şi oţetului respectiv. Gustul de mucegai, dacă nu este prea

pronunţat, dispare complect în timpul acidifierii. Vinurile de drojdie pot fi la fel

de bine utilizate.

Conţinutul în alcool nu trebuie să fie prea ridicat. Cel mai bun oţet este cel

obţinut din vinurile care au o concentraţie în alcool de 8-9%.Vinurile mai slabe

produc oţet slab, greu de conservat. Când gradul alcoolic este mai mare,

acidifierea este incompletă şi neuniformă. Dat fiind că gradul alcoolic al

vinurilor nu poate fi întotdeauna cuprins în mod normal între 8 si 9°, el se

completează prin combinarea vinurilor cu grade alcoolice diferite.

Vinurile care conţin bioxid de sulf se acidifiază greu sau chiar de loc, întrucât bioxidul de sulf este un antiseptic puternic care jenează şi chiar opreşte dezvoltarea micodermei. Oricare ar fi vinul întrebuinţat pentru fabricarea oţetului, înainte de a fi supus acidifierii, trebuie filtrat. Filtrarea constituie una dintre operaţiile cele mai importante ale fabricării oţetului; înainte de a fi supuse acidifierii vinurile trebuie sa fie complet limpezi. În caz contrar bacteriile acetice acţionează foarte greu; iar fermentul se dezvolta sub forma vâscoasă în interior fără să producă o acidifiere uniforma. Vinurile de drojdie necesită o dublă filtrare.

2.3.2. AlcoolulCalitativ, după oţetul din vin, urmează oţetul din alcool. Astăzi fabricarea

oţetului din alcool este foarte utilizată, existând ţări în care oţetul se fabrică numai din alcool.

Pentru fabricarea oţetului din alcool se întrebuinţează alcooluri ordinare ca: rachiul de vin, de tescovină, de drojdie, deoarece prin acidifiere gustul şi mirosul acestora dispar. Se pot întrebuinţa de asemenea alcooluri din cereale, melasă, şi cartofi, dar numai sub formă rafinată, deoarece nu întotdeauna gustul displăcut al acestor alcooluri brute dispare prin acidifiere.

Oricare ar fi natura alcoolului întrebuinţat, acesta trebuie să fie diluat la 10-12° şi, pentru ca micoderma să se poată dezvolta, este necesar să se adauge alcoolului diverse substanţe nutritive.

Cea mai potrivită reţetă, în acest scop, este următoarea:

Alcool de 10-12% vol. alcool------------------------100 l Oţet---------------------------------------- 10 l Vin, bere sau extract de cereale ------- 10 l Bitartrat de potasiu-------------------- 200 g

Adaosul de oţet serveşte pentru a da lichidului aciditatea necesară dezvoltării normale a fermentului; vinul şi berea sau extractul de cereale dau azotul şi fosfaţii necesari nutriţiei şi reproducerii bacteriilor, în timp ce

bitartratul măreşte densitatea oţetului, comunicându-i puţin din proprietăţile oţetului din vin.

2.3.3. Malţul, cerealele şi berea.Acestea servesc la fabricarea oţetului, în ţările în care climatul nu permite

cultura viţei de vie, sau acolo unde impozitele asupra alcoolului sunt prea mari (Anglia); pentru a permite o fabricare rentabilă a oţetului din alcool. Oţeturile din malţ, cereale şi bere se deosebesc de cele din vin şi alcool printr-un gust fad, neplăcut şi prin absenţa aproape completă a aromei. Pentru ameliorare i se adaugă lichidului de fermentaţie puţin vin.

2.3.4. ApaApa joacă un rol important în diluarea oţetului, ea fiind prezentă în

procesul de obţinere a oţeturilor condimentate. Caracteristicile pe care trebuie să le îndeplinească apa sunt prevăzute

de standardele în vigoare: apa trebuie să aibă un gust plăcut; gustul şi mirosul străin indică infectarea cu microorganisme,

descompuneri organice, etc. incoloră. Colorarea apei indică prezenţa sărurilor de Fe sau o

dezvoltare intensă de microganisme. Nu trebuie să conţină în suspensie materiale solide;

nu este admisă prezenţa amoniacului, acidului sulfuros, arsenului, iodului, zincului, cuprului şi nici a substanţelor organice;

pH apei trebuie să fie uşor alcalin; se utilizează apă cu duritate redusă.

Din punct de vedere bacteriologic, apa folosită în industria muştarului

trebuie să îndeplinească condiţiile apei potabile, să fie lipsită complet de

colibacili şi cu un conţinut maxim de 100 germeni banali la 1 l apă.

2.3.5. Sarea comestibilăDin punct de vedere chimic sarea comestibilă este clorură de sodiu. Sarea

cristalizează în cuburi, este incoloră, inodoră când este pură. Se dizolvă uşor în

apă. Sarea trebuie să prezinte următoarele proprietăţi organoleptice:

să fie fără miros;

fără gust străin;

fără corpuri străine.

2.3.6. ZahărulCondiţiile de calitate ale zahărului destinat obţinerii muştarului trebuie să

îndeplinească următoarele caracteristici:

zaharoză raportată la substanţă uscată, % min 99.6; substanţă reducătoare, % max 0.05; cenuşă, % max 0.03; umiditate, % max 0.20.

Glucoza împiedică cristalizarea zahărului din produs, fenomen cunoscut

sub denumirea de zaharisire şi conferă produsului luciu şi consistenţă ountoasă.

2.3.7. CondimentePrimele (cele mai vechi meniuri) erau formate din aceleaşi alimente având

la bază totdeauna pâine, carne şi peşte. Câteva legume agrementau mâncărurile în funcţie de sezon şi poziţie geografică. De aceea mâncarea zilnică era fadă, fără savoare. Omul mânca întru-cât trebuia să mănânce, adică să se hrănească pentru a-şi menţine viaţa, dar nu şi pentru a avea o plăcere prin gustarea unui aliment. O dată descoperite condimentele aromate, acestea erau puse în mâncare ca şi în vinuri.

Originea cuvântului condiment este din limba latină, de la verbul condire, ceea ce se traduce prin a adăuga sau a drege. Condimentele nu au valoare nutritivă, fiind întrebuinţate pentru a da gust plăcut şi apetisant mâncării, stimulând totodată secreţia gastrică.

La vechii greci (după idealul clasic al Aticii ) mesele trebuiau să fie frumos servite, dar nu îmbelşugate. La acestea se servea mult peşte, legume cu sosuri diverse (având la bază untdelemn, oţet şi miere), brânză cu chimion, ceapă, dulciuri diferite şi vin ”dulce şi aromat, mirosind a flori” (Pliniu cel Bătrân).

La romani, în special la cei nevoiaşi alimentaţia era aproape exclusiv de origine vegetală. Condimentele folosite erau sarea, iar în lipsa acesteia, cenuşa de trestie şi oţetul. Pliniu cel Bătrân afirma că ”fără oţet viaţa şi-ar pierde o parte din farmecul ei ". Alimentaţia fiind lipsită de gust şi deci uniformă, întrebuinţarea mirodeniilor era justificată şi necesară. Astfel erau întrebuinţate plante indigene ca: ceapa, arpagicul, mărarul, anasonul, boabele de mirt, chimionul, coriandrul, muştarul, menta, măghiranul, frunzele de busuioc, florile de şofran şi de nalbă. Condimentele erau folosite în reţete ca de pildă: brânzeturi cu adaos de seminţe de pin, crenguţe de cimbru sau smochin, măsline conservate şi condimentate cu chimion, anason şi mărar.

După expansiunea Romei în bazinul mediteranean de răsărit, alimentaţia romanilor (în special a clasei dominante) a fost influenţată de aceea a grecilor şi a popoarelor orientale. Astfel, în 188 î.Hr. Titus Livius arată că ocupaţia de bucătar a început să fie considerată o artă. Se obişnuia ca vânatul, carnea, peştele, legumele şi chiar fructele să fie asezonate cu cele mai diferite sosuri, colorate cu şofran şi aromatizate cu condimente autohtone şi mirodenii exotice (piper, scorţişoară etc.). Excesul de condimente era explicabil datorită gustului fad al mâncării, deoarece romanii obişnuiau să fiarbă toate cărnurile sau

legumele – chiar dacă acestea erau ulterior prăjite – pierzându-şi astfel savoarea iniţială.

Arabii au cunoscut şi folosit nenumărate mirodenii (mosc, ambră, cuişoare, etc.). De pildă, şofranul a fost introdus de arabi în Spania, de unde culturile s-au extins apoi în sudul Franţei şi în Sicilia.

Arta condimentării este o „artă” foarte veche. Aceasta presupune un rafinament, de aceea apare într-o epocă în care civilizaţia începe să se dezvolte. Mâncarea era condimentată cu usturoi, chimen, muştar şi alte plante aromate. Deserturile erau îndulcite în epoca paleolitică cu sevă din arţar, flori de mesteacăn sau miere.

În evul mediu, alimentaţia a devenit mai săracă, datorită perioadelor mari de foamete. Acest lucru i-a determinat pe oameni să mascheze sărăcia mâncăturilor prin întrebuinţarea diferitelor condimente. Oamenii săraci se mulţumeau cu condimente locale, în timp ce oamenii bogaţi plăteau preţuri enorme să cumpere mirodenii aduse din alte ţări. De exemplu una dintre mirodeniile scump plătite era piperul. Se utiliza chiar expresia „scump ca piperul”, fapt care arăta că piperul era obţinut cu sume mari de bani, neputând să-l cumpere decât cei care dispuneau de averi foarte mari. În această epocă oamenii erau mari amatori de arome. Ei adăugau diferite arome parfumate în mâncare, iar diverse esenţe de parfum erau folosite la stropirea unor mâncăruri sau fripturi.

În evul mediu târziu, vestita şcoală medicală din Salerno( Italia) în descrierea intitulată „Regimul sănătăţii„ sau „Flos medicinae”(Floarea medicinii) include, printre plantele medicinale, şi plante aromate şi condimente ca: şofranul, piperul, anasonul, menta, busuiocul etc.

Principalele condimente folosite sunt: piper; ienibahar; foi de dafin; usturoi; coriandru; chimionul; menta; busuiocul; cimbru, etc.

În prezent există tendinţa de a se consuma produse alimentare cu aromă mai intensă, ceea ce implică: o mai bună orientare în selectarea materiilor prime şi o optimizare a procesului tehnologic în vederea diminuării pierderilor de aromă prin volatilizarea, distrugerea sau modificarea aromei, ca urmare a interacţiunilor fizice dintre substanţele de gust şi miros şi purtători de aromă sau datorită interacţiunilor chimice între substanţele de aromă precum şi influenţei factorilor de mediu (temperatură, oxigen, lumină) care determină profilul, intensitatea şi stabilitatea aromei.

O cale mai bună de intensificare a aromei produselor alimentare este cea a adaosului de aromatizanţi, mai ales la produsele simulate unde nu există precursori de aromă specifici. Folosirea aromatizanţilor este oportună şi în cazul produselor alimentare la care, din motive de nutriţie, s-a diminuat conţinutul de lipide şi zaharuri. Aromatizanţii se folosesc nu numai pentru intensificarea aromei specifice produsului, dar şi pentru a imprima o anumită aromă dominantă, aşa cum este în cazul băuturilor răcoritoare carbonatate, pentru a modifica aroma specifică unui produs alimentar şi chiar pentru a o masca.

Definiţia dată de I.O.F.I. (1973) aromatizantului este: „aromatizantul este acel produs (preparat) care participă la elaborarea unui aliment pentru a conferi o anumită aromă sau pentru a modifica aroma preexistentă”.

Pe baza acestei definiţii se disting trei familii mari de aromatizanţi:- aromatizanţi ce conferă o aromă unui produs care posedă aromă proprie

iniţială sau numai componente responsabile de gust (aromatizanţi constitutivi). Aşa este cazul aromatizanţilor pentru analogii de carne;

- aromatizanţi adăugaţi pentru a restabili aroma iniţială a produsului alimentar (aromatizanţi complementari). Aşa este cazu aromatizanţilor încorporaţi în sucurile de fructe care au pierdut din aroma proprie în cursul obţinerilor;

- aromatizanţi adăugaţi pentru a modifica aroma de bază în scopul obţinerii unui produs nou (aromatizanţi suplimentari).

După puterea de aromatizare se pot distinge: aromatizanţi cu putere mare (1:2000); aromatizanţi cu putere medie (1:25-1:2000); aromatizanţi cu putere mică, care se utilizează direct în

fabricaţie.După Tilgner, aromatizanţii se clasifică în:

aromatizanţii care se obţin exclusiv prin procedee fizice din materii prime vegetale;

aromatizanţii care se obţin din materii prime vegetale sau animale pe cale chimică sau pe cale sintetică;

aromatizanţii artificiali, substanţe care nu se găsesc în produse naturale.

Ţinând seama de clasificările făcute, considerăm mai logică următoarea clasificare a aromatizanţilor: aromatizanţi naturali, aromatizanţi sintetici şi aromatizanţi de prelucrare termică.

Condimentele extrase din plantele aromatizante intră în categoria aromatizanţilor naturali. Aceştia sunt obţinuţi din materii prime naturale prin procedee care nu afectează natura substanţelor de aromă sau a precursorilor de aromă existenţi în materialul de start.

Condimentele propriu-zise şi plantele aromatizante (condimentare) folosite în produsele alimentare (0,3-3%) au o putere aromatizantă relativ redusă contribuind prin miros cu 29-66% din aroma totală. Materia primă folosită

pentru obţinerea condimentelor este de natură vegetală cu proprietăţi aromatizante. În această categorie intră plantele aromatizante cum sunt: mărarul, hreanul, usturoiul, ceapa, rozmarinul, cimbrul, anasonul, nucuşorul, dafinul, busuiocul, cimbrul, oreganul etc.

Plantele aromatizante destinate obţinerii condimentelor folosite în industria cărnii se utilizează fie ca plantă întreagă, fie ca anumite părţi din ea, cum ar fi frunze, seminţe, bulb, floare etc supuse unor tratamente fizice şi chimice.

Dintre plantele aromatizante cu rol în condimentare amintim:Mărarul (Anethum graveolens). Se foloseşte ca plantă întreagă în tot

timpul dezvoltării sale. Conţine până la 5% ulei esenţial, acesta fiind concentrat cu timpul în seminţe. Uleiul esenţial este format din carvonă, felandren, limonen, apiol şi hidrocarburi terpenice.

Tarhonul (Artemisia dracunculunus). Este o plantă perenă cu stoloni şi cu rădăcină puternică, ramificată. Este o plantă condimentară care conţine 0,3% ulei esenţial format din 60-75% estragol (metilchavicol, C10H10O). Mai conţine aldehidă metoxicianamică (C10H10O2), acid anisic (C8H8O3).

Măghiranul, magheranul (Majorana hortensis). Este o plantă perenă care se cultivă în România ca plantă anuală. Drept condiment se folosesc părţile aeriene care în stare uscată conţin aproximativ 1% ulei esenţial. Componentele principale ale uleiului esenţial sunt carvacrolul (C10H4O), chavicolul (C9H10O), terpineolul (origanol), tuienul (origanen), terpinenul, dipentenul (C10H16). Frunzele de maghiran au acţiune stomatică, carminativă, antispasmatică.

Dafinul (Laurus nobilis). Este un arbore veşnic verde, de la care se recoltează frunzele ce au următoarea compoziţie (după uscare): apă 10%, ulei esenţial 2-4%, substanţe azotoase 2-3%, substanţe grase 5%, celuloză 30%, cenuşă 4% şi o cantitate însemnată de tanin. Uleiul esenţial este format în cea mai mare parte din cineul ~50%, pe lângă care se mai găsesc şi eugenol, aceteugenol, metilen-genol, hidrocarburi terpenice (felandren şi β-pinen), alcooli (geraniol şi linanol) precum şi acizi liberi (acidul izobutiric, acidul izovalerianic).

Leuşteanul (Levisticum officinale). Este o plantă perenă cu rizon gros – 7 cm, ramificat. În scop condimentar sunt utilizate frunzele (părţile aeriene) care conţin 0,1% ulei esenţial, atunci când sunt uscate. Uleiul esenţial conţine terpinol (C10H18O), până la 70% lactone ca: butilidenftalid (C12H14O2), butilftalid (C12H14O2), anhidrida acidului sedanoic (C12H16O2) precum şi bergapten (C12H8O4), un compus din grupa cumarinelor. Leuşteanul are acţiune diuretică, cu mărirea excreţiei de NaCl şi de substanţe azotoase.

Menta, izma bună (Menta piperita). Este o plantă perenă cu rizomi şi stoloni de la care se utilizează frunzele ce conţin 0,5-3,5% ulei esenţial. Componentul principal al uleiului esenţial este mentolul (C10H20O), care se găseşte în stare liberă sau esterificată sub formă de metilacetat sau

metilizovalerianat. Conţinutul în mentol variază între 45 şi 90%. Calitatea uleiului este esenţial imprimată în primul rând de esterii mentolului, conţinutul în esteri variind între 3 şi 20%. Uleiul esenţial mai conţine mentonă (6-42%) precum şi acizi alifatici şi derivaţii acestora (acidul izovalerianic, acidul melisinic), alcooli alifatici (izoamilic), aldehide (acetaldehida, izovaleraldehida), hidrocarburi ciclice (felantren, limonen, pinen), sesquiterpene biciclice (cadinene), precum şi iazmonă (ocetonă ciclică) şi mentafuran.

Busuiocul (Ocimum basilicum). Este o plantă anuală cu rădăcină fibroasă de la care se valorifică părţile aeriene cu un conţinut de circa 0,1% ulei esenţial, care este bogat în esdragol (aprox. 80%) şi linanol (aprox. 50%). Mai conţine hidrocarburi alifatice (ocimen) şi ciclice (terpinen, pinen) şi alţi derivaţi fenolici (anetol). Părţile aeriene ale busuiocului mao conţin saponine triterpenice şi cca 5% substanţe tanante.

Rosmarinul (Rosmarinus officinalis). Este un subarbust cu tulpina de 30-50 cm, de la care se recoltează frunzele ce conţin 12% ulei esenţial, bogat în compuşi terpenici ca cetone şi oxide ciclice (camfor şi cineon). Frunzele conţin şi 8% substanţe tanante şi acid rosmarinic, un produs de esterificare a acidului cafeic cu un acid aromatic.

Cimbrul (Satureia hortensis). Este o plantă cu o aromă mai intensă când este tânără, crescând până la înflorire, când se poate folosi ca atare sau conservată prin uscare. Cimbrul verde are următoarea compoziţie: apă 71,9%, substanţe azotoase 4,1%, substanţe extractive fără azot 12,6%, substanţe grase 1,65%, celuloză 8,6%, cenuşă 2,1%. Uleiul esenţial, care se găseşte în proporţie de 0,09-0,1% conţine 36-42% carvacrol.

Cimbrul adevărat (Thymus vulgaris). Este un subarbust cunoscut şi sub numele de cimbrişorsau lămâioară, de la care se valorifică părţile aeriene, frunzele, care sunt recoltate prin tăierea tulpinelor sub flori. Ramurile tăiate se usucă la umbră. Frunzele uscate conţin până la 2,5% ulei esenţial format din 20-45% timol şi de 20-45% carvacrol.

Cuişoarele (Caryophylus aromaticus). Este un arbore de la care se recoltează mugurii florali (bobocii), denumiţi cuişoare, la început verzi, colorându-se treptat în roşu deschis, când sunt culeşi. Mugurii culeşi se usucă, după care se cern, se sortează şi se ambalează. Cuişoarele conţin: apă 8-9%, ulei esenţial 5% în tulpiniţa mugurelui şi 20% în mugure, substanţe azotoase 5-6%, substanţe extractive neazotoase 25-30%, substanţe grase 4-7%, substanţe tanante 18-19%, celuloză 8-17%, cenuşă 6-18%. Conţinutul ridicat în substanţe tanice conferă cuişoarelor un gust astringent, caracteristic. Uleiul esenţial de cuişoare conţine aprox. 90% eugenol. În afară de eugenol se mai găsesc aceteugenol, α- şi β-terpinen, alcool benzilic, alcool heptilic şi nonilic, metilamilcetonă şi esterii metilici ai acizilor salicilic şi benzoic.

Ardeiul (Capsicum annuum). Este o plantă anuală de la care se folosesc fructele mature ale soiurilor iuţi ce conţin capsaicină (C18H27O3N), care prezintă gust iute-arzător care este perceput chiar la diluţia 1:2.000.000. Conţinutul în

capsaicină este de aprox. 150mg%. Fructele de ardei conţin şi pigmenţi carotenoidici (1%), 80% din aceştia fiind reprezentaţi de capsantină (C40H58O3), de culoare roşie. Fructele mai conţin neobeta-carotină B (C40H56), citroxantină (C40H56O), criptoxantină (C40H56O), xantofilă sau luteină (C10H11O2), zeaxantină (C10H11O2), anteraxantină (C40H56O3), capsorubină (C40H60O4) şi violaxantină (C40H56O4) etc. Fructele mai conţin şi vitamina C şi derivaţi flavonici. Se utilizează drept condiment sub formă de boia de ardei iute care pe lângă aromă, are şi putere de colorare. În cantităţi reduse, boiaua de ardei iute măreşte secreţia gastrică, dar în cantităţi mari conduce la gastrite, afecţiuni renale.

Chimenul (Carvum carvi). Este o plantă bienală, mai rar perenă, de la care se folosesc fructele ce au un conţinut de 3-7% ulei esenţial. Fructele conţin şi 15% lipide precum şi 20% proteine. Uleiul esenţial de chimen este format, în principal, din carvonă (C10H14O), ocetonă ciclică, care reprezintă 60-85% din uleiul esenţial. Uleiul mai conţine limonen (C10H16), terpinen, dipenten, carvacrol (C10H14O), dihidrocarvonă, alcool perilic (C10H16O) şi dihidrocarveol (C10H18O). Fructele de chimen au acţiuni stomahice şi spasmolitice.

Coriandrul (Coriandrum sativum L). Este o plantă erbacee anuală din familia Umbelliferae, cu flori albe şi roz, cu fruct globulos. Fructul de coriandru are Φ=2-4mm şi este galben-brun sau roz. Este format din două pericarpuri concave-convexe. În stare proaspătă, fructul are miros respingător, dar în stare uscată are miros aromat puternic. Se recoltează la maturitate şi se ususcă, putându-se măcina. Pulberea are culoare brună-gălbuie, miros şi gust aromat puternic. Această pulbere este formată, în principal, din endosperm şi din ţesut lignificat al pericarpului şi conţine numeroase cristale de oxalat de calciu şi globule de ulei. Pulberea conţine 0,15-1% ulei esenţial, cca 12% ulei (lipide), proteine, pectine, zaharuri, amidon. Uleiul esenţial de coriandru preparat prin antrenare cu vapori de apă din coriandru matur, măcinat şi sitat, se obţine cu diferite randamente, în funcţie de proenienţa materiei prime şi anume: 1,22% în Iugoslavia, 0,8-1% în Rusia, Cehia, Ungaria, 0,6% în Olanda, 0,5% în Italia, 0,4% în Franţa, 0,3% în Maroc şi 0,15-0,2% în India. Uleiul esenţial de coriandru denumit şi coriandol, conţine linalol (70-90%), geraniol, L-borneol, aldehidă n-decilică, dipenten, cimen, pinen, acid acetic, acid decilic, feladren şi terpinolen.

Anasonul (Pipinella anisum). Este o plantă anuală, de la care se utilizează în industria alimentară fructele: fructul de anis conţine 2-5% ulei esenţial, al cărui component principal este anetolul, care formează 80-90% din ulei. Uleiul esenţial mai conţine p-crezol, crezol, acid anisic, alcool anisic, aldehidă anisică, esdragol şi cetonă anisică. Fructele de anason prezintă proprietăţi spasmolitice, măresc secreţiile şi mobilitatea flagelilor epiteliului din căile respiratorii, fiind eficace în tratamentul bronşitelor, dar au şi proprietăţi galactogene.

Piperul (Piper nigrum). Este o plantă cultivată de la care se recoltează fructul neajuns la maturitate. Prin uscare, pulpa fructului se contractă, iar

pericarpul se întăreşte. Gustul piperului negru (boabe nedecorticate) este iute arzător, iar mirosul slab condimentat. Piperul alb este piperul matur decorticat şi are suprafaţa netedă, albicioasă, gălbuie sau galben verzuie. Gustul piperului alb este mai fin decât al celui negru şi este dat de piperină. Compoziţia chimică a piperului negru este următoarea: apă 12,7%, ulei eteric 1,7-2%, piperină 7,30%, piperidină 0,6%, substanţe azotoase 13,1%, amidon 35%, substanţe grase 7,9%, răşini 0,8%, pentozani 1,5%, pectină 1,27%, celuloză 4,4%, cenuşă 1,5%. Uleiul esenţial conţine felandren şi sesquiterpene. Principiul activ condimentar care dă gustul iute este piperina.

Chimionul (Cuminum gyminum). Este o plantă de cultură din regiunile temperate, cu floricele alb-liliachii. Este o plantă erbacee bienală înaltă de 30-50 cm, cu frunze penate, flori mici albe şi seminţe care conţin peste 3 % ulei eteric. În scopuri alimentare şi terapeutice se folosesc numai fructele (seminţele) care se recoltează când 25-30 % din umbele sunt brune, pentru că ajunse în totalitate la maturitate se scutură total şi se pierd. Seminţele au un miros caracteristic puternic aromat şi un gust înţepător amărui. Seminţele de chimion au următoarea compoziţie chimică : apa 9,77%, ulei esenţial 2,15%, substanţe azotoase 17,31%, substanţe extractive neazotoase 8,11%, substanţe grase 14,43%, pentozani 10,64%, celuloză 7,52%, cenuşă 12,91%. Fructele au proprietăţi stomahice, carminative, galactogoge şi stimulente.

Muştarul alb şi muştarul negru (Brassica alba şi Brassica nigra). Sunt plante anuale cu rădăcină pivotantă de la care se valorifică seminţele. Seminţele de muştar negru conţin aprox. 1% sinigrină (C10H16O9NS2K), o glicozidă a sării de potasiu a acidului mironic (alilizotiocianat). Seminţele de muştar alb conţin aprox. 2% sinalbină (C30H42O15N2S2), o glicozidă a izotiocianatului de oxibenzil şi a sulfatului acid de sinapină (C16H25O6N). Seminţele mai conţin şi lipide (ulei) în proporţie de 30%. Făina de muştar obţinută din turtele rezultate la presarea uleiului se utilizează la fabricarea muştarului alimentar.

Ghimbirul, gimbirul, gingerul (Zingiber officinale). Este o plantă de la care se foloseşte rizomul. După modul de condiţionare a rizomului, se deosebesc ghimbirul alb care se prezintă sub formă de bucăţi de rizom, curăţate, spălate, şi uscate şi ghimbirul negru rezultat din fierberea rizomului în apă. Ghimbirul are următoarea compoziţie chimică:apă 8-16%, ulei esenţial 1,5-3,5%, substanţe azotoase 5-8%, substanţe extractive fără azot 40-60%, substanţe grase 2-8%, pentozani 5-7%, pectină 0,02-0,06%, celuloză 3-8%, cenuşă3-8%. Uleiul esenţial are drept componente principale o sesquiterpenă monociclică, denumită zingiberen şi gingerolul care este o combinaţie a hidroxicetonei-gingeronei –cu alcool heptilic. Uleiul esenţial mai conţine borneol, camfen, citron, eucaliptol, felandren, acetat de benzil, acetat de linalil etc.

Cinamonum ceylanicum Nees.Este un arbore care creşte în Extremul Orient. De la acest arbore se utilizează scoarţa (scorţişoara), care conţine până la 5,8% ulei esenţial, în compoziţia căruia predomină aldehida cinamică, alături de

camfen, limonem, felandren, timol, eugenol, linalol, banzaldehidă, citral, camfor etc.

Ceapa (Allium cepa). Are valoare condimentară însemnată, atât în stare proaspătă cât şi preparată culinar (prăjire, dunstuire, fierbere). Compoziţia chimică a cepei de arpagic, care are cea mai mare importanţă condimentară, este în medie următoarea: apă 88%, substanţă uscată formată din substanţe extractive neazotoase 11,5% (din care 6,5% proteine), substanţe grase 1,5%, celuloză 5%, cenuşă 4%. Ceapa conţine 0,025-0,09% ulei esenţial, în care predomină disulfura de propil, pe lângă care se găsesc şi alte disulfuri şi mercaptani. Uleiul esenţial din ceapă nu conţine sulfuri de alil şi terpene.

Usturoiul (Allium sativum). Este o plantă, de la care se utilizează bulbii care alcătuiesc căpăţâna de usturoi (8-10 bulbi). Compoziţia chimică a usturoiului este următoarea: apă 64,6%, substanţe azotoase 6,7%, substanţe extractive neazotoase 26,3%, substanţe grase 0,06%, celuloză 0,8%, cenuşă 14%. Mirosul şi gustul usturoiului se datorează, în principal, disulfurii de propil şi alil.

Hreanul (Cochlearia armoracia). Este o plantă care se cultivă în regiunile temperate, de la care se folosesc rizomii. Componentele principale care conferă valoare condimentară hreanului sunt izotiocianaţii de alil, fenil şi etil.

2.3.8. Coloranţi alimentariColoranţii se folosesc în scopul prezentării produselor sub aspecte cât mai

atrăgătoare. Conform regulamentului internaţional, coloranţii nu trebuie să conţină hidrocarburi policiclice, uraniu, mercur, crom, seleniu, cadmiu, amine aromatice sulfonate, metale grele.

2.4. Alegerea şi descrierea schemei tehnologice

Schema tehnologică de obţinere a oţetului Drojdii

Condiţionare II

Aerare

Fermentare

Condiţionare I

Vin pichet

Alcool

Oţet

Oxigen

Oţetul din alcool, rezultat din generatoare cu gradul de aciditate dorit, poate fi considerat ca un produs finit însă nu este comerciabil deoarece are un miros dezagreabil şi un gust înţepător şi îmbătător; această ultima proprietate este datorată prezenţei unei mici cantităţi de aldehide şi care prin învechirea oţetului dispare fie prin oxidare, fie prin evaporare.

Materia primă întrebuinţată exercită o mare influenţă asupra calităţii oţetului. Oţetul din alcool este mai puţin agreabil, el îşi îmbunătăţeşte puţin calitatea prin învechire, dar nu capătă niciodată gustul oţetului făcut cu bere. Berea conţine o serie de principii aromatice care exercita o foarte mare influenţă asupra formării buchetului, de aceea uneori la fabricarea oţetului se adaugă în plămadă, până la 20% bere. Dacă în loc de alcool pur se întrebuinţează alcool cu o mică proporţie de fuzel, oţetul după câteva luni de învechire îşi îmbunătăţeşte calitatea, datorită oxidării uleiului de fuzel şi transformării lui parţiale în esteri.

Oţetul trebuie păstrat în butoaie pline. În butoaie oţetul suferă o oxidare lentă care exercită o influenţă favorabilă asupra calităţii sale. Butoaiele trebuie menţinute la temperatura de 15°C, pentru a evita oxidarea prea rapidă şi pierderea prin evaporare.

Aparatul Frings se compune dintr-un vas tronconic cu capacitatea de 15000

l. Vasul are în interior trei zone despărţite între ele de grătare şi anume:

- zona inferioară, cuprinsă între fundul vasului şi grătarul pe care se sprijină talaşul. În această zonă se adună lichidul care se prelinge de pe talaş;

- zona centrală cuprinsă între cele două grătare găurite unde se aşează talaşul. În această zonă sunt aşezate termometre care pătrund in masa talaşului şi arată temperatura de fermentare;

- zona superioară cuprinsă între capacul superior şi grătarul găurit aşezat deasupra talaşului. În acest spaţiu este pus dispozitivul de stropire.

Talaşul folosit este de lemn de fag bine uscat. Înainte de folosire se cerne printr-o sită cu ochiuri mari pentru a se elimina părţile sfărmate. Un metru cub de talaş produce in medie 250 l acid de 90 în 24 ore. Talaşul se aşează până sub

capac pentru ca picăturile să cadă de la distanţă cât mai mică pentru a nu se forma substanţe gelatinoase la suprafaţa talaşului, care infectează mediul şi astupă cu vremea suprafaţa de oxidare.

Se controlează temperatura în trei zone ale suportului de oxidare. După 24 ore, lichidul scurs se pompează din nou şi se opreşte din nou timp de 24 ore, timp în care se observă temperatura. Când în aparat s-a realizat următoarele temperaturi:

sus 22-24oC; mijloc 26-28oC; jos 30-34oC.

Se începe alimentarea continuă a aparatului menţinând aproape constantă temperaturile în aparat. Se analizează cu grijă lichidul ce se scurge în partea de jos şi când acesta nu mai conţine decât 0.2% alcool, se opreşte alimentarea şi se scoate lichidul. Operaţia de scoatere trebuie să se facă repede pentru ca să nu scadă temperatura, iar alimentarea să se înceapă imediat.

Oţetul rezultat este trimis la linia de îmbuteliere.

Oţetul aromatic

Recepţia materiilor prime se efectuează în conformitate cu dispoziţiile legale sanitare în vigoare.

Curţirea – materiile prime recepţionate sunt supuse operaţiei de curăţire, care urmăreşte eliminarea cojilor şi a impurităţilor.

Măcinarea componentelor reţetei este operaţia care urmăreşte mărunţirea acestora la dimensiunea cerută de reţeta de fabricaţie. Ea se realizează cu ajutorul morii cu discuri. Plantele aromatice sunt măcinate.

Usturoiul se curăţă şi se mărunţeşte la maşina de tocat, prin site cu orificiul de 3-4 mm.

Hreanul se curăţă la maşina de curăţat rădăcinoase sau manual, se taie în bucăţi şi se toacă mecanic.

Prepararea maceratului

Prin această operaţie se urmăreşte punerea în libertate a sistemului

enzimatic care scindează hidrolitic glicozizii sinigrină şi sinalbină, formându-se,

în acest scop, gustul şi mirosul caracteristic de iute.

Pulberea obţinută prin mărunţire este cântărită conform reţetei şi introdusă

în bazine de oţel inoxidabil unde se face amestecarea cu toate componentele care

iau parte la reţetă (apă, sare, oţet, zahăr, condimente, coloranţi).

Omogenizarea oţetului aromatizat. Cu ajutorul unei pompe de oţel

inoxidabil, maceratul este trecut la o moară coloidală, în cazul când se urmăreşte

obţinerea sortimentului “muştar de masă” sau prin moara coloidală şi trei mori

cu pietre când se fabrică când se fabrică muştarul extra. În cursul omogenizării

pasta poate atinge temperatura de 45-500C, care poate duce la o evaporare

puternică a acizilor volatili şi la o depreciere a calităţii muştarului obţinut.

Pentru a evita acest neajuns, se măreşte debitul pompei de alimentare prin

acţionarea variatorului de turaţii.

Pasta de muştar obţinută se introduce în rezervor care este prevăzut cu un

sistem de agitare puternic.

Umplerea recipientelor se face mecanic cu ajutorul maşinii de umplut

produse, când produsul se dozează la recipiente.

Închiderea recipientelor se face cu capace din material plastic, după care

se depozitează la temperatura de 200C.

Defecte de fabricaţie

Lichid neomogen, datorită menţinerii insuficiente la omogenizare; Culoare închisă, datorită nerespectării proporţiei între oţet şi aromatizanţi; Gust şi miros necaracteristic, din cauza nerespectării reţetei de fabricaţie.

industria otetului

Documents