У́ксус (от др.-греч. ὄξος ) — продукт со значительным содержанием уксусной кислоты, традиционно получаемый в результате микробиологического синтеза с помощью уксуснокислых бактерий из пищевого спиртосодержащего сырья.

Вещество, известное с глубокой древности. Бесцветная или слабо окрашенная прозрачная жидкость с резко-кислым вкусом и специфическим ароматом. Уксус делится на натуральный и синтетический. Широко применяется в кулинарии в качестве приправы.

Столовый уксус представляет собой 3—15%-й водный раствор пищевой уксусной кислоты [1] . Готовится разбавлением водой уксусной эссенции, содержащей около 80 % уксусной кислоты [2] .

Содержание

Состав [ править | править код ]

Натуральный уксус содержит уксусную и другие пищевые кислоты (лимонную, виннокаменную, яблочную и т. п.), альдегиды, сложные эфиры, сложные спирты, совокупность которых создаёт аромат и букет уксуса.

Уксус, полученный путём разведения концентрированной синтетической уксусной кислоты, не имеет ароматических свойств, но имеет специфический запах собственно уксусной кислоты.

Производство [ править | править код ]

Сырьём для производства натурального уксуса могут служить: этиловый спирт ректифицированный и вторичные продукты его производства, яблочный и другие плодовые соки, виноградные соки, сбро́женные виноматериалы.

Спирт окисляется уксуснокислыми бактериями (УКБ) в уксусную кислоту и другие продукты метаболизма. Бактерии относятся к семейству Acetobacteraceae и роду Acetobacter. Реакция проходит в аппаратах циркуляционным или глубинным способом, периодически или непрерывно, при аэрировании воздухом. Процесс превращения спирта в клетках бактерий протекает по пути неполного его окисления до уксусной кислоты. Реакция полного окисления спирта до углекислого газа и воды не допускается.

Обобщённая биохимическая реакция окисления спирта до уксусной кислоты:

Этапы окисления спирта в уксусную кислоту можно представить следующими реакциями.

1. Образование ацетальдегида из этанола катализируется специфическим ферментом алкогольдегидрогеназой, связанной с НАд или НАдф

2. Образование гидрата ацетальдегида из ацетальдегида:

3. Образование уксусной кислоты из гидрата ацетальдегида катализируется специфическим ферментом ацетальдегиддегидрогеназой:

4. Перенос электронов:

4 H + + 4 e + O₂ → (система цитохромов, хинонов и флавопротеидов) → 2 H₂O

При окислении этилового спирта сначала образуется уксусный альдегид, при гидратации которого образуется гидрат ацетальдегида, после чего два атома водорода в молекуле гидрата ацетальдегида активизируются КоА и соединяются с кислородом, являющимся акцептором водорода. Водород от окисляемых субстратов поступает в электроннотранспортную цепь на уровне НАд и далее через систему переносчиков (флавопротеиды, хиноны, цитохромы) передаётся на молекулярный кислород, который служит обязательным конечным акцептором электронов. Электронный транспорт сопряжён с фосфорилированием.

После уксусного сбраживания производится очистка, пастеризация, разбавление (при необходимости) и ро́злив уксуса.

Синтетическая уксусная кислота производится методом химического синтеза из природного газа, побочных продуктов производства химических удобрений или при сухой перегонке древесины (лесохимическая уксусная кислота).

В России около 50 заводов производят уксус, из них 10-15 — натуральный. Потребность в уксусе текущим производством не покрывается, поэтому значительная часть уксуса в Россию импортируется.

Ассортимент [ править | править код ]

Натуральный пищевой уксус вырабатывается в следующем ассортименте:

• спиртово́й (из пищевого этилового спирта);
• яблочный и фруктовый (из плодового сырья);
• винный (из виноградныхвиноматериалов);
• спиртово́й ароматизированный натуральными ароматизаторами (специями, экстрактами растений — душица, чабрец, базилик, эстрагон, чеснок, перец, укроп, петрушка и др.);
• бальзамический (из виноградных виноматериалов путём выдерживания несколько лет в бочках из разных пород деревьев);
• сы́вороточный (из молочной сыворотки);
• солодо́вый;
• и другие.

Синтетический уксус для пищевых целей выпускается как в чистом виде, так и с добавлением многообразных ароматизаторов (натуральных, идентичных натуральным и синтетических). В некоторых зарубежных странах (например, США, Франция, Болгария) производство уксуса для пищевых целей из синтетической уксусной кислоты запрещено.

Для получения 3—15-процентного столового уксуса разбавляют водой имеющуюся в продаже уксусную эссенцию, представляющую собой 70—80-процентный водный раствор уксусной кислоты.

Для различных технических (непищевых) целей натуральный уксус не используется; для этого применяется разбавленная уксусная кислота (синтетическая или лесохимическая).

Потребление уксуса в России составляет 0,2 л на душу населения в год (данные 2005 года). Для сравнения: в Болгарии этот показатель 4,0 л, в Германии — 3,7 л.

История [ править | править код ]

Уксус — один из древнейших продуктов микробиологического синтеза, который по древности может соперничать с вином.

Самое раннее упоминание об уксусе относится к древнему Вавилону и датируется 5000 г до н. э. Древние вавилоняне делали уксус из фиников, наравне с финиковым вином.

В древности уксус использовался не только как приправа, но и также в качестве дезинфицирующего (антисептического) средства в быту, в гигиенических и медицинских целях.

Уксус неоднократно упоминается в Библии, наиболее старое упоминание — в Ветхом завете (Чис. 6:3).

Уксус упоминается в Сунне. Пророк Мухаммед называл его «прекрасной приправой». (Сборник хадисов Имама Ан-Навави «Рийад-ас-Салихин» — «Сады Праведных», хадис 737.)

В Китае первые письменные упоминания уксуса относятся к периоду династии Чжоу (1122 до н. э. — 247 до н. э.), а в Японии — к правлению императора Одзина (399—404 н. э.).

Тот факт, что уксус из спирта производят уксуснокислые бактерии, был доказан в 1864 году Луи Пастером.

Крепость уксуса раньше определяли при помощи ацетометра; в настоящее время для этой цели существуют более совершенные методы.

Использование уксуса [ править | править код ]

• приправа к блюдам;
• производство соусов, майонезов, заправок и т. п.;
• консервирование;
• приготовление напитков;
• химчистка, дезинфекция;
• производство моющих и чистящих средств, дезодорантов, лосьонов и т. п.;
• фармацевтическое производство;
• использование яблочного уксуса в нетрадиционных способах лечения и профилактики для человека и животных;
• подкисление почвы для растений, любящих почвы с низким pH;
• хороший фумигатор.

Символы [ править | править код ]

В Юникоде есть три алхимических символа уксуса:

Кандидат биологических наук Н. КУСТОВА

Начнем с того, что главным компонентом пищевого уксуса является уксусная кислота. Получать ее можно двумя способами: химическим — из продуктов сухой перегонки древесины и микробиологическим — в результате уксуснокислого брожения спиртосодержащих жидкостей, таких, как виноградное вино, сидр, пивное сусло, забродившие мед и соки различных фруктов или водный раствор этилового спирта (С 2 Н 5 ОН). В таких жидкостях окисление этанола до уксусной кислоты проводят в большинстве случаев уксусные бактерии Acetobacter aceti. В результате в готовом продукте оказывается не только кислота, но и небольшое количество сложных эфиров, альдегидов и других органических соединений. Именно благодаря этим веществам пищевой уксус обретает присущий ему особый вкус и приятный аромат. Разведенная же водой уксусная кислота, полученная химическим путем, лишена таких качеств. Считается, что в пищевой промышленности и в быту лучше использовать уксус, изготовленный биохимическим способом.

Технология производства уксуса имеет интересную и сложную историю. Еще в первом тысячелетии до новой эры виноделы заметили, что, если вино оставить в открытом сосуде, оно через некоторое время прокисает и превращается в уксус. Этим наблюдением и пользовались долгое время, не вдаваясь особенно в суть того, что происходит при этом с продуктом.

Один из самых "древних" способов производства уксуса принято называть орлеанским. В деревянные бочки особой формы, расположенные в утепленном помещении в несколько рядов одна над другой, в начале процесса заливают 10-12 л готового нефильтрованного уксуса. Эта порция — своего рода закваска, ведь в нефильтрованном уксусе содержится достаточно большое количество бактерий. К уксусу приливают примерно 10 л профильтрованного вина. Через восемь дней, если процесс идет нормально, доливают еще 10 л, и так до тех пор, пока бочка не заполнится до половины объема. После этого около 40 л готового продукта сливают, а к оставшемуся — вновь добавляют фильтрованное вино, и цикл повторяется. Весь цикл занимает от недели до месяца, зато продукт обладает таким высоким качеством, что этот неэффективный способ до сих пор применяется в винодельческих районах Франции.

Наряду с орлеанским способом существовал метод, описанный немецким ученым Бургавом (Boerhave) в 1732 году. Сейчас эта технология известна под названием "метод Шуценбаха". Суть его в том, что спиртосодержащую жидкость (в описании Бургава упоминается раствор хлебного спирта) пропускали сверху вниз через объем, заполненный тщательно вымоченными в уксусе крупными буковыми стружками. Эта технология оказалась значительно более производительной, чем орлеанский способ, и во всем мире она используется до сих пор.

И все же до работ Пастера в середине XVIII века не было понятно, за счет чего вино превращается в уксус. Пастер в большой статье "Исследование свойств уксуса" ("Etude sur le vinaegre") показал, что стерильный раствор спирта в воде на открытом воздухе практически не окисляется, а образование уксусной кислоты происходит благодаря работе уксусных бактерий. И для того, чтобы спирт окислялся эффективно, в жидкости необходимо создать оптимальные условия для их развития. Оказалось, что лучше всего эти микроорганизмы чувствуют себя при температуре около 30 о С и при концентрации спирта, не превышающей 12-14%. Дальнейшие (уже современные) исследования показали, что максимальная скорость роста А.aceti достигается при более низкой концентрации спирта. Характерной особенностью этих бактерий является и высокая потребность в кислороде. Долгое время считалось, что из-за сравнительно низкой растворимости кислорода в воде (и в растворе этилового спирта тоже) бактерии могут развиваться только на поверхности жидкости или в ее тонкой пленке. Это не противоречило и имевшемуся к тому времени промышленному опыту. При орлеанском методе бактерии развиваются в основном в верхнем слое жидкости в виде слизистой пленки, а при методе Шуценбаха жидкость стекает тонким слоем по поверхности стружек (рис. 1). Производительность аппаратуры, что по одному, что по другому способу, обычно составляет от 2 до 8 кг 100%-ной уксусной кислоты с 1 м 3 объема аппарата в сутки.

Основным аппаратом, в котором получают уксусную кислоту по методу Шуценбаха, является деревянный чан конической формы. На расстоянии 200-300 мм от основного днища в нем устанавливают горизонтальную перфорированную перегородку. Верхняя часть аппарата на 2/3 заполняется стружками, которые орошаются питательной для бактерий средой, содержащей некоторое количество уксусной кислоты (чаще всего это 6%-ный раствор), этиловый спирт (3-4%) и небольшое количество аммонийных и фосфатных солей. По мере протекания раствора бактерии, закрепившиеся, или, как теперь принято говорить, иммобилизованные на стружках, окисляют спирт в уксусную кислоту. В нижней части аппарата скапливается готовая продукция — 9%-ный уксус. В процессе окисления выделяется тепло, которое повышает температуру внутри аппарата до 30-35 о С. В результате разницы температур создается естественная и довольно интенсивная конвекция. Воздух поступает в патрубки под ложным днищем, проходит через аппарат и выходит в верхней его части. Так сама собой осуществляется аэрация, необходимая для работающих бактерий.

Несколько слов стоит сказать о стружках. Это не просто отходы от обработки древесины. Для загрузки в аппараты подходят только буковые стружки, закрученные в рулон диаметром от 2 до 5 см и высотой от 3 до 6 см. Серьезные требования предъявляются и к древесине. Она должна быть совершенно лишена любых видов гнили. Словом, стружки для уксусного производства — вещь совсем не дешевая.

В аппарат Шуценбаха загружается 1-1,5 м 3 стружек. На одном предприятии работают десятки таких аппаратов. Производительность аппаратуры при работе по данному способу низка и составляет не более 1,5 кг уксусной кислоты на 1 м 3 стружек в сутки (в пересчете на 100%-ную уксусную кислоту). При этом выход уксуса (от теоретически возможного при использовании исходного количества этилового спирта) не превышает 75%. Процесс ведется непрерывно, десятилетиями, без смены бактерий и стружки. Высокая кислотность заливаемого в аппарат раствора необходима для того, чтобы другие бактерии не могли "заселить" аппарат и испортить таким образом продукт. Это дает возможность вести производство уксуса без соблюдения стерильности. Единственный спутник уксусных бактерий в этом процессе — мелкие нематоды — угрицы. Они питаются бактериями и тоже легко переносят высокие концентрации уксусной кислоты. Уксус очищают от них фильтрованием после пастеризации, в результате которой они погибают и выпадают в осадок.

В настоящее время на подавляющем большинстве предприятий производство уксуса ведут циркуляционным способом Фрингса. Эта технология имеет немало общего с методом Шуценбаха. Здесь также используются аппараты, наполненные стружками, также на стружках иммобилизованы уксуснокислые бактерии, и также масса стружек орошается питательным раствором, содержащим спирт, уксусную кислоту и минеральные соли. Однако есть и существенные различия между этими методами. Прежде всего, это касается размера аппаратов. На некоторых предприятиях объем их заполненной стружками рабочей камеры достигает 60 м 3 . В такой аппарат (рис. 2) через специальную распределительную систему подают 10%-ный раствор спирта со скоростью в несколько раз большей, чем по методу Шуценбаха. При помощи насоса раствор многократно циркулирует через аппарат до тех пор, пока весь спирт не окислится и не образуется 9%-ный раствор кислоты. Около 10% исходного чистого спирта в этом процессе теряется. Цикл длится 5-6 дней, после чего повторяется.

В аппаратах большого объема тепловыделение оказывается настолько значительным, что в них приходится встраивать специальные теплообменники. Чаще всего в рабочей камере располагают змеевики, по которым циркулирует охлаждающая вода, но иногда приходится устраивать еще и дополнительные, так называемые выносные теплообменники, которые устанавлива ют снаружи аппарата в циркуляционном контуре.

При получении уксуса циркуляционным способом удельная производительность достигает 6-8 кг кислоты в сутки на 1 м 3 рабочего объема аппарата.

Но и у этого метода оказались существенные недостатки, главным из которых был, пожалуй, размер аппаратов. В начале шестидесятых годов ХХ века появилась технология, при которой уксуснокислые бактерии стали культивировать в специальных аппаратах — ферментерах в жидкости, — так называемый метод периодического глубинного культивирования.

Ферментеры для глубинного культивирования уксусных бактерий — это изготовленные из нержавеющей стали емкости, внутри которых размещаются перемешивающие устройства и аэраторы различных конструкций (рис. 3).

Процесс получения уксуса при периодическом глубинном способе заключается в следующем. От предыдущего цикла в аппарате остается жидкость (примерно 1/3 рабочего объема аппарата), которая служит посевным материалом для следующего цикла. В аппарат заливается до рабочего объема питательная смесь, содержащая уксусную кислоту и этанол. Перемешивающее устройство интенсивно перемешивает жидкость, а через аэратор непрерывно подается воздух. В начале цикла условия жизни для бактерий резко меняются, и в результате некоторое время не наблюдается их заметного роста, эта стадия в развитии микроорганизмов называется лаг-фазой. По окончании лаг-фазы концентрация спирта начинает уменьшаться, а кислоты — наоборот, расти. Некоторое время в аппарат приходится порциями добавлять раствор спирта. После того как концентрация уксуса достигает 9-10%, около 2/3 объема жидкости отбирается как готовый продукт, и цикл повторяется.

Производительность глубинных аппаратов в несколько раз выше, а сами они в несколько раз меньше, чем аппараты, заполненные стружками, в них значительно меньше потери этанола. Кроме того, отпадает необходимость применения древесных стружек. Немаловажно и то, что при глубинном способе возрастает культура производства.

В начале 70-х годов прошлого столетия у группы сотрудников кафедры "Машины и аппараты микробиологических производств" в Московском институте химического машиностроения (теперь это Московский государственный университет инженерной экологии), возглавляемой профессором Петром Ивановичем Николаевым, возникла идея совместить в промышленном масштабе микробиологические методы с приемами постановки и ведения процессов, хорошо отработанными в химической технологии. Для этого пришлось провести целый комплекс серьезных исследований. Вот ведь парадокс: процесс был известен уже как минимум два с половиной тысячелетия, но до середины ХХ века оставался в основном эмпирическим. До этого момента усовершенствования технологий касались прежде всего устройства аппаратов, а микробиологические аспекты разрабатывались весьма слабо.

В 60-е годы стали появляться работы, посвященные физиологии и биохимии уксусных бактерий. Они были направлены на изучение влияния концентрации кислорода и состава питательной среды, включая как минеральный фон, так и влияние этанола и самой уксусной кислоты. В это же время на кафедре микробиологии Ленинградского университета под руководством профессора М. С. Лойцянской были проведены исследования систематики, морфологии и физиологии этих бактерий. Были выделены штаммы бактерий, растущих в очень простой по составу среде, обладающей большой окислительной активностью, что оказалось необычайно полезно для промышленного производства уксуса.

Оптимальная температура для роста Acetobacter aceti — 25-30 о С. В качестве источника азота уксуснокислые бактерии используют минеральные соли, предпочтительно аммонийные. Ацетобактеры сами синтезируют все необходимые витамины и поэтому растут в питательных средах без их добавления.

Лучшим соединением углерода для бактерий рода Acetobacter является уксусная кислота. Хорошо растут они также в средах, содержащих этиловый спирт или молочную кислоту, превращая их в уксусную.

Исследованиями Ю. Л. Игнатова было показано, что накапливаемая в процессе уксусная кислота снижает окислительную активность бактерий и уменьшает удельную скорость роста клеток. Этот факт позволил П. И. Николаеву с сотрудниками организовать процесс получения уксусной кислоты в батарее из нескольких аппаратов глубинным способом в непрерывном режиме. В результате получилась оригинальная технологическая схема, в которой процесс получения 9%-ной уксусной кислоты ведут в четырех-пяти последовательно соединенных ферментерах (рис. 4). В такой батарее в первых двух, по ходу жидкости, аппаратах при сравнительно низкой концентрации уксусной кислоты бактерии размножаются с большой скоростью при высокой окислительной активности, что обеспечивает высокую продуктивность процесса. В последних по ходу жидкости аппаратах, работающих, напротив, при высоких концентрациях уксусной кислоты, продуктивность снижается, в них происходит в основном доокисление оставшегося в растворе спирта. Общая производительность всех аппаратов батареи значительно выше, чем одного, выпускающего уксус 9%-ной концентрации. Ю.Л. Игнатов показал, что производительность единицы рабочего объема аппарата, работающего по батарейному способу, может достигать 49,4 кг уксусной кислоты с 1 м 3 в сутки.

Разработанный способ был на удивление быстро внедрен на нескольких заводах. Сейчас по этой технологии работают Экспериментальный пищекомбинат в Балашихе, уксусные цеха в городах Горловка и Днепродзержинск на Украине, завод в Словакии.

Кандидат биологических наук Н. КУСТОВА, доцент Московского государственного университета инженерной экологии. Подробности для любознательных

Краткие сведения о химизме окисления этанола в уксусную кислоту Acetobacter aceti

Итоговая реакция окисления этилового спирта в уксусную кислоту выглядит следующим образом:

С 2 Н 5 ОН СН 3 СООН + Н 2 О + Q

По современным представлениям, окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями вида Acetobaсter aceti — двухфазный процесс. Этанол окисляется алкоголь- и альдегиддегидрогеназами с образованием уксусной кислоты и двух молекул НАДН 2 . (Этот фермент отвечает за перенос водорода в дыхательной цепи.)

Алкогольдегидрогеназа Acetobacter aceti содержит недавно открытую простетическую группу метоксантин, или пирролохинолинхинон. Этот фермент находится на внешней стороне плазматической мембраны и катализирует окисление этанола в уксусную кислоту. Метоксантин частично попадает в питательную среду и в пищевой уксус, придавая ему слегка желтоватую окраску.

Это будет выглядеть так:

Скопируйте текст ниже:
"/>

Описание

Уксус 9% (столовый) – прозрачная бесцветная жидкость, имеет специфический резкий аромат и остро-кислый вкус. Без него невозможно представить любую консервацию. Для получения данного продукта достаточно развести 70-80% уксусную кислоту (эссенцию) дистиллированной или кипяченой водой до необходимой пропорции.

Исторический факт! Уксус начали изготовлять еще тысячелетия назад, однако путем естественного брожения вина. Его применяли как растворитель и антисептик.

Состав

Столовый уксус богат:

• бета-каротином;
• витаминами (А, Е, С, К, РР и группы В);
• минералами (натрий, фосфор, фтор, железо).

Польза

Уксус 9% оказывает антисептическое, антибактериальное и противовоспалительное воздействие. При простуде и вирусных инфекциях его необходимо добавить в воду, используемую для влажной уборки в помещениях.

Также его добавляют в теплую воду для полоскания горла при ангине, фарингите и других острых респираторных заболеваниях.

Интересно! С целью профилактики людей, проживающих с больным, столовый уксус распыляют в комнате, где он находится.

Уксус обладает жаропонижающим эффектом. Ним обтирают больного при высокой температуре, чтобы облегчить лихорадочное состояние.

А вы знаете? Учеными доказано, что этот продукт является эффективным антидотом от укусов медуз. Именно от этого в Австралии в 1993 г. погибло 70 людей.

Между прочим, эта жидкость воздействует как моче- и желчегонное средство. Ее рекомендуют употреблять людям с пониженной кислотностью желудка, плохим аппетитом или при его отсутствии.

Важно знать! Столовый уксус имеет высушивающий эффект. Это свойство нужно учесть при его использовании вовнутрь.

Худощавым людям нужно с осторожностью добавлять этот продукт в блюда из своего рациона, поскольку он будет лишь истощать организм. Однако вышеупомянутый эффект может быть полезен при избыточном весе.

При этом, регулярное его употребление в качестве приправы для блюд может привести к нарушению зрения и пожелтению лица.

Применение в кулинарии

Столовый уксус занимает почетное место в кухнях мира. Традиционно его используют при консервации овощей. Не менее популярным применением является гашение соды в процессе приготовления теста для придания мягкости и воздушности блинам, оладьям, кексам, бисквитам и другим видам выпечки.

Интересно! Всего несколько капель этой добавки сохранят насыщенный цвет шпината, свеклы, спаржи и цветной капусты.

Поскольку уксус способствует размягчению мышечных волокон, он служит незаменимым компонентом разнообразных соусов и маринадов для мясных блюд. Он входит в состав майонеза, кетчупов и горчицы.

Также его добавляют в первые блюда (солянки, щи, борщи) для получения более выразительных вкусовых качеств.

Ограничения по употреблению

Врачи настоятельно рекомендуют исключить употребление этого продукта людям пожилого возраста и при таких недугах:

• артрит;
• гастрит;
• запор;
• язва;
• простатит;
• половая слабость или другие проктологические заболевания.

Калорийность 11кКал

Белки: 0г. ( ∼ 0 кКал)

Жиры: 0г. ( ∼ 0 кКал)

Углеводы: 3г. ( ∼ 12 кКал)

Энергетическое соотношение (б|ж|у): 0% | 0% | 109%