Екстрагування розчинних речовин з різних твердих тіл є найбільш поширеним процесом при виробництві концентратів, екстрактів і безалкогольних напоїв. Сировина, що піддається екстрагуванню, відрізняється великою різноманітністю форм, розмірів, механічних, тепло- фізичних і фізико-хімічних властивостей.
Екстрагуванням називається витяг одного або декількох компонентів з твердого тіла за допомогою водно-спиртового або іншого розчинника, що володіє виборчої здатністю розчиняти тільки ті цільові компоненти, які необхідно виділити. Рушійною силою цього процесу є різниця концентрацій екстрагуються речовини в рідині, що заповнює пори твердого тіла, і в основній масі екстрагенту, що знаходиться в контакті з поверхнею твердих частинок. Механізм екстрагування включає в себе проникнення екстрагента в пори твердого матеріалу, розчинення цільових компонентів, перенесення речовин, що екстрагуються з глибини твердої частинки до поверхні розділу фаз за допомогою молекулярної дифузії або массопроводності і перенесення речовин від поверхні розділу фаз вглиб екстрагента за допомогою конвективної дифузії. Швидкість екстрагування визначається рушійною силою процесу і дифузійним опором.
Використання концентрованих основ для виготовлення різних видів безалкогольних напоїв має ряд переваг перед іншими способами. У технологію напоїв з ароматичної і екстрактивної частин концентрату входять їх купажування відповідно до рецептури, змішування з водою, насичення двоокисом вуглецю і розлив у пляшки або Інші ємності. Таке виробництво безалкогольних напоїв призводить до поліпшення технологічної дисципліни, сприяє стабілізації і поліпшенню якості продукції, що випускається.
Основними вимогами, що пред'являються до якості концентрованих Ьснов, є: використання високоякісної сировини, забезпечення терміну зберігання та біологічної стійкості протягом одного року, повна розчинність в купажних сиропах, збагачення напоїв біологічно активними речовинами, реалізація для промислової переробки і продаж у роздрібній мережі, отримання широкого асортименту безалкогольних напоїв з оригінальними ор- ганолептіческімі характеристиками.
Технологічний процес на основних стадіях виробництва повинен відрізнятися мінімальними витратами ручної праці і відповідати умовам, що пред'являються сучасному харчового підприємству для випуску концентратів, екстрактів і безалкогольних напоїв.
Найбільш перспективним для виробництва концентрованих основ безалкогольних напоїв є рослинна сировина, складний хімічний склад якого і його терапевтичний вплив на організм людини визначають можливість створення напоїв з цільовим призначенням (антистресові, профілактичні, тонізуючі та ін.). Крім того, присутність в рослинній сировині, а отже, і в отриманих з нього екстрактах природних консервантів дозволяє підвищити біологічну стійкість безалкогольних напоїв до 30 діб і більше. До природних консервантів належать карбонові та оксикарбонові кислоти, флавоноїди, вітаміни, ефірні масла, антоціани і ін.
Оригінальні особливості рослинних екстрактів, що становлять основу безалкогольних напоїв, дозволяють створювати в них повні смакові тони, що гармонійно поєднуються з ніжною ароматної гамою і надають напою своєрідний колорит. А наявність в екстрактах фарбувальних речовин обумовлює певний колір без використання традиційних харчових і штучних барвників.
В даний час на більшості заводів при отриманні рослинних екстрактів широко використовують технологію тривалого настоювання сировини з екстрагентом, в якості якого в більшості випадків застосовують спиртові розчини з масовою часткою спирту 40-80%. Виготовляють водні настої рослинної сировини також шляхом затоки окропом і витримування при температурі 70-80 "С протягом 4-6 ч. Цей спосіб переробки рослинної сировини не дозволяє максимально використовувати екстрактивні речовини і отримати екстракти, збагачені речовинами вуглеводної і білкової природи," мікро - і макроелементами, ароматизирующими і дубильними речовинами, вітамінами, органічними кислотами, глікозидами і іншими сполуками. Тому при виборі способу екстракції і екстрагента необхідно враховувати їхню виборчу здатність.
Водна обробка рослинної сировини при певний умовах дозволяє переходити в розчин таким основним смаковим і ароматизуючим з'єднанням, як пектини, моно-, ди-і трісахаріди, барвники, таніди, циклічні спирти, органічні кислоти і деякі мінеральні сполуки. При використанні органічних розчинників (замість води) в розчин потрапляють воски, смоли, масла, феноли, терпени, олі- фатические і ароматичні вуглеводи, стерини та інші сполуки.
Слід зазначити, що при екстракції важливу роль відіграє жорсткість води, яка може чинити негативний вплив на витяг з сировини ряду речовин. Суттєве значення мають також в'язкість, коефіцієнт дифузії, поверхневий натяг і константа дисоціації екстрагентів.
При інтенсифікації процесу екстракції можна впливати на рослинну сировину декількома способами: фізичним (в електромагнітному і ультразвуковому полях), механічним, термодинамічним, гідравлічним, в турбулентному потоці екстрагента та ін. При цьому особливе значення має попередня обробка сировини ферментними композиціями. З цією метою використовують амилолитические, протеолітичні, пектолітіческіе і цитолитические ферментні препарати. Речовини, що формують смак і аромат, а також зумовлюють властивості рослинних елементів, знаходяться в клітинному соку рослин і бувають пов'язані з різними структурними елементами клітин і їх оболонок. Отже, при отриманні екстрактів з сухого рослинної сировини необхідно зруйнувати клітинні стінки за допомогою цитолитических ферментів. За рахунок цього збільшується вихід екстрактивних, ароматичних і фарбувальних речовин, а також други? антимікробних і біологічно активних речовин. Комплексна ферментативна обробка сировини в залежності від його хімічного складу і структурно-механічних властивостей сприяє зменшенню витрат сировини на одиницю готової продукції до 15%. Ферментативний гідроліз речовин рослинної сировини поєднується з будь-яким з існуючих способів екстракції, дозволяє інтенсифікувати процес і значно поліпшити якість готової продукції.
Для повного задоволення попиту населення на різні види безалкогольних напоїв необхідно будувати комплексні цеху з виробництва концентратів, що включають як мінімум три технологічні лінії:
з виробництва екстрактів з пряно-ароматичної сировини, які є ароматичної, смакової і консервирующей частиною напоїв;
з виробництва концентратів з різних видів плодово ягідної і зернового рослинної сировини;
по виробництву сухих рослинних і порошкових сумішей для безалкогольних напоїв.