Экспериментально установлено, что нагрев растительного сырья горячей водой, паром или горячим воздухом вызывает увеличение показателей клеточной проницаемости для ионов Кп и неэлектролитов d30. Причем при быстром повышении температуры наиболее резкие изменения Кп происходят в интервале 60—80 °С, создавая впечатление о существовании какой-то летальной точки. На самом же деле, как показала С. М. Литвинова, одной летальной точки не существует, а имеется довольно широкая область летальных температур, и клеточную проницаемость можно сильно повысить, применяя умеренное нагревание, даже до 40—50 °С, но в течение более продолжительного промежутка времени.
С помощью точного осциллографического метода определения клеточной проницаемости установлено, что при графическом изображении экспериментальных данных о летальном времени для плодовых клеток при различных температурах в полулогарифмических координатах летальная кривая, как и кривая смертельного времени, выпрямляется. Это дает возможность характеризовать эту кривую теми же аналитическими выражениями, которыми пользуются в аналогичных случаях применительно к микроорганизмам. Полученная летальная температурная кривая представляет немалый теоретический интерес, ибо лишний раз доказывает, что изменения, происходящие в плодовых и микробных клетках под влиянием различных экстремальных воздействий, подчиняются одним и тем же закономерностям, которые могут быть описаны формулой
lg(τд:τэ) = (Тэ – Тд):Z, где τд — время повреждения клетки при любой данной температуре Тд; τэ — время повреждения клетки при эталонной температуре Тэ, принятой за мерило для сравнения с ней любых данных температур; Z — константа термоустойчивости, °С.
Константа Z для айвы и яблок оказалась равной 40°С, что указывает на значительно меньшую устойчивость плодов к температурному фактору по сравнению с плесенями и дрожжами, у которых значение Z составляет 8 °С. Располагая значениями Z для различных плодов, можно использовать полученное уравнение и для чисто инженерных целей, имея в виду расчет минимально необходимого времени тепловой обработки плодов.
Аналогичные изменения при воздействии высоких температур претерпевает показатель клеточной проницаемости для неэлектролитов d30. Кинетика диффузии представителей упомянутых ранее трех групп растительного сырья показана на рисунке. Часть образцов до выщелачивания не подвергалась тепловой обработке, часть же нагревалась до 70—80 °С.
Из рисунка можно определить, что коэффициент эффективности тепловой обработки Кэ. т (Кэ. т — отношение d30 прогретого сырья к d30 сырья, необработанного нагреванием) с точки зрения диффузионных процессов находится в пределах 1,5—2,5, что имеет большое значение для плодов I и II групп, характеризующихся более низкими первоначальными значениями показателя клеточной проницаемости для неэлектролитов.
С увеличением показателей клеточной проницаемости тканей, прошедших предварительную тепловую обработку, повышается выход сока при отжиме. Это увеличение особенно заметно для плодов, характеризующихся в свежем виде плохой сокоотдачей (сливы, черная смородина, кизил).
Примерно так же влияют на цитоплазменные мембраны плодовых клеток и низкие температуры. Исследования показали, что при охлаждении растительной ткани показатель клеточной проницаемости равномерно понижается вплоть до достижения точки замерзания. При последующем отогревании охлажденной ткани Кп так же равномерно повышается, достигая в конце отогревания своего первоначального значения. Это указывает на то, что при охлаждении, не доходящем до замораживания, происходящие в цитоплазме коагуляционные процессы обратимы.
При замораживании же растительной ткани, цитоплазменные оболочки клеток разрушаются. Поэтому при отогревании замерзшей ткани показатели клеточной проницаемости Кп и d30 резко возрастают и, минуя первоначальную величину, быстро достигают высоких значений, характерных для убитой ткани, что способствует интенсификации диффузионных процессов при выщелачивании сырья холодной водой. Коэффициент эффективности замораживания Кэ. з (Кэ. з — отношение d30 сырья, подвергшегося замораживанию, к d30 необработанных образцов) находится в пределах 2—3.
Кинетика клеточной проницаемости растительной ткани (а) и выхода сока (б) из свежего сырья или после охлаждения (1) и замораживания (2)
При предварительном замораживании сырья значительно увеличивается и выход сока при последующем прессовании, например для абрикосов в 1,5—2,5 раза.
Источник: Б.Л. Флауменбаум, С.С. Танчев, М.А. Гришин. Основы консервирования пищевых продуктов. Агропромиздат. Москва. 1986