Факультет

Студентам

Посетителям

Подготовительные операции для получения сока без мякоти

Доставка, приемка, хранение, мойка, инспекция сырья при производстве плодово-ягодных соков осуществляются так же, как при выработке других видов фруктовых консервов.

Если виноградник находится вблизи от завода, то иногда практикуют перевозку винограда в контейнерах. Это позволяет механизировать погрузочно-разгрузочные операции, но увеличивает потери сырья и затрудняет его мойку.

Косточковые плоды, а также виноград моют в вентиляторной моечной машине; семечковые плоды — последовательно в роторной и вентиляторной машинах. Нежные ягоды, такие, как малину, клубнику, ежевику, красную смородину, во избежание деформации моют, погружая их несколько раз в сетках в ванну с проточной водой, а затем осторожно ополаскивая под душем.

Промытое сырье осматривают на конвейере, отбраковывая негодные экземпляры. Плодоножки у плодов, как правило, не удаляют, так как при прессовании они выполняют роль дренирующего материала, способствуя лучшему вытеканию сока. Ягоды очищают от чашелистиков и плодоножек, чтобы сок не получил травянистого привкуса.

Обработка сырья для повышения выхода сока производится следующими методами.

Механическое измельчение. Почти все виды плодов и ягод подвергают до прессования той или иной механической обработке: дроблению, раздавливанию, резке и т. п. Под влиянием механического воздействия клетка, как живой организм, погибает.

Естественно, что механическое измельчение только тогда дает должный технологический эффект, когда большая часть клеток повреждается. Однако ввиду малого размера клеток механическое измельчение затрагивает лишь небольшое их количество. Например, при измельчении плодов на кусочки размером 0,3 см непосредственному повреждению подвергается лишь около 15% общего количества клеток, имеющих размеры 50 мкм.

Вместе с тем такая степень измельчения считается, например, для яблок достаточной, так как обеспечивает выход сока при прессовании 60—65%. Сравнительно высокий выход сока при малом количестве поврежденных клеток объясняется тем, что у многих растительных тканей повреждение одной клетки вызывает отмирание соседних клеток. В таких случаях большое влияние на выход сока оказывает степень измельчения плодов. Так, например, если яблоки нарезать на ломтики, то выход сока при отжиме будет 30—35%, а если измельчить на мелкие кусочки, то 65—70%.

Хотя механическое воздействие не обеспечивает полного извлечения сока при последующем отжиме, все же благодаря простоте этого способа он наиболее распространен при выработке соков.

Вследствие различия строения и прочности ткани разных плодов конструкция дробилки и желательная степень измельчения дробленой массы выбираются в зависимости от вида перерабатываемого сырья. Слишком крупное дробление не обеспечивает достаточного разрушения ткани, что затрудняет отжим сока. В то же время нельзя и слишком мелко дробить сырье, чтобы при прессовании не произошла закупорка каналов, по которым стекает сок.

Дробленая масса плодов или ягод носит название мезги. Полученная мезга должна немедленно поступать на дальнейшую обработку во избежание нежелательных окислительных процессов, протекающих под воздействием кислорода воздуха. Кроме того, дробленая плодовая масса представляет собой среду, благоприятную для микробиологических процессов.

Нагревание. Этот метод основан на том, что под действием высокой температуры белки протоплазмы коагулируют и клеточная проницаемость увеличивается. Кроме того, нагревание обусловливает переход красящих и ароматических веществ из мякоти и кожицы в сок. При подогреве инактивируются ферменты.

Скорость и степень коагуляции белков протоплазмы зависят от температуры подогревания. Обычно плоды нагревают до 80—85° С в горячей воде либо паром.

Обработку в горячей воде применяют для слив, малины, черной смородины, брусники, крыжовника. Плоды или ягоды бланшируют в горячей воде чаще всего в целом виде.

Обработанное сырье прессуют, а оставшуюся воду используют для бланширования еще двух-трех порций сырья. Вода постепенно обогащается экстрактивными и красящими веществами сырья. Такой экстракт добавляют к соку, полученному при прессовании. Изготовленный этим способом сок нуждается в подслащивании.

Описанный комбинированный метод, применяющийся для получения сока из слив, получил название экстракционно-прессового. Этот метод обеспечивает значительный выход сока, но качество продукции из-за разбавления водой получается невысокое.

Вместо бланширования в воде плоды можно обработать паром в ленточном шпарителе. В этом случае не происходит разбавления сока водой. Кроме того, отпадает надобность в подслащивании и сок получается натуральный, красивый и хорошего вкуса.

При изготовлении соков нельзя применять шпарители, в которых большая масса плодов залегает высоким слоем, как, например, при шпарке плодов в производстве пюре. При нагревании в таких аппаратах плоды перегреваются, раздавливаются и плохо отдают сок при прессовании.

Ягоды (малину, ежевику, бруснику, темноокрашенный виноград), а также мезгу иногда подогревают в двутельном котле при непрерывном перемешивании механической мешалкой.

Тепловая обработка плодов перед прессованием является простым и эффективным методом повышения сокоотдачи. Однако в ряде случаев сок при нагревании приобретает неприятный («вареный») привкус, а мезга — вязкую, слизистую консистенцию, затрудняющую и замедляющую последующий процесс прессования.

Обработка ферментными препаратами плесневых грибов. Одним из методов повышения сокоотдачи является обработка мезги ферментными препаратами плесневых грибов, например, Aspergillus avamori. Эти препараты получают путем выращивания плесневых грибов на питательных средах, богатых пектином (яблочные выжимки, морковный отвар и др.), с последующим высушиванием и размалыванием разросшейся грибницы.

В процессе роста плесени в питательной среде накапливаются вырабатываемые микроорганизмами пектолитические ферменты и вещества, помогающие им извлечь необходимое для питания содержимое клеток растительного материала, на котором их выращивают.

После того как грибница разрослась, выращивание прекращают путем высушивания среды. В полученном препарате живой плесени уже нет, но имеется выработанный ею ферментативный комплекс, который и является впоследствии средством повышения сокоотдачи обрабатываемой плодовой мезги.

Техника ферментативной обработки состоит в следующем. В подогретую до 40—45° С (оптимальная температура для действия ферментов) мезгу добавляют при тщательном перемешивании вытяжку из препарата, полученную настаиванием на 5—10-кратном количестве сока в течение нескольких часов. Количество расходуемого сухого препарата зависит от его пектолитической активности и составляет в среднем 0,5—0,6% к массе мезги. Перемешанную с вытяжкой мезгу выдерживают в течение 3—4 с при 40—45° С. При понижении температуры длительность процесса увеличивается.

Механизм действия ферментных препаратов на плодовую мезгу заключается в следующем. Вначале пектолитические ферменты разрушают протопектин, цементирующий отдельные клетки растительной ткани между собой, в результате чего клетки разъединяются и ткань разрыхляется.

Кроме того, расщепляется протопектин, инкрустирующий клеточные оболочки, что ослабляет их механическую прочность и, следовательно, защитные свойства в отношении находящихся под ними протоплазменных мембран, которые становятся из-за этого более уязвимыми к механическим повреждениям и иным воздействиям. Далее в клетку проникают протеолитические ферменты и некоторые вещества неферментного характера, токсически действующие на протоплазму, вызывая коагуляцию белково-липоидных коллоидов и гибель растительной клетки. Этому способствует и длительное воздействие температурного фактора, хотя уровень его весьма умерен. В результате этих превращений клеточная проницаемость увеличивается, протоплазменные мембраны разрываются и сокоотдача сырья резко возрастает.

Обычно по прошествии нескольких часов выдержки значительная часть сока вытекает самопроизвольно, покрывая мезгу в сборнике.

Преимущество ферментативной обработки перед тепловой состоит в том, что вследствие расщепления пектиновых веществ уменьшается вязкость сока, менее слизистой становится и мезга, благодаря чему значительно облегчается последующее прессование, увеличивается скорость вытекания сока, что интенсифицирует процесс отжима и снижает потери сока, связанные с прилипанием его к мезге.

Ферментативный метод обработки мезги хотя и является громоздким, но может быть рекомендован, особенно для таких плодов, как сливы, черная смородина.

Большое значение имеет качество используемых препаратов, их пектолитическая активность и степень очистки. Применение малоактивных препаратов приводит к резкому удлинению процесса, а плохо очищенные препараты придают соку неприятный посторонний привкус. Одним из лучших является выпускаемый в нашей стране очищенный порошкообразный препарат пектиназы аваморин. За рубежом в производстве плодовых соков применяют ферментные препараты, имеющие торговые названия быстрин (Болгарская Народная Республика), пектинол (США), фильтрагол (ФРГ) и др.

Обработка электрическим током. Этот метод обработки плодов и ягод, предназначенных для изготовления соков, разработан Б. Л. Флауменбаумом и заключается в том, что через плоды или мезгу пропускается переменный электрический ток напряжением 220 в. При этом происходит почти мгновенная гибель протоплазмы, в результате чего увеличивается проницаемость клеток и выход сока при прессовании значительно возрастает.

Метод получил название электроплазмолиза. Параметры его устанавливаются с помощью осциллографирования.

Раздражающее влияние электрического тока на живую ткань известно в биологии давно. Электрический ток в растительной ткани вызывает передвижение ионов. Их свободному переносу препятствует полупроницаемый слой протоплазмы. Вследствие этого белковые вещества подвергаются воздействию высокой концентрации ионов, скопляющихся у протоплазмы, и коагулируют. Таким образом, действие электрического тока в данном случае можно рассматривать как частный случай физиологического действия ионов.

Электроплазмолизатор, предназначенный для обработки плодов электрическим током, представляет собой два горизонтальных цилиндрических валка-электрода, смонтированных на станине. Валки изготовлены из нержавеющей стали и изолированы от подшипников и станины. Ток подводится к каждому валку через укрепленные на валах коллекторные кольца.

Сырье, проходя непрерывно через валки, замыкает электрическую цепь. Продолжительность обработки измеряется долями секунды и зависит от напряжения тока, а также зазора между электродами, т. е. от толщины слоя сырья. Желательно, чтобы эта толщина находилась в пределах 1—3 мм. Для косточковых плодов расстояние приходится увеличивать до 4—5 мм, с тем чтобы не вызвать дробление косточек валками.

Поверхность валков-электродов может быть гладкой или рифленой. Если валки рифленые, то расстояние между ними в разных местах неодинаковое, и поэтому сырье обрабатывается неравномерно. Однако гладкие валки плохо захватывают частицы мезги и совсем не захватывают целых плодов шаровидной формы. Поэтому приходится применять неглубокое рифление валков. Для улучшения захватывания плодов (мезги) и обеспечения нужного эффекта электрической обработки валки-электроды должны иметь диаметр 250—300 мм.

При эксплуатации электроплазмолизатора должны быть приняты меры защиты обслуживающего персонала от действия электрического тока. С этой целью аппарат монтируют на деревянной площадке, пол которой выстилают резиновым ковром. Металлические конструкции площадки и станины аппарата заземляют. Щит с рубильником и измерительными приборами монтируют вне площадки. Вход к месту установки электроплазмолизатора закрывают дверцей, снабженной контактами, автоматически выключающими аппарат при открывании дверцы.

Семечковые и косточковые плоды перед подачей в электроплазмолизатор измельчают. Виноград и другие ягоды обрабатывают в целом виде. Очень жидкую мезгу пропускать через электроплазмолизатор не следует, так как при этом значительно увеличивается потребление тока.

Электроплазмолизатор работает при напряжении тока 200—220 в и силе тока 50—75 а.

Мгновенность электрической обработки позволяет осуществлять процесс электроплазмолиза в непрерывном потоке.

Исследования, проведенные в Одесском технологическом институте пищевой и холодильной промышленности, а также учеными Народной Республики Болгарии, показали, что при кратковременной электрической обработке (1—2—4 сек), какая и применяется в промышленных условиях, никаких нежелательных изменений качества плодов не происходит.

Замораживание. Замораживание с последующим оттаиванием, так же как и нагревание, облегчает извлечение сока при прессовании. Однако сущность действия замораживания на протоплазму совсем иная, чем нагревания. И. Туманов отмечает, что гибель растения при замерзании является результатом совместного влияния на клетки обезвоживания растений в процессе льдообразования, токсического действия повышенной концентрации кислот и солей клеточного сока, быстрого замерзания или быстрого оттаивания растений, механического давления образующихся внутри растения кристаллов льда на клетки и пр.

При замораживании растворов, как известно, кристаллизуется растворитель (вода). Это и приводит к обезвоживанию клетки и повышению концентрации растворенных веществ. В очень обезвоженных клетках частицы коллоидной степени дисперсности сближаются. В этих условиях достаточно небольшого давления, чтобы повредить протоплазму, вызвать необратимые изменения ее структуры и гибель клетки как живого организма.

Выдержка замороженного сырья на выход сока не влияет. Поэтому, как только плоды замерзли, их следует направлять на дальнейшую переработку.

После замораживания плоды оттаивают. Размораживание на воздухе длится около суток. Процесс можно сократить до 15—20 мин путем размораживания плодов в холодной воде. Объемное соотношение воды и плодов должно быть не менее чем 2:1. При малом количестве воды может произойти смерзание плодов в ледяные глыбы, которые оттаивают медленно. Во избежание этого при загрузке плодов в воду нужно их перемешивать.

Замораживают преимущественно ягоды — землянику, малину, ежевику, голубику, красную и черную смородину и клюкву.

Замораживание является хотя и эффективным, но довольно длительным и громоздким процессом.

Обработка ультразвуком. Ультразвуком называются упругие колебания частотой свыше 20 000 в секунду. Под его влиянием клетки растительной ткани повреждаются и выход сока увеличивается. Этот метод предложен Молдавским НИИПП для обработки виноградной мезги перед прессованием и повышает выход сока на 8—9%.

Однако виды сырья, отличающиеся плохой сокоотдачей, труднее поддаются такой обработке.

Нужный эффект ультразвуковой обработки может быть достигнут только в жидкой среде, если плоды или мезга залиты соком, предварительно извлеченным из этих плодов, что усложняет процесс.

Вибрационная обработка. Сокоотдача повышается при обработке мезги механической вибрацией частотой порядка 2500—3000 колебаний в минуту, повреждающей растительную ткань.

Механическая вибрация дает возможность получить дополнительно к обычной обработке около 10% сока. Метод пока еще промышленного распространения не получил.

Электроимпульсная обработка. Открытый Л. А. Юткиным электрогидравлический эффект является новым физическим методом обработки всевозможных материалов, в том числе и растительного сырья. При высоковольтном импульсном разряде в жидкости возникает могучий электрогидравлический удар, сопровождающийся ультразвуковыми, кавитационными и резонансными явлениями, а также возникновением импульсного электромагнитного поля.

Все эти факторы интенсивно воздействуют на биологические системы, вызывая коагуляцию белков протоплазмы и повышение клеточной проницаемости.

Производственные испытания, выполненные Николаевским бюро электрогидравлики и УкрНИИКПом, показали, что выход сока из винограда после такой обработки увеличивается на 6—8%.

Электроимпульсная обработка требует еще в большей мере, чем электроплазмолиз, особых мер защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Кроме того, она, так же как обработка ультразвуком, возможна только в жидкой среде.

Обработка ионизирующими излучениями. Исследования, проведенные во ВНИИКОПе, показали, что под действием ионизирующих излучений разрушается протопектин клеточных оболочек, повышается проницаемость клеток и они легче отдают сок. В частности, обработка винограда γ-лучами увеличивает выход сока на 7—10%. Желательные дозы облучения 400—600 тысяч рад. Более высокие дозы облучения приводят к сильному размягчению ткани, затрудняющему отделение сока, а также вызывают потемнение сока.

Однако, по данным ОТИПиХПа, клетки таких видов растительного сырья, как сливы, черная смородина, айва, требуют для своего повреждения именно высоких доз — порядка 800—1600 тыс. рад.

Данный вид обработки уступает по скорости воздействия таким методам, как электроплазмолиз, электрогидравлический эффект, нагревание и др. (требуемое время облучения в зависимости от мощности установки составляет 30—60 мин).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: