УДК 664:66-9
СВЧ-СТЕРИЛИЗАЦИЯ ЯБЛОЧНОГО ПЮРЕ © 2015 г. Ю.М. Егоров, Ю.А. Кожевников, В.В. Фигурская
Целью исследований являлось определение режимов статического воздействия электромагнитного СВЧ-поля на образцы яблочного пюре, после которого не будет происходить закисания и порчи продукта в течение длительного времени при комнатной температуре хранения в герметично закрытых контейнерах, а также моделирование полученных режимов в динамике, т.е. осуществление СВЧ-стерилизации яблочного пюре в потоке.
Для обеспечения длительного хранения яблочного пюре в настоящее время применяется стерилизация - тепловая обработка (выдержка при 120 °С в течение 30 минут), при которой в нем погибают все микроорганизмы, но при этом все полезные качества яблок утрачиваются. При обработке электромагнитным СВЧ полем температура пюре, при которой гибнут гнилостные микроорганизмы, лежит в пределах 85-
90 оС. При такой стерилизации полевое и тепловое воздействия на пюре очень кратковременны (витамины не успевают разлагаться), что позволяет сохранить в яблочном пюре больше полезных веществ, чем при традиционной стерилизации. К тому же СВЧ-стерилизация значительно ускоряет технологический процесс и существенно снижает энергозатраты на обработку единицы продукции. Наиболее эффективно применение СВЧ-стерилизации с использованием асептической упаковки bag-in-box ("мешок в коробке"), т.е. ёмкостей со стерилизованными внутренними поверхностями и имеющих горловины со встроенными клапаном и краном, в которых продукция может храниться без холодильника более года.
Полученные результаты позволили сформулировать требования к технологической установке по стерилизации СВЧ-полем яблочного пюре, а также разработать техническое задание на её изготовление.
Ключевые слова: яблочное пюре, стерилизация, электромагнитное СВЧ-поле, качество, энергосбережение.
The purpose of research was to determine the effects of electromagnetic static microwave field modes on the apple sauce samples, after which there will be no souring and spoilage of the product for a long time at room temperature storage in sealed containers to simulate obtained modes in the dynamics, i.e. implement microwave applesauce sterilization in the stream.
To ensure the long-term storage apple sauce sterilization is currently being used, that is heat treatment (holding at 120 °C for 30 minutes), in which all microorganisms are killed, but with all the useful qualities of apples are lost. When processing the microwave electromagnetic field sauce temperature, to kill off putrefaction microorganisms is in the range 85-90 °C. When sterilizing field and thermal effects on the sauce are very short (vitamins do not have time to decompose), allowing you to keep in applesauce more nutrients than traditional sterilization. Besides microwave sterilization significantly accelerates the process and reduces the energy consumption per unit during product processing. The most effective use of microwave sterilization is using aseptic "bag in a box" packaging, i.e. sterilized containers with inner surfaces and having a neck with integrated valve and tap, in which products can be stored without refrigeration for more than a year.
The obtained results allowed us to formulate requirements for the microwave field apple sauce sterilization device and also to develop a technical specification for its manufacture.
Key words: applesauce, sterilization, electromagnetic microwave field, quality and energy efficiency.
Введение. Из научной литературы и из практики известно, что обработка электромагнитным СВЧ-полем определенной мощности продуктов с микроорганизмами приводит к гибели последних, не только за счет теплового, но и за счет полевого воздействий. В работах приведены примеры СВЧ-технологий с применением генераторов СВЧ, разработанных на базе магнетронов от бытовых микроволновых печей.
Использование таких генераторов в технологических установках по
переработке продукции АПК значительно снижает их стоимость.
Исследования по экспериментальной обработке электромагнитным СВЧ-полем яблочного пюре проводились на производстве ООО «КОНЭКС» совместно с МКБ «Горизонт».
Цель исследований. Определить режимы статического воздействия
электромагнитного СВЧ-поля на образцы яблочного пюре, после которых не будет происходить закисания и порчи продукта в течение длительного времени при комнатной температуре хранения в герметично закрытых контейнерах. Смоделировать полученные режимы в динамике, т.е. осуществить СВЧ-стерилизацию яблочного пюре в потоке.
Методика, результат
исследования. В процессе приготовления яблочного пюре существует три источника микроорганизмов:
1. Гнилостные образования, сохраняющиеся в яблоках при их измельчении и протирке.
2. Грибки и плесень, попадающие из воздуха окружающего пространства.
3. Микроорганизмы на внутренних стенках емкостей для расфасовки и хранения.
Предполагая, что основной источник микроорганизмов содержится в исходном продукте, а не в воздухе и не на стенках контейнера, для исследований брались яблоки, частично гнилые (на 10-15%).
Яблоки протирались на терке до состояния пюре, которое помещалось в пластиковые прямоугольные прозрачные контейнеры объёмом 200 мл и подвергалось обработке СВЧ-полем одинаковой мощности (800 Вт) в течение различного времени. После обработки СВЧ-полем контейнеры закрывались крышками, обеспечивающими
достаточную герметичность. Контейнеры с обработанным пюре хранились при комнатной температуре 18-20 °С.
Измерения температуры проводились тестером с термопарой, которая погружалась в пюре в различных точках сразу после СВЧ-обработки (для III партии). Разброс температуры по объему контейнера объясняется неоднородностью СВЧ-поля в проводимом эксперименте. Были обработаны СВЧ-полем три партии образцов.
I партия - образцы № 1-4, II партия -образцы № 6-10, III партия - образцы № 11-15. Время обработки каждого образца приведено в таблице.
Время обработки образца
№№ Время обработки, мин Температура после обработки, °С Дата обработки
1. 0 18 28.09.09 г.
2. 2,0 28.09.09 г.
3. 3,0 28.09.09 г.
4. 1,0 28.09.09 г.
6. 1,0 02.10.09 г.
7. 1,5 02.10.09 г.
8. 2,0 02.10.09 г.
9. 2,5 02.10.09 г.
10. 3,0 02.10.09 г.
11. 1,0 52-71 16.10.09 г.
12. 1,5 69-90 16.10.09 г.
13. 2,0 77-100 16.10.09 г.
14. 2,5 100-102 16.10.09 г.
15. 3,0 100-102 16.10.09 г.
I партия образцов хранилась две состояния пюре в контейнерах показала, недели при комнатной температуре с что образцы № 1 и № 4 имеют следы 28.09.09 г. по 09.10.09 г. Проверка брожения: № 1 (без СВЧ-обработки) -
брожение началось через сутки, № 4 (обработка СВЧ-полем 1 мин) - видимое брожение началось через трое суток. Образцы № 2 и № 3 (обработка СВЧ-полем 2 и 3 мин соответственно) были без следов брожения и имели вкус свежего пюре.
II партия образцов хранилась один месяц при комнатной температуре с 02.10.09 г. по 02.11.09 г. Образец № 6, обработанный СВЧ-полем в течение 1 мин, визуально забродил через трое суток: крышка вздулась, наблюдалось вытекание жидкой фазы пюре из контейнера. Образец № 7, обработанный СВЧ-полем в течение 1,5 мин, имел только видимые следы брожения в виде пузырьков в продукте, но крышка контейнера не вздулась. Образцы № 8, 9 и 10 не имели видимых следов брожения и имели вкус свежего пюре.
В III партии образцов, с такими же режимами обработки СВЧ-полем, что I и II партии, производилось измерение температуры пюре для каждого режима (таблица), но на хранение образцы не оставлялись, т.к. в обработанное пюре микроорганизмы могли вноситься термопарой.
Из вышеизложенного следует, что в образцах пюре, обработанных СВЧ-полем
в течение двух минут и более, не наблюдается процесс брожения. При этих режимах обработки температура пюре лежит в пределах 80-100 °С.
Для более точного определения нижней границы температуры,
обеспечивающей отсутствие брожения яблочного пюре при СВЧ-стерилизации, проводился эксперимент в динамике, т.е. осуществлялась обработка СВЧ-полем яблочного пюре в непрерывном потоке. С этой целью была создана экспериментальная установка (рисунок), состоящая из насоса, забирающего протёртое пюре из накопительного бункера при 70 оС и прокачивающего его через СВЧ-реактор (в виде волноводной нагрузки), к которому подключался СВЧ-генератор с выходной мощностью 1,5 кВт.
В эксперименте применялись двухмагнетронный СВЧ-генератор и волноводная водяная нагрузка. Для отбора пюре использовался промывочный выход насоса парового измельчителя яблок. С этого выхода через переходник с 040 на 010 пюре подавалось на волноводную нагрузку для обработки СВЧ-полем и сливалось в емкость для отбора контрольных образцов.
Схема эксперимента
20 ноября 2009 года на этой же экспериментальной установке проводилась обработка яблочного пюре в потоке.
Установили производительность насоса, обеспечивающую максимально
возможный расход пюре через волноводную нагрузку. Температура пюре на выходе из волноводной нагрузки была 70 °С. Сначала отобрали контрольный образец № 1 (без обработки СВЧ-полем) объемом 3
л. Затем включили один магнетрон (СВЧ-мощность ~ 900 Вт). Через 1,5 мин (время выхода экспериментальной установки на рабочий режим) температура пюре на выходе из волноводной нагрузки составляла 83^85 °С. В этом режиме отобран контрольный образец № 2 объемом 3 л.
При включении второго магнетрона (что соответствовало повышению СВЧ-мощности примерно в два раза) прохождение пюре через волноводную нагрузку прекратилось через 15 сек. Это объясняется тем, что при такой СВЧ-мощности и установленной
производительности насоса пюре в волноводной нагрузке быстро закипает, создавая паровую пробку, которую насос не смог прокачать. Еще один образец пюре (№ 3) был отобран при работе СВЧ-генератора на одном магнетроне. Температура пюре на выходе волноводной нагрузки была 85 °С. Каждая банка сразу же после загрузки пюре закатывалась крышкой. Образцы были оставлены на хранение при комнатной температуре в лаборатории завода «КОНЭКС».
Через месяц хранения (22 декабря 2009 г.) эти образцы были исследованы. Во всех образцах крышки на банках не вздуты, видимых следов брожения пюре у боковых поверхностей банок не наблюдалось. Пюре в образце № 1, отобранное при прокачке через
волноводную нагрузку без включения СВЧ-генератора (т.е. без обработки СВЧ-полем), имело участки белой плесени на поверхности, нейтральный запах и вкус слегка забродившего продукта. Пюре в образце № 2, отобранное при прокачке через волноводную нагрузку с включенным СВЧ-генератором (т.е. обработанное СВЧ-полем), имело чистую (без плесени) поверхность, запах и вкус свежеприготовленного пюре, а величина сухих веществ - в норме и равнялась 10,5 единицам. Желирование пюре из образцов № 1 и № 2 прошло нормально. Пюре в образце
№ 3 не имело следов брожения как на поверхности под крышкой, так и на стенках банки. Этот образец был оставлен
(без вскрытия крышки) на дальнейшее хранение.
Целью следующего эксперимента на вышеописанной установке была СВЧ-стерилизация яблочного пюре в больших объёмах (значительно больше 3-х литров) с дальнейшим хранением пюре в течение 65 суток. Температура яблочного пюре на выходе из волноводной нагрузки была в пределах 85-87 оС. Сначала отобрали пюре в четыре трёхлитровые банки, которые сразу закатали крышками, затем примерно 70 литров пюре загрузили в стерильный полиэтиленовый пакет, вставленный в пластиковую двухсотлитровую бочку. В бочке пюре оставили открытым остывать в течение суток в производственном помещении. Если бочку сразу закрыть крышкой, чтобы ограничить доступ микроорганизмов извне, то происходит «запаривание» пюре из-за большого его количества при слишком медленном остывании, приводящее к ухудшению качественных характеристик пюре. В трёхлитровых банках пюре остывало быстрее, чем в бочке, и не успевало «запарится». Трёхлитровые банки с пюре отправили на хранение в лабораторию, а пюре в бочке с закрытой крышкой хранилось в производственном помещении с 29.03.2010 г. по 11.06.2010 г.
Через 75 суток хранения были исследованы эти образцы пюре. Первым осмотрен образец пюре в пластиковой бочке. На поверхности пюре наблюдался слой белой плесени толщиной примерно 10 мм. После удаления плесени и извлечения части пюре из глубины оказалось, что пюре имеет нормальный цвет, на вкус -кисловатое и ощущается запах брожения. Полиэтиленовый мешок, в котором хранилось пюре 75 суток, не был вздут. (При наличии в пюре гнилостных микроорганизмов мешок бы раздуло уже через неделю хранения.) Это говорит о том, что брожение происходило не от микроорганизмов, изначально
находившихся в пюре до СВЧ-стерилизации, а от плесени, попавшей в пюре из воздуха при остывании в открытом виде в течение суток уже после СВЧ-стерилизации. Величина сухих
веществ в пюре составила 6,0 единиц, что однозначно говорило о процессе брожения.
Образцы пюре в трёхлитровых банках имели на поверхности под крышками зелёные пятна плесени (между поверхностью пюре и крышками был воздух). После удаления плесени проверялось качество пюре, взятое из глубины банок. Пюре имело запах, вкус и цвет только что протёртого пюре. Величина сухих веществ в каждом образце составила не менее 10,0 единиц, что говорит о полном отсутствии брожения в пюре. Последним исследовался образец пюре в трехлитровой банке № 3, обработанной СВЧ-полем 20 ноября 2009 года (прослойки воздуха между поверхностью пюре и крышкой практически не было). Этот образец находился на хранении 7 месяцев (210 суток). Никакой плесени на поверхности пюре не обнаружено. Пюре имело запах, вкус и цвет свежего пюре. Величина сухих веществ в норме 10,0 единиц.
Полагая, что плотность р и теплоёмкость с яблочного пюре, полученного после измельчения на паровой машине, имеют значения р = 1,056 г/см, с = 0,956 кал/г град. , можно оценить энергозатраты на СВЧ-стерилизацию единицы массы пюре. Объём трубочки волноводной нагрузки, находящейся в СВЧ-поле, через которую прокачивается яблочное пюре, равен 14 см. Зная выходную мощность СВЧ-генератора, работающего на одном магнетроне (900 Вт), и полагая, что вся она поглощается пюре,
Р = 4,19 т с АТ/ г, где Р - выходная мощность СВЧ-генератора [Вт]; т - масса пюре [г], (т = 14,78 г); с - удельная теплоёмкость пюре
[кал/г град]; АТ - приращение температуры [град]
за время г [с]. Можно найти время нагрева этого объёма пюре на 15 оС (от 70 до 85 оС) при прохождении через волноводную нагрузку. Это время равно одной секунде (г = 0,956 с). Следовательно, производительность
данной экспериментальной установки составляет (14,78 г х 3600 с = 53200 г/час) 53,2 кг/час. Мощность насоса, обеспечивающая такую
производительность, должна быть не более 0,1 кВт. Мощность СВЧ-генератора, потребляемая из сети, с учётом его КПД равна 1,3 кВт. Поэтому суммарную мощность принимаем равной 1,4 кВт. Тогда при скорости обработки пюре 53,2 кг/час будет израсходовано 1,4 кВт-ч электроэнергии, т.е. на 1 кг пюре затрачивается 0,0263 кВт-ч, а на 1 т - 26,3 кВт-ч. При стоимости 1 кВт-ч электроэнергии
4,6 рубля, СВЧ-стерилизация 1 тонны яблочного пюре обойдётся в 121 рубль. Кроме того, нужно учитывать затраты на асептическую упаковку bag-in-box и на охлаждение пюре от 85 до 40 оС, которые определяются способом охлаждения: водяное, воздушное, электрический холодильник, либо что-то другое. Так же нужно определить срок окупаемости такой технологии стерилизации.
Описанные выше исследования и их результаты позволяют предположить, что СВЧ-стерилизации можно подвергать пюре, полученное практически из любого вида плодоовощной продукции. Очевидно, для каждого вида пюре необходимо подбирать соответствующие режимы обработки электромагнитным СВЧ-полем.
1. Результаты проведенного эксперимента по обработке яблочного пюре электромагнитным СВЧ-полем показывают, что один из источников микроорганизмов в яблочном пюре (гнилостные образования) полностью устраняется СВЧ-стерилизацией при 85 оС, что обеспечивает хранение пюре практически в свежем виде при комнатной температуре семь месяцев, а возможно и более.
2. Необходимо обеспечивать минимальный контакт стерилизованного пюре с воздухом, который является источником других микроорганизмов -грибков и плесени из окружающего пространства. Это осуществляется конструктивным исполнением всего
технологического процесса СВЧ-стерилизации яблочного пюре.
3. Устранение третьего вида микроорганизмов обеспечивается использованием асептической упаковки bag-in-box («мешок в коробке»), которая используется при хранении стерилизованных продуктов до года и более и которая очень органично может вписаться в технологический процесс СВЧ-стерилизации яблочного пюре.
4. Чтобы исключить «запаривание» пюре в больших объёмах, сразу после СВЧ-стерилизации его необходимо охлаждать до температуры 40 оС и только после этого загружать в асептическую упаковку bag-in-box.
Полученные результаты позволили сформулировать требования к
технологической установке по
стерилизации СВЧ-полем яблочного пюре, а также разработать техническое задание на её изготовление.
Литература
1. Панасенко, В.И. Влияние нагрева микроволнами дециметрового диапазона на микроорганизмы / В.И. Панасенко // Материалы Всесоюзной научно-технической конференции. - Москва, 1985. -С. 22.
2. Влияние электромагнитных полей СВЧ-диапазона на бактериальную клетку / ВВ. Игнатов, В.И. Панасенко, А.П. Пиденко и др. // Материалы Всесоюзной научно-технической конференции. -Саратов, 1978. - С. 127.
3. Медико-биологические аспекты использования СВЧ-нагрева для тепловой обработки пищевых продуктов / И.В. Лерина, Л.И. Педенко, Б.И. Белецкий и др. // Материалы V всесоюзной научно-технической конференции. - Москва, 1985. - С. 26-29.
4. Технологические режимы СВЧ-стерилизации меласcовых растворов / A.M. Остапенков, В.А. Матисов, В.А. Буканова. - Москва: ЦНИИТЭИ пищепром, 1977.
5. Додонов, А.М. Использование СВЧ-излучения в технологии пищевых продуктов / А.М. Додонов, Я.Г. Муравин
// Пищевая и перерабатывающая промышленность. - 1998. - № 4. - С. 55-57.
6. Создание устройств сложения мощностей генераторов на магнетронах для применения в технологиях / Д.С. Стребков, Ю.М. Егоров, М.Ю. Росс, Ю.М. Щекочихин, В.Г. Чирков // Вестник ВИЭСХ. - 2012. - 1(6). - С. 54-62.
7. Основные направления биотехнологического развития возобновляемой энергетики для производства альтернативных видов топлив из растительного сырья / Д.С. Стребков, Ю.М. Егоров, М.Ю. Росс, Ю.М. Щекочихин, В.Г. Чирков // Вестник ВИЭСХ. - 2012. - 1(6). - С. 43-51.
8. Патент РФ № 2394357 МПК 03В9/10 «Устройство сложения мощностей генераторов на магнетронах» / Егоров Ю.М., Иванов И.М., Артамонов В.И., Юсупалиев У. / Заявка 2008139512 от 07.10.2008, опубл. 10.06.2010, БИК 10, 2010.
9. Патент РФ № 2356187 МПК К05В6/64 «Устройство для СВЧ-нагрева жидких диэлектрических сред в емкостях» / Артамонов Владимир Иванович (ЯИ), Алексеева Надежда Ивановна (ЯИ), Вартанян Валерий Артаваздович (ЯИ), Егоров Юрий Михайлович (ЯИ), Иванов Виктор Ефремович (ЯИ), Маевский Владимир Александрович (К-Ц); патентообладатель ФГУП Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют», Заявка 2007146964 от 20.12.2007, опубл. 20.05.2009, БИК № 5, 2010.
10. Патент РФ № 2392733 МПК Н03В9/10 «Устройство сложения мощностей двух СВЧ-генераторов на магнетронах» / Артамонов Владимир Иванович (ЯИ), Алексеева Надежда Ивановна (ЯИ), Вартанян Валерий Артаваздович (ЯИ), Егоров Юрий Михайлович (ЯИ), Маевский Владимир Александрович (ЯИ), Собченко Юрий Александрович (ЯИ); патентообладатель ФГУП Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют», Заявка 2009120126 от 28.05.2009, опубл. 20.06.2010, БИК № 6, 2010.
1. Panasenko V.I. Vlijanie nagreva mikrovolnami decimetrovogo diapazona na mikroorganizmy , Materialy Vsesojuznoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, Moskva, 1985, p.22.
2. Ignatov V.V., Panasenko V.I., Pidenko A.P. i dr. Vlijanie jelektromagnitnyh polej SVCh-diapazona na bakterial"nuju kletku , Materialy Vsesojuznoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, Saratov, 1978, p.127.
3. Lerina I.V., Pedenko L.I., Belec-kij B.I. i dr. Mediko-biologicheskie aspekty ispol"zovanija SVCh-nagreva dlja teplovoj obrabotki pishhevyh produktov , Materialy V vsesojuznoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, Moskva, 1985, pp. 26-29.
4. Ostapenkov A.M., Matisov V.A., Bukanova V.A. Tehnologicheskie rezhimy SVCh sterilizacii melassovyh rastvorov , Moskva, CNIITJeI pishheprom, 1977.
5. Dodonov A.M., Muravin Ja.G. Ispol"zovanie SVCh-izluchenija v tehnologii pishhevyh produktov , Moskva, Pishhevaja i pererabatyvajushhaja promyshlennost". 1998, No 4, pp. 55-57.
6. Strebkov D.S., Egorov Ju.M., Ross M.Ju., Shhekochihin Ju.M., Chirkov V.G. Sozdanie ustrojstv slozhenija moshhnostej generatorov na magnetronah dlja primenenija v tehnologijah APK , Vestnik VIJeSH 1(6), 2012, pp.54-62.
7. Strebkov D.S., Egorov Ju.M., Ross M.Ju., Shhekochihin Ju.M. Osnovnye napravlenija biotehnologicheskogo razvitija vozobnovljaemoj jenergetiki dlja proizvodstva al"ternativnyh vidov topliv iz rastitel"nogo syr"ja , Vestnik VIJeSH 1(6), 2012, pp. 43-51.
8. Patent RF № 2394357 MPK O3B9/10 «Ustrojstvo slozhenija moshhnostej generatorov na magnetronah» [«The device for addition of generators power on magnetrons»], Egorov Ju.M., Ivanov I.M., Artamonov V.I., Jusupaliev U., Zajavka 2008139512 ot 07.10.2008, opubl. 10.06.2010, BIK 10, 2008.
9. Patent RF № 2356187 MPK N05B6/64 «Ustrojstvo dlja SVCh-nagreva zhidkih dijelektricheskih sred v emkostjah» ["Device for microwave heating of liquid dielectric media in tanks"), Artamonov Vladimir Ivanovich (RU], Alekseeva Nadezhda Ivanovna (RU), Vartanjan Valerij Artavazdovich (RU),Egorov Jurij Mihajlovich (RU), Ivanov Viktor Efremovich (RU), Maevskij Vladimir Aleksandrovich (RU), patentoobladatel" FGUP Moskovskoe mashinostroitel"noe proizvodstvennoe predprijatie «Saljut», Zajavka 2007146964 ot 20.12.2007, opubl. 20.05.2009, BIK No 5, 2010.
10. Patent RF № 2392733 MPK H03B9/10 «Ustrojstvo slozhenija moshhnostej dvuh SVCh-generatorov na magnetronah» ["The device for the power addition of two microwave generators on magnetrons"], Artamonov Vladimir Ivanovich (RU), Alekseeva Nadezhda Ivanovna (RU), Vartanjan Valerij Artavazdovich (RU), Egorov Jurij Mihajlovich (RU), Maevskij Vladimir Aleksandrovich (RU), Sobchenko Jurij Aleksandrovich (RU), patentoobladatel" FGUP Moskovskoe mashinostroitel"noe proizvodstvennoe predprijatie «Saljut», Zajavka 2009120126 ot 28.05.2009, opubl. 20.06.2010, BIK 6, 2010.
Егоров Юрий Михайлович - научный сотрудник, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» (ВИЭСХ) (г. Москва). Email: [email protected].
Кожевников Юрий Александрович - канд. техн. наук, заведующий лабораторией биотоплива, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» (ВИЭСХ) (г. Москва). E-mail: [email protected].
Фигурская Вера Владимировна - сотрудник ООО «Конекс» (г. Москва). E-mail:[email protected].
Information about authors
Egorov Yuri Mikhailovich - Senior Researcher, FSBRI «All-Russian Scientific and Research Institute of Agriculture Electrification» (Moscow). E-mail: [email protected].
Kozhevnikov Yuri Aleksandrovich - Candidate of Technical Sciences, head of the Biofuels laboratory, FSBRI «All-Russian Scientific and Research Institute of Agriculture Electrification» (Moscow). E-mail: [email protected].
Figurskaya Vera Vladimirovna - employee Ltd "Koneks" (Moscow). E-mail: [email protected].
Основные сведения. К этой группе консервов относят плодовое и ягодное пюре, плоды и ягоды протертые или дробленые с сахаром, пасты, соусы и приправы. В технологии производства этих консервов много общих технологических операций и требований к сырью. Плодовое и ягодное пюре являются и готовым продуктом и исходным материалом для приготовления паст, соусов и приправ. Из свежего, стерилизованного или консервированного химическими веществами пюре приготавливают и другие продукты, например повидло. В наибольшем количестве вырабатывают плодовое и ягодное пюре и плоды и ягоды протертые или консервированные сахаром.
Плодовое и ягодное пюре стерилизованное. Представляет собой протертую массу размягченных нагреванием свежих или замороженных плодов и ягод. Наиболее целесообразно приготовление пюре из свежего сырья. В нем хорошо сохраняются полезные вещества, а грубые части плодов и ягод удаляются при протирании. Поэтому продукты питания, изготовленные из пюре, имеют большую питательную ценность. Плодово-ягодное пюре в пищу употребляют очень редко из-за высокой кислотности. Его используют для киселей, начинок, выработки повидла.
Ассортимент плодово-ягодного пюре очень разнообразен. Его готовят практически из всех видов плодов и ягод. Наиболее распространено пюре абрикосовое, айвовое, грушевое, сливовое, персиковое, черносмородиновое, яблочное. Широко распространено пюре из дикорастущего сырья: брусники, голубики, кизила, клюквы. Пюре готовят из одного вида плодов или ягод.
Для выработки пюре используют районированные сорта, но лучшими являются те, плоды и ягоды которых имеют маленькое семенное гнездо или небольшие косточки, тонкую кожуру и негрубоволокнистую мякоть. Если используют сорта, не отвечающие этим требованиям, то несколько увеличивается отход сырья при протирании. Рекомендуется перерабатывать сырье сразу после его сбора, так как длительное хранение снижает массовую долю Сахаров, качество пюре ухудшается. Максимальный срок хранения на сырьевых площадках земляники, малины, ежевики и голубики - 8 ч, абрикосов и вишни - 12 ч, персиков, сливы, черешни - сутки; яблок и груш летних сортов - двое суток и т. д.
Мойка. Поступающие на переработку плоды и ягоды тщательно моют в специальных моечных машинах чистой проточной водой до полного удаления всех загрязнений. Тип моечной машины выбирают с учетом вида перерабатываемого сырья. Сильные механические повреждения сырья во время мойки недопустимы. Малину, ежевику, землянику, морошку моют под душем при давлении воды не более 50 кПа, другие ягоды - в моечно-стряхивающих машинах или под душем, плоды косточковых культур и рубину в моечно-встряхивающих машинах или вентиляторных моечных машинах, яблоки и груши - в барабанной и вентиляторной моечных машинах. Если сырье загрязнено не значительно, то его в начале инспектируют, а затем моют.
Инспекция. Хорошо промытые плоды и ягоды поступают на сортировочно-инспекционный конвейер или на конвейер инсекционный с роликовым (ленточным) полотном для удаления посторонних примесей и непригодного к переработке сырья: сильно помятого, гнилого, плесневого, загрязненного, поврежденного вредителями и т. п. Отсортированные плоды второй раз моют под душем.
Бланширование. Для размягчения мякоти плодов и ягод и облегчения отделения ее от грубых частей (семян, кожицы и т.п.), а также для разрушения ферментов сырью бланшируют. При этом увеличивается выход готового продукта, предотвращается окисление полифенолов, а в результате гидролиза протопектина в пюре увеличивается массовая доля пектина. Сырье бланшируют в шнековых или шахтных бланширователях. Для обработки плодов косточковых (абрикосы, вишня) и семечковых (яблоки, груши) культур, применяют шнековый шпаритель непрерывного действия (рис. 36). Производитель-кость шпарителя зависит от диаметра и шага шнека и скорости его вращения. Нередко используют шнековые шпарители производительностью 1 т/ч. Плоды бланшируют до такого состояния, чтобы они не потеряли форму, но были мягкими и легко поддавались раздавливанию. Излишнее нагревание вызывает потемнение мякоти и разбавление продукта конденсатом.
В каждом конкретном случае опытным путем, в зависимости от вида, сорта, степени зрелости и размера плодов, а также от конструкции шпарочной аппаратуры, определяют продолжительность разваривания сырья. При температуре 100°С яблоки, груши, алычу, терн обрабатывают не более 15 мин, плоды косточковых культур - не более 10 мин.
Бруснику, кизил, клюкву, красную и черную смородину, крыжовник бланшируют в воде при температуре 90...100°С в течение 3...8 мин. Количество воды должно быть 10...15% от массы ягод. Ягоды с непрочной мякотью (голубику, ежевику, землянику и малину) не бланшируют. В процессе бланширования необходимо строго следить за тем, чтобы сырье прогревалось равномерно.
Протирание. После бланширования плоды и ягоды протирают на специальных машинах. Во время протирания отделяют измельченную массу плодово-ягодного сырья от семян, камер семенного гнезда и кожуры. Для этого прогретую массу плодов и ягод пропускают через сита с ячейками ∅ 0,7...1,5 мм. Плоды косточковых культур протирают на протирочных машинах с проволочными бичами, с резиновыми накладными бичами или на специальной протирочной машине (рис. 37).
Плоды семечковых культур обрабатывают на универсальной протирочной машине КПУ-М производительностью 5...7 т/ч (рис. 38) или на сдвоенных протирочных машинах марки Т1-К.П2Д производительностью 3,5 т/ч. При использовании сдвоенной протирочной машины плоды вначале поступают в верхнюю часть ее, где при протирании через сито с отверстиями ∅ 1,5 мм удаляются семена и кожица. Затем протертая масса поступает в нижнюю часть машины - в финишер с ситами с отверстиями ∅ 0,5...0,8 мм. Во время финиширования плодово-ягодное сырье дополнительно измельчается, ему придается однородная консистенция и полностью удаляются грубые частицы.
Подогревание. Для лучшего сохранения качества готового продукта пюре перед фасовкой подогревают в открытых двутельных варочных котлах (МЗС-244а, МЗС-2446), специальных трубчатых или шнековых подогревателях типа КТП-2, TII ТК.
Фасовка и укупорка. При выработке стерилизованного пюре его фасуют в различную тару в зависимости от вида продукции: из вишни, голубики, клюквы, черники и черной смородины только в стеклянную тару и укупоривают лакированными крышками; пюре остальных видов как в стеклянную, так и в жестяную лакированную тару. Вместимость тары зависит от назначения продукции: для реализации в торговой сети - до 1 л, для общественного питания - до 3 л, а для промышленной переработки - в банки на 10 л. Пюре фасуют в тару только в горячем виде. Температура при фасовке в тару до 3 л должна быть не ниже 85°С, а в банки на 10 л. не ниже 95°С.
Используемую для фасовки тару тщательно моют в моечных машинах. Крышки протирают, укладывают в сетки внешней стороной кверху и моют. Если крышки предназначены для укупоривания бутылей с пюре горячего розлива, их обрабатывают в кипящей воде 2...3 мин, а затем 20..25 мин паром при 100°С.
Стерилизация. Банки с пюре сразу после фасовки и укупоривания стерилизуют в автоклавах при давлении 147 кПа (1,5 ат). Режим стерилизации приведен в таблице 10. Пюре из кислого сырья стерилизуют при более низкой температуре (фактически пастеризуют) и более быстро. После стерилизации продукцию охлаждают в автоклавах до тех пор, пока температура воды в них не снизится до 40°С. Затем банки моют, обсушивают в специальных машинах и отправляют на склад.
При фасовке пюре в большие банки, например на 10 л, часто применяют горячий розлив без стерилизации. В этом случае пюре подогревают до температуры не ниже 97°С и фасуют в банки, которые предварительно тщательно прогревают паром. Банки укупоривают крышками и устанавливают в деревянные ящики-клетки. Для стерилизации крышек клетки с банками укладывают на бок на 10...15 мин, а затем ставят вертикально для охлаждения. Хранят стерилизованное пюре на складе готовой продукции при температуре 0...20°С с относительной влажностью воздуха 75...80%. Склад готовой продукции должен проветриваться.
Готовое плодовое и ягодное стерилизованное пюре должно отвечать требованиям ОСТ 18-268-76. По внешнему виду пюре должно состоять из однородной, равномерно протертой массы без частиц мякоти плодов или ягод, без волокон, плодоножек, семян, косточек и кожицы. В отдельных случаях допускаются в готовом продукте семена, но только тех ягод, в которых они мелкие; в грушевом и айвовом пюре - каменистые включения плодов. Вкус, запах и цвет должны быть натуральными, хорошо выраженными и свойственными плодам и ягодам, из которых изготовлено пюре.
Виды порчи продукции. При хранении продукции в стеклянной таре на складах с сильным освещением цвет пюре изменяется. При нарушении герметизации возможна микробиологическая порча, а при нарушении лакированного покрытия жестяных банок или крышек возможен химический бомбаж, особенно в пюре с высокой кислотностью.
Нормы расхода сырья. Технологические нормы расхода плодов и ягод и допустимые отходы и потери приведены в таблице 11.
Фруктовые пасты. Получают увариванием свежего, стерилизованного в 10-литровых банках или десульфитированного пюре. Вырабатывают пасту трех видов с массовой долей сухих веществ 18, 25 или 30%. Уваривают пюре до требуемой концентрации в двутельных варочных котлах или в вакуум-аппаратах. Варочные аппараты снабжены мешалкой для перемешивания продукта, так как при плохом перемешивании в процессе уваривания пюре может подгореть. В вакуум-аппаратах варка пасты идет лучше и качество пасты более высокое. Выход готового продукта зависит от массовой доли сухих веществ в пюре, поэтому важно плоды и ягоды, используемые для получения пюре, убирать в оптимальной степени зрелости с наибольшей массовой долей сухих веществ. Готовый продукт в горячем виде фасуют в банки, укупоривают и стерилизуют при температуре 100°С. Пасту с массовой долей сухих веществ 25 или 30% фасуют в банки небольшой вместимости, а с массовой долей сухих веществ 18% - в банки до 3 л.
Фруктовые соусы. Готовят из свежего, стерилизованного или десульфитированного пюре увариванием с сахаром. В основном вырабатывают абрикосовый, айвовый, грушевый, персиковый, сливовый и яблочный соусы. Пюре, используемое для приготовления соусов, протирают второй раз (финишируют) через сито с отверстиями диаметром не более 0,8 мм. Фруктовое пюре уваривают в вакуум-аппаратах или двутельных котлах с механической мешалкой. К пюре добавляют предварительно просеянный сахарный песок (на каждые 100 кг пюре 10...13 кг сахара). Количество добавляемого сахара зависит от массовой доли сухих веществ в пюре.
В вакуум-аппарате или двутельном варочном котле пюре и сахар тщательно перемешивают и уваривают до полного растворения сахара и доведения массовой доли сухих веществ в готовом абрикосовом соусе не менее чем 23, а в остальных - не менее чем 21%.
Соусы фасуют в стеклянные или лакированные жестяные банки до 1 л. По специальному заказу предприятий общественного питания допускается фасовка в тару до 3 л. При укупоривании банок под вакуумом температура соуса должна быть не ниже 70°С. а без вакуума - не ниже 85°С. Для укупоривания банок используют лакированные крышки. Сразу после фасовки и укупорки банки загружают в автоклавы для стерилизации (табл. 12).
Фруктовые соусы - благоприятная среда для развития микроорганизмов, поэтому все операции по выработке соусов проводят быстро и при тщательном выполнении необходимых санитарных требований. Основные требования, предъявляемые к качеству фруктовых соусов (ГОСТ 18077-72), заключаются в следующем: по внешнему виду и консистенции соусы должны быть однородными, без семян, косточек и грубых частей плодов и ягод. Допустимо незначительное потемнение верхнего слоя соуса. Вкус, запах и цвет должны быть характерными для вида плодов и ягод, из которых приготовлен соус. Например, цвет соуса из яблок - светлый, с розовым или желтоватым оттенком, из слив - от светло-зеленого до темно-фиолетового (в зависимости от окраски мякоти, свойственной помологическому сорту).
Фруктовые приправы. Вырабатывают из свежего или стерилизованного абрикосового, сливового и яблочного пюре или смеси пюре: из яблок и брусники или сливы. Пюре, используемое для приправ, должно содержать определенное количество сухих веществ: яблочное и сливовое не менее 10, абрикосовое не менее 12; минимально допустимая общая кислотность яблочного пюре 0,7, абрикосового и сливового 0,9%.
Перед увариванием пюре финишируют через сито с отверстиями диаметром не более 0,8 мм и тщательно смешивают в варочных котлах или вакуум-варочных аппаратах с сахарным песком. Для абрикосовой и яблочной приправ сахара берут 18%, для сливовой и сливово-яблочной - 20% от массы пюре. Уваривают пюре до 30% сухих веществ в абрикосовой, яблочной и сливово-яблочной приправах и до 35% в сливовой.
Для придания приправам специфического аромата добавляют небольшое количество различных пряностей. Корицу используют для всех видов приправ. В бруснично-яблочную, сливовую и сливово-яблочную добавляют еще и гвоздику. Пряности тонко измельчают и вносят в пюре уже после того, как оно уварено до требуемой концентрации, при этом обогрев аппаратуры отключают. Если пряности добавить в кипящее пюре, то теряется много ароматических веществ. После добавления пряностей всю массу хорошо перемешивают и фасуют в стеклянные банки и бутылки небольшой вместимости и лишь для общественного питания - в банки на 3 л. Фасуют приправы в горячем состоянии, при температуре не ниже 80°С. Банки укупоривают на вакуум-укупорочных машинах при остаточном давлении 53 кПа (400 мм рт. ст.).
Стерилизуют продукцию в автоклавах при 100°С и давлении 118 кПа. Время нагрева и охлаждения банок вместимостью 500...1000 см 3 по 20 мин, собственно стерилизации 15...20 мин, трехлитровых банок соответственно 25 и 40 мин.
Плоды и ягоды протертые или дробленые с сахаром. Производство данного вида консервов распространено очень широко. Их готовят из свежих или замороженных плодов и ягод одного вида или их смеси. Протертые плоды и ягоды из одного вида сырья вырабатывают 24 наименований: из алычи, яблок, крыжовника, земляники, малины, дикорастущей ягоды, смородины, рябины, облепихи и др.; протертые смеси - 20 наименований: яблоки с грушей, вишней, рябиной, смородиной, со сливой, с брусникой и другими дикорастущими ягодами. Плоды и ягоды дробленые вырабатывают из брусники, голубики, земляники (клубники), клюквы, малины, сливы, смородины черной, черники, фейхоа и яблок.
Сырье должно отвечать требованиям стандартов или технических условий на свежие или замороженные плоды и ягоды. Свежее сырье инспектируют, моют и бланшируют (при выработке протертых плодов и ягод) так же, как и при производстве пюре. Подготовленные плоды и ягоды протирают на протирочной сдвоенной машине Т1-КП2Д с отверстиями диаметром вначале 2, затем 0,8 мм (1,2 мм для мушмулы).
При выработке дробленых плодов и ягод у сливы удаляют косточки на косточковыбивных машинах, яблоки очищают от семенного гнезда на яблокоочистительных машинах, бланшируют при температуре 100°С 5 мин и измельчают на частицы 3...5 мм на плодоовощной дробилке или мясорубке (волчок).
Для выработки плодов и ягод протертых с сахаром используют и пюре-полуфабрикаты плодовые и ягодные, которые пропускают через финишер с ситами с отверстиями диаметром не более 0,8 мм. Этим добиваются однородной массы и удаляют посторонние примеси, если они случайно попали в пюре.
Одновременно с подготовкой плодов и ягод готовят и сахар. Его просеивают через сито с отверстиями ∅ 1 мм и пропускают через магниты для удаления примесей. Протертую или дробленую массу смешивают с сахаром в соответствии с рецептурой (табл. 13). Смешивают в смесителях из нержавеющей стали при постоянном перемешивании. Если плоды и ягоды с сахаром вырабатывают с применением сорбиновой кислоты как химического консерванта, то ее берут в количестве 0,05% к общей массе продукта и добавляют в подготовленный сахар.
Таблица 13. Рецептура сырья и материалов при производстве консервов "Плоды и ягоды протертые или дробленые с сахаром"
Полученную смесь подогревают в вакуум-аппаратах или двутельных варочных котлах при 60...75°С. Смесь с сорбиновой кислотой должна иметь температуру не менее 75°С. Прогретую массу деаэрируют и в горячем состоянии фасуют в стеклянные или металлические лакированные банки до 1 л и укупоривают лакированными крышками на вакуум-укупорочных или простых машинах.
Широко распространена фасовка плодов и ягод, протертых с сахаром, в тару из термопластичных материалов вместимостью от 0,03 до 0,25 л с последующей герметизацией методом термической сварки на автоматических линиях типа "Хассиа" (ФРГ) и др. При фасовке в полимерную тару добавление сорбиновой кислоты к плодам и ягодам, протертым с сахаром, обязательно.
После укупорки стеклянные и металлические банки с продукцией стерилизуют при температуре 95 или 100°С и при давлении 120 или 150 кПа в зависимости от вместимости банки и вида продукции.
Готовая продукция в соответствии с требованиями ГОСТ 22371-77 должна иметь однородную протертую массу или массу дробленых плодов без остатков семенных гнезд, косточек, плодоножек, растекающуюся на горизонтальной поверхности. Вкус и запах кисло-сладкий, приятный, свойственный данным плодам, ягодам или их смесям. Посторонних привкусов, запахов и примесей не должно быть.
Массовая доля сухих веществ установлена разная в зависимости от вида консервов. Например, для яблок 14%, яблок с грушей - 20, голубики, крыжовника, сливы - 36, облепихи - 45, клубники, клюквы и др. - 50, рябины и терна - 54%. Стандартом установлено и содержание сахара, также в зависимости от вида консервов. Например, для яблок 8%, голубики - 31, малины, черной смородины - 45, алычи, брусники, клюквы - 50%.
Если плоды и ягоды консервированы сорбиновой кислотой, то ее массовая доля должна быть не более 0,05%. Готовую продукцию отправляют на склад для наклеивания этикеток и хранения. Этикетку на полимерную тару наносят на крышку специальной термостойкой краской, поэтому дополнительной операции этикетирования не требуется.
Техника безопасности. При производстве консервов из протертых и дробленых плодов и ягод особое внимание обращают на соблюдение правил по технике безопасности при работе со шпарителями, двутельными котлами, подогревателями, вакуум-выпарными установками. Нарушение правил по технике безопасности может привести к тяжелым травмам в виде ожогов различной степени. Каждый работающий с тепловым оборудованием должен предварительно ознакомиться с устройством аппаратов, назначением всех трубопроводов и контрольно-измерительных приборов.
Контрольно-измерительные приборы устанавливают на хорошо освещенных местах аппарата так, чтобы удобно было наблюдать за ними с рабочего места. На манометрах красной чертой указывают предельное давление. Превышение допустимого давления может привести к разрыву аппаратуры, поэтому за работой измерительных приборов необходим особенно строгий контроль.
Предохранительные клапаны содержат в исправности и регулярно (не реже двух раз в смену) продувают. Регулировать предохранительные клапаны имеет право только главный механик предприятия. Исправность редукционных клапанов (вентилей) проверяют по манометру, установленному после вентиля.
При использовании поворотных двутельных котлов нельзя работать с ними тогда, когда они находятся в наклонном положении. В аппаратах с механическими мешалками необходимо следить за нагреваемой поверхностью и не допускать ее истирания. В противном случае возможен прорыв пара через потертые участки.
Перед пуском пара в подогреватель тщательно зажимают крышки барашками. Конденсат во всех аппаратах сливают перед пуском пара. При переполнении камер конденсатом возможны гидравлические удары. Во время чистки змеевиков выпарных установок от нагара, а также при ремонте внутренней части аппарата все трубы, подающие пар, воду или увариваемую массу, отключают. Приступать к работе внутри аппарата необходимо только после его охлаждения и налаживания хорошего освещения электрическим током низкого напряжения.
При ремонте или уходе за тепловым оборудованием на вентилях, подающих пар, навешивают предупредительные таблички. Все движущиеся части оборудования должны быть ограждены.
Контрольные вопросы
1. Чем отличаются друг от друга и что общего между плодовым и ягодным пюре, пастой, соусом и приправой? 2. Какие требования предъявляются к сырью? 3. Какова технология приготовления плодового и ягодного пюре? 4. Как готовят пасту и соусы? 5. Какую технологию применяют для приготовления плодов и ягод протертых или дробленых с сахаром? 6. Какие требования предъявляют к готовой продукции? 7. Какую тару используют для производства консервов из протертых и дробленых плодов и ягод? 8. Каковы правила техники безопасности при работе с двутельными котлами, шпарителями, подогревателями и вакуум-выпарными аппаратами?
Подготовка сырья, протирка и технология изготовления
Фрукты и ягоды являются залогом нашего здоровья и основным источников витаминов, минералов, микроэлементов и биологически активных веществ, необходимых для полноценного питания человека. Как обеспечить присутствие витаминов на нашем столе круглый год, ведь фрукты и ягоды очень быстро портятся? Эта задача решается только путем правильной организации переработки плодово-ягодных.
После сбора урожая физиологические процессы, происходящие в плодах фруктов и ягод, видоизменяются. Для того, чтобы не допустить порчи плодово-ягодных используются промышленные методы переработки плодов фруктов и ягод, которые включают в себя: физические, химические и микробиологические виды воздействия. Основным физическим методом консервирования - это нагрев укупоренных в тару фруктов и ягод или свежего плодово-ягодного пюре, до температуры +100°С (метод пастеризации) и свыше +100°С (метод стерилизации). Под воздействием высоких температур микроорганизмы, находящиеся на плодах, погибают. Стерилизация консервируемых плодов также может осуществляться при воздействии электрическими токами, ионизирующим и лазерным облучением, а также с применением асептического метода воздействия. При концентрации сахара более 65% происходит обеззараживание плодов от вредоносного воздействия микроорганизмов.
Переработка фруктов и ягод на плодово-ягодное пюре считается основой при производстве как базового сырья, так и готового к употреблению в пищу продукта. Предприятия России, занимающиеся переработкой плодово-ягодных, производят большой ассортимент плодово-ягодных пюре. Традиционно у нас производят такие виды фруктового пюре как: вишневое, айвовое, абрикосовое, яблочное, грушевое, земляничное, смородиновое, крыжовниковое, а также комбинированное фруктово-овощное пюре. К примеру: яблочно-морковное, яблочно-тыквенное и т.д.
Технология приготовления плодово-ягодного сырья
При подготовке продукции к переработке, существует несколько операций общих для большинства методов консервирования. Это такие виды работ как: мойка, инспекция, сортировка, бланширование, протирание, финиширование, герметическая укупорка и стерилизация плодово-ягодных.
Процесс производства пюре начинается с мойки и инспекции сырья с целью удаления гнилых плодов. Подготовленное сырьё (промытые и отобранные от гнили свежие фрукты и ягоды) бланшируют до состояния размягчения, но, не доводя их полного разваривания. Длительность процедуры бланширования зависит от вида, сорта и степени зрелости плодов. К примеру, груши и яблоки бланшируют не более 15 минут. Сливы, персики, абрикосы - не более 10 минут (при температуре не более +100°С). Количество жидкости в ёмкости для бланширования должно составлять около 15% от общей массы плодов. Ягоды земляники и малины вовсе не бланшируют. При проведении бланшировки обеспечивается максимально равномерный прогрев плодов в ёмкости, происходит полное прекращение процесса ферментации, увеличивается выход готового продукта. Данный вид обработки полностью предотвращает окисление полифенолов и увеличивается массовая доля пектина в сырье.
Для бланширования сырья используют шнековые и шахтные бланширователи. Для переработки косточковых (сливы, персики, вишни, абрикосы) и семечковых (груши, яблоки) культур используют шнековый шпаритель с непрерывным циклом работы. Производительность шнекового шпарителя зависит от скорости его вращения и от диаметра шнека. Чаще всего хозяйствами используется шнековый шпаритель с производительностью - 1 тн/ч.
Бланширование плодов производится до мягкого состояния, но с обязательным сохранением формы плода. Перегрев плодов приводит к их потемнению и разбавлению соков конденсатом.
Схема шнекового шпарителя: 1 - бункер; 2 - шнек; 3 - верхний желоб; 4 - соединительный рукав; 5 - нижний желоб; 6 - разгрузочный бункер
Следующий этап переработки - протирание плодово-ягодных на специальных протирочных машинах. Ягоды и семечковые плоды протирают на обычных протирочных машинах, а косточковые плоды перетирают на протирочных машинах с проволочными бичами и резиновыми накладками. Качество протирания определяется отсутствием дробленных косточек, грубых частей мякоти плода и кожицы.
Схема протирочной машины для косточковых плодов: 1 - бункер; 2 - бичи; 3 - желоб; 4 - вал; 5 - сита; 6 - редуктор; 7 - электродвигатель; 8 - сборник.
Для протирки семечковых культур применяют универсальные протирочные машины КПУ-М производительностью 5-7 тн/час и сдвоенную машину Т1-К.П2Д производительностью - 3,5 тн/час.
Схема универсальной протирочной машины КПУ-М: 1 - бункер; 2 - цилиндр; 3 - двигатель.
Далее, практически готовое пюре поступает на финиширование. Процесс финиширования заключается в протирании готовой массы пюре через сито финишера. Диаметр отверстий сита - 0,4мм. В процессе финиширования плодово-ягодного сырья происходит дополнительное измельчение массы до однородной консистенции с полным удалением грубых частиц.
На этом этапе готовое плодово-ягодное пюре отправляют на подогревание и укупоривание или на дальнейшую переработку в цеха по производству соусов и пасты.
Плодово-ягодное пюре
Плодово-ягодное сырьё является продуктом готовым к применению для приготовления джемов, повидла, для производства кондитерских изделий и для употреблению его в пищу. Но в готовом виде в пищу его употребляют редко из-за повышенной кислотности продукта. На данном этапе производится укупоривание пюре в стеклянную или жестяную тару с обязательным осуществлением пастеризации и стерилизации. Готовое плодово-ягодное пюре в консервированном состоянии может сберегаться достаточно продолжительное время.
Основным плюсом в производстве плодово-ягодного пюре являются достаточно низкие требования к качеству плодов (форма и размер плода). Плоды должны иметь свежий вид (без гнили), ароматный запах и хорошие вкусовые показатели.
Для обеспечения лучшей сохранности плодово-ягодного пюре, перед осуществлением расфасовки и герметического укупоривания, его подогревают в специальных двутельных варочных котлах открытого типа или в универсальных шнековых или трубчатых подогревателях.
Заключительным этапом в изготовлении фруктового пюре будет фасовка, укупоривание и стерилизация пюре. Плодово-ягодное пюре фасуют в стеклянную или жестяную лакированную тару ёмкостью от 1 до 10 литров. Перед разливом тара моется и стерилизуется обычным способом. Разлив пюре в тару происходит только в горячем виде. При фасовке соблюдается строгий температурный режим - не менее 85°С - 95°С.
Стерилизуют герметично упакованные банки с плодово-ягодным пюре в автоклавах при давлении - 147кПа (или 1,5ат), в согласии с установленными нормами.
После остывания, банки транспортируют в складские помещения для последующего хранения.
Плодово-ягодные пасты
Фруктовые пасты получают в процессе уваривания свежего или десульфитированного пюре. Паста бывает трёх видов и различается по массовой доле сухого вещества - 18,25, 30%. При приготовлении пасты происходит уваривание пюре до нужной консистенции. Уваривание производят в специальных двутельных варочных котлах, либо в вакуумных аппаратах. Варочные котлы снабжаются мешалками для перемешивания сырья. При недостаточном перемешивании в процессе уваривания сырьё может подгореть. Варка пасты в вакуумных аппаратах происходит более качественно и быстро.
Готовая паста после уваривания в горячем виде подаётся на фасовку и стерилизацию. Стерилизацию осуществляют при температуре +100°С. Двадцати пяти и тридцати процентную пасту фасуют в тару небольшого объёма. Пасту с массовой долей сухих веществ 18% разливают в 3-х литровые банки.
Плодово-ягодные соусы
Для приготовления фруктовых соусов используют плодово-ягодное пюре, как основное сырьё. Традиционно, во многих регионах России, производится айвовый, абрикосовый, персиковый, грушевый, яблочный и сливовый соусы. Для приготовления соуса, пюре подвергают вторичному протиранию (финишированию) с применением сита, отверстия которого не более 0,8 мм. Процесс уваривания пюре происходит с применением двутельных варочных котлов с механическими мешалками или с использованием специальных вакуумных аппаратов.
В процессе уваривания добавляется предварительно просеянный сахарный песок, в пропорции: на 100кг. пюре добавляется 10-13 кг сахарного песка. Количество добавляемого сахара определяется массовой долей сухих веществ фруктового пюре. При приготовлении абрикосового соуса уваривание производится до показателя не менее 23% сухих веществ, а при приготовлении других видов соусов уваривание производится до показателя не менее 21%.
Готовые соусы в горячем виде (температура не менее 70 - 85°С) расфасовывают в жестяные лакированные или стеклянные банки. Для реализации через торговую сеть рекомендуемый объём тары составляет - 1 литр. Для использования в сети общественного питания допускается фасовка в тару до 3-х литров. Для герметичного укупоривания используют металлические лакированные крышки. Сразу после закатывания банки помещаются в автоклавы для дальнейшей стерилизации.
Согласно утвержденным требованиям, готовые качественные соусы должны иметь однородную консистенцию, не содержать семян, частиц кожицы плодов, частиц косточек. Допускается незначительное потемнение верхнего слоя фруктового соуса. Вкусовые и ароматические качества должны соответствовать вкусу и запаху натурального продукта, из которого изготовлен соус.
Пюре расфасовывают в стеклянные и металлические банки вместимостью до 3 дм3 и более.
При фасовке в тару вместимостью не более 3 дм3 пюре нагревают до 85-90°С и в дальнейшем подвергают стерилизации. При фасовке в тару вместимостью более 3 дм3 пюре нагревают до 95-97°С, сразу укупоривают, укладывают на бок на 10-15 мин для стерилизации верхнего незаполненного пространства и крышек и передают на хранение без стерилизации.
Пюре в стеклянных и металлических банках вместимостью не более 3 дм3 стерилизуют в автоклавах при 90°С для пюре из плодов с высокой кислотностью, при 100°С -- для всех остальных плодов и ягод. Пюре из темноокрашенных плодов и ягод фасуют только в стеклянные банки (черная смородина, вишня, клюква, черника, голубика).
Консервированные пюре-полуфабрикаты с химическими консервантами (сернистая кислота, сорбиновая кислота, бензойнокислый натрий) используются только как полуфабрикаты для кондитерской промышленности. Вводят химические консерванты непосредственно после протирки, не допуская больших задержек. Обычно пюре консервируют, когда оно охладится до 40-50°С. Консерванты добавляют в смеситель в закрытом резервуаре с мешалкой в виде раствора. При сульфитировании пюре лучше использовать баллон с сернистым ангидридом. Учитывая токсичность сернистой кислоты, обязательным условием является десульфитация перед использованием его в пищевой промышленности. Основная задача десульфитации заключается не только в том, чтобы готовый продукт содержал остаточное количество SО2 в допустимых нормах (не более 0,002%), но и избавить от постороннего неприятного привкуса и запаха.
Десульфитацию обычно проводят простым кипячением с водой в варочной аппаратуре из эмалированной или нержавеющей стали. Добавляют сахар для варки продукта только после достижения необходимой полноты десульфитации. На процесс десульфитации влияет вязкость пюре, поэтому при десульфитации горячую воду добавляют несколько раз.
Лучшим способом консервировния пюре-полуфабрикатов является асептическое консервирование.
Для асептического консервирования и хранения фруктовых пюре применяют комплекс А9-КЛЮ, в котором пюре стерилизуют путем впрыскивания острого пара и последовательно охлаждают в атмосферном и вакуумном охладителе, затем хранят в резервуарах вместимостью 100 м3 в асептических условиях.
Концентрированное пюре -- это пюре, полученное удалением путем физического воздействия части содержащейся в нем воды с целью увеличения содержания растворимых сухих веществ не менее чем на 50%. Также оно может быть изготовлено путем смешивания концентрированных фруктовых и/или овощных пюре.
Фруктовая паста относится к концентрированным пюре. Она представляет собой натуральный продукт, полученный путем уваривания пюре из одного или двух видов плодов, а также смеси плодов и овощей. В зависимости от видов используемого сырья пасту вырабатывают с содержанием 20-60% сухих веществ. Технологический процесс производства пюре для пасты аналогичен производству стерилизованного пюре. Отличие в том, что протирание должно проводиться на строенной протирочной машине с диаметром отверстий сит 1,2; 0,8 и 0,4 мм. Более тонкое измельчение массы необходимо для придания готовому продукту более нежной, гомогенной консистенции.
Так, например, вырабатывают пасту из винограда светло-и темно-окрашенных среднеазиатских сортов. Виноград моют, инспектируют, отделяют гребни на гребнеотделителе. Ягоды бланшируют в шнековом подогревателе 5-8 мин при 100°С, затем протирают на протирочной машине.
На основе виноградного пюре готовят двухкомпонентные пасты: виноградно-сливовую и виноградно-яблочную. Подготовленные пюре стерилизуют в теплообменниках при 100°С в течение 120 с или при 110°С в течение 30 с, затем охлаждают до 75-80°С и подают на уваривание в вакуум-аппарат. Уваренную массу нагревают до 85°С и фасуют в тару вместимостью 10 л. консервированный пюре ферментный пищевой
Пасту в банках вместимостью 0,25-1 дм3 стерилизуют в автоклавах при 100°С в течение 25-40 мин в зависимости от вместимости тары. Готовая паста должна иметь мажущуюся или слегка зернистую консистенцию, однородный, близкий к натуральному цвет, кисловато-сладкий вкус. Для айвовой и грушевой пасты допускается наличие каменистых клеток, для виноградной пасты -- кристаллов винного камня, растворимых в воде при 70°С. За рубежом популярны фруктово-ягодные и фруктово-овощные пасты, изготавливаемые из мякоти плодов с добавлением сахара. Фруктово-овощные пасты (арбузная, арбузно-томатная и томатно-яблочная) получают увариванием свежей протертой арбузной мякоти в вакуум-выпарных аппаратах или увариванием смеси свежих томатов и яблок или из пюре-полуфабрикатов, заготовленных асептическим способом. Паста имеет приятные вкус и аромат, ярко-красный цвет; может использоваться при приготовлении различных кулинарных блюд.
Соусы представляют собой протертую фруктовую массу, уваренную с сахаром. К соусам относятся соус яблочный, отличающийся высоким содержанием сухих веществ (до 23%), овощной соус из кабачков (до 22% сухих веществ), а также консервы-полуфабрикаты для общественного питания (соус луковый, соус тыквенный). Из плодов и овощей вначале получают стерилизованное пюре по принятой для стерилизованного пюре технологии. Протертую массу помещают в двустенный котел с мешалкой и добавляют к ней просеянный сахарный песок в соотношении примерно 10:1. Смесь тщательно перемешивают, доводят до кипения и уваривают при кипении до содержания сухих веществ не менее 21%, в абрикосовом соусе не менее 23% сухих веществ.
На вкусовые качества соуса влияет сахарокислотный коэффициент, поэтому лучшими по качеству являются соусы из плодов, содержащих 0,4-0,6% кислот.
После уваривания соус быстро расфасовывают при температуре не ниже 85°С. Соус фасуют в подготовленные стеклянные или металлические лакированные банки вместимостью до 1 дм3. Наполненные банки сразу укупоривают и передают на стерилизацию при 100°С в течение 12-18 мин в зависимости от вместимости тары.
Технология производства плодово-ягодного натурального пюре на производствах детского питания.
Подготовленное сырье, как и в других случаях консервирования, бланшируют до размягчения, но не разваривают.
Бланширование проводят с учетом вида сырья, сорта, степени зрелости и характеристики шпарителя. Однако время бланширования для яблок и груш не должно превышать 15 мин, для косточковых - 10 мин при температуре 100 °С. Черную смородину, крыжовник бланшируют 3-8 мин в воде при температуре 90-100 °С. Количество воды должно составлять 10-15 % массы сырья. Такие ягоды, как землянику и малину, не бланшируют. В процессе бланширования необходимо обеспечить равномерное прогревание плодов и ягод.
Протирание плодов и ягод проводят сразу же после бланширования: семечковые плоды и ягоды на протирочных машинах, а косточковые - на протирочных машинах с проволочными бичами или с бичами с резиновыми накладками. Полученную массу вторично протирают на финишере с диаметром отверстий сита 0,4 мм. Качество протирания контролируют по отсутствию в пюре дробленых косточек, кожицы, частей семенных камер и грубых частей плодовой мякоти.
Подогрев, фасование и укупоривание. Подогревать пюре можно в открытых котлах и трубчатых подогревателях до температуры не ниже 85 °С, а в случае горячего розлива - не ниже 95-97 °С.
Натуральное пюре фасуют в стеклянную или жестяную лакированную тару вместимостью не более 1 дм3 и укупоривают (герметизируют). По договоренности допускается фасование пюре в банки вместимостью до 3 дм3. Пюре из черной смородины, вишни, клюквы, черники расфасовывают только в стеклянную тару.
Стерилизация. Укупоренные банки типа І-82-1000 стерилизуют по формуле 25-30-25 мин при температуре 100 °С и давлении 147 кПа. Этот режим стерилизации разработан для натурального плодово-ягодного пюре.
Массовая доля сухих веществ в натуральном пюре должна быть не менее 13 % для абрикосового и вишневого, 12 - для сливового и черносмородинового, 11 - для яблочного и 8,5 % - для земляничного.
Фруктовое пюре представляет собой протертую массу свежих плодов и ягод. Стерилизованное фруктовое пюре может использоваться как полуфабрикат, из которого в зимнее время приготовляют очень питательные и ценные по вкусовым качествам третьи блюда - кисели, желе, мусс, а также начинки для пирогов, пирожков, пончиков, пирожных, тортов и т. д.
Плодово-ягодное пюре вырабатывается из свежих здоровых, зрелых вишни, абрикосов, слив, яблок, айвы, черной смородины, земляники и др.
Для получения фруктового пюре отсортированные плоды и ягоды тщательно промывают в холодной воде, затем нагревают до полного размягчения, чтобы облегчить процесс протирания и образования пюреобразной массы. Приготовление фруктового пюре непосредственно из свежих (без предварительного прогрева и размягчения) плодов и ягод не рекомендуется, так как при протирании происходит значительное раздробление клеток мякоти, чем облегчается действие окислительных ферментов. Протертая масса темнеет, ухудшается качество пюре, происходят потери витаминов, особенно витамина С. При нагревании, помимо полного размягчения ткани плодов и прекращения действия окислительных ферментов, сохраняется цвет пюре, а под действием высокой температуры разрушаются микроорганизмы, что способствует лучшему сохранению готового пюре.
1 способ - проваривание плодов . Мелкорезанные или дробленые плоды помещают в эмалированную кастрюлю и ставят на небольшой огонь. Масса доводится до кипения при постоянном перемешивании деревянной лопаточкой. Чтобы в начале нагревания дробленая масса плодов не пригорела, на дно кастрюли наливают немного чистой воды, слоем в 2-3 см. Продолжительность проваривания плодов устанавливается в зависимости от вида и сорта плодов и должна быть не более: для яблок, айвы и груш - 15 мин., абрикосов, слив и персиков - 10 мин. Ягоды земляники и малины - 3-5 мин. Черная смородина проваривается с водой в течение 5-8 мин. Вода должна составлять 10-15% от веса ягод.
В процессе проваривания необходимо следить, чтобы дробленая масса не пригорала ко дну кастрюли и равномерно размягчалась.
Как только масса будет доведена до полного размягчения, кастрюлю снимают с огня, массу выливают для протирания на дуршлаг или специальное протирочное сито с диаметром ячеек не более 1,5 мм. Плоды протирают при помощи деревянной лопаточки до тех пор, пока на сите не останется кожица и неразваренные твердые частицы плодов. Чтобы уменьшить количество отходов и увеличить выход пюре, непротертые частицы плодов отжимают на ручном прессе. Если в результате недостаточного прогрева и размягчения на сите остается значительное количество непротертых частиц, эти непротертые частицы необходимо подвергнуть вторичному прогреванию и более полному размягчению с последующим протиранием через сито.
После протирки фруктовое пюре в эмалированной кастрюле доводится до кипения и в горячем состоянии при температуре 95-97° расфасовывается в стеклянную тару. Наполненные фруктовым пюре стеклянные банки или баллоны накрываются крышками и подвергаются стерилизации.
Рекомендуемая продолжительность стерилизации плодово-ягодного пюре: для стеклянных банок емкостью 0,5 л - 15 мин., 1 л - 25 мин., для баллонов емкостью 2 л - 35 мин., 3 л - 45 мин. После стерилизации банки и баллоны немедленно герметически укупориваются, переворачиваются вниз крышкой и подвергаются охлаждению. Фруктовое пюре, расфасованное в двух-трехлитровые баллоны можно не стерилизовать при условии, что пюре будет расфасовываться в кипящем состоянии, а баллоны тщательно промыты, хорошо прошпарены перед заполнением и после герметической укупорки перевернуты вниз крышкой для охлаждения.
2 способ - прогревание плодов паром (шпapка) . Для применения этого способа необходима специальная посуда. Можно использовать эмалированную или алюминиевую посуду емкостью на 7-10 л внутрь которой должна вставляться сетка по форме кастрюли, но диаметром на 2-3 см уже и по высоте ниже на 10-12 см. Сетка должна иметь с нижней стороны металлические ножки или устанавливаться на специальную металлическую подставку. Вместо ножек или металлической подставки она может иметь по своей окружности расположенные на равном расстоянии друг от друга три или четыре металлических крючка, которыми и навешивается на края кастрюли (рис. 23).
Плоды, подготовленные, как указано выше, в целом виде или разрезанные на части, укладываются в сетку, сетка вставляется в кастрюлю. На дно кастрюли наливается вода слоем в 5-6 см. Образующийся при кипении пар будет прогревать плоды до полного размягчения. Кастрюля сверху должна плотно закрываться крышкой, чтобы пар как можно меньше выходил наружу. Для этого способа можно с успехом применять каскан - алюминиевую посуду для парового приготовления узбекских пельменей - манты. Она имеется в продаже в магазинах республики (рис. 24).
Фруктовый соус изготовляется из плодово-ягодного пюре, уваренного с сахаром. Отличается хорошими вкусовыми качествами, очень питателен, обладает свежим, свойственным плодам и ягодам, из которых он выработан, ароматом. В домашних условиях фруктовые соусы приготовляют из любых видов плодов и ягод - из абрикосов, слив, яблок, айвы, лишь бы они по. своим качествам могли дать приятный по вкусу и аромату готовый продукт.
Для изготовления соусов яблоки следует брать со светлой, сочной ароматной мякотью; абрикосы должны обладать сочной, интенсивно окрашенной мякотью, с хорошо отделяющейся косточкой, сливы - темноокрашенные сорта с приятным вкусом и ароматом, айва - с хорошими вкусовыми качествами, гармоничным сочетанием сахаров и кислот, а также с хорошо выраженным ароматом.
Фруктовые соусы можно изготовлять в любое время года из готового стерилизованного пюре. Для этих целей фруктовое стерильное пюре, как полуфабрикат, вырабатывается в герметически укупоренной стеклянной таре, из свежих плодов и ягод.
Фруктовую пасту изготовляют путем уваривания плодово-ягодного пюре без сахара, которое затем расфасовывают в стеклянные банки или баллоны, стерилизуют и герметически укупоривают. Фруктовую пасту можно вырабатывать из пюре различных плодов и ягод.. Для приготовления пасты пюре протирают через сито с диаметром ячеек 0,75-1,0 мм.
Уваривают протертое фруктовое пюре в эмалированной кастрюле при постоянном помешивании массы до уменьшения объема в 1,5-2 раза. Большая концентрация может привести к значительному потемнению, пригоранию и резкому ухудшению вкуса пасты.
По окончании варки горячую (кипящую) пасту разливают в подогретые стеклянные банки или баллоны, накрывают их прокипяченными жестяными крышками и устанавливают в ванну для стерилизации. Режим стерилизации при температуре 100°: для банок емкостью 0,5 л - 15 мин., 1 л - 20 мин. Двух- и трехлитровые баллоны после наполнения кипящей фруктовой пастой герметически укупоривают прокипяченными жестяными крышками и дополнительной стерилизации не подвергают.
После стерилизации и укупорки стеклянные банки и баллоны немедленно переворачивают крышками вниз и оставляют до полного охлаждения.
Loading...