Факторы, влияющие на выход сока из яблок Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Факторы, влияющие на выход сока из яблок

Д.С. Джаруллаев

Горный ботанический сад (Махачкала) Г.И. Касьянов

Кубанский государственный технологический университет (Краснодар)

Количество и качество получаемого из яблок сока во многом зависят от строения ткани плодов, сорта, способов и техники предварительной обработки перед прессованием и от биохимического состава плодов, т.е. от соотношения сахаров к кислотам.

Важный фактор, характеризующий пригодность сырья для извлечения сока из плодово-ягодного сырья, — его сочность, которая определяется по формуле

С ■■

(Кп/КС)-100 %,

где Кп — кислотность плода, %; КС — кислотность сока, %; С — сочность сока в плодах, %.

Немаловажное значение имеет зрелость плодов, т.е. у незрелых плодов клетки заполнены протоплазмой, они содержат значительное количество кислот и мало сахара, при этом выход сока наименьший, что приводит к большим отходам. При их перезревании ткань становится рыхлой, и при прессовании такого сырья получается однородная масса, не имеющая каналов, по которым мог бы стекать сок, который из них извлекается с трудом и не поддается фильтрованию и осветлению.

Поэтому для производства неосвет-ленных и осветленных соков рекомендуется использовать плоды яблок.

Растительное сырье (яблоки) представляют собой живой многоклеточный организм, протоплазма клеток которого плохо проницаема для находящихся в

клеточном соке экстрактивных веществ, препятствующих выходу сока наружу.

Исследования, проведенные Б.Л. Фла-уменбаумом, показывают, что степень извлечения сока из растительного сырья зависит от проницаемости протоплазмы клетки, ее способности противостоять внешним воздействиям в процессе предварительной обработки и прессования, т.е. чем выше клеточная проницаемость и чем больше повреждена мембрана клеток в процессе предварительной обработки плодов, тем выше выход сока при последующем прессовании.

Для увеличения проницаемости клеток плодов необходимо создать достаточно сильное внешнее воздействие, после которого восстановление первоначальных свойств невозможно. Клетки при этом погибают, т.е. протоплазма, мембрана таких клеток теряет способность удерживать сок, который легко выходит наружу через образовавшиеся крупные поры.

На производстве для увеличения проницаемости клеток растительного сырья (яблок) перед прессованием используют их механическое измельчение (дробление), нагревание, замораживание, электроплазмолиз, ферментные препараты и другие способы.

В основном при производстве соков из растительного сырья (яблок) применяют процесс дробления, при котором происходит интенсивное окисление дубильных веществ при соприкосновении с кислородом воздуха в присутствии окислительных ферментов и в

Кинетика выхода сока их яблок сортов: 1 — Мантуанер; 2 — Ренет Симиренко; 3 — Розмарин

3•2006

44

основном пероксидазы с образованием флобефенов коричневого или красного цвета, что служит основной причиной ухудшения качества получаемого сока. Для устранения этого недостатка необходимы дополнительные технологические процессы и материалы, а также небольшой выход сока (60-65%) после прессования мезги при давлении 20-35 МПа.

Для того чтобы предотвратить потемнение мезги и соответственно получаемого сока, вызываемое окислением дубильных веществ, плоды яблок при переработке необходимо защитить от воздействия кислорода воздуха и принять меры по инактивации ферментной системы.

Как видно, существующие способы предварительной обработки плодов не обеспечивают полного выхода сока, и при их дроблении происходит интенсивное окисление как мезги, так и получаемого сока, что ухудшает его качество.

Для предотвращения процесса окисления мезги обычно используют аскорбиновую кислоту или термическую обработку. Однако эти способы предотвращают окисление дубильных веществ при условии, если данные процессы проводят сразу после дробления или при дроблении плодов, и при задержке на 5-10 мин эффективность их воздействия на процесс окисления снижается.

Исследованиями Ю.Г. Скориковой выявлено, что в плодах, где содержится лишь D-дифенолоксидаза, температура 75...80 °С достаточна для инактивации ферментов, а для пероксидазы она равна 80.90 °С.

Как видно, желаемый эффект достигается при повышении температуры по всему объему плодов до 80 °С и более (паром или водой), которое невозможно при конвективной тепловой обработке, т.е. плоды с поверхности развариваются, а центральные области плодов нагреваются медленно, и получается сок окисленный с мякотью.

Чтобы увеличить выходсока из яблок и предотвратить его окисление, была использована СВЧ-энергия тепловой интенсивности для обработки целых плодов перед прессованием.

Целые яблоки обрабатывали в СВЧ-устройстве, где с помощью магнетрона возбуждается ЭЛЛП с частотой 2400±50 МГц, состоящий из СВЧ-каме-ры (резонатора), куда помещали образцы, и реле времени, обеспечивающие заданный режим.

При этом выявлено, что у целых яблок, обработанных СВЧ-энергией в течение 2,0-4,0 мин, при последующем прессовании выход качественного сока составляет 70-75 %, а температура по всему объему плодов достигает 80.90 °С, чего невозможно добиться при конвективном

Технологический процесс

Выход сока, %

Сухие

вещества,

%

Дубильные вещества, мг/100, г

Взвеси после прессования, %

Оптическая плотность

прессования

фильтрования, осветления

Витамин С, мг/100 г

62,5 10,6 0,62 2,2 0,85 0,34 4,6

Дробление 61,9 10,1 0,61 2,4 0,9 0,35 4,8

61,5 10,4 0,62 2,4 0,84 0,33 4,4

62,3 10,4 0,63 2,2 0,92 0,32 4,8

74,6 12,8 1,94 0,2 0,35 0,20 5,6

СВЧ-обработка 73,8 12,4 1,88 0,3 0,38 0,20 4,9

3,0 мин 74,2 12,3 1,91 0,2 0,34 0,22 5,6

74,1 12,6 1,92 0,3 0,33 0,23 5,4

75,3 12,7 1,93 0,18 0,30 0,21 5,6

СВЧ-обработка 75,6 13,0 1,90 0,2 0,32 0,20 6,4

3,5 мин 74,8 12,8 1,91 0,2 0,34 0,22 6,2

75,5 12,5 1,92 0,19 0,33 0,22 6,4

нагреве, и после 3,5 мин выход сока постоянно уменьшается (см. рисунок).

Высокий выход качественного сока из целых яблок связан с объемным поглощением плодами микроволновой энергии тепловой интенсивности, вызывающей их равномерный и быстрый нагрев по всему объему, при котором увеличивается клеточная проницаемость за счет расширения объема находящихся в клетках воздуха, влаги, что приводит к локальному микровзрыву мембран клеток и их разрушению (умертвлению), коагуляции белков, так как градиенты температуры, влаги, воздуха направлены из центра к поверхности, и при последующем прессовании давлением 4-5 МПа выход сока составляет 70-75 %.

Влияние двух вышеизложенных факторов на окисление сока по существующему способу его получения предотвращено, т.е. обработку целых яблок СВЧ-энергией производили без доступа кислорода и за счет нагревания до 80...90 °С, активность ферментной системы после 2 мин не выявлена. Получаемый сок — неокисленный, прозрачный, обладающий яблочным ароматом (см. таблицу).

Как видно из таблицы, содержание дубильных веществ в полученном соке методом дробления яблок составляет 0,60-0,63 мг/100 г, а при СВЧ-об-работке — 1,88-1,94 мг/100 г, т.е. в первом случае они окисляются, и при этом их содержание уменьшается, а во втором случае не окисляются и поэтому полученный сок после прессования прозрачный с оптической плотностью 0,30-0,38 (по существующей технологии — 0,85-0,9).

В межклеточных пространствах ткани яблок около 20 % содержится общего воздуха, и поэтому в полученном соке, как правило, находится заметное количество кислорода, углекислого газа и др.

Исследованиями, проведенными Маршалом по удалению кислорода воздуха деаэрацией сока после фильтрования, выявлено, что нельзя уменьшить содержание кислорода до уровня более

низкого, чем он был в свежем полученном соке. При этом удаляется кислород, находящийся в свободном виде, т.е. его необходимо удалить до получения сока.

При СВЧ-обработке целых яблок градиент температуры направлен из центра клеток плода к поверхности, находящийся при этом воздух в межклеточных пространствах также стремится к поверхности и удаляется из плода до получения сока.

Таким образом, инактивация окислительных ферментов, обработка целых яблок без доступа кислорода, а также удаление (деаэрация) кислорода из плодов не только способствуют повышению органолептических свойств сока, но и увеличению выхода сока и повышению химического состава, т.е. качество, пищевая и биологическая ценность яблочного сока, получаемого с использованием ЭМП СВЧ, намного выше, чем у сока, получаемого традиционным способом, что подтверждают данные таблицы.

На основании полученных данных разработаны способ и устройство предварительной обработки целых яблок СВЧ-энергией перед прессованием, СВЧ-пастеризатор, СВЧ-устройство для подготовки тары перед наполнением сока, поточно-механизированная линия, которые позволят получать больше высококачественного сока.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ревзин В.Я. Факторы, определяющие выход яблочного сока при производстве виномате-риалов. — М.: УНИИТЭИ, Пищепром, 1973.

2. Фан-Юнг А.Ф., Флауменбаум Б.Л. и др. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы. — М.: Пищевая промышленность, 1980.

3. Дональд К. Тресслер и др. Химия и технология плодово-ягодных и овощных соков. — М.: Пищепромиздат, 1954.

4. Джаруллаев Д.С. и др. Способ обработки целых семечковых плодов. А.с. 175230 СССР. Бюл. № 29, 1992.

5. Джаруллаев Д.С. и др. Способ пастеризации жидких пищевых продуктов, преимущественно яблочного сока в потоке. А.с. 174170 СССР. Бюл. № 25, 1992. &

*

3 • 2006

45