CC BY
102
УДК 664.864
СУШКА ГРИБОВ В НЕСТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ
А.Л. ВЕРЕЩАГИН, доктор химических наук, зав. кафедрой
И.В. ЩЕГЛОВА, аспирант
Бийский технологический институт (филиал) ГОУВ-ПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
E-mail: [email protected]
Резюме. Приведены результаты исследований по определению изменений состава грибов при сушке в нестационарных условиях. Обнаружено положительное влияние сушки под вакуумом на адсорбционные и микробиологические показатели грибов.
Ключевые слова: грибы, пищевая ценность, вакуумно-импульсная сушка, взрывной автогидролиз, влагопогло-щение, микробиологическая обсемененность, тяжелые металлы.
Хорошей усвояемости грибов мешает значительное содержание в них клетчатки, пропитанной хитином. К тому же белки грибов в основном принадлежат к трудно растворимым веществам. Поэтому их рассматривают как трудно перевариваемый продукт и грибные блюда рекомендуют только здоровым людям.
В литературе имеются сведения об активации древесины в нестационарных условиях. Сущность такой обработки заключается в кратковременном воздействии на щепу или опилки насыщенным водяным паром при температуре 180...250°С и давлении 3...
4 МПа с последующим резким сбросом давления [1]. В результате происходит гидролиз и деполимеризация лигноуглеводного комплекса древесной биомассы. Подобная вакуумно-импульсная обработка позволяет подготовить древесину к дальнейшей переработке в корма и другие продукты.
Цель наших исследований - проверка пригодности вакуумно-импульсного метода с более щадящими благодаря использованию реакции автогидролиза параметрами процесса для повышения пищевой ценности съедобных грибов.
Условия, материалы и методы. Объект исследования - сушеные плодовые тела культивированных грибов вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus).
В первом варианте разрезанные на кубики с размером сторон 5.10 мм плодовые тела помещали в рабочую камеру сушилки при температуре 55 0С и подвергали вакуумно-импульсной обработке, которая заключалась в понижении давления до 100 Па в течение 30 сек с последующим его увеличением до атмосферного в течение 100 сек. Процесс последовательного вакуумирования и выдерживания грибов в контакте с атмосферой осуществляли периодически 2-5 раз в зависимости от консистенции грибов, определяемой их возрастом, до постоянной массы. Обработку образца № 2 осуществляли таким же способом с предварительной выдержкой грибов в воде при 55 0С в течение 20 минут.
В качестве контроля использовали плодовые тела, высушенные до постоянной массы при атмосферном давлении и температуре 55°С.
Оценку эффективности предлагаемого способа повышения пищевой ценности грибов проводили по изменению содержания свободных аминокислот и растворимых и легкогидролизуемых углеводов.
Для изучения морфологии плодовых тел грибов с помощью электронно-микроскопического исследования использовали лисички настоящие (Cantharellus cibarius Fr.), собранные в сосновом бору урочища «Сошниково» Приобского лесного массива Алтайского края в июле 2008 г.
Таблица 1. Химические показатели сушеных грибов вешенки обыкновенной, %
Свободные Растворимые и
Образец аминокисло- легкогидролизуе-
ты мые углеводы
№ 1 38,5 24,2
№ 2 45,3 39,0
№ 3 (контроль) 31,5 17,9
Текстурные характеристики грибов определяли по изменениям изотерм адсорбции-десорбции азота, которые определяли на объемной автоматической вакуумной установке <^АР-2000» при 77 К. Воздушно-сухие грибы предварительно тренировали в вакууме при 493 К. Суммарную удельную поверхность определяли методом БЭТ. Распределение объемов пор по размерам рассчитывали по адсорбционной и десорб-ционной ветвям изотерм по диалоговой системе программ «Интерпретатор адсорбции Е1».
Результаты и обсуждение. Применение сушки под вакуумом позволяет увеличить содержание свободных аминокислот на 7,0...13,8 %, а растворимых и легкогидролизуемых углеводов - на 6,3...21,1 % (табл. 1).
Таблица 2. Термодинамические параметры реакции гидролиза й-трегалозы при 328 К
Энтальпия Энтропия Энергия
Метод сушки реакции, реакции, Гиббса,
кДж/моль Дж/K моль кДж/моль
Вакуумно-
импульсная - 63,1 - 130,4 -20,5
При атмосфер-
ном давлении -15,3 -12,2 -19,3
Полученные результаты, на наш взгляд, можно объяснить тем, что благодаря вакуумно-импульсной обработке повышается активность воды, происходит интенсификация гидролиза биополимеров грибов (клетчатки, дисахарида трегалозы, хитин-глюкановых комплексов и трудноусвояемых белков).
Гидролиз трегалозы при вакуумно-импульсной сушке (1) и атмосферном давлении (2) протекают при 550С, однако состояние воды в них различно (газообразное и жидкое).
C12H22O11(к)+ H2O(г) = 2^^к) (1)
C12H22O11(к)+ H2O(ж) = 2^^к) (2)
Расчет термодинамических функций исследуемых реакций, проведенный по имеющимся литературным данным [2], показал, что изменения энергии Гиббса
Таблица 3. Влагопоглощение лисичек настоящих при 95 0С
Время экспозиции, мин Прирост массы, %
Конвекционный способ сушки вакуумно-импульсный способ сушки
3 88±4 136±7 5 116±6 188±9 10 128±6 208±10 30 135±7 224±11 60 151±8 247±12
Рисунок. Микрофотографии грибов лисичек настоящих, высушенных конвекционным (а) и вакуумно-импульсным (б) методами.
исследуемых реакций близки и отрицательны (табл. 2). Это значит, что оба процесса термодинамически разрешены.
Близкие результаты дает и термодинамический обсчет уравнения реакции гидролиза D-трегалозы в водном растворе [3]:
На наш взгляд, это можно объяснить тем, что пар, проникший в межклеточные пространства, при сбросе давления и выходе сырья в приемник, конденсируясь, «вспенивает» продукт. Этот процесс осуществляется в результате перехода кинетической энергии движущихся с большой скоростью частиц сырья в механическую энергию размола [4].
Вакуумно-импульсная сушка увеличивает площадь удельной поверхности (АБЭТ) грибов с 0,41 до 0,79 м2/г и объем пор с 0,01до 0,002 см3/г, следовательно, возрастает скорость влагопоглощения.
Так, в первые 5 минут набухания при температуре 95°С у грибов, подвергнутых вакуумно-импульсной сушке она была в 1,6 раза выше, чем у высушенных традиционным способом (табл. 3).
Более высокая гидратационная способность грибов, высушенных вакуумно-импульсным методом, должна привести к значительному сокращению продолжительности их кулинарной обработки.
Результаты микробиологических исследований показали, что вакуумно-импульсная сушка грибов лисичек настоящих приводит к снижению количества мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, а также плесеней в плодовых телах лисичек. При этом общая обсемененность всех образцов не превышает допустимых значений по СанПиН
С12Н22011(ая)+ Н20(ж) = 2D-C6H12O6(aq)
Кр = 119; ДгО° = - 11,9 кДж/моль; ДгН° = - 4,73 кДж/ моль; = 56 Дж/Кмоль.
Таким образом, автогидролиз и, как следствие, изменение состава обрабатываемых продуктов при вакуумно-импульсной сушке обусловлены кинетикой процесса.
Как показало электронно-микроскопическое исследование образцов лисичек настоящих, в процессе автогидролиза структура грибов становится более рыхлой (см. рисунок).
2.3.2.1078-01 (табл. 4). Таблица 4. Микробиологические показатели плодовых тел лисичек настоящих
Показатель Норма Значение
конвекционная сушка вакуумно-импульсная сушка
КМАФАнМ, КОЕ/г по ГОСТ 10444.15-94 не более 5,0-105 2,0-104 1,0-103 БГКП, в 0,001 г по ГОСТ 30518-97 отсутствует не обн. не обн. Патогенные, в том числе сальмонеллы в 25 г по ГОСТ 30519-97 отсутствует не обн. не обн. Плесени, КОЕ/г по ГОСТ 10444.12-88 не более 5,0-102 2,0-102 0,8-102
Выводы. Таким образом, активация в условиях вакуумно-импульсной обработки грибов обеспечивает повышение их пищевой ценности, увеличение удельной площади поверхности и снижение обсемененности микроорганизмами.
Литература.
1. Ефремов А.А., Кротова И.В. Комплексная переработка древесных отходов с использованием метода взрывного автогидролиза. // Химия растительного сырья. - 1999. - №2. - С. 19-39.
2. Takao Furuki, Rika Abe, Hitoshi Kawaji, Tooru Atake, Minoru Sakurai Thermodynamic functions of a-a-trehalose dihydrate and a-p-trehalose monohydrate at temperatures from 13 K to 300 K// Journal of Chemical Thermodynamics.-2006.-V.38.-№12.-P.1612-1619.
3. Tewari Y.B., Goldberg R.N. Thermodynamics of hydrolysis of disaccharides. Lactulose, a-D-melibiose, palatinose, D-trehalose, D-turanose and3-o-fi-D-galactopyranosyl-D-arabinose//Biophys. Chem. 1991.-V.40.-№1.-P.59-67.
4. Огарков В.И. и др. Автогидролиз-взрыв растительного сырья: механизмы и перспективы применения. // Биотехнология. - 1990. - Т. 3. - С. 66-71.
MUSHROOM DRYING IN NON-STATIONARY CONDITIONS A.L. Vereshchagin, I.V. Shcheglova
Summary. The results of studies regarding the changes in the mushrooms composition with the use drying in the nonstationary conditions are given. The positive influence of vacuum drying on the adsorptive and microbiological properties of mushrooms is discovered. Key words: mushrooms, nutritional value, vacuum-pulse drying, explosive self-hydrolysis, water absorption, microbiological dissemination, heavy metals.
