Миття сировини – це перший технологічний процес, але іноді його проводять після сортуванні та інспекції. З миття процес починають в тому разі, якщо перероблюється дуже забруднена сировина, на котрій не можливо візуально побачити дефекти. Наприклад, буряк і моркву у виготовленні гарнірних консервів перш за все інтенсивно миють, а потім уже інспектують і сортують. При консервуванні плодів у виробництві компотів їх звичайно сортують і калібрують, а потім уже направляють на миття.
Вода що використовується в консервному виробництві повинна відповідати вимогам ГОСТу на питну воду. При цьому оговорюється та нормуються низка бактеріологічних, органолептичних, фізичних і хімічних показників якості. До них відносять титр кишечної палички (колі титр, котрий має бути не менше 300), запах, присмак, колір і мутність, загальна жорсткість (не повинна перевищувати 10 мг екв/л, норма – 7 мг екв/л). Вкрай жорсткі норми встановлені для токсичних хімічних речовин,котрі зустрічаються в природних водах або додаються до води в процесі її обробки (берилій, свинець, селен, стронцій, фтор та ін. ).
В процесі миття слід видалити прилиплі до сировини механічні домішки (земля, пісок та ін. ), а також змити мікроорганізми.
Розглянемо явище, що відбувається при відмиванні забруднення поверхні за допомогою тих або інших рідин.
ЯК відомо, що брудні часточки утримуються на твердих поверхнях головним чином силами міжмолекулярної сили тяжіння на границі двух твердих фаз. Величина цих сил буває дуже значна і залежить від будови молекул і відстані між ними. Ці сили особливо виявляються при дуже щільному дотиканню тіл. Відстань, на яку діють молекулярні сили зщеплення, черезвичайно мале – воно не перевищує декількох ангстрем, при збільшенні цієї відстані сили взаємодії різко падають. Виходячи з цього перша задача кожного процесу миття складається з того, щоб відділити грязеві частички від поверхні що очищається,до якої вони прилипли. Цього можна досягти, якщо яким-небудь шляхом збільшити відстань між часточкою та відмиваємою поверхнею. При цьому поверхневі зв’язки можуть повністю порушитися. Як вказує С. А. Дмитриев, таке відокремлення брудної часточки від поверхні може бути здійснене набуханням тобто проникненням рідини в міжмолекулярний простір грязевої часточки, а також в зазори між часточкою і забрудненою поверхнею. Отже, для ефективного проникнення рідини в такі тоненькі зазори вона повинна добре змочувати поверхні що очищаються. При хорошому змочуванню рідина розтікається по поверхні твердого тіла і поглинається в його найменші пори.
НА жаль, вода погано змочує більшість поверхонь ,особливо гідрофобніх (водо відштовхуючих), до яких відносяться покрита восковим нальотом шкірка більшості плодів та овочів. Це пояснюється перш за все тим, що сили поверхневого зціплення між молекулами води доже виликі: поверхневий натяг складає 7,3 Н/м і в декілька разів перевищує поверхневий натяг, наприклад, спирту та керосину, корті знаходяться в межах 2,2-2,4 Н/м. Ось чому спирт і керосин добре розтікаються по різним поверхням, а вода збирається в окремі краплі.
Коли сили поверхневого натягу на межі фаз взаємно урівноважена і рідина припиняє розтікатися, поверхня краплі що розпливлась припиняє розтікатися, поверхня розплившої краплі утворює з поверхнею твердого тіла кут, що називається кутом змочування.
Як відомо молекули ПАР мають два кінця з взаємо протилежними властивостями. Один з них представляє, як правило, довгий вуглеводний симетричний неполярний ланцюг, що володіє гідрофобними властивостями. Другий, короткий, містить кисень, азот або сірку, не симетричний, полярний і володіє гідрофільними властивостями.
Завдяки наявності полярного гідрофільного кінця молекула мила розчинна у воді, але інший, гідрофобний її кінець намагається відштовхнути від води і «витягти» молекулу мила із води на поверхню, тобто на границю її поділу з повітрям, котре також є гідрофобною речовиною. Таким чином, молекули мила витісняють молекули води зі поверхневого слою , утворюючи абсорбційний слой, що має менший поверхневий натяг, чім вода. В цьому абсорбційному слою поверхнево-активні речовини розміщуються строго орієнтовано, гідрофобними кінцями на зовні, а гідрофільними в середину .
Відповідно вода, в яку додано ПАР, представляє собою рідину зі зменшеним поверхневим натягом, володіючою в силу цього кращими змочуючи ми і миючими властивостями. Наприклад, якщо ввести у воду етиловий спирт, поверхневий натяг якого складає 2,2 Н/м, то поверхневий натяг води різко понизиться. В табл. 4 приведені данні про змочуваність водою тих же поверхностей, що і приведені в табл. 3, після додавання в воду деяких речовин.
На І стадії – замочки – молекули поверхнево-активних речовин своїми гідрофобними кінцями входять в гідрофобну поверхню бязевої частинці А, що пролипла до забрудненої поверхні і утимуючій на ній силами міжмолекулярного тяжіння, і утворюють на її поверхні гідрофільний чохол. Деякі з них проникають в узький молекулярний зазор поміж забрудненою поверхнею і грязевою часточкою, злегка збільшують цей зазор і послаблюють сили молекулярного зчеплення грязевої часточки з поверхнею. Все це створює передумови для відриву грязевої часточки від забрудненої поверхні.
На цій же стадії молекули ПАР проникають в найтонші щілини і тріщини грязевої часточки і подрібнюють її на мілкі, колоїдних розмірів, шматочки, навколо яких також утворюється гідрофільний чохол.
НА ІІ стадії поверхнево-активні речовини повністю відділяють грязеву часточку від поверхні і переводять її в розчин, в якому завдяки гідрофобному чохлу, утвореному на поверхні часточки, вона добре утримується в підвішеному стані і плаває до тих пір, доки свіжа порція миючого розчину не віднесе її в каналізацію (ІІІ стадія).
Досліди, проведені у ПНР, показали, що значний ефект при митті фруктів і овочів здійснюють розчини калійного мила в концентрації 0,25-0,5 %, при рН 7-8. Особливо хороший ефект з мікробіологічної сторони отриманий при митті шпинату, квасолі і томатів, а найкращі результати по видаленню піску досягнуті у відношенні клубнів та грибів. А. Горубала відмічає, що в стерилізованих консервах, виготовлених з сировини, що пройшло миття в розчинах детергентів, знайдений значно менший процент бомбажних банок у порівняні з консервами, виготовленими із сировини, промитого чистою водою. Автор відмічає також послаблення термостійкої мікрофлори консерв, виготовлених із сировини, що піддавалося дії аніоноактивних детергентів, в процесі наступній стерилізації.
Таким чином, доцільно застосовувати поверхнево-активні речовини для миття сировини в консервному виробництві. Між іншим по ряду причин детергенти застосовуються звичайно тільки для миття консервної тари і в окремих випадках для покращення змочування плодів при лужній чистці їх від шкірки, при звичайному митті детергенти не застосовуються. Недостатні ж властивості води компенсуються застосуванням великого напору )0,2 – 0,3 МПа) у відповідних душових насадках, що призводить до великої витрати води, приблизно 0,7 – 1,5 л на 1 кг сировини. В тому разі, коли миттю підлягає особливо забруднена сировина машиного збирання, витрата її збільшується і досягає трьохкратного співвідношення її з сировиною.
В залежності від виду сировини і ступеня забруднення для миття її використовують різні механізовані пристрої, в яких сировина замочується при інтенсивному перемішуванні, що створює тертя плодів або кланів один об одного з послідуючим видаленням забруднень за допомогою водяних струменів, що виходять з насадок під великим тиском. Для збільшення тиску води використовують стиснуте повітря, що подається від компресора за допомогою вентилятора. Для миття сильно забруднених овочів, коренеплодів, клубне плодів застосовують кулачкові та барабанні мийні машини. Вони більш енергійно відмивають сировину,чім машини стрічкового типу, але миття супроводжується в них механічними пошкодженнями плодів, на поверхні утворюються тріщини, потертості.
Для миття біль ніжних овочів і фруктів (томатів, перцю, вишні, черешні, сливи, абрикоси) використовують елеваторні, вентиляторні і встряхуючі мийні машини,а такі ніжні ягоди,як, наприклад, полуниця і малина миють на встряхуючих душових пристроях. Застосування щіткових машин , як пристроїв не доброякісне у відношенні мікробного засмічення, не рекомендується, але вони дуже ефективні для видалення забруднень з овочів, що мають не рівну поверхню (огірки, картопля).
Найбільш широке застосування в консервному виробництві мають мийні машини: уніфікована для первинного миття овочів і фруктів без нагнітання повітря (КУМ), уніфікована з нагнітанням повітря для повторного миття овочів та фруктів (КУМ-1), уніфікована вентиляторна для повторного миття (КУВ -1), барабанна для твердих овочів і сімячкових плодів (КМ-1), щіткова для огірків і абачків (ММ-1), з прорезиненими роликами для картоплі і цибулі (ММК), мийно-встряхуюча для різних плодів, ягід і овочів (КМЦ) та ін.
Інспекція, сортування і калібрування
Інспекцією називають огляд сировини з відбором непридатних до переробки екземплярів: битих, запліснявілих, не правильної форми, зелених і т. п. Іноді інспекція виділяється в самостійний процес, іноді поєднується з сортуванням плодів за якістю, стадії зрілості, забарвленню, розмірам. Інспекція проводиться на стрічкових транспортерах, що рухаються зі швидкістю 0,005-0,1 м/с. Звичайно робітниці стоять по обидві сторони інспекційного транспортера з таким розрахунком, щоб вони могли легко дістати плоди з середини стрічки і щоб відстань між ними знаходилася в межах 0,8-1,2 м.
Для того щоб полегшити проведення послідуючих операцій і процесів обробки сировини – чистки, подрібнення, теплової обробки, укладки, – плоди і овочі слід розділити на однакові за розмірами партії. Цей процес називається калібруванням. Калібрування дозволяє знизити втрати і відходи к виробництві і покращити якість готової продукції. На консервних заводах можна зустріти різні типи калібрувальних машин: барабанні, тросові, роликові, шнекові, валико-стрічкові і дискові. Картоплю наприклад, калібрують у обертаючому барабані з сітчастою боковою поверхнею і внутрішньою спіральною направляючою. Барабан розділений по довжині на 3 секції різними по розміру квадратними отворами. В першій секції з отворами 4*4 см провалюються в прийомний бункер мілка картопля, в другий через сита з отворами 5*5 см – середній і в третій через ячейки 6*6 см виходить велика картопля. Під бункером барабану проходить стрічковий транспортер, котрий почергово забирає відкалібровану сировину із відповідних бункерів.
Для калібрування мілких кісточкових плодів на деяких заводах застосовують сита з отворами 3-4 розмірів, що здійснюють поступальні рухи. Для калібрування цитрусових, а також насінних та великих кісточкових плодів по діаметру використовують валико-стрічкові калібрувальні машини,в яких плоди скочуються в збільшуючийся по ходу руху зазор між калібруючим обертаючим ступінчатим валиком і рухаючоюся стрічкою.
Очистка та подрібнення плодів і овочів
Очистка сировини є однією із самих трудомістких операцій в технології консервування харчових продуктів. При очистці видаляють неїстівні часточки сировини – плодоніжка плодів, чашелистики ягід, гребні винограду, насіннєві камери, шкірку деяких видів сировини. Багато з цих операцій механізовані. Існують, наприклад, машини для зрізання зерен з кукурузних початків, видалення цедри з цитрусових плодів, очистки від шкірки коренеплодів і клубнів за допомогою абразивних матеріалів і т. д. Однак при очистці сировини частіше всього використовується ручна роботу. Те ж можна сказати у відношенні послідуючих процесів подрібнення сировини, яке нерідко поєднується з операціями очистки.
Сировину подрібнюють для надання їй певної форми, для кращого використання об’єму тари, для полегшення послідуючих процесів (наприклад, обжарювання, випарювання, пресування). Ці операції, як правило, виконуються машинним способом, хоча іноді і тут зустрічається використання ручної праці.
В ГДР випускають машини для чистки і різання яблук, груш і цитрусових. Машини очищують плоди від шкірки, розрізають їх на шматочки, половинки і дольки, а також видаляють серцевину у яблуках і грушах. Ці машини карусельного типу. Загрузка плодів виконується вручну. Всі послідуючі операції – зрізання шкірки, надрізання плодів, видалення пуасоном серцевини і розрізання на половинки або дольки – здійснюються автоматично.
Дуже складно виконати механізовану очистку перцю від насіннєвої камери. На багатьох заводах ця операція до цих пір виконується вручну за допомогою спеціальних конічних трубок. На Одеському консервному заводі виготовлені дослідні зразки машин для очистки перцю, а Венгрія доставляє на консервні заводи нашої країни машини для очистки і розрізання на шматочки великоплідного перцю. Загрузка плодів у носій машини виконується вручну. Всі останні операції механізовані: вдавлювання плодів для їх фіксації, висвердлювання серцевини ножем, що обертається, розрізання плодів на шматочки, продавлювання їх через решітку пуасоном і вигризка.
На Ізмаїльському консервному комбінаті багато років експлуатувалось створена місцевим винахідником А. Ф. Кулаковим машина для обрізання кінців моркви. Укладання коренеплодів в носії барабана виконують вручну. При повороті барабану коренеплоди фіксуються зажимами, після чого з них спеціальними ножами обрізаються товсті і тонкі кінці коренів. Далі сировина звільняється від зажимів і випадає із барабана на транспортер.
Багато видів плодової і овочевої сировини піддаються хімічному очищенню від шкірки. З цією ціллю використовується обробка плодів у гарячих розчинах каустичної соди різної концентрації. При дії гарячого лугу відбувається гідроліз протопектину, котрим шкірка прикріплена до поверхні плода, і утворюється розчинний пектин, молекула якого під дією лугу омилюється з утворенням натрієвої солі пектинових кислот і метилового спирту, проходить подальша деградація полімерів галактуронових кислот. Те ж саме відбувається із клітинами самої шкірки. В результаті шкірка відділяється від м’якоті плодів і легко змивається струями води при послідуючим душовим обполіскуванням. Для лужної очистки персиків використовують 10%-ий розчин каустичної соди, нагрітої до 90 С, в якому персики витримують на протязі 3-5 хв. Коренеплоди обробляють 2,5-3%-ним розчином каустичної соди при температурі 80-90 С на протязі 3 хв. Після лужної очистки коренеплоди відмивають від шкірки і лугу в карборундових мийних машинах зі знятою абразивною поверхнею.
Є і інші варіанти лужної очистки мокви, згідно ким морква обробляється 5-8%-ним розчином каустичної соди при температурі 95-100 С, після чого промивається в барабанній мийній машині водою, що подається під напором 0,8-1 МПа.
Для зняття шкірки з коренеплодів використовуються також терткові установки з абразивною поверхнею і парова обробка під тиском 0,2-0,3 МПа на протязі 10-30 с. При виході із зони підвищеного тиску на ззовні в результаті само випарювання вологи в підшкірному шару кожура розривається, а потім легко відділяється в мийно-очисній машині під дією обертаючих ся щіток і струменів води.
Особливо важко механізувати знімання покривного листя з цибулі. Хоча доволі успішно працюють так звані пневмоцибулечистки періодичної дії, однак до поступання в ці машини необхідно вручну відрізати мочки і шийки у цибулин. Після цього, коли зв’язок шкірки з цибулиною порушений , в машині тер очного типу, в якій цибулини труться одна об одну і об обертаюче дно з насічками, шкірку здувають напором зжатого повітря під тиском 0,6 МПа. Значна кількість цибулин, очищених на цих машинах, доводиться дочищати вручну.
Плодоніжки можна відділити від плодів і ягід на обертаючихся назустріч один одному прорезинених валиках. Діаметри валиків і зазор між ними можна підібрати так, щоб забезпечити захват і відрив плодоніжок без пошкоджень плодів. Для видалення кісточок із вишні, черешні, слив, абрикосів існують машини, в яких плоди, що містяться в спеціальних гніздах потрапляють під стержні-пуасони, що здійснюють зворотно-поступальні рухи і вибивають кісточки їх плодів.
Подрібнення овочів і плодів виконується по-різному, в залежності від того,чи потрібно придати сировині певну форму (різання) або ж необхідно роздробити його на малі шматочки або часточки, не піклуючись про форму.
Коренеплоди і картопля, наприклад, ріжуть на брусочки і кубики, кабачки і баклажани – на кружечки або на шматочки, капусту шинкують. Ці операції виконуються в машинах, що оснащені системою дискових і гребінчастих ножів. Широко поширені машини для різання овочів в одній плоскості (шинкувальні, соторізки), а також, у яких ножі розміщені в двух взаємно перпендикулярних площинах (для нарізання на шматочки).
Велика різновидність механічних пристроїв використовується для подрібнення сировини на безформні шматочки або на однорідну пюреподібну масу, що робиться , наприклад, перед наступним від жимом мезги на пресах або при підготовці сировини до випарювання вологи. Тут застосовуються всі можливі дробарки (двох вальцеві, одно- і двохбарабанні), плунжерні і дискові гомогенізатори, протирочні машини і т. п. В багатьох із них плоди і овочі піддаються не тільки розрізанню або роздавлюванню, але й сильному удару об нерухому деку за допомогою розвиваючого при обертанні велику центр обіжну силу робочого органа машини. В результаті такої обробки цитоплазматична оболонка плодових клітин пошкоджується, клітинна проникненість безповоротно збільшується і вихід соку при наступному пресуванні отримується достатньо великим.
Те ж саме можна сказати у відношенні подрібнення томатів на протирочних машинах перед наступним їх уварюванням у вакуум-випарних апаратах. Звичайно подрібнення томатної пульпи ведеться послідовно на двох або трьох протирочних машинах з поступово зменшуючимися діаметром перфорації сит. Наприклад, у встроєних протирочних машинах сита мають слідуючі діаметри перфорації (в мм ): перше – 1,2; друге – 0,7; третє – 0,5.
Чим тонше подрібнення, тим більша площа поверхні випарювання і тим, відповідно, більша швидкість випарювання вологи, котра, як відомо, при певних умовах пропорційна площа поверхні випарювання (К – коефіцієнт пропорційності). Розрахунки показують, що площа поверхні випарювання при додаванні часточок томатної пульпи до діаметра 0,7 мм збільшується у порівнянні з площею поверхні частинок діаметром 1,2 мм на 71%, а при виході з третього сита – ще на 42%.
Попередню теплову обробка сировини прийнято називати короткочасне (5- 15 хв) дію на сировину гарячою водою (80-90 С), парою або гарячим рослинним маслом. Обробку сировини гарячою водою або паром називають бланшуванням, обробку в гарячому рослинному маслі – об смаженням.
Уварювання подрібненої сировини, наприклад при концентруванні томат- продуктів або при варці плодів в цукровому сиропі при виготовленні варення, до попередньої теплової обробки не відноситься.
В різних технологічних процесах попередня теплова обробка сировини має певні цілі: змінити об’єм сировини, пом’якшити його, збільшити клітинну приникаємість, інактивувати ферменти, гідролізувати протопектин, видалити з рослинної тканини повітря, збільшити калорійність сировини і надати йому специфічні смакові якості.
Для того щоб змінити масу і об’єм сировини, наприклад, при виготовленні так названих м’ясо-рослинних консервів, в рецептуру яких входять сухі бобові культури, практикують бланшування сухого гороху або квасолі в кип’яченій воді на протязі 10-20 хв для набухання зерен, при цьому завдяки поглинанню води об’єм їх і маса збільшується приблизно в 2 рази. Якщо цього не зробити, то при стерилізації консервів сухі боби набухають за рахунок поглинання бульйону і в готовому продукті не залишиться рідкої фази. З цією ж ціллю в низці випадків бланшують і рис,об’єм і маса якого при цьому збільшується на 100%.
При виготовленні консервів з відварної свинини бланшування підлягає м’ясо , об’єм і маса якого при цьому зменшується на 30-40% із-за коагуляції білка і вивільнення частини зв’язаної вологи. Завдяки цьому в банку поміщається більш концентроване білком м’ясо і коефіцієнт заповнення банки поживними речовинами збільшується.
Пом’якшують плоди для того, щоб його можна було більш щільно розмістити в банкі або для полегшення видалення неїстівних частин – шкірки, кісточок, насіння – при наступному протиранні на ситах. Плоди пом’якшуються під дією теплової обробки за двома причинами: 1) При нагріванні гідролізується протопектин, що зклеює окремі клітини між собою і цементує рослинну тканину. При гідролізі протопектин переходить в розчинну форму, клітини відокремлюються одна від одної і плодова тканина стає м’якою і пористою. Для повного гідролізу протопектину необхідно15-20 хв теплової обробки; 2) Достатньо нагріти рослинну тканину до 80-85 С і за 3- 4 хв плоди стануть м’якими. При нагріванні коагулюють білки протоплазми, цитоплазматична оболонка пошкоджується , осматичний тиск, що надає твердість плодам зменшується і продукт пом’якшується. Збільшити клітинну проникненість доводиться в тих випадках, коли необхідно вилучити вміст клітин, та як в багатьох випадках цитоплазматичні оболонки плодових клітин гальмують протікання технологічного процесу. Саме ці напівпроникні мембрани є перепонами при вилученні плодових соків пресуванням. Одним із найбільш ефективних технологічних прийомів, що дозволяють пошкодити цитоплазматичні мембрани, є бланшування плодів водою або парою. При цьому слід мати на увазі, що пошкодження цитоплазматичних мембран і збільшення клітинної проникненості досягається при різних температурних рівнях і різної тривалості обробки. Чім вище температура бланшування, тим менше необхідно часу теплової обробки. На рис. 13 показано зміна клітиної проникненості яблук при бланшуванні у межах температурного діапазону 60-100 С. Оскільки клітинна проникненість вимірялась електричним методом (чим вища клітинна проникненість, тим вище електропровідність), а результат вимірів залежить на тільки від клітинної проникненості, але і від температури об’єкта , то для того, щоб зняти криву залежності впливу температури на показники прибору, плодову тканину після бланшування охолоджували і по показникам охолодженої тканини судили про зміни клітинної прониненості. Пунктирні лінії на рис. 13 показють зміни показника клітинної проникненості К в період охолодження. Горизонтальний пунтир на рівні 10 тис. Ом -1 характеризує К для вбитої тканини. Із рис 13 видно, що показник клітинної проникненості виходить за межі значень, починаючи з 70 С. Тому у випадках, коли бояться розварити плоди при високих температурах, можна проводити бланшування на протязі 8-10 хв. При 70-80 С, а не 4-5 хв при 100С.
Цитоплазматичні мембрани також є преградою і у випадку, коли потрібно наповнити клітину із зовні, наприклад цукром або сіллю. Так, якщо при варці варення помістити в цукровий сироп свіжі плоди або їх дольки, то в перші хвилини, доки плоди ще не прогрілись і ціла цитоплазма, дифузійне проникнення цукру в середину плодових клітин затримується цитоплазматичною оболонкою и відбувається лише осматичне відсмоктування вологи із клітин, тому плоди зморщюуться. Якщо плоди до варіння (розрізані на шматочки яблука, груші) про бланшувати то клітинна проникненість їх збільшиться і при наступному поміщені їх в сироп, то відразу відбудеться не тільки осматичне відсмоктування, але і дифузійне проникнення цукру в середину плодової тканини, через пошкоджену цитоплазматичну мембрану.
Для інактивації ферментів, котрі залишаються в харчовому продукті, що стерилізований «холодним» способом , і можуть викликати його псування, практикують короткочасне нагрівання або бланшування при температурі 80-100С. При цьому більшість ферментів інактивуються і попереджається ферментативне псування продукту.
Діяльність окислювальних ферментів пояснюється також потемніння нарізаних насіннєвих плодів на повітрі. Це також приклад небажаного ферментативного процесу, що зустрічається при виробництві компотів, джемів і деяких інших видів фруктових консервів, котрий слід попередити. Схема окиснюваного процесу ферментативного потемніння нарізаних плодів представлена в наступному вигляді. На першій стадії фермент (позначений баквою А) приєднує молекулярний кисень повітря і активує його, утворюючи зєднання типу пероксиду:А+О2=АО2. Якщо в плодах є відповідний субстрат відновлювального характеру (дубильні речовини, полі феноли – позначені буквою В), то утворений органічний пероксид АО2 віддає кисень уже в атомном вигляді, окислюючи, таким чином, дубильні речовини, котрі молекулярним киснем повітря не окислюються. Тому друга стадія ферментативного процесу портікає за схемою АО2+2В=А+2ВО. При цьому фермент відновлюється в свій нормальний стан, а утворений оксид ВО представляє собою темнозабарвлені утворення, що називать іноді флобафеном. Так як полі феноли киснем повітря без допомоги ферментів не окислюються, для попередження процесу потемніння необхідно окислювальні ферменти інактивувати. З цією ціллю у виробництві застосовують короткочасне (5-10 хв) бланшування у воді при температурі 85-100 С. Так я інактивація краще проходить в кислому середовищі, при бланшуванні воду рекомендують підкислювати лимонною або виннокам’яною кислотами концентрацією 0,1-0,2 %.
Гідроліз протопектина проводиться у випаду отримання фруктової продукції, що має желеподібну консистенцію (повидл, джем, мармелад, желе), що не можливо без наявності в увареній масі розчинного пектину. Саме останній в присутності цукру і кислоти дає отримати студні. Желе утворюється при умові осадження пектина в агрегатах міцел в присутності цукру, що діє як обезводнюючий агент, що поглинає саль ватні оболонки, і водневі іони, що нейтралізують відємний заряд пектинових молекул. Утворене желе представляє собою сплетіння фібрил із пектинових молекул, проміжки між якими заповнені цукровим сиропом.
В деяких плодах пектинових речовин мало. Щоб із такої сировини отримати фруктовий студень, доводиться вводити в рецептуру так звані желюючі соки, тобто соки з плодів, багатих на розчинний пектин. Іноді пектинових речовин в плода х багато, але вони представлені головним чином нерозчинною формою, у вигляді протопектину. В такому разі необхідно так обробляти плоди, щоб протопектин гідролізувався і перейшов у розчинну форму, котра тільки і здатна в подальшому забезпечити желеподібний стан продукції. Для того, щоб гідролізу вати протопектин, поди бланшують паром на протязі 10-20 хв.
Видалити із сировини повітря, що міститься в міжклітинному просторі рослинної тканини, котра, попадаючи в готову продукцію, а також діючи на проміжних етапах на сировину, викликає погіршення якості продукту, сприяє корозії металевої тари, викликає підвищення тиску в банках при стерилізації, також дозволяє бланшування сировини.
Підвищення калорійності і надання сировині специфічних властивостей досягається при обсмаженні сировини в рослинному маслі.
Для бланшування паром також користуються безперервної дії, частіше стрічковими або шнековими апаратами, що називаються шпарителі.
Шнековий шпаритель,що отримав велике розповсюдження в консервному виробництві представляє собою закритий жолоб, в який поміщено шнек з пологим перфорованим валом, що виконує одночасно функцію барботера. Плоди за допомогою елеватора подаються в бункер шпарителя, короб котрого заповнений гострим паром, що подається через пологий вал. Оброблені паром плоди переміщуються за допомогою шнека вправо, провалюються в нижню секцію, шнек якої рухається в протилежну сторону, і поступають по течії на наступний етап обробки.
Вибір апаратури для бланшування водою пов’язаний з об’ємами виробництва. Якщо пропускна здатність цеху невелика, плоди бланшують вручну в металевих корзинах з отворами циліндричної або прямокутної форми, які загвантажують в наповнені гарячою водою двухстінні котли.
Двухстінний котел складається із двох оболонок. Внутрішня виготовлена із сталі або міді, в неї наливають воду,що нагрівають. Зовнішня оболонка виготовлена із чугунка. В утвореному між двома оболонками герметично закритий простір подають пар під тиском звичайно 0,2 – 0,3 МПа. Вода у внутрішній оболонці нагрівається до 80-85 С або до слабкого кипіння. По закінченню бланшування сітки з плодами виймають із котла і поміщають в холодну воду, щоб попередити розварювання сировини. Двухстінні котли виготовляють місткістю 150, 300 і 500 л.
Ручний спосіб бланшування можна використовувати, коли продуктивність лінії вимірюється десятками кілограм сировини в годину.
При великому виробництві ліній, що вимірюється сотнями або тисячами кілограм бланшуємої сировини на годину, застосовують безперевної дії теплові апарати, що називаються бланшувачами. Ці апарати бувають різних конструкцій : стрічкові, ковшові, барабанні.
Один із типів стрічкового бланшувача, називається скребкоим, зображений. Він представляє собою сталеву ванну прямокутного перерізу, в якій встановлено транспортуючий пристій, що виконаний у вигляді горизонтальної стрічки з поперечними планками (скребками),що прикріплені на двох тягових ланцюгах.
Скребки необхідні для попередження зкочування плодів назад у ванну бланшувала з нахиленої частини стрічки при вигрузкі. Плоди за допомогою елеватора через бункер бланшувала попадають на нескінченну транспортерну стрічку і проходять вздовж ванни з гарячою водою на протязі встановленого часу теплової обробки. Вода в бланшувачі нагрівається за допомогою гострого пару, що подається через перфоровану трубу – барботер, установлену між робочою і холостою частинами стрічки. В розгрузочній частині ванни горизонтальна стрічка переходить в схилені положення, виходячи із гарячої води. Нахил робиться для того, щоб можна було плоди самоплином передати на слідуючий етап обробки, обходячись без проміжних елеваторних установок. Над нахиленою частиною стрічки встановлені душові пристрої для охолодження бланшованих плодів водопровідною водою. Механічно заповнена плодами вода стікає з нахиленої частини стрічки назад у ванну.
Процес обжарювання та пасерування
При виробництві закусочних, заправних консервів, перших і других обідніх страв, консервів для громадського харчування та ін. З метою підвищення харчової цінності і додання продукту певних смакових якостей проводять обжарку або пасеруваня баклажанів, кабачків, буряку, гарбуза, моркви, перцю солодкого, цибулі та ін.
Обжаркой називається теплова обробка овочів в жирах до зменшення маси сировини понад 30% при певному температурному режимі.
Пасерування – обсмажування овочів із зменшенням маси до 30%.
Пасерування овочів виробляють в ненреривнодействующей установці в тонкому шарі жиру з одноразовим його використанням або в газових або електропечах з інфрачервоним випромінюванням, або в котлах з паровим обігрівом системи Коренман, або в печах Крапівіна та інших апаратах, що забезпечують хорошу якість пассерования овочів. Пасерування овочів за протікає в них процесам мало чим відрізняється від обсмаження, практично тільки меншою кількістю удаляемой з овочів вологи і тим, що проводиться воно при більш низьких температурах.
Тривалість пассерования встановлюється на кожному заводі на підставі досвідчених обжарок кожного виду сировини, виходячи з особливостей поверхні нагрівання, тиску пари та інших факторів. Готовність пасерувати овочів визначають зважуванням і за органолептичними показниками.
Обжарку або пассерование проводять в рослинному маслі або тваринному жирі в обжарювальних печах, на плитах Крапівіна при порівняно високих температурах. Рослинна олія або тваринний жир в даному випадку не тільки виконує технологічні функції, але і є проміжним теплоносієм, що передає тепло від поверхні нагрівання Нечі до продукту.
Тривалість обсмажування і пасерування залежить від багатьох факторів і насамперед від виду овочів, ступеня подрібнення, температури активного шару масла, способу обя? Арки, початкового та кінцевого вологовмісту продукту та ін., А також від питомої поверхні нагрівання (величини поверхні нагрівання, що припадає на 1 м2 дзеркала печі) і становить для овочів 5-16 хв.
Для кожного конкретного випадку тривалість обсмажування встановлюється дослідним шляхом. Вона повинна забезпечувати істинний відсоток ужарки, встановлений нормами і вимогами до якості обсмаженого продукту.
Для обсмажування і пасерування застосовуються рафіновані рослинні олії – соняшникова, кукурудзяна, бавовняне і соєва, жири свинячий топлений, яловичий, баранячий або кістковий, маргарин, масло коров’яче вершкове або топлене. При виборі жиру для конкретного технологічного процесу враховують його біологічну цінність, органолептичні властивості та фізико-хімічні показники. Найважливішими з цих показників є температура плавлення і застигання, коефіцієнт заломлення, в’язкість, питома вага, кислотне, йодне, перекисне і ацетильную числа. Смак, запах, колір, прозорість, наявність відстою і консистенція жирів мають велике значення як для якості готового продукту, так і для правильного проведення процесу обсмаження і пассерования.
Процес обсмажування і пасерування овочів являє собою складний комплекс фізичних, хімічних, фізико-хімічних і технологічних явищ, ускладнений тепло-, масообмінних і вбиранням масла.
Під впливом тепла в продукті протікає ряд пов’язаних між собою фізичних і хімічних процесів, в результаті яких відбуваються виділення і видалення частини вологи, вбирання масла, об’ємна усадка продукту, виділення газів, підвищення тиску всередині продукту, збільшення пористості, а також зміна щільності і теплоємності продукту . У процесі обсмаження згортаються білки протоплазми клітин, клітини стискаються, збільшуються міжклітинні ходи, продукт зменшується в об’ємі в 2-3 рази. Вуглеводи також видозмінюються: крохмаль частково переходить в декстрин, цукру карамелізуются, протопектин переходить в пектин, продукт стає м’яким п легкозасвоюваним. Змінюються структура тканини і щільність овочів.
У процесі обсмаження з поверхні завантажених в гаряче масло овочів і коренеплодів випаровується волога. Оскільки концентрація вологи у внутрішніх шарах виявляється більше, ніж на поверхні, то вміст сухих речовин в поверхневих шарах постійно збільшується; за рахунок різниці концентрацій волога дифундує з внутрішніх шарів в зовнішні.
Температура, при якій повинні вестися обжарка і пассерование, вибирається так, щоб випаровування вологи з поверхні кілька випереджало надходження її з внутрішніх шарів. Тоді через деякий час поверхневий шар зневоднюється, утворюється корочка золотистого кольору і продукт отримує специфічний смак і запах, властивий обсмаженому. Освіта скоринки відбувається за рахунок початковій стадії карамелізації вуглеводів – Сахаров, крохмалю, целюлози, пектину, що містяться в обсмажуємо продукту.
Схема процесу утворення шкірочки із карамелізованих вуглеводів в процесі об смаження представлена у наступному вигляді. При розміщенні сировини в гаряче масло волога почнає випаровуватись, і перш за все – з поверхні продукту Оскільки концентрація вологи в глибині отримується більшою, ніж на поверхні, відбувається дифузійне підсмоктування вологи з глибини на поверхню, де вона знову випаровується. До тих пір доки поверхня сировини волога, температура її не може ніднятися вище 100 С, хоча вона і доторкається з маслом, нагрітим до 130-140 С: викіпаюча волога віднімає тепло від поверхні і охолоджує її. Для глибокої карамелізації вуглеводів і утворення шкірочки необхідна температура вища 100 С. Таим чином,в перші хвилини випарення вологи з поверхні перевищує швидкість дифузійного підсмоктування її з глибини на поверхню. Тому через деякий час настає момент, коли поверхневий шар збезводнюється , температура його відразу підіймається вище 100 С і утворюється із вуглеводів що в них знаходяться: цукрів, крохмалю, целюлози, пектину, тобто обвалюють в муці, і шкірка утворюється із вуглеводів муки.
Поняття процесу смаження (видима та істинна ужарка)
Утворення золотистої шкірочи є органолептичним признаком готовності обсмаженої сировини. Однак існує й більш надійний, обєктивния критерій якості. Це – втрата маси сировини при смаженні, так названа видима ужарка.
Як уже відмічалося, при обсмаженні проходять два протилежно направлених процеси масообміну: випарення вологи (направлений ззовні) і впитування масла (направлений в середину). Вологи випарюється більше, ніж впитується масла, тому в процесі об жарки маса сировини зменшується. Якщо позначити масу сировини до усмаження А, а масу усмаженої сировини В, то відносну втрату, виражену в % до вихідної маси, прийнято позначати Х і називають видимим процентом усмаження: Х=( А-В/А)*100.
Багаторічний досвід роботи консервних заводів дозволив встановити, при яких значеннях видимого проценту усмаження якість обсмаженої сировини отримується найкращим. Цей показник нормований, для кожного виду сировини встановлений певний процент усмаження. Так, для моркви цей показник сладає 45-50%, для цибулі – 50, для риби – 20%. Данні про цей показник необхідні і для розрахунку норм витрат сировини на одиницю готової продукції.
Видимий процент усмаження використовується і для контролю роботи обсмажу вальних апаратів. Для цього періодично зважується необхідна кількість сировини, його загружають в сітку,обсмажують, дають стікти маслу і знову зважують, а потім розраховують процент видимої ужарки.
На відміну від видимого усмаження існує поняття при «істинну» ужарку, під яим розуміють зменшення вологи сировини при обсмажені , тобто те, що «насправді», «істинно» усмажилось. З кількісної сторони втрата вологи характеризується так званим істинним процентом усмаження, який показує кількість випареної при обсмажені вологи в процентах до вихідної кількості вологи в сировині і позначається W.
Істинний процент усмаження необхідно знати в тих випадках, коли слід провести теплотехнічні розрахунки, пов’язані з визначенням площі поверхні нагрівальних елементів обсмажу вальних апаратів.
Для визначення залежності між істинним та видимим процентами усмаженя введемо слідуючі позначення:
А – маса вихідної сировини, кг;
В – маса обсмаженої сировини, кг;
М – маса масла, що впиталося в сировину при обсмажені, кг;
Х – видима ужарка, % до А;
Х0 – те ж в кг;
W – істина ужарка, % до А;
W0 – те ж в кг;
t – кількість масла, що впиталося в сировину при обсмажені, % до В.
Розрахунок проводять за схемою
Ц означає, що, з однієї сторони, в процесі обмсаження певна маса вологи W0 із сировини переходить ззовні,а , з іншої, деяка маса масла М впитується в середину сировини. Різниця міжW0 і М і означає втрату маси Х0, та названу видиму ужарку.
З відси, W0=Х0+М
У виразі показані маси, котрі можна визначити виходячи з прийнятих раніше позначень.
Кількість випареної вологи
W0=AW/100.
Втрата маси сировини при обсмажені
Х0=АХ/100.
Для того щоб розрахувати масу поглиненого масла необхідно знати масу обсмаженої сировини, по відношенню до якої розраховують відсоток поглиненого масла.
Маса обсмаженої сировини в кг
В=А-Х0=А-АХ/100=(100А-АХ)/100, або ж В=А(100-Х)/100 кг.
Звідси М=Вt/100,
АW/100=AX/100+At(100-X)/100*100.
Кінцева формула істинного усмаженя (в %) складає
W=X+t(100-X)/100.
Процес обсмажування – складний технологічний процес. Як уже описувалося вище, під впливом тепла в продукті протікає цілий ряд пов’язаних між собою фізичних, хімічних процесів, що відбуваються в сировині і олії. Перенесення вологи і тепла в продукті є єдиним процесом, пов’язаним із зовнішнім тепло-масообмінних. Від правильності проведення процесу обсмаження залежать якість обсмажуємо продукту, раціональне витрачання масла. Багаторічними дослідами встановлено, що при неправильній організації технологічного процесу якість масла швидко погіршується вже через 3-4 дні воно стає абсолютно непридатним для харчових цілей і підлягає передачі на технічні потреби. Погіршення якості рослинної олії призводить до різкого зниження якості обжарюваного в ньому сировини.
Якість олії в процесі смаження змінюється під впливом різних факторів: високої температури водяної пари, що виділяються з сировини при обсмажуванні, повітря, що стикається з маслом на великій поверхні, якості різання овочів і коренеплодів, безперервності роботи, повного завантаження печі продуктом, рівня масла в печі, рівня водяній подушки, що межує з маслом і приводить до утворення емульсії масла.
Найбільші зміни масла відбуваються під дією водяної пари, що виділяються з сировини при обсмажуванні. У цьому випадку різко збільшується кислотне число олії за рахунок гідролізу жиру і утворення вільних жирних кислот типу олеїнової, пальмітинової, стеаринової і т. п. І гліцерину. Наявність вільних жирних кислот надає гіркоту маслу. Виділяється при розпаді гліцерину альдегід акролеїн легко випаровується, діючи на очі робітників, викликає сльозотечу. Внаслідок розпаду жирних кислот кислотність масла дуже швидко збільшується і відбувається альдегідного прогоркание. Надалі поява альдо-кислот і кетонів підсилює прогоркание масла і надає йому неприємний запах. Помітно змінюються й інші показники: зростають питома вага, коефіцієнт заломлення світла, його в’язкість, знижується йодне число. Оскільки найбільш характерними показниками якості олії є кислотне число і органолептичні показники, то граничне значення кислотного числа нормується. У свіжому маслі воно зазвичай не перевищує 0,4, при нормальній роботі печі не піднімається вище 3. При кислотному числі 4,5 і більше масло в печі замінюється повністю. Кислотне число олії виражає кількість міліграмів їдкого калі, який пішов на нейтралізацію вільних жирних кислот, що містяться в 1 г масла. Наявність вільних жирних кислот сприяє подальшому розпаду масла, і наростання кислотного числа різко прискорюється у міру його розкладання. Тому не рекомендується змішувати масло з високим кислотним числом зі свіжим, а необхідно забезпечити швидку змінюваність його в печі.
Масло має витрачатися на вбирання овочами і замінюватися свіжим до того, як починається процес розкладання. Швидкість заміни масла в печі визначається показником, який носить назву коефіцієнта змінюваності масла. Коефіцієнтом змінюваності масла до називають відношення добової витрати масла W (в кг) до середнього кількості масла d (в кг), одноразово знаходиться в печі, тобто K = W / d.
Чим вище коефіцієнт змінюваності масла, тим менше його псування. Для збереження кислотного числа на низькому рівні коефіцієнт змінюваності масла повинен бути не нижче 1,2.
На коефіцієнт змінюваності масла впливають неповне використання дзеркала масла, завищення висоти активного і пасивного шарів, періодичний спосіб його доливання, тривалість зупинки в роботі апарату, низький коефіцієнт використання апарату, недоліки конструктивного характеру деяких систем обжарювальних апаратів.
Масло, що заповнює ванну, по висоті умовно ділять на три шари: активний шар, що знаходиться над нагрівальної камерою, в якій відбувається обжарка сировини; середній шар (центральний), в якому розміщується нагрівальна камера і здійснюється нагрівання масла; пасивний шар, розташований під нагрівальної камерою і службовець для її ізоляції від зіткнення з водою.