Приемка, хранение и обработка плодово-ягодного сырья для производства вин. Плодово-ягодные и овощные продукты. Обработка плодов и ягод перед извлечением сока

К плодово-ягодному сырью относят культурные и дикорастущие, съедобные плоды и ягоды. Они делятся на пять основных групп:

• Семечковые
• Косточковые
• Ягоды
• Орехоплодные
• Субтропические

Первая группа включает в себя, как не сложно догадаться по названию, плоды, содержащие семечки. К ним относят: яблоки, груши, рябину, айву, мушмулу и т.д.

Плоды данной группы в среднем по химическому составу близки друг к другу. Содержание: воды- 85-90%, сахара -8-10%, клетчатки 0.6-2%, азотистых веществ 0.4-0.7%, органических кислот 0.3-1%, минеральных веществ до 0.8%.

Химический состав варьируется и зависит от региона произрастания, возраста деревьев, технической зрелости, погодных условий и т.д.

Семечковые плоды сильно отличаются по содержанию фенолов и ароматических соединений. Наибольшее их содержание в айве, затем идут груши и замыкают группу яблоки.

Вторая группа, к ней относятся: вишня, абрикосы, алыча, персик и т.д.

Усреднённый химический состав: воды- 77-92%, сахара -5-23%, клетчатка 0.6-1.2%, азотистые вещества 0.5-0.9%, органические кислоты 0.2-2%, минеральные вещества до 1.2%.

Как и семечковые плоды содержат достаточное количество фенолов и ароматических соединений.

Третья группа, ягодные растения - основное их отличие от 2-ух предыдущих групп заключается в том, что семена погружены в сочную мякоть плода.

Группа делится на 3 подгруппы:

1. Настоящие ягоды - образуются из верхней или нижней завязи: брусника, крыжовник, смородина.
2. Сложные ягоды - плоды развиваются из сросшихся сочных костянок: ежевика, малина.
3. Ложные ягоды - семена погружены в мякоть на поверхности плода: земляника, клубника.

Химический состав в среднем выглядит следующим образом: воды- 70-90%, сахара -2-10%, клетчатки - 0.4-0.8%, азотистых веществ - 0.7-1.5%, органических кислот - 0.6-2%, минеральных веществ - до 1%.

Ягодные плоды не имеют большого числа ароматических соединений и в силу этого данные плоды практически не используют для дистилляции.

Четвертая группа, к орехоплодным культурам относят: грецкий орех, фундук, фисташки и т.д.

Химический состав в среднем, выглядит следующим образом: жир- 50-60%, углеводы -6-20%, клетчатка 4-8%, минеральные вещества до 1.5% белок 12-25%, вода 4-8%

Данная группа сильно отличается от остальных групп, так как орехи почти не содержат влаги и содержат большое количество жира, что усложняет их переработку в винокурении. В углеводах помимо сахара содержится и крахмал. Сырье имеет слабовыраженные, но стойкие ароматические вещества.

Пятая группа в эту группу входят субтропические культуры. А именно: все цитрусовые плоды, гранаты, хурма, инжир и т.д.

Химический состав данной группы очень сильно разнится.

Основной интересующий нас показатель в плодово-ягодном сырье - это содержание сахара. Данные по среднему содержанию сахара представлены в таблице 1.

Таблица 1

Применение плодово-ягодного сырья в винокурении можно разделить на 2 основных категории.

• Непосредственное получение дистиллята из выбранного сырья.
• Получение настоек, наливок и ароматных дистиллятов с использованием плодово-ягодного сырья.

Чтобы разобраться какое сырье где лучше использовать, рассмотрим данные категории более подробно.

1. Получение дистиллята из выбранного сырья

Получение дистиллята начинается с постановки браги. Выход готового продукта будет зависеть от содержания сахара в выбранных плодах. Немалую роль в выборе играет ароматика сырья, так как в процессе перегонки большая часть ароматических соединений разрушается. Для получения дистиллята с ярко выраженной ароматикой исходного сырья, выбранные плоды должны иметь сильную ароматическую составляющую. Не стоит также забывать об удобстве переработки сырья.

Проще всего перерабатывать крупные и средние плоды, без крупных косточек. Содержание сахара в выбранном сырье должно быть не ниже 10%.

Чаще всего для получения дистиллятов выбирают следующие плоды: яблоки, груши, абрикосы, персики, сливы, виноград и т.д.

Данное сырье доступно в большом количестве, да и стоимость приемлема. В силу своих размеров его легко перерабатывать. Среднее содержание сахара не ниже 10%, что позволяет эффективно работать с сырьем. К тому же данные плоды имеют яркую ароматику и при соблюдении технологий отгонки сохраняют ее в конечном продукте.

Использование ягод и плодов с низким содержанием сахара для получения дистиллятов не имеет смысла, так как данные плоды слишком водянистые и в них мало ароматических соединений. Выход спирта будет низким, а полученный дистиллят не будет иметь ароматику исходного сырья или будет слабо выраженным.

Использование для получения дистиллятов сырья из субтропической группы зависит от готовности винокура потратиться. Большая часть плодов данной группы не произрастает на территории РФ. Плоды данной группы богаты сахарами и ароматическими веществами, но в силу своей стоимости особого распространения у винокуров не получили.

2. Получение настоек, наливок и ароматных дистиллятов с использованием плодово-ягодного сырья

Данная группа более обширная и мы рассмотрим лишь основные подкатегории.

Настойки и наливки

В этой подкатегории можно использовать любое плодово-ягодное сырье. Исключения будут завесить от предпочтений автора напитка. Так же нужно быть осторожным при использовании сырья с большим содержанием жиров и жирных кислот, это в первую очередь относится к орехоплодным культурам. Отлично подойдут для настоек и наливок ягоды, они богаты кислотами, которые улучшают питкость напитка. При этом сохраняется вся их вкусоароматика. Приятным бонусом является факт, что все витамины переходят в конечный продукт и прекрасно там сохраняются.

Ароматные дистилляты

Напитки из этой подгруппы получаются путем отгонки спиртового настоя на плодово-ягодном сырье. Основным сырьем здесь служат орехоплодные культуры. В процессе выдержки из них экстрагируются все вкусоароматические соединения. Так как в орехах большое количество эфирных масел, настойки и наливки с их использованием получаются довольно тяжелыми. Повторная дистилляция решает эту проблему, напиток получается с ярким аромат выбранного сырья, но при этом гораздо чище и более питкий.

Ратафии

Данные напитки иногда относят к ликерам, но это не совсем так. Их получают путем разбавления дистиллята соком вместо воды. Для этого отлично подойдут ягоды: ежевика, малина и т.д. Можно использовать культуры субтропической подгруппы, отлично подойдут: гранат и цитрусы.

Рассмотрев основные назначения плодово-ягодного сырья, разберем подготовку сырья к переработке.

Выбранное сырье на переработку должно достигнуть технической зрелости, для максимально эффективной переработки.

Плоды и ягоды тщательно осматривают и удаляют гнилое, плесневелое и незрелое сырье. Оно может заразить всю партию сырья или привнести в готовый продукт отрицательные свойства.

После чего удаляют ветки, листья и другую сорную примесь.

Купленные плоды и ягоды тщательно нужно вымыть в теплой воде для удаления всевозможной посторонней микрофлоры и защитных пленок, которыми покрывают фрукты и ягоды для продления сроков хранения. При необходимости удалить кожуру и косточки. В обязательном порядке удаляют косточки из вишни, сливы, персика, абрикоса, черешня и подов данной группы. Косточки данных плодов содержат синильную кислоту, которая является сильным ядом. При приготовлении настоек и наливок она переходит в конечный продукт и может привести к негативным последствиям после употребления таких напитков.

При постановке браги для дистилляции также удаляются косточки, так как содержащаяся в них синильная кислота является предшественником ядовитого вещества этилкарбамата. Это вещество как раз образуется в процессе брожения из синильной кислоты. Сама синильная кислота нестойкая к высоким температурам, а вот этилкарбамат выдерживает высокие температуры и благодаря своим свойствам, трудно отделяется от этилового спирта, что делает его еще более опасным компонентом. При небольших объемах производства эти компоненты накапливаются в небольших объемах и к летальному исходу конечно не приводят, но постоянное употребление таких напитков может отрицательно сказаться на общем здоровье организма.

Вне зависимости от назначения, сырье перемалывается до состояния пюре для лучшей экстракции при выдержке спиртовых растворов или соответственно для доступа дрожжей к сахарам. При необходимости возможно отделение жмыха от чистого сока при помощи прессов.

Основные сахара, содержащиеся в плодово-ягодном сырье - это фруктоза и глюкоза. При необходимости, можно доводить сахаристость сусла для сбраживания до 20-25 % с помощью любых сахаров. Выбранный сахар практически не скажется на вкусо-ароматических составляющих конечного напитка, так как ароматическая составляющая при сбраживании будет зависеть от имеющихся в сырье: аминокислот, витаминов, жирных кислот и т.д. Сахар лишь увеличит выход спирта. Так что при выборе сахара имеет смысл отдать предпочтение более дешевым вариантам, так как разница будет небольшая.

Полученный в результате отжима жмых также можно использовать для сбраживания.

Для этого готовится сахарная брага с использованием жмыха.

В процессе брожения образовавшийся спирт будет вести экстракцию из жмыха и вытягивать остаточные ароматические соединения. В результате полученный продукт будет иметь легкую ароматику, свойственную фруктовым дистиллятам.

Увеличение выхода сока при переработке фруктов и ягод

На данный момент известно множество способов увеличения выхода сока, такие как: нагревание, применение ферментов, электрический ток, заморозка, ультразвук, вибрационная обработка и т.д. Мы рассмотрим наиболее реалистичные при приготовлении крепких напитков. Суть увеличения выхода сока заключается в разрушении или увеличении сокоотдачи пектиновых клеток.

1. Нагревание - измельченное сырье нагревают до 80-85 градусов, в результате чего увеличивается клеточная проницаемость и соответственно выход сока. Преимущество данного метода в дополнительной пастеризации сырья. Недостаток заключается в риске получения компотного привкуса в конечном продукте и уничтожении витаминов.
2. Замораживание - измельченное или целое сырье замораживают на 2-3 суток, после чего размораживают на протяжении суток. В процессе заморозки влага кристаллизуется и разрывает пектиновые клетки изнутри, при этом увеличивается выход сока.
3. Применение ферментных препаратов - используются пектолитичиские ферменты микробного происхождения. Измельченное сырье нагревают до 40-50 градусов. После чего в тщательно перемешанную мезгу добавляют ферментный препарат. Он разрушает пектиновые клетки, высвобождая дополнительный сок.

Подведем некоторые итоги, касаемо применения плодово-ягодного сырья в приготовлении крепких алкогольных напитков:

1. Любое плодово-ягодное сырье необходимо использовать, отталкиваясь от его свойств и состава;
2. Особое внимание необходимо уделять синильной кислоте и веществам, получающимся на ее основе. Пренебрежение этим компонентом может привести к печальным последствиям;
3. Использовать необходимо технически зрелые плоды и проводить мероприятия по увеличению выхода сока.

Для приготовления мороженого ис­пользуют разнообразные плоды и ягоды, как культурные (сли­ва, абрикос, смородина и др.), так и дикорастущие (ежевика, морошка, клюква и др.). Их применяют свежими и заморожен­ными, в виде пюре, соков, сиропов, варенья, джемов, повидла и пульпы. За последние годы для производства мороженого все большее распространение получают огородные и бахчевые куль­туры: морковь, помидоры, дыни и ревень. Их используют как в свежем виде, так и в виде овощных соков, пюре и паст. В пло­дах, ягодах, овощных и бахчевых культурах содержится значи­тельное количество углеводов, минеральных солей, органических кислот и витаминов.

Вкусовые и ароматические вещества. Для улучшения вкуса и запаха в мороженое вносят вкусовые и ароматические веще­ства, которые очень разнообразны. К ним относятся какао-поро­шок, кофе натуральный, чай, шоколад, различные орехи и др. В эту группу добавок входят: кондитерские изделия (вафли, цу­каты, мармелад, карамель и др.), пряности (ваниль, ванилин, гвоздика, корица, мускатный орех и др.), кислоты пищевые ор­ганические (лимонная, яблочная и др.), эфирные масла (апель­синовое, мандариновое и др.), эссенции ароматические пищевые (лимонная, апельсиновая и др.).

Яичные продукты. При выработке некоторых видов мороже­ного в смесь вносят куриные яйца или яичный порошок. Это по­вышает вкусовые качества, улучшает взбитость и структуру продукта. Применяют только куриные яйца пищевые или яичный порошок.

Пищевые красители. Для большинства видов мороженого в случае необходимости применяют пищевой концентрированный краситель, полученный из выжимок темных сортов винограда, а также соки - свекольный, клюквенный, смородиновый и др. Для ароматического мороженого, а также для подкрашивания сливочного крема, взбитых сливок с сахаром и желе, которые необходимы для отделки тортов и кексов, изготовленных из мо­роженого, используют кармин (ярко-красный цвет), тартразин (желтый цвет) и индиго (синий цвет).

2.2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА МОРОЖЕНОГО

2.2.1 Технологический процесс производства закаленного мороженого

Несмотря на значительное разнообразие в ассортименте, про­изводство мороженого с некоторыми изменениями осуществля­ется по общей технологической схеме и состоит из следующих операций: приемка сырья, подготовка сырья, составление смеси, пастеризация смеси, гомогенизация смеси, охлаждение и созре­вание смеси, фризерование смеси, фасование изакаливание мо­роженого, упаковывание ихранение мороженого.

Схема технологической линии производства мороженого при­ведена на рис 1.

Рисунок 1 Схема технологической линии производства мороженого

1 - ванна для приготовления смеси; 2 - насос; 3 - фильтр; 4 - уравнительный бак; 5 - пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 6 - гомогенизатор; 7 - емкость для смеси; 8 - фризер; 9 - автомат для фасования мороженого в вафельные стаканчи­ки; 10 - морозильный аппарат; 11 - автомат для завертки мороженого

Приемка сырья. Все сырье, необходимое для выработки мо­роженого, хранится в камерах, в которых поддерживаются со­ответствующие для каждой группы продуктов температура и влажность воздуха. Молоко цельное, обезжиренное, сливки, пах­та и сыворотка до переработки находятся в охлажденном виде в емкостях для хранения молока.

Необходимое количество сырья для составления смеси опре­деляют по соответствующим рецептурам. Однако в ряде случа­ев, когда нет полного набора сырья или сырье имеет иной состав, чем в рецептурах, необходимо провести перерасчеты на имеющееся сырье.

Все рассчитанные компоненты смеси взвешивают и отмери­вают в необходимых количествах, для чего крупные фабрики мо­роженого оснащены электронными тензометрическими взвешивающими системами или механическими машинами для взвеши­вания.

Подготовка сырья. Перед составлением смеси все ее компо­ненты должны быть соответствующим образом подготовлены. Для этого жидкое сырье (молоко цельное, обезжиренное, слив­ки и др.) фильтруют для того, чтобы очистить его от возможных механических примесей. Все сыпучие виды сырья (сахар, какао-порошок, мука и др.) просеивают через сито с ячейками не бо­лее 2 миллиметров. Сухие молочные продукты в случае необходимости дробят, растирают и просеивают через такое же сито.

Сухое молоко для лучшего растворения тщательно переме­шивают с сахарным песком из расчета 2:1 и растворяют в не­большом количестве теплого молока до получения однородной массы. Молоко сгущенное цельное и обезжиренное очищают от частиц древесины, попавших при вскрытии тары. Сгущенные молочные продукты можно вносить в смесь без предварительного их растворения.

Поверхность сливочного масла освобождают от пергамента, зачищают, разрезают при помощи маслорезок на небольшие кус­ки и расплавляют их на змеевиковых плавителях.

При использовании куриных яиц вначале проверяют их све­жесть, затем яйца моют в проточной воде, дезинфицируют 2% раствором хлорной извести и ополаскивают чистой водой. Освобожденные от скорлупы яйца, не более двух штук, поме­щают в небольшую посуду. Только после повторной проверки свежести их переливают в емкость, в которой полученную яич­ную массу, лучше с добавлением сахарного песка, перемешива­ют мутовкой до получения однородной консистенции.

Подготовку плодов, ягод, овощей и бахчевых культур начи­нают с их сортировки, отделяя при этом недоброкачественное сырье. Затем у плодов удаляют плодоножки, у ягод - чашелис­тики, у овощей и бахчевых - остатки стеблей и др. Сырье тща­тельно моют. Плоды с толстой кожицей бланшируют, из плодов удаляют имеющиеся косточки, овощи и бахчевые очищают, ос­вобождают от семян и разрезают на кусочки. После этого пло­ды, ягоды, нарезанные кусочками овощи, протирают или дробят до получения однородной нежной массы в виде пюре с соком.

Соответствующим образом подготавливают и стабилизаторы. Желатин выдерживают для набухания в холодной воде не менее 30 мин. Количество воды определяют из расчета получения 10%-ного раствора желатина. После набухания желатин нагре­вают до 55-65°С для полного его растворения и перед внесени­ем в смесь фильтруют через два слоя марли. Агар и агороид приготавливают в виде 10%-ных растворов. Вначале их промы­вают холодной водой, затем нагревают для полного растворения до температуры 90-95СС, фильтруют и вносят в смесь. Альгинат натрия можно вносить в смесь в сухом виде или в виде 5%-ного водного раствора, нагрев его до 70°С. Казеинат натрия и моди­фицированный желирующий крахмал вносят в смесь при темпе­ратуре 35-40°С в сухом виде. Для лучшего распределения их предварительно смешивают с одним из сухих компонентов.

Из метилцеллюлозы готовят 1%-ный прозрачный раствор, кото­рый имеет киселеобразную консистенцию. Для этого ее заливают горячей водой или молоком, нагревают и выдерживают в течение 5 мин при температуре 95°С. Затем раствор охлаждают до тем­пературы 6°С и фильтруют. Приготовление раствора идет при непрерывном перемешивании. Пектин яблочный и свекловичный заливают холодной водой в соотношении 1:20 и при постоянном помешивании нагревают до полного его растворения. Картофель­ный или кукурузный крахмал и муку используют в виде клейсте­ра. Для этого сначала их смешивают с небольшим количеством холодной воды, затем при постоянном перемешивании заварива­ют кипятком. Для приготовления раствора стабилизаторов воду или молоко используют из общего количества, предусмотренного рецептурой. Вкусовые и ароматические наполнители (ванилин, какао-порошок, кофе, цукаты и др.) подготавливают тоже.

Повидло. Вырабатывают из плодового или плодово-ягодного пюре или их смеси путем уваривании с сахаром, с добавлением или без добавления пищевого пектина и пищевых кислот. В смеси допускается не более двух видов сырья при содержании основного вида не менее 60 %.
По внешнему виду (ГОСТ 51934-02) повидло представляет собой однородную протертую массу, без семян, семенных гнезд, косточек, непротертых кусочков кожицы. Цвет повидла должен соответствовать цвету плодов: для повидла из плодов со светлой мякотью допускаются светло-коричневые пленки, а из плодов с темной мякотью - бурые, вкус и запах, двойственные плодам, из которых изготовлено повидло. Засахаривание повидла не допускается.

Тыквенное пюре. Тыква - источник витаминов группы Е, солей калия, каротина, содержит небольшое количество клетчатки и органических кислот. Причем каротина в ней больше, чем в моркови.
Органолептические и физико-химические показатели качества «Пюре из тыквы» приведены ниже (ТУ 9160-010-02068108-00).

Яблочное пюре. Яблочное пюре вырабатывают из яблок с плотной мякотью, ярко выраженными вкусом и запахом (ГОСТ 22371-77). Яблочное пюре наряду с другими полезными веществами яблок содержит клетчатку и пектин.
Мука из облепихи. Облепиха - это особо ценный пищевой продукт. Кроме витамина С ягоды облепихи содержат каротин, токоферол, тиамин, рибофлавин, фолиевую кислоту.

Ягоды облепихи используют для приготовления сока. Полученный в результате этого производства сырой облепиховый жом в количестве 20 % массы плодов частично идет на выпуск масла.

Основные технологические стадии хлебопекарного производства

Приготовление теста

Способы приготовления пшеничного теста. Существуют два традиционных способа приготовления пшеничного теста - безопарный (однофазный) и опарный (двухфазный).

Безопарный способ - это однократный замес всего сырья по рецептуре. Продолжительность его 4,5-5 ч. Способ простой, для приготовления хлеба требуется меньше времени, но при этом больше расход дрожжей и изделия уступают по качеству изделиям опарного способа.

Опарный способ состоит из двух этапов: приготовления опары и теста. Для приготовления опары берут часть муки, 2 /з воды и все дрожжи. Опара бродит 3,5-4,5 ч. На готовой опаре замешивают тесто, добавляя оставшуюся часть муки, воды и остальное сырье по рецептуре. Тесто бродит дополнительно 1-1,5 ч. В процессе брожения тесто подвергают одной-двум обминкам (кратковременный повторный промес) для равномерного распределения пузырьков воздуха. Опары могут быть густыми и жидкими в зависимости от соотношения муки и воды. Опарный способ приготовления - основной, технологически гибкий, для него требуется меньше дрожжей, хлеб получается наилучшего качества.

В мировой практике, кроме традиционных способов приготовления пшеничного теста, к основным (базовым) относят способы, при использовании которых возможна полная автоматизация. Это способ непрерывного перемешивания и чорлейвудский способ.

При непрерывном перемешивании тесто приготовляют на жидкой закваске, которую затем соединяют с остальными компонентами и передают в горизонтальное устройство непрерывного смешивания. Зрелое тесто получают за 1-7 мин, содержание влаги в нем 62-63%.,Полученные таким способом хлебобулочные изделия отличаются прекрасной однородной консистенцией.

Чорлейвудский способ, названный в честь места, где он разработан, безопарный. Замес теста производят в конвейерном тестоприготовительном агрегате при большой скорости за 3-5 мин. После очень короткого отдыха или совсем без него тесто направляют на разделку. Основной процесс брожения протекает в период окончательной расстойки. Для приготовления теста используют повышенное количество дрожжей, а иногда и аскорбиновую кислоту, чтобы ускорить созревание.

Цель брожения (созревания) теста - разрыхление, придание тесту определенных физических свойств, накопление веществ, обусловливающих вкус, аромат и цвет готового продукта. Комплекс процессов, одновременно протекающих на стадии брожения и влияющих друг на друга, объединяют общим понятием «созревание». Созревание включает микробиологические (спиртовое и молочнокислое брожение), коллоидные, физические и биохимические процессы.

Рис. 2. Тестомес ТММ-104

Способы приготовления ржаного теста. Ржаная мука существенно отличается от пшеничной по химическому составу. Белки ржи не образуют клейковинного каркаса, так как набухают неограниченно и в результате переходят в коллоидное состояние. Этому способствуют высокомолекулярные углеводные соединения - слизи. В активном состоянии находится а-амилаза. Чтобы предотвратить ее активность, необходимо быстрое нарастание кислотности, иначе образуются декстрины и хлеб получается с липким мякишем и закалом. Поэтому ржаное тесто готовят на заквасках, имеющих высокую кислотность. Закваска - это порция спелого теста", содержащая молочнокислые бактерии и дрожжи. Взамен традиционной ржаной закваски при производстве хлеба по ускоренной технологии (особенно для предприятий малой мощности) можно использовать добавку «цитрасол».

Во время созревания теста преобладает молочнокислое брожение. От соотношения молочной и уксусной кислот, образовавшихся в результате брожения, зависят вкусовые достоинства хлеба. Спиртовое брожение идет за счет дрожжей, но с незначительной скоростью. Биохимические процессы протекают менее интенсивно, чем в пшеничном тесте. Происходят незначительный гидролиз белка и накопление свободных аминокислот, пептизация белка за счет набухания в кислой среде. Нарастание кислотности ржаного теста должно быть быстрым, так как в результате длительного воздействия кислот белки становятся более доступными действию протеолитических ферментов. За счет высокой активности сахарообразующих ферментов накапливаются растворимые сахара и декстрины. Поэтому у ржаного хлеба хорошего качества мякиш на ощупь всегда влажный.

Простые сорта ржаного хлеба готовят безопарным способом в две фазы: закваска - тесто. Улучшенные сорта - заварным способом. Для этого готовят заварку: часть муки, солода, растертого тмина и других компонентов заваривают горячей водой (2 /з)- Остывая, заварка осахаривается ферментами солода и муки. К остывшей заварке добавляют закваску, муку, воду и готовят опару. На созревавшей опаре приготовляют тесто.

Разделка готового теста

Разделка теста включает деление его на куски определенной массы на специальных разделочных машинах, округление, предварительную расстойку и формовку изделий. Ржаное тесто обладает повышенными свойствами прилипания, поскольку не имеет клейковинного каркаса. Для этого теста необходима минимальная механическая обработка, поэтому операция округления исключается. При производстве подового хлеба из ржаной или пшеничной муки исключаются операции предварительной расстойки и формования.

Расстойка тестовых заготовок проводится перед посадкой его в печь. В этот период продолжаются брожение теста, разрыхление его углекислым газом, в результате чего улучшаются физические свойства тестовой заготовки, восстанавливаются первоначальный объем и пористость.

Рис. 3. Батоноформовочный агрегат

При разделке тесто теряет почти весь углекислый газ и уменьшается в объеме. Если из такого теста сразу выпечь хлеб, то мякиш его будет плотным и малопористым, а корка получится с разрывами и трещинами. Поэтому сформированные куски теста перед выпечкой подвергают окончательной расстойке. Во время расстойки в тесте продолжаются процессы брожения, и оно вновь увеличивается в объеме. Расстойка продолжается от 25 до 70 минут, в зависимости от свойств муки, консистенции теста и размера кусков. На современных хлебозаводах тесто подвергают расстойке в специальных расстоечных камерах, шкафах и в вагонетках, оборудованных полками.

Выпечка хлеба

Большое значение для качества хлеба имеет процесс посадки его в печь. При неправильной посадке хлеба, особенно подового, получается много брака. При тесной посадке отдельные караваи или батоны слипаются и на них появляются так называемые притиски. Выпечка – заключительная стадия приготовления хлебных изделий, окончательно формирующая качество хлеба. В процессе выпечки внутри тестовой заготовки протекают одновременно микробиологические, биохимические, физические и коллоидные процессы. Все изменения и процессы, превращающие тесто в готовый хлеб, происходят в результате прогревания тестовой заготовки. Хлебные изделия выпекаются в течении 48 – 50 минут при температуре 215 – 250 о С в увлажненной пекарной камере.

Рис. 4. Печь хлебопекарная

Для выпечки 1 кг хлеба требуется около 293-544 кДж. Эта теплота расходуется в основном на испарение влаги из тестовой заготовки и на ее прогревание до температуры (96-97 °С в центре), при которой тесто превращается в хлеб. Большая доля теплоты (80-85%) передается тесту излучением от раскаленных стенок и сводов пекарной камеры. За первые 15 - 20 минут температура внутри крупных караваев не поднимается выше 50°. За это время в тесте усиленно развиваются дрожжи и молочнокислые бактерии. В свою очередь, углекислый газ и пары спирта расширяются и увеличивают объем теста. Тестовые заготовки прогреваются постепенно, начиная с по­верхности, поэтому все процессы, характерные для выпечки хлеба, происходят не одновременно во всей его массе, а по­слойно, сначала в наружных, а потом во внутренних слоях. Быстрота прогревания теста, хлеба в целом, а следовательно, и продолжительность выпечки зависят от ряда факторов. При повышении температуры в пекарной камере (в известных пре­делах) ускоряется прогревание заготовок и сокращается про­должительность выпечки. Наружная поверхность хлеба подвергается более сильному воздействию высокой температуры. В этой части хлеба белки быстро затвердевают и образуют корку, а крахмал переходит в декстрины, которые придают корке глянец. Сахар, вступая в соединение с продуктами разложения белков (аминокислотами, пептонами), образует продукты, которые окрашивают корку в темно-коричневый цвет. Образование твердой хлебной корки происходит в результате обезвоживания наружных слоев те­стовой заготовки. Твердая корка прекращает прирост объема теста и хлеба, поэтому корка должна образовываться не сразу, а через 6-8 мин после начала выпечки, когда максимальный объем заготовки будет уже достигнут. Для образования ровной корки с глянцем в начале выпечки хлеба в печь дают пар. Пар конденсируется на поверхности хлеба, вследствие чего происходит интенсивная клейстеризация крахмала и растворение декстринов, которые придают корке блеск. Для придания блеска поверхность некоторых сортов хлеба смазывают водой или яичной болтушкой. Окраска корки зависит от содержания сахара и аминокис­лот в тесте, от продолжительности выпечки и от температуры в пекарной камере. Для нормальной окраски корки в тесте (к моменту выпечки) должно быть не менее 2-3 % сахара к массе муки. Ароматические вещества (в основном альдегиды) из корки проникают в мякиш, улучшая вкусовые свойства изде­лия. Если указанные выше процессы происходят должным об­разом, то корка выпеченного хлеба получается гладкой, бле­стящей, равномерно окрашенной в светло-коричневый цвет.

Пектины являются кислыми полисахаридами клеточной стенки растений и для их извлечения требуются применение или кислоты или комплексных аппаратурных и биологических методов

.

В последние годы уделяется значительное внимание выяснению структуры пектиновых веществ в связи с их ценными техническими свойствами и высокой физиологической активностью . Спектр их биологического действия широк: многие пектины обладают иммуномодулирующим действием, способны выводить из организма тяжелые металлы, биогенные токсины, анаболики, ксенобиотики, продукты метаболизма и биологически вредные вещества, способные накапливаться в организме: холестерин, липиды, желчные кислоты, мочевину. Разнообразие свойств пектинов, обладающих новыми физико-химическими, комплексообразующими и физиологическими свойствами, может быть достигнуто за счет химической модификации: этерификации, амидирования, ацилирования .

Пектин декларируется как пищевая добавка Е440. Он широко используется в пищевой промышленности в качестве стабилизатора консистенции, загустителя, связующего агента в джемах, мармеладах, молочных, кисломолочных и других продуктах .

Амидированные пектины отличаются способностью образовывать гелевые системы с низким содержанием сухих веществ и широким диапазоном значений рН. Образование гелей происходит в присутствии ионов кальция .

В пищевой промышленности амидированные пектины широко используются для производства фруктовых желе с низким содержанием сахара. Широкое применение амидированные пектины находят в кондитерском производстве, где их использование обеспечивает весьма низкую скорость и температуру желирования, а также эластичную текстуру изделий с высокой вязкостной составляющей. Кроме того, амидированные пектины могут быть использованы в качестве стабилизирующей и загущающей добавки при производстве йогуртов и сметаны. Также возможно применение амидированных пектинов для производства термостабильных хлебопекарных джемов с тиксотропными свойствами и широким диапазоном содержания сухих веществ. Джемы с данным типом пектина обладают высокой устойчивостью к механическому воздействию, например, к перекачиванию насосом и экструзии .

Амидированный пектин отнесен к числу пищевых добавок, потребление которых ограничено .

Пектиновые вещества. Таково собирательное название для группы полисахаридов, в которых элементарным звеном является галактуроновая кислота. Полигалактурониды имеют линейную углеродную цепь с а-1,4-связями между остатками D-галактопиранозилуроновой кислоты:

Полигалактуроновая кислота чаще в той или иной степени метоксилирована (этерифицирована метиловым спиртом). В состав пектиновых веществ наряду с мономером D-галактуроновой кислоты входят сахара D-галактоза, L-рамноза, L-арабиноза, D-ксилоза. В некоторых пектиновых веществах обнаружены D-глюкоза, D-фруктоза, 2-0-метил-L-фруктоза, 2-0-метил-D-ксилоза и др. Таким образом, пектиновые вещества являются гетерополисахаридами.

Сахара присоединены к основной цепи полигалактуронана в виде олиго- и полисахаридных цепочек, причем остатки галактозы в них находятся в форме пиранозы и соединены между собой β-1,4-связью. Цепи галактана неразветвленные, сравнительно короткие. Цепи арабана, наоборот, длинные, разветвленные остатки арабинозы в них находятся в форме фуранозы и присоединяются к галактану по 1,3-связям. Присутствующая в растительной ткани фосфорная кислота может одновременно этерифицировать два гидроксила, принадлежащих различным цепям полигалактуронанов, и образовывать многочисленные разветвления. Полигалактуронаны могут возникать и при нейтрализации карбоксильных групп поливалентными катионами.

Пектиновые вещества относительно легко разделяются на две фракции - нейтральную и кислую. Первая представлена сахаридным комплексом, вторая - полигалактуронаном.

Согласно современной отечественной номенклатуре в пектиновых веществах различают протопектин, пектин , пектиновую кислоту и пектинаты, пектовую кислоту и пектаты .

• Протопектин - нерастворимый в воде природный пектин, сложного, точно не установленного строения. Предполагают, что в состав его входят все рассмотренные выше комплексы.
• Пектин, или растворимый пектин, - водорастворимые полигалактуроновые кислоты, метоксилированные в различной степени, образуется из протопектина под действием кислот, щелочей или фермента протопектиназы.
• Пектиновая кислота - высокомолекулярная полигалактуроновая кислота, часть карбоксильных групп которой этерифицирована метиловым спиртом. Соли ее называются пектинатами.
• Пектовая кислота получается из пектиновой кислоты в результате ее полного деметоксилирования. Растворимость пектовой кислоты меньше, чем пектиновой. Соли пектовой кислоты называются пектатами.

Отдельные представители пектиновых веществ в растительных тканях располагаются неравномерно. Протопектин вместе с другими полисахаридами входит в состав клеточных стенок и срединных пластинок молодых тканей. Растворимый пектин, по-видимому, содержится во всех частях клетки, но главным образом в клеточном соке. Жесткость незрелых плодов объясняется наличием в них значительного количества протопектина. Во время созревания плодов под влиянием органических кислот и фермента протопектиназы протопектин расщепляется, при этом плод становится менее жестким.

Выделенный и очищенный пектин представляет собой белый порошок. Молекулярная масса пектина изменяется в широких пределах и колеблется от 15 000 до 360 000. Например, яблочный пектин имеет молекулярную массу от 17 000 до 200 000, цитрусовый - от 23 000 до 360 000.

Пектин плохо растворяется в холодной воде, лучше в горячей с образованием коллоидного раствора - золя. Растворимость пектина возрастает с уменьшением молекулярной массы и увеличением степени этерификации. Пектиновые кислоты нерастворимы в воде. Пектины из водных растворов осаждаются спиртом и другими органическими растворителями.

В водных растворах макромолекула пектина имеет спиралевидноскрученную цепь, карбоксильные группы которой расположены одна под другой. При электролитической диссоциации этих групп возникают отталкивающие силы, вследствие чего спиральная молекула выпрямляется, увеличиваются ее линейный размер и вязкость. Пектин при катафорезе осаждается на аноде, что указывает на отрицательный электрический заряд его частиц.

В присутствии cахаров и кислот пектин образует жели (студни). Желирующая способность пектинов увеличивается с увеличением молекулярной массы и степени этерификации. Богаты метоксильными группами пектины яблок, смородины, крыжовника, цитрусовых (7-12%). Кислоты уменьшают диссоциацию карбоксильных групп пектинов, уменьшаются и силы отталкивания. Кроме того, сахар отнимает у пектинов часть гидратной воды. В результате устойчивость пектинового золя снижается. Определенную роль при образовании желе играют и водородные связи, возникающие между карбоксильными и гидроксильными группами. Желе может образоваться в присутствии и поливалентных катионов, например кальция, связывающего карбоксильные группы двух макромолекул пектиновой кислоты. Пектиновые вещества содержатся во всех плодах и ягодах (табл. 1). Особенно их много в сливах, черной смородине, черешне и яблоках.

1

СОДЕРЖАНИЕ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ В ПЛОДАХ И ЯГОДАХ

Плоды и ягоды	Содержание пектиновых веществ, %
Абрикосы	0,4-1,3
Айва	0,5-1,1
Алыча	0,6-1,1
Апельсины	0,6-0,9
Вишня	0,2-0,8
Земляника	0,5-1,4
Клюква	0,5-1,3
Крыжовник	0,2-1,4
Лимоны	0,7-1,1
Малина	0,2-0,7
Мандарины	0,3-1,1
Персики	0,6-1,2
Сливы	0,8-1,5
Смородина черная	0,6-2,7
Смородина красная	0,4-0,7
Черешня	0,6-1,6
Яблоки	0,8-1,8

Пектиновые вещества в ликерно-наливочном производстве играют отрицательную роль. Они снижают сокоотдачу при прессовании плодов, соки получаются мутными, долго осветляющимися, готовые напитки при хранении мутнеют и выделяют осадки.

Выход сока в значительной мере зависит от количества и состояния пектиновых веществ в плодах. При небольшом их содержании (вишня) или присутствии преимущественно в виде нерастворимого протопектина (яблоки) сок отделяется полнее. Плоды, богатые растворимым пектином (сливы, абрикосы, алыча, черная смородина, кизил, айва), отдают меньше сока. Кроме того, полученные из них соки, за исключением черносмородинового, очень мутны и не поддаются фильтрации. Это объясняется характерным для пектинового золя, как лиофильного коллоида, непропорционально высоким возрастанием вязкости при увеличении его концентрации в растворе, а также способностью к желеобразованию в присутствии сахара и органических кислот.

Ферменты. В растительном сырье находятся разнообразные ферменты - специфические катализаторы белковой природы, участвующие в обмене веществ: окислительно-восстановительные (оксиредуктазы - пероксидаза, дегидрогеназа, каталаза, долифенолоксидаза и др.); трансферазные; гидролитические; ферменты, катализирующие негидролитический распад сложных органических соединений (лиазы - карбоксилаза и др.); изомеразные и др.

Для получения плодовых соков и стойких готовых напитков большое значение имеют пектолитические ферменты. Они представляют собой сложный комплекс. В этом комплексе различаются три основных фермента: пектинэстераза, полигалактуроназа и пектатлиаза. Фермент, катализирующий превращение протопектина в растворимый пектин, не выделен.

Пектинэстераза

(3.1.1.11, пектин-пектилгидролаза) катализирует разрыв сложноэфирных связей в пектине. В результате образуются метиловый спирт и пектиновая, а затем пектовая кислота:

Пектин + Н 2 О -> Метанол + Пектиновая кислота -> Пектовая кислота.

Полигалактуроназа

(3.2.1.15, поли-а-1,4-галакту-ронид-глюканогидролаза) катализирует гидролиз галактуронидных связей в пектинах и других полигалактуронидах с присоединением к остаткам галактозы по месту разрыва связи молекулы воды.

Пектатлиаза

(4.2.99.3, поли-а-1,4-галактуронид-гликанолиаза) катализирует разрыв галактуронидных связей путем транс -элиминирования. При этом происходит удаление активированного водорода от пятого углеродного атома и образование продукта с двойной связью в кольце между четвертым и пятым атомами углерода:

Мезгу из яблок и вишни после отделения сока-самотека немедленно подвергают прессованию, мезгу из остальных видов сырья выдерживают в торпанах определенное время. В плодах с нарушенной структурой действие ферментов не координируется и начинают преобладать процессы разложения органических веществ. Фермент пектинэстераза от растворенного пектина отщепляет метоксильные группы, вследствие чего растворимость его уменьшается, образующиеся пектиновая и пектовая кислоты с поливалентными металлами дают практически нерастворимые соединения (например, Са-пектипат и Са-пектат). Определенную активность проявляет и гемицеллюлаза, гидролизующая гемицеллюлозы клеточных стенок. В результате этого повышается проницаемость клеточных стенок, понижается вязкость сока, что увеличивает его выход и способствует осветлению.

Для пектинэстеразы высших растений оптимальными являются температура 30-40° С и рН 6-8. Однако при такой температуре вследствие окислительных процессов под действием полифенолок-сидазы происходит потемнение соков, хорошо развиваются дрожжи, плесени и некоторые другие микроорганизмы, поэтому мезгу выдерживают при температуре около 20° С.

Мезгу из малины и земляники выдерживают 2-3 часа, из черной смородины 6-8 часа, из слив, абрикосов, алычи и кизила 12-15 часа. Очень длительная выдержка может вызвать забраживание сока (снижение его экстрактивности, ухудшение вкуса и аромата) и ослизнение мезги.

Пектолитических ферментов в плодах и ягодах содержится немного и они мало активны, что, вероятно, объясняется неблагоприятным рН, величина которого в клеточном соке значительно меньше (3,5-4,0). В плесневых грибах больше пектолитических ферментов и активность их выше. Оптимальная величина рН для действия пектолитических ферментов смещена в слабокислую зону (3,5-4,5). Поэтому для ускорения выдержки мезги добавляют грибные пектолитические препараты.

За рубежом известно много таких пектолитических ферментных препаратов, выпускаемых под различными названиями. Для применения в производстве плодово-ягодных соков на территории бывшего СССР вырабатывали пектавомарин П10Х. Расход ферментного препарата стандартной активности (3500 ед./г) в зависимости от вида плодово-ягодного сырья составляет от 0,01 до 0,03% к его массе. Препарат добавляют непосредственно в плоды и ягоды перед дроблением, предварительно смешав с соком в соотношении 1: 10.

Тщательно перемешанную массу после дробления передают в сокостекатель.

Температурный оптимум действия пектолитических ферментов плесневых грибов находится в пределах 40-50° С, но по той же причине, что и выше, поддерживают температуру 18-25° С. Понижение температуры необходимо еще и потому, что препарат содержит фенолоксидазу и пероксидазу. Продолжительность ферментации 2-4 ч. За это время выделяется значительная часть сока (мезга покрывается соком), который поступает в смеситель для спиртования.

Механизм действия ферментных препаратов в основном аналогичен рассмотренному выше для пектолитических ферментов. Так как эти препараты содержат еще другие активные гидролитические ферменты - полигалактуроназу, гемицеллюлазы и протеазы, то частично происходит разрыв а-1,4-галактуронидных связей в полигалактуронидах, «разъедание» клеточных оболочек и вследствие проникновения протеолитических ферментов разрушение протоплазмы клетки. Возможно, что некоторые вещества неферментативного характера, присутствующие в препаратах, оказывают токсическое действие на протоплазму и она коагулирует.

Предложены и другие способы обработки плодов перед прессованием, например, воздействие на плоды или мезгу переменного электрического тока напряжением 220 В, что приводит к мгновенной коагуляции протоплазмы. Л. Флауменбаум. Этот способ, известный под названием электроплазмолиза, заключается в пропускании плодов между двумя стальными Валками, к каждому из которых подведен ток силой 50-70 А. При этом происходит замыкание электрической цепи. Расстояние между валками, в зависимости вида сырья, устанавливают от 1 до 5 мм.

Коагуляция протоплазмы, увеличение проницаемости оболочки и вскрытие части клеток могут быть достигнуты высоковольтным импульсным разрядом. При этом возникает мощный электрогидравлический удар, сопровождающийся ультразвуковыми, кавитационными и резонансными явлениями, а также наложением импульсного электромагнитного поля. Упругие колебания частотой выше 20000 в секунду (ультразвук) и механическая вибрация частотой около 3000 колебаний в минуту повреждает оболочки клеток.

Но все эти методы не имеют преимуществ, по сравнению с применением ферментных препаратов. К тому же высоковольтный импульсный разряд и ультразвук могут дать эффект только в жидкой среде, а применение электрическо тока требует особых мер защиты обслуживающего персонала от поражения.

Пектиновые вещества, содержащиеся в значительных количествах в фруктах, ягодах, клубнях и стеблях растений, находятся в растениях в виде нерастворимого протопектина, переходящего в растворимый пектин после обработки разбавленными кислотами или под действием фермента протопектиназы. Растворимый пектин представляет собой полисахарид, состоящий из соединенных между собой остатков галактуроновой кислоты, которая находится в нем в виде метилового эфира.

Метоксильные группы легко отщепляются, образуя метиловый спирт и свободную пектиновую кислоту, которая может образовывать соли, называемые пектатами.

Пектиновые вещества содержатся в клеточных стенках зерна или картофеля, или свеклы в незначительных количествах, а при гидролизе пектиновых веществ образуется пектиновая кислота, которая при дальнейшем гидролизе распадается на галактуроновую кислоту и, кроме того, дает метиловый спирт, уксусную кислоту, арабинозу, галактозу и в некоторых случаях - ксилозу. Было устанолено, что при разваривании этого сырья под давлением для переработки на спирт пектиновые вещества гидролизуются с образованием метанола по реакции (Физико-химические основы производства спирта, Г.И. Фертман, М.С. Шульман, Пищепромиздат, М-1960).

Чем жестче режим разваривания (т.е. чем выше давление и температура разваривания), тем больше образуется метанола, который при очистке этилового спирта ректификацией трудно отделить, так как температура его кипения близка температуре кипения этилового спирта.

Главная роль в растворении клеточных стенок зернового или картофельного сырья принадлежит ферментам гемицеллюлазам и пектиназам.

Пектиназа катализирует гидролиз пектиновых веществ.

Пектиназа - собирательное название группы ферментов, основными из которых являются три:

1. пектинэстераза ,

катализирующая разрыв сложных эфирных связей в пектине;

полигалактуроназа,

катализирующая разрыв галактуронидных связей в пектине и других полигалактуронидах;

пектинлиаза

, катализирующая разрыв галактуронидных связей путем трансилиминирования.

Механизм действия описан выше.

Таким образом, из пектиназ только полигалактуроназа, и то условно, может быть отнесена к карбогидразам.

Перед выбором ферментного препарата для гидролиза пектинов в выбранном сырье необходимо исследовать

- выделить и установить физико-химические и структурные особенности полисахаридов сырья .

Получение пектина из яблочных отходов

Из яблочных отходов вырабатывают сухой пектин или жидкий пектиновый концентрат.

Производство сухого пектина. Технологическая схема производства сухого пектина из яблочных выжимок приведена на рисунке

.

Рис. Технологическая схема производства сухого пектина из яблочных выжимок:

1 - дробление яблочных выжимок; 2-сушка; 3 - хранение сухих яблочных выжимок; 4 - повторное дробление; о - экстракция; 6 - прессование; 7 - осахарнвание; 8 - фильтрация- 9 - Тон-центрирование в вакууме; 10 - осаждение пектина; 11 - отделение пеинна на нутч-фильтре; 12 - сушка в вакуум-сушилке; 13 - спиртоловушка; 14- измельчение на шаровой мельнице; /5 - упаковка готового продукта; 16 - отгонка спирта- 17 - сбраживание флегмы; 18 - насосы.

Свежие яблочные выжимки, получаемые при производстве яблочного сока, дробят на молотковой дробилке и сушат на конвейерной ленточной сушилке до влажности 8-10%.

Для выработки пектина применяют также сушеные выжимки из яблок-дички и падалицы, являющихся отходом сокового производства. Сухие выжимки вторично измельчают на молотковой дробилке и направляют в экстрактор, оборудованный ложным сетчатым дном, мешалкой (12-15 о б [мин) и паровой рубашкой. Выжимки в экстракторе заливают водой (1:2,6) подкисленной сернистым ангидридом до рН 2,5-3,5, смесь подогревают до 85-92 °С и выдерживают при этой температуре в течение часа.

Основное количество экстракта отделяется на ситах самотеком через спускной вентиль, а оставшийся в мокрых выжимках экстракт отпрессовывают на соковых прессах.

Кислый экстракт, содержащий пектин, сахара и полисахариды, подщелачивают углекислым натрием до рН 4,5-5 и подвергают ферментативному гидролизу для осахаривания крахмала 0,5% (по весу) грибной культуры Aspergilius orisae, выращенной на пшеничных отрубях. Ферментация проводится при температуре 40-50 °С в течение 30-60 мин. Затем в среду добавляют 0,02% кизельгура и массу фильтруют на фильтр-прессе через фильтр-ткань (бельтинг) при давлении 2-2,5 атм. Полученный фильтрат направляют в вакуум-аппарат для выпаривания до содержания сухих веществ в рабочем растворе 15% (по рефрактометру), а пектина 3%.

Концентрирование пектинового экстракта ведут в вакуум-аппаратах с выносной поверхностью нагрева при температуре 55-60 °С.

Концентрат направляют в коагулятор и обрабатывают 95%-ным этиловым спиртом (1,2 объема спирта на каждую объемную единицу экстракта); смесь подкисляют 0,3% соляной кислоты и перемешивают в течение 8-10 мин. Массу направляют на фильтрпресс или в намывной фильтр и отделяют пектин от водно-спиртовой смеси при давлении 1 - 1,5 атм. Осадок пектина на фильтре промывают 95%-ным этиловым спиртом из расчета 60-70% от веса пектина, и пектин в виде густой пасты снимают с салфеток и передают на подсушку. Отработанный спирт и спиртовой раствор после регенерации вновь используют в производстве.

Пектиновую пасту подсушивают на барабанной вакуумной сушилке при температуре 60-70 °С, размалывают на шаровой мельнице с фарфоровыми шарами и упаковывают в банки емкостью 3-10 кг.

На производство 1 тонны пектина расходуется:

сушеные яблочные выжимки в тоннах. . 20

спирт-ректификат 95%-ный в дал . . 75

сернистый ангидрид в кг .... . . 20

соляная кислота в кг. ....... 90

кизельгур в кг........... 6

Производство жидкого пектинового концентрата.

ЦНИИКОПом и Краснодарским НИИППом разработана технология получения из сушеных или свежих яблочных отходов жидкого пектинового концентрата, применяемого для изготовления плодово-ягодного желе, а также в производстве джема, повидла и фруктовых начинок. Концентрат получают путем экстрагирования пектина горячей водой и упаривания раствора под вакуумом.

Для получения пектина используют яблочные выжимки-отводы сокового производства, а также отходы, получаемые в производстве джема, варенья, компотов и сушеных яблок (сердцевина, кожица) и др.

Свежие выжимки из-под пресса предварительно дробят на ножевой дробилке до получения кусочков размером около 5 мм, затем сушат или направляют непосредственно на переработку.

Сушку проводят в конвейерной ленточной сушилке до содержания влаги 8-10%. При этом происходит разрушение слизеподобных веществ, мешающих экстрагированию пектина. После сушки выжимки хранят в джутовых или бумажных мешках в штабелях высотой до 4 м.

Для выработки пектинового концентрата, применяемого для изготовления плодово-ягодного желе, технологическая схема предусматривает проведение следующих операций: дробление выжимок, выщелачивание холодной водой, экстрагирование пектина, отделение экстракта, осахаривание крахмала, обесцвечивание, отделение осадка, концентрирование, расфасовка, пастеризация. Сушеные выжимки дробят на молотковой дробилке и просеивают через сито с отверстиями диаметром 1,5- 2 мм, а свежие отходы и выжимки измельчают на ножевой дробилке, после чего взвешивают и загружают в экстрактор для выщелачивания холодной водой растворимых веществ: Сахаров, ароматических и красящих веществ, солей и кислот.

После 15 минут настаивания в воде (с температурой 10-15 °С) выжимки промывают водой до содержания сухих веществ в промывной воде 0,2% (по рефрактометру).

Первые промывные воды, содержащие до 3% сахара, используют в производстве сиропа, сидра или уксуса.

Продолжительность выщелачивания 1,5-2 ч.

После выщелачивания выжимки направляют в другой экстрактор, где обрабатывают горячей водой для гидролиза протопектина и образования растворимого пектина. В экстрактор загружают свежие или сушеные выжимки и заливают водой с температурой 88-92°С, подкисленной сернистой, молочной, винной или лимонной кислотой до рН 3,2-0,2, и экстрагируют в течение часа.

При переработке сушеных выжимок гидромодуль равен 12-16, в зависимости от содержания пектина в сырье, а для свежих выжимок 2,5-4.

По окончании экстрагирования вытяжку охлаждают до 60 °С и перекачивают в сборник, а оставшуюся густую массу направляют для прессования. Полученную мутную вытяжку добавляют в сборник к основному экстракту и подвергают ферментативному гидролизу препаратом грибной культуры Asp. orisae для расщепления содержащихся в вытяжках крахмала и протеинов.

Перед ферментацией вытяжку нейтрализуют карбонатом натрия до рН 4,5-5, нагревают до 45-50 °С и задают в нее ферментный препарат в количестве 0,5% (по весу); размешивают и выдерживают при этой температуре 30-45 мин. Конец ферментации устанавливают по йодной пробе. По окончании ферментации раствор нагревают до 70 °С для инактивации ферментов и обрабатывают в течение 20-30 мин активированным углем (0,5-1,0%) для осветления и обесцвечивания вытяжки. Затем вытяжку охлаждают до 55-60 °С и направляют на сепаратор для отделения взвешенных частиц мути и крупинок угля. После сепарации горячую вытяжку фильтруют на фильтрпрес-се через фильтрткань (бельтинг) при давлении 2-2,5 атм и температуре 50-55 °С с добавлением кизельгура (2-4 кг на 1 т вытяжки).

Полученный фильтрат, содержащий 1 -1,5% сухих веществ и 0,3-0,7% пектина, охлаждают до 40 °С, направляют в сборник и оттуда в вакуум-аппарат для уваривания в 6-10 раз по объему до содержания сухих веществ 8-10% (по рефрактометру). Концентрирование раствора проводят при температуре не выше 60 °С и вакууме не ниже 600 мм рт. ст.

Во избежание осаждения пектина на стенках аппарата при уваривании применяют вакуум-аппараты с развитой трубчатой поверхностью нагрева, обеспечивающей быструю циркуляцию раствора.

Уваренный концентрат направляют в подогреватель для подогрева до 75-77 °С, после чего разливают в предварительно вымытые и прошпаренные бутыли или жестяные банки емкостью 3 л. Наполненную тару укупоривают и пастеризуют по следующему режиму: бутыли емкостью 3 литра 20-60-30 / 80 , противодавление 1 атм, банки № 14 20-40-20 / 75.

При выработке пектинового концентрата, применяемого в производстве джема, повидла и фруктовых начинок, исключаются операции осахаривания крахмала и обесцвечивания вытяжки. В этом случае технологический процесс включает следующие операции: дробление выжимок, выщелачивание холодной водой, экстрагирование пектина, отделение экстракта, отделение осадка, Концентрирование, расфасовку, пастеризацию. Раствор до уваривания содержит 2-3% сухих веществ, а после уваривания 20-25%.

На Славянском консервном заводе из яблочных выжимок получают пектиновый концентрат по следующей схеме: сушка яблочных выжимок, повторное дробление их, промывка холодной водой, экстрагирование пектина, отделение экстракта, промывка жома водой, охлаждение экстракта, осахаривание; отделение осадка, Концентрирование, расфасовка, консервирование концентратов пастеризацией или сульфитацией.

Полученный пектиновый концентрат применяют для изготовления плодово-ягодных конфитюров из земляники, черешни, вишни, слив и других плодов.

А.Ф. Фан-Юнгом и И.С. Качаном разработана следующая схема получения пектинсодержащего препарата. Свежие незабродившие яблочные вытерки загружают в шпаритель и заливают водой при соотношении 1: 1. Затем подают в барботер пар и экстрагируют в течение часа до содержания сухих веществ в экстракте не менее 3% по рефрактометру.

После экстракции массу пропускают через сдвоенную протирочную машину. Полученный экстракт уваривают под разрежением в течение часа до содержания сухих веществ не менее 7%.

На пектиновом комбинате в г. Церква (Болгарская Народная Республика) пектин вырабатывают из отходов яблок от производства соков, пюре, джемов и конфитюров. Все отходы поступают на пектиновый завод в высушенном виде. При этом в переработку идет только доброкачественное сырье, так как гнилые или заплесневелые плоды содержат ферменты, разрушающие пектин, а в перезрелом сырье во время сушки под действием ферментов происходит омыление пектина с отщеплением метилэфирных групп.

При переработке яблок на концентрированный сок получаемые после прессования выжимки подвергают дроблению, а затем сушке во вращающейся барабанной сушилке, обогреваемой топочными газами. Начальная температура воздуха, поступающего в сушилку 125, при выходе -80 °С. Продолжительность сушки выжимок до влажности 6-8% 10 мин. После сушки выжимки охлаждают, затаривают в мешки и укладывают для хранения в сухих проветриваемых складах ярусами высотой в 14-15 рядов.

Переработка сушеных выжимок производится по следующей технологической схеме.

Рис. Технологическая схема производства пектина из сушеных выжимок.

Сушеные выжимки взвешивают, загружают в экстракторы и заливают водой с температурой не выше 30 °С при гидромодуле 3 для отмывки содержащихся в сырье сопутствующих пектину веществ (крахмала, сахара, кислот, минеральных солей, ароматических и красящих веществ).

Промывку проводят в течение 15 мин при перемешивании, затем смесь выдерживают 10-15 мин, после чего промывные воды спускают и используют при производстве спирта и уксусной кислоты.

После промывки в экстрактор подают сернистый газ и проводят гидролиз протопектина выжимок при температуре 82- 86 °С и рН 1,0-2,0 в течение 2,5-3 ч. Гидромодуль сухих выжимок и гидролианой жидкости составляет 14-18.

Экстракцию пектина проводят в 3 стадии, причем вторую и третью стадии - без кислоты. Продолжительность всего процесса гидролиза 9-10 ч.

После экстракции, по окончании сцеживания, пульпу из экстрактора выгружают в сборник, из которого она поступаетна прессование в трехкорзиночные гидравлические пакпрессы. Прессование пульпы проводят в течение 8-10 мин, постепенно увеличивая давление; до 100 атм по мере стекания экстракта.

Окончательное прессование проводят при давлении 200- 250 атм.

После прессования получают фильтрат, направляемый в общий сборник экстракта, и остаток в виде отхода влажностью 70%, используемый на корм скоту.

Экстракт, полученный самотеком и после прессования, отстаивается в течение 8 часов для оседания крупных примесей или его центрифугируют, после чего направляют на фильтрацию через фильтрпрессы с кизельгуром.

Давление при фильтрации поддерживают в пределах 2,5- 3,0 атм. В сборник через каждые 10-15 минут добавляют кизельгур. Расход его составляет 2-6 кг на 1 т экстракта. После пропуска 10-12 т экстракта (1-1,5 ч) фильтр промывают.

Отфильтрованный экстракт, содержащий около 1,5% сухих веществ, направляют в сборник и оттуда в непрерывно действующие вакуум-аппараты для сгущения до 7% сухих веществ, Уваривание ведут пр:И вакууме 680 мм рт. ст. при соответствующей температуре и давлении греющего пара 3-4 атм. Сгущенный экстракт поступает в аппараты-коагуляторы для осаждения пектина этиловым спиртом.

Количество задаваемого спирта зависит от характера присутствующего в перерабатываемом сырье пектина.

При наличии в сырье высокомолекулярного пектина концентрация спирта в смеси может быть ниже 45%, а при низкомолекулярном пектине для полного осаждения его она должна быть повышена до 60-70%.

Коагуляция пектина проводится при работающей мешалке (40-50 об/мин ); увеличение числа оборотов мешалки приводит к нарушению структуры осадка.

Процесс осаждения ведут при температуре 15-20°С в течение 10-15 мин. Для лучшей агрегации пектина в коагулятор добавляют соляную кислоту.

Рис. Схема коагуляции пектина:

1 - фильтр пресс; 2, 5, 7 - сборники; 3 - измеритель сока; 4 - вакуум-аппарат: 6 - насос; 8 - резервуар для спирта; 9 - столы; 10 - дробилка; 11 - мерники спирта; 12 - коагуляторы; 13 - конусные резервуары; 14 - пресс; 15 ~ вакуум-сушилка; 16 - мельничное отделение.

Полученный осадок пектина промывают несколько раз спиртом для полного удаления остатка соляной кислоты, как указано на схеме (рис.). Затем коагулят пектина спускают в специальные конусные резервуары, откуда свободный спирт по сетчатым трубам, проходящим в резервуарах, стекает в сборник отработанного спирта. Пектиновый осадок отпрессовывают через хлопчатобумажную ткань, измельчают и загружают в гомогенизатор № 1. Массу заливают спиртом для промывки в соотношении 1: 2,5, перемешивают в течение 30-40 мин и направляют в конусный резервуар № 2 для удаления спирта и оттуда снова на пресс. Гомогенизация продолжается 50-60 мин. После прессования массу вторично дробят на куски, направляют в гомогенизатор на вторичную промывку спиртом (в соотношении 1: 2,5), отделяют спирт в конусном резервуаре № 3, после чего коагулят отпрессовывают, измельчают и направляют на сушку. В вакуум-сушилке пектин сушат в течение часа при разрежении 350 мм рт. ст. и полученный сухой порошок влажностью 4-5% размалывают на молотковой дробилке. Готовый пектин упаковывают в фанерные бочки, внутренняя поверхность которых выстлана в два слоя крафт-бумагой.

Отработанный спирт подвергают регенерации, для чего его нейтрализуют известковым молоком до рН 7-8, фильтруют через сетчатый фильтр и ректифицируют. На 1 кг пектина расходуется 6 литров спирта-сырца и 0,84 кг сернистого газа.

Описанная схема производства пектина несколько сложна, но она представляет определенный интерес для получения пищевого пектина из отходов переработки яблок.

Производство пищевого пектина из свекловичного жома.

Всесоюзный НИИ кондитерской промышленности разработал технологическую схему получения пектина из свекловичного жома. Содержание сухого пектина в свекловичного жоме разных сахарных заводов находится в пределах 12-24%.

Сухой свекловичный жом измельчают и гидролизуют двадцати кратным количеством 1,3%-ной HCl при температуре 70 °С, рН 0,6-0,8 в течение 2,5 часов. Из фильтрата пектин осаждают хлористым алюминием при подщелачивании NH4OH. Полученный коагулят обезвоживают крепким спиртом и очищают его обработкой подкисленными и чистыми водно-спиртовыми растворами. Схема очистки включает 4 фазы: две фазы - очистка водно-спиртовыми раствором и две фазы - обработка смесью 70%-ного спирта и 4%-ной HCl.

Выход воздушно-сухого пектина с влажностью 15% составляет около 15% к весу воздушно-сухого свекловичного жома. Пектин обладает хорошими желирующими свойствами. На производство 1 тонны пектина расходуется 8,3 тонны сухого свекловичного жома, 10,5 тонн технической соляной кислоты и 10,5 тонн хлористого алюминия, 2,4 тонны спирта ректификата, 6 тонн аммиака (25%-го).

Производство пищевого пектина по методу Киевского технологического института из свекловичного жома.

И.М. Ливак и М.И. Барабанов разработали усовершенствованную технологическую схему получения пищевого пектина из свекловичного жома.

На выработку 1 тонны пектина расходуется сухого жома (при влажности 15%) 6,5 тонн, технической соляной кислоты - 5,85 тонн, хлористого алюминия - 0,5 тонн и аммиака - 5 тонн.

По предварительным подсчётам себестоимость 1 кг пектина составляет 250 рублей.

При производстве вин используют различные соки: натуральные, спиртованные, сброженные и сброженно-спиртованные. Первый этап выработки этих соков общий, и до операции «сбор сока» включительно его принято называть первичной переработкой плодов и ягод. Завершение этого процесса является условным, так как полученный сок сразу же направляют на дальнейшие операции (см. схему на стр. 34, стрелками показана возможная последовательность технологических операций с учетом особенностей сырья). Сырье, используемое для плодово-ягодного виноделия, значительно различается по консистенции мякоти, размерам плодов и отделению сока. Поэтому при переработке различных видов плодов и ягод есть свои особенности в проведении отдельных технологических операций.

Мойка

Проводят ее для удаления с поверхности сырья загрязнений, механических примесей, ядохимикатов и микроорганизмов. Иногда сырье моют в два приема: в начале технологического процесса, что облегчает инспектирование, и после сортировки и инспектирования (ополаскивание под душем). Мойку проводят в холодной проточной воде, быстро, чтобы предотвратить переход растворимых веществ в воду. Механические повреждения плодов при мойке нежелательны, так как это способствует потере растворимых веществ.

Вода должна отвечать требованиям ГОСТ 2874-73 на питьевую воду. Общая жесткость не должна превышать 7 мг-экв/л; количество солей тяжелых металлов не больше норм, присутствие аммиака и сероводорода недопустимо, содержание солей железа, которые могут вступить в реакцию с дубильными веществами сырья и вызвать потемнение сока, нежелательно. Вода должна быть чистой, прозрачной и всегда свежей.

Яблоки на завод доставляют чаще всего навалом на самосвалах или бортовых автомашинах, которые разгружают с помощью авторазгрузчиков ГУ АР (рис. 10), ППА или других в приемный бункер с водой (рис. 11). В бункере удаляются тяжелые примеси (камни, комки земли и т.п.), и плоды предварительно моются. Из бункера гидротранспортером плоды подаются к ковшовому транспортеру, а затем в моечную машину.

Яблоки и другие устойчивые к механическим повреждениям плоды моют на барабанной моечной машине КМ-1. Сырье поступает из приемного лотка в барабан. При вращении барабана плоды перебрасываются лопастями из первого барабана во второй, а затем в третий, и при выходе из него их ополаскивают водой из душа. Производительность машины 2,5-3 т в 1 ч. Более совершенными мойками являются унифицированные вентиляторные моечные машины КУМ-1 и КУВ-1 производительностью 3 и 10 т в 1 ч (рис. 12). Сырье скребковым или винтовым транспортером непрерывно загружают в ванну, где воздухом, продуваемым вентилятором, создается бурление воды. Затем сырье из ванны транспортером подается к разгрузочному лотку, где оно ополаскивается водой из душевого устройства.

Нередко для более тщательного удаления грязи с плодов сырье из первой мойки поступает во вторую, а затем уже на последующую операцию. Сильно загрязненные яблоки хорошо отмываются на моечной машине Т1-КУМ-Ш, которая оснащена щеточным устройством и предназначена для мойки плодов с твердой структурой. Из моечной машины яблоки поступают на инспекцию.

Плоды косточковых и ягоды привозят на заводы в небольшой таре: ящиках, корзинах, решетках, бочках и т.п. Их разгружают вручную или с помощью соответствующих машин и направляют на мойку. Нежные ягоды малины, ежевики, земляники и т.п. направляют на переработку без мойки. В отдельных случаях (при сильном загрязнении ягод) их моют холодной водой под душем. После мойки плоды и ягоды немедленно направляют на дальнейшую переработку: с них смыт восковой налет, и поэтому сырье может быстро загнить.

Очистка

Некоторые ягоды перед измельчением проходят очистку. У земляники и малины удаляют чашелистики, а у вишни - плодоножки, так как они придают неприятный вкус вину. Плодоножки удаляют на специальной машине М8-КЗП (рис. 13).

Инспекция

Инспекция - технологическая операция, при которой визуально устанавливают пригодность сырья для данного вида переработки и одновременно удаляют плоды, непригодные для виноделия. Инспекцию проводят, как правило, после мойки на ленточных транспортерах КИТ или ТСИ. Для яблок и айвы более широко применяют роликовые транспортеры типа КТО и КТВ (рис. 14), на которых плоды при движении по транспортеру постоянно переворачиваются и хорошо просматриваются со всех сторон. На транспортерах удаляют высохшие, гнилые и заплесневелые плоды и ягоды, а также различный сор: листья, веточки, траву и т.п. Отсортированные, непригодные для переработки плоды и весь сор взвешивают для учета при установлении количества сырья, поступившего на измельчение.

Инспекция сырья играет большую роль в получении продукции высокого качества. Небольшое количество гнилых плодов и ягод сильно ухудшает вкусовые качества сока и вина. Поэтому нельзя пренебрегать этой технологической операцией.

Обработка плодов и ягод перед извлечением сока

Предварительная обработка плодов и ягод необходима для получения максимального выхода сока. Каждый вид сырья имеет свои особенности предварительной подготовки.

Выделение сока из сырья зависит от проницаемости протоплазмы. При коагуляции (свертывании) белков протоплазма теряет способность удерживать сок. Пектиновые вещества, входящие в состав клеток, оказывают большое влияние на водоудерживающую способность растительных тканей, на коллоидную систему клеток. Форма и количество пектиновых веществ не одинаковы в различных культурах и сильно меняются при созревании и перезревании плодов.

Нарушить целостность растительной ткани можно механическими, термическими, биохимическими, микробиологическими и другими способами обработки, а также сочетанием этих методов.

Измельчение плодов и ягод проводят на дробилках и измельчителях. Наибольшее количество сока выделяется из равномерно раздробленного сырья. Слишком мелкое измельчение дает мезгу, которая забивает поры фильтрующих материалов и плохо прессуется. Сок из такой мезги отжимается только из ее наружных слоев. При недостаточном дроблении для извлечения сока необходимо большее давление, и все равно из крупных кусочков не удается отжать весь сок. Мезга должна быть рыхлой и однородной, состоящей из сока и небольших кусочков плодов, обеспечивающих дренаж (проходы, каналы) мезги во время ее прессования.

Степень измельчения устанавливают пробным дроблением для каждого вида плодов и ягод с учетом плотности их мякоти, способности к отделению сока и др. Для измельчения плодово-ягодного сырья наиболее широкое распространение получили однобарабанные ножевые дробилки КДВ производительностью 2-3 т плодов в 1 ч, КДП-ЗМ и КДП-4М (рис. 15) производительностью 8 т в 1 ч (две последние обеспечивают хорошее равномерное измельчение, если плоды одинакового размера).

Степень измельчения плодов и ягод зависит от зазора между барабаном и прижимными колодками. Расстояние между барабаном и колодками дробилки устанавливают с таким расчетом, чтобы плоды яблок, айвы и груш в технической спелости были измельчены на кусочки размером 2-5 мм. Таких кусочков должно быть не менее 70% от общей массы мезги. Лежалые и перезревшие плоды с мягкой мякотью рекомендуется измельчать на частички размером 6-10 мм, плоды косточковых и ягоды - около 10 мм.

Ягоды клюквы, брусники, черники, голубики раздавливают на валковых дробилках до образования трещин в оболочке. Если ягоды этих культур перезрели, их прессуют без измельчения. При измельчении плодов вишни следят за тем, чтобы количество раздавленных косточек не превышало 20%. Ядро косточек содержит гликозид амигдалин, который в процессе переработки и хранения вишневого сока может гидролизоваться с образованием синильной кислоты. Косточки вишни не удаляют, так как, находясь в мезге, они облегчают прессование. Обычно при измельчении расстояние между валками дробилок устанавливают для ягод 1-3 мм, вишни - 5-7 мм, яблок - 10-30 мм. При переработке плодов и ягод для получения не только сока, но и семян необходимо более тщательно следить за работой дробилки. В дробилке КДП-4М расстояние между барабаном и колодками регулируют с учетом крупности семян так, чтобы они не дробились.

В последнее время широкое применение в плодово-ягодном виноделии нашли дисковые измельчители: плодорезка КПИ-4, дробилки ВДР-5 (рис. 16) и ДДС-5. Дисковые дробилки хорошо сочетаются со шнековым прессом Для отжатая сока. Дробилка ВДР-5 имеет регулировочное устройство, обеспечивающее оптимальное измельчение любой партии плодов. В дробилке КПИ-4 более широкий диапазон размеров измельчения плодов (рис. 17).

В мезге при соприкосновении с воздухом более интенсивно происходят окислительные процессы, развиваются микроорганизмы. Поэтому сразу же после измельчения плодов и ягод в мезгу вводят сернистый ангидрид из расчета не более 100 мг на 1 кг. Если сок будут использовать для изготовления кальвадоса, крепких плодовых напитков или плодового спирта, сульфитацию не проводят.

Увеличить выход сока можно вибрационной обработкой. Для этого вначале сырье загружают в вибрационное устройство (целые плоды на 1-2 мин, половинки на 30 с), затем дробят и прессуют. Вибрация повреждает клетки плодов, в результате чего выход сока увеличивается на 8-10% по сравнению с дроблением без предварительной вибрации. Повышение пористости мезги также способствует увеличению выхода сока. К мезге прибавляют различные инертные вещества: кизельгур, перлит, древесную стружку и др. В хозяйствах юга страны, где выращивают рис, успешно применяют рисовую лузгу. При загрузке на пакпресс (см. далее) добавляют 4-5% лузги (из расчета на ее сухую массу).

Лузгу перед использованием обрабатывают вначале кипящей водой в течение 2-5 мин, а затем промывают холодной проточной водой 5-6-кратиым количеством по объему. Промывку заканчивают тогда, когда промывная вода будет бесцветной, а лузга не будет иметь посторонних запахов. После промывки воду из чешуек лузги отжимают на специальном шнековом приспособлении или стряхивают на вибросите. Выжимку, содержащую лузгу, можно использовать повторно в количестве 4-5% к массе мезги с добавлением 2-2,5% свежей лузги. Прессование мезги яблок с добавлением лузги увеличивает выход сока из биологически спелых плодов на 15-20% и из яблок технической зрелости - на 10-12%. Совхоз «Сад-Гигант» Краснодарского края успешно применяет рисовую лузгу при выработке сброженно-спиртованных соков.

Сок из яблок, груши, айвы, малины, вишни, земляники, ежевики, красной смородины и облепихи отжимается сравнительно легко. Поэтому мезгу этих культур можно сразу после измельчения плодов и ягод направлять на прессование. Однако предварительная обработка мезги также желательна и для них. Из других плодов и ягод сок отжимается с трудом, а из мезги черной смородины и кизила, например, без специальной подготовки вообще нельзя его получить.

Некоторые виды сырья содержат значительное количество коллоидов, которые повышают вязкость сока, и поэтому он трудно отпрессовывается. Если растительную ткань подвергнуть электрическому воздействию, то в протоплазме происходят необратимые изменения, коагуляция белковых веществ. Протоплазма у различных плодов и ягод различается по строению, поэтому и чувствительность к воздействию током у разных плодов и ягод неодинакова. Яблоки, слива, вишня обладают большей токоустойчивостью, чем ягоды, т.е. для коагуляции их белковых веществ требуется меньшее время обработки.

Для электрического воздействия на яблоки при их измельчении успешно применяют валковый электроплазмолизатор ЭВ-1 с производительностью 6-17 т в 1 ч. (рис. 18). Основные части прибора - горизонтальные валки-электроды, сделаны из нержавеющей стали, смонтированы на диэлектрической станине. Во время работы на электроды подают напряжение 200-220 В при силе тока 50-75 А. Сырье непрерывно проходит через валки и замыкает электрическую цепь. Продолжительность обработки измеряется долями секунды. Расстояние между электродами (валками) для плодов и ягод 1-3 мм. Для косточковых плодов расстояние увеличивают до 4-5 мм, чтобы не допустить дробления косточек. Выход сока при прессовании обработанной электричеством мезги увеличивается на 4-8%. Сейчас электроплазмолизатор ЭВ-1 выпускают серийно.

Прогрессивным является обработка измельченного сырья электрическими импульсами высокой частоты (непосредственно в пакетах пресса). При укладке пакетов с мезгой на дренажные решетки накладывают электроды, чередуя катод с анодом. К электродам подключают клеммы от высоковольтной установки и от заземления. После загрузки пресса давление доводят до 0,5-0,6 МПа. Через 10 мин, когда часть сока отожмется, включают на 2-3 мин импульсную установку, после чего повышают давление прессования до 1 МПа. Рабочие во время работы установки находятся за ограждением пресса. Выход сока при обработке электроимпульсами увеличивается на 8-10%.

В последнее время для увеличения выхода сока успешно применяют обработку мезги пектолитическими ферментными препаратами. Пектиновые вещества повышают водоудерживающую способность клеток и препятствуют выделению сока. При обработке мезги пектолитическими ферментными препаратами пектиновые вещества расщепляются, в результате облегчается прессование мезги и повышается выход сока. Кроме того, снижается количество осадка, улучшается осветляемость и фильтруемость соков и виноматериалов.

В Советском Союзе в основном применяют ферментные препараты Пектаваморин П10х и Пектофоетидин Г110х. Дозы ферментных препаратов, вносимых в обрабатываемую мезгу, зависят от вида сырья. Общее количество их не должно превышать 0,03% массы сырья в пересчете на стандартную активность 9 ед/г. Пектолитическая активность выпускаемых ферментных препаратов бывает различной. Поэтому перед их использованием проводят расчет потребного количества препарата с учетом фактической активности, указанной для данного препарата. Технология ферментации плодово-ягодного сырья зависит от культуры плодов и ягод. Для удобства применения препаратов все сырье разделено на три группы: I группа - плоды семечковых (яблоки, груши, айва, рябина); II группа - ягодные и вишня; III группа - косточковые (кроме вишни) и шиповник.

Пектолитические препараты выпускают в виде сухого порошка. Перед употреблением в смеситель ВВМ вместимостью 200, 500 или 1000 л (можно использовать и другие емкости с мешалкой) вносят необходимое количество препарата, добавляют 5-, 10-кратное количество сока или воды с температурой 30-45° С. Смесь тщательно перемешивают до получения гомогенной (однородной) суспензии, а затем настаивают 30 мин.

Мезгу плодов семечковых подают в смеситель с одновременным добавлением изготовленной суспензии ферментного препарата. В это же время вносят сернистый ангидрид 100 мг на 1 кг мезги. Затем мезгу нагревают до 40-45° С в течение 10 мин и направляют на выдержку в ферментаторы ВВЗ или ВВМ (на 1000 дал) на 3-4 ч. В период ферментации температуру поддерживают в пределах 40-45° С. После ферментации отжимают сок. Таким же образом обрабатывают ягоды и вишню с той лишь разницей, что мезгу подогревают 5 мин, а ферментацию проводят 4-6ч.

Плоды косточковых и шиповника (сырье III группы) обрабатывают следующим образом. В измельченное сырье добавляют воду: для сливовых плодов и кизила 15-20%, для шиповника 30-50% массы плодов. Затем мезгу подогревают до 80-85° С: сливовые в течение 10 мин, кизил 15 мин, шиповник 20 мин. После прогревания мезгу охлаждают до 45-50° С, добавляют требуемое количество ферментного препарата и проводят ферментацию в течение 3-6 ч. В период ферментации поддерживают температуру 45-50° С. Конец ферментации определяют в лаборатории по вязкости вискозиметром или визуально по степени прозрачности сока и скорости его фильтрации.

В виноделии для увеличения выхода сока широко применяют настаивание мезги с подбраживанием. В процессе спиртового брожения происходит коагуляция коллоидов, в результате чего сок легко отделяется. Для подбраживания используют специальные емкости, в которых мезга удерживается решеткой от всплывания. В таких емкостях лучше извлекаются красящие вещества. Мезгу загружают в емкости сразу же после измельчения плодов и ягод, немедленно вносят разводку чистой культуры винных дрожжей в количестве 2-3% объема мезги, перемешивают мешалками и настаивают 24-48 ч. Затем сливают сок-самотек, а мезгу направляют на прессование.

Тепловая обработка. При нагревании сырья белковые вещества протоплазмы коагулируют, проницаемость клеток повышается, в результате увеличивается выход сока. Нагревание уменьшает вязкость сока, способствует переходу красящих и ароматических веществ из кожицы и мякоти в сок.

Режим и способ нагрева тщательно подбирают для каждого вида плодов и ягод. Длительное нагревание при высокой температуре способствует экстрагированию (извлечению) дубильных веществ, увеличивает содержание растворимого пектина. В результате этого ухудшается вкус сока и затрудняется прессование и фильтрация. При высоких температурах возможно потемнение сока. Чаще всего сырье нагревают до 60-70° С. Лучше прогревать плоды и ягоды не в воде, где теряются растворимые вещества, а обрабатывать паром в шнековом подогревателе или на ленточном шпарителе-бланширователе (рис. 19).

Тепловым способом обрабатывают плоды и ягоды алычи, вишни, сливы, рябины, черной смородины и черники. Подогревают целые плоды и ягоды или мезгу. Сырье насыпают на ленточный шпаритель в один слой и обрабатывают острым паром: плоды в течение 3-4 мин, ягоды 20-30 с. Мезгу подогревают в мезгоподогревателях типа БРК-ЗМ (рис. 20) производительностью 5-20 т или ППНД-10 производительностью 10 т в сутки. Можно использовать емкости с паропроводом в виде змеевика или острый пар (пар под давлением).

Продолжительность нагрева плодов алычи, сливы и ткемали в мезгоподогревателях или приспособленных емкостях 15-20 мин при 80-85° С. Нагревают до растрескивания кожицы значительной части плодов. Остальные плоды и ягоды, а также мезгу нагревают в мезгоподогревателях до 60-70° С и выдерживают при этой температуре 10 мин.

Подогревание значительно увеличивает выход сока. Например, у непрогретых абрикосов выход сока около 6%, а обработанных горячим паром - 70%; у кизила без подогревания сок вообще не выделяется, после прогревания в течение 5 мин при 80° С выход сока около 70%. Однако тепловая обработка может вызвать нежелательные изменения сока, поэтому ее применяют лишь в случаях, когда нет возможности обработать мезгу пектолитическими ферментами или ее настаиванием с подбраживанием. Если плоды и ягоды перерабатывают для получения сока и семян, тепловая обработка сырья вообще недопустима.

Обработка замораживанием. При замораживании плодов и ягод в клетках и межклетниках плодовой ткани образуются из свободной воды сырья кристаллы льда, занимающие больший объем, чем вода. Поэтому они разрывают оболочки клеток. Низкие (отрицательные) температуры, как и высокие, вызывают денатурацию (изменение естественных свойств) протоплазмы. При кристаллизации воды клетки обезвоживаются. Все это приводит к тому, что сок из замороженного сырья после его оттаивания выделяется легко и в большом количестве.

Продолжительность выдержки замороженного сырья не влияет на выход сока. Поэтому, как только плоды и ягоды замерзнут, их направляют на размораживание. Замораживать можно при любой отрицательной температуре; чем ниже температура, тем быстрее идет замораживание. Размораживание на воздухе длится около суток, в холодной воде (в соотношении 1 часть ягод и 2 части воды) - 15-20 мин.

Этот способ длительный и стоимость замораживания высокая. Кроме того, при медленном оттаивании дубильные вещества окисляются с потемнением и ухудшением качества сока, так как замораживание не разрушает ферментов. Поэтому специально для увеличения выхода сока замораживание не применяют. Его используют для хранения ягод, например клюквы, брусники. В этом случае замораживание способствует не только сохранности сырья, но и увеличению выхода сока. При запаздывании с уборкой урожая и неблагоприятных погодных условиях возможно замораживание яблок на деревьях. Такие плоды необходимо быстро дефростировать (оттаять) и немедленно переработать.

Из рассмотренных методов предварительной обработки мезги для увеличения выхода сока наиболее широко применяют электроплазмолизаторы и повышение пористости - для яблок и обработку пектолитическими ферментными препаратами - для большинства плодов и ягод.

Извлечение сока

Для извлечения сока применяют прессование, центрифугирование, диффузионный метод.

Диффузионный метод заключается в извлечении водой растворимых веществ из мезги плодов, ягод и другого сырья. Мезгу загружают в аппараты (8-12 шт.) диффузионной батареи, соединенные между собой. Чистую воду подают в первый аппарат, где происходит экстрагирование (извлечение) растворимых соединений. Вода после обогащения ее сухими веществами, теперь уже раствор сока, поступает во второй аппарат, затем в третий и т.д. После экстрагирования растворимых веществ мезгу из первого аппарата удаляют и заполняют его свежей мезгой. Первый аппарат становится последним, а второй - первым и т.д. Диффузионный метод для извлечения сока из плодов и ягод применяют редко, так как здесь необходимо добавление воды, что приводит к разбавлению сока. Этот метод широко используют в сахарной промышленности.

Центрифугирование. Метод основан на разделении твердой и жидкой фракций мезги под воздействием центробежной силы в аппаратах, называемых центрифугами. Применяют его главным образом при выработке сока с мякотью.

Прессование - основной метод извлечения сока из плодов и ягод или из мезги в виноделии. При этом используют прессы периодического (корзиночные и пакетные) или непрерывного действия (шнековые). Прессы периодического действия по устройству привода разделяют на гидравлические и с механическим приводом.

Гидравлический пакпресс 2П-41 имеет две платформы (рис. 21). Одна платформа с пакетами находится под давлением для отжатия сока, а вторая - на разгрузке выжимки и загрузке мезги. Производительность пресса при получении сока из яблок 1,35 т в 1 ч.

На многих плодоперерабатывающих заводах колхозов и совхозов успешно используют польский гидравлический пакпресс РОК-200с с тремя платформами, производительностью 3,3 т в 1ч (рис. 22). Платформы вращаются вокруг станины пресса. Одна платформа находится под давлением, вторая - на разгрузке выжимки, а третья - на загрузке мезги.

После отжатия сока платформы меняют местами: платформа с мезгой поступает на отжатие сока, а бывшая под давлением - на разгрузку и т.д. Преимущество пакпрессов по сравнению с корзиночными заключается в их большей производительности. Сущность отжатия сока на пакпрессах состоит в следующем. На дно поддона пресса кладут дренажную решетку, затем рамку высотой 8 см. Рамку накрывают салфетками из прочной льняной, паковочной или лавсановой ткани. Если сок отжимают на винтовом прессе, салфетки делают с отверстием для винта или из двух половинок.

Из накопительного бункера, который находится над прессом, на салфетку загружают мезгу, выравнивают ее и закрывают свисающими концами салфетки. Рамку с получившегося пакета снимают и кладут на него следующую дренажную решетку, а на нее рамку, салфетку и т. д. Высота слоя мезги в одном пакете составляет 3-5 см и зависит от вида и степени зрелости сырья. Мезгу яблок обычно загружают более толстым слоем, чем ягоды.

Количество пакетов с учетом толщины слоя мезги бывает 15-25 шт. Общая высота штабеля из пакетов на поддоне 100-120 см. На верхний пакет кладут прессующую доску и бруски. При укладке пакетов следят за тем, чтобы они лежали строго горизонтально. В противном случае ухудшается прессование и возможна поломка пресса.

Загруженную платформу подводят под отжимное устройство и включают гидравлический поршень давления. Давление повышают постепенно, иначе может мякоть попасть в сок или разорваться салфетка. Максимальное удельное давление на мезгу 2,5 МПа. Когда выделение сока прекращается, платформу откатывают на разгрузку. Общая продолжительность прессования одной платформы 15-20 мин. Выжимку вытряхивают из салфеток на транспортер, который подает ее к ковшовому элеватору, а элеватор - в накопительный бункер (рис. 23). Из него выжимку вывозят с территории завода для сушки и дальнейшего получения из нее пектина, на корм скоту или другие цели.

При переработке плодов и ягод на сок и семена для питомников сок отжимают так, чтобы не вызвать деформацию семян. Удельное давление на мезгу при отжиме сока из груш должно быть не выше 0,8 МПа, из яблок - 1,0-1,2 МПа. В каждом конкретном случае проводят пробное прессование.

При извлечении сока на корзиночных прессах дно накрывают салфеткой, концы которой выводят на край корзины. Затем нагружают мезгу до половины корзины, кладут дренажный круг и мезгу доверху. Мезгу закрывают концами салфетки, накладывают прессующую доску и несколько рядов дубовых брусьев и приступают к прессованию. Давление, как и в пакпрессах, увеличивают постепенно до прекращения выделения сока. В корзины можно закладывать 2-4 пакета, переслаивая их дренажными решетками.

Толщина слоя мезги в корзиночных прессах большая, поэтому и выход сока здесь меньше, чем в пакпрессах. Салфетки, которые используют для отжатия сока в пакпрессах или на винтовых корзиночных прессах, промывают и пропаривают не реже одного раза в смену. Сок, отжатый на пакпрессах, значительно чище сока, отжимаемого на других прессах. Однако пакпрессы отличаются высокой трудоемкостью: ручная загрузка и выгрузка пакетов, мойка использованных салфеток.

В настоящее время для отжатия сока применяют шнековые прессы непрерывного действия, специально сконструированные для яблок. Наиболее широко применяют прессы ПНДЯ-4, ВПО-5, ВПО-10 и ВПШ-5, производительность которых соответственно 4; 5; 10 и 5 т в 1 ч (при переработке яблок).

Для получения сока из рябины и дикорастущих яблок и груш, кроме указанных плодовых прессов, можно использовать и виноградные шнековые прессы. Для других видов сырья виноградные шнековые прессы не применяют, так как они сильно перетирают мезгу, ухудшая ее прессование.

Перед включением пресса ПНДЯ-4 в работу необходимо заполнить мезгой весь бункер (рис. 24). Толщина слоя мезги в бункере над транспортирующим шнеком не менее 200 мм.

Для устойчивости работы шнековых прессов в самом начале необходимо в цилиндре с камерой сформировать пробку из яблочной выжимки. Для этого включают пресс, закрывают выход из цилиндра регулировочным конусом и при давлении в гидросистеме 2,5-3 МПа заполняют бункер ранее полученной выжимкой, затем поднимают давление до 3,5-4 МПа. После этого отводят конус от барабана на 25-35 мм и подают мезгу. Если выжимки нет, пробку делают из свежей мезги в процессе отжатия и получения выжимки.

При работе бункер загружают мезгой непрерывно, не допуская его разгрузки. При неравномерной подаче мезги уменьшается производительность пресса и снижается выход сока. Ежедневно после работы пресс тщательно моют, но пробку из выжимки в предконусной части оставляют.

Для обеспечения максимального выхода сока и оптимального режима работы пресса опытным путем определяют необходимое давление для каждой партии сырья с учетом зрелости яблок, помологического сорта, степени измельчения и других факторов. При прессовании твердых яблок технической зрелости на прессах ВПШ-5 или ПНДЯ-4 зазор между конусом и барабаном должен быть 35-40 мм, а давление в гидросистеме 6-10 МПа. Если перерабатывают летние сорта яблок с мягкой мякотью или плоды в биологической спелости, давление снижают до 3-6 МПа, а расстояние между конусом и барабаном уменьшают до 25-35 мм. Отжать сок из перезревших плодов с рыхлой мякотью, особенно летних сортов яблок, а также из груш на шнековых прессах практически невозможно.

Отдельные плоды и ягоды сразу же после измельчения и почти все виды плодово-ягодного сырья после предварительной обработки мезги (например, подбраживания) легко отделяют сок. В таких случаях для увеличения общего выхода сока и повышения производительности прессов рекомендуется перед прессованием отделять сок от мезги на стекателях периодического действия системы Бодянского (рис. 25) или непрерывного действия ВССШ-10 (рис. 26), ВССШ-20, ВСП-5 производительностью 10, 20 и 5 т в 1 ч. При этом получают сок-самотек, который объединяют с соком из-под пресса.

Плодово-ягодное сырье в большинстве случаев отличается повышенной кислотностью, и для доведения сока до кондиций сусла (суслом называют сок, поставленный на брожение) часто приходится добавлять воду. В таких случаях целесообразнее использовать сок второго или даже третьего отжима.

Выжимку, полученную после отжатия сока, перегружают в емкости, заливают водой (до 30% массы выжимки), перемешивают и настаивают 6-12 ч для экстрагирования растворимых и красящих веществ. При настаивании возможно закисание массы. Поэтому вместе с водой вводят сернистый ангидрид 150-200 мг на 1 л воды. После настаивания мезгу вновь прессуют и получают сок второго отжима. Можно получить сок и третьего отжима. Настаивание идет более быстро при использовании горячей воды. Мезгу из вишни, черной смородины, черники и другой ягоды заливают водой с температурой 70-80° С.

Для обогащения сока второго отжима экстрактивными и ароматическими веществами его используют вторично (заливают новую партию выжимки плодов тех же наименований).

Наиболее качественными являются сок-самотек и сок первого отжима (прессовая фракция), полученный прессованием свежей неэкстрагированной мезги. Сок-самотек и сок первого отжима объединяют и получают сок первой фракции. Соки второго и третьего отжимов (водные фракции) содержат небольшое количество экстрактивных веществ. Их объединяют вместе и получают сок второй фракции, который используют для снижения кислотности и доведения экстракта до требуемых норм при выработке сброженно-спиртованных или спиртованных соков. В отдельных случаях возможно объединение сока первой и второй фракций. Выжимка, полученная после водной экстракции, почти не содержит питательных веществ. Ее используют только для компостирования (на удобрение).

Свежеотжатый сок быстро портится, поэтому сок всех фракций сульфитируют. Сульфитацией называется добавление в сок сернистого ангидрида или раствора сернистой кислоты. Общее количество сернистого ангидрида должно быть в пределах 50-100 мг на 1 л сока, в зависимости от микробиологического его состояния и температуры окружающей среды. Чем больше микробов и выше температура, тем больше должна быть концентрация сернистого ангидрида.

На рисунках 27-29 показаны различные варианты технологических линий переработки плодов и ягод.

Полученный сок процеживают через ткань для удаления крупных частичек мякоти, а затем осветляют отстаиванием, сепарированием (на центрифугах) или фильтрацией. Количество полученного сока учитывают в декалитрах, содержание в нем сахара (по инвертному сахару) и кислот (в пересчете на яблочную кислоту) - в килограммах. Выход сока зависит от вида культуры, сорта, степени зрелости плодов и ягод, способа извлечения сока и т.п. (табл. 2).

Сахаристость и кислотность полученного сока в каждом конкретном случае определяют анализом в лаборатории перерабатывающего предприятия. Полученные данные используют для расчетов при дальнейшей переработке сока. В связи с тем, что при извлечении сока могли применять экстрагирование растворимых веществ водой, общий выход сока рассчитывают по кислотности. За основу берут кислотность сока первой фракции.