Плодово-ягодные полуфабрикаты. Консервированные химическими средствами

Плодово-ягодные полуфабрикаты, перерабатываемые в межсезонный период с целью продлить сезон работы консервных предприятий, заготавливают при помощи химических консервантов, замораживания или асептического консервирования. Асептическое консервирование как наиболее прогрессивный способ применяется для обработки пюреобразных полуфабрикатов и было рассмотрено в предыдущих главах. Замораживание как способ заготовки полуфабрикатов не нашло еще широкого применения в нашей стране. Наибольшие объемы полуфабрикатов заготавливают с применением химических консервантов, которые в малых концентрациях обладают бактерицидными свойствами.

Применяемые химические антисептики должны подавлять жизнедеятельность микроорганизмов, вызывающих порчу консервной продукции, быть безвредными для человека или легко удаляться при переработке, не должны придавать продукту постороннего вкуса или запаха. К таким консервантам относятся и разрешены для применения сернистая кислота и ее соли, диоксид серы, бензоат натрия, сорбиновая и дегидроацетовая кислоты.

Сульфитация. Консервирование плодовых полуфабрикатов диоксидом серы, сернистой кислотой или ее солями называется сульфитацией. Консервирующим действием обладает главным образом недиссо- циированная часть сернистой кислоты, зависящая от постоянной диссоциации, величины рН и температуры. Чем меньше рН и больше температура, тем сильнее проявляется консервирующее действие сернистой кислоты.

Действие сернистой кислоты на микроорганизмы связано с растворением ее в липоидно-протеиновом комплексе клетки микроорганизма и попаданием в плазму. При этом происходят структурные изменения плазменной оболочки, ведущие к гибели клетки. Действие сернистой кислоты на микроорганизмы связано и с ее восстанавливающими свойствами. Являясь акцептором кислорода, она задерживает дыхание микроорганизмов, смещая значение окислительно-восстановительного потенциала. Реагируя с промежуточными продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, а также ферментами, сернистая кислота нарушает обмен веществ, что приводит к гибели микроорганизмов.

Консервирующее действие кислоты сказывается при содержании в продукте 0,1...0,2% диоксида серы. Эффективность действия диоксида серы зависит от величины рН, химического состава среды, концентрации микроорганизмов и температуры. Чем выше начальная обсемененность продукта, тем больше микроорганизмов, среди которых могут быть стойкие к действию S02, выживает.

При атмосферном давлении и температуре выше 0°С диоксид серы представляет собой бесцветный газ с резким характерным запахом. Он тяжелее воздуха в 2,2 раза, хорошо растворяется в холодной воде, с повышением температуры растворимость его ухудшается. Максимальная концентрация диоксида серы в воде 10%. При давлении выше атмосферного или охлаждении до минус 10 °С диоксид серы превращается в жидкость.

Достоинство диоксида серы в его высокой восстанавливающей способности, благодаря чему он предотвращает окислительные изменения фруктовых полуфабрикатов, такие как разрушение аскорбиновой кислоты и ферментативное потемнение фенольных соединений. В то же время S02 разрушает витамин Blt расщепляя его на пирими- диновый и тиазоловый компоненты. В повышенных дозах диоксид серы вредно влияет на организм человека и сообщает консервируемым продуктам специфический запах, который ощущается уже при концентрации ниже 50 мг/дм3. При растворении в воде диоксида серы образуется легкодиссоциирующая сернистая кислота, которая способна окисляться кислородом воздуха до сульфатов и вступать в химические соединения с компонентами продукта, содержащими альдегидные и кетонные группы. Эта "связанная" форма сернистой кислоты нейтральна и почти не обладает антисептическим действием. Оставшаяся, не вступившая в соединение "свободная" форма является основной антисептически активной частью консерванта.

Чем выше концентрация сахара в растворе, тем больше его связывающая способность. Между связанной и свободной формами сернистой кислоты в растворе устанавливается равновесие, которое зависит от состава среды, концентрации антисептика и температуры. При нарушении равновесия, например при улетучивании части диоксида серы, часть связанной формы расщепляется, образуя свободную сернистую кислоту, и равновесие восстанавливается.

Сернистая кислота вступает в соединение с красящими веществами продукта, особенно антоцианами, вызывая сильное обесцвечивание плодов. На пектиновые вещества в применяемых дозах сернистая кислота практически не влияет, но при хранении сульфитированных плодов наблюдаются незначительный гидролиз протопектина и некоторое разрушение растворимого пектина под влиянием присутствующих кислот и пектолитических ферментов, которые сернистая кислота не инактивирует, а только снижает их активность.

Ввиду токсичности сернистой кислоты сульфитированные плоды используют только для переработки на такие виды продукции, технология которых предусматривает возможность тепловой обработки (десульфитации) для удаления сернистой кислоты. Возможность удаления диоксида серы при нагревании обусловлена его большой летучестью и значительным понижением растворимости при повышении температуры.

При десульфитации, предусматривающей удаление газообразного S02 с воздухом и постоянный подвод свежего воздуха, парциальное давление S02 равно нулю, поэтому из воды его можно было бы полностью удалить. Однако из сульфитированных полуфабрикатов, где часть антисептика находится в связанной форме, полного удаления диоксида серы достигнуть нельзя. Часть его остается в продукте. Содержание остаточных количеств S02 в продукте строго нормируется и для большинства продуктов не должно превышать 0,01 % к массе общего количества продукта (связанный + свободный) или 0,02 % свободного.

Для сульфитации применяют жидкий диоксид серы, который хранят и перевозят в прочных стальных баллонах, где газ находится под давлением. Давление в баллоне зависит от температуры. Для предотвращения резкого повышения давления баллоны с S02 хранят при температуре не выше 25 °С. При выпуске из баллона жидкий диоксид серы испаряется.

Для консервирования полуфабрикатов используют газообразный S02 или его водный (рабочий) раствор. Для получения рабочего раствора пропускают жидкий диоксид серы из баллонов в воду. Вода должна быть холодной и по качеству отвечать требованиям к питьевой воде.

Растворы готовят в герметически закрытых плотных бочках или чанах. В верхней части бочки через отверстие в воду опускают шланг, который соединен непосредственно с баллоном. Диоксид серы, подаваемый в воду, дозируют по массе или объему. В последнем случае шланг соединяют с баллоном через сульфитометр.

Объем воды в бочке должен быть тщательно измерен. Уровень воды контролируют по измерительному стеклу, которым должна быть оснащена бочка. Трубка, по которой подают диоксид серы, должна на 5... 10 см не доходить до дна и заканчиваться барботером для лучшего распределения газа в воде. Избыток газа, собирающегося над раствором, отводят по другой трубке в сосуд с водой, которая поглощает газ и в дальнейшем может быть использована для сульфитации в качестве рабочего раствора.

Бочка и все соединения ее с баллоном и поглотителем должны быть полностью герметичными во избежание потерь газа и отравления обслуживающего персонала. При дозировании диоксида серы по массе баллон ставят на весы в горизонтальном или слегка наклонном положении вентилем вниз. Весы уравновешивают, затем баллону дают перевес на массу диоксида серы, который необходим для приготовления рабочего раствора заданной концентрации. При уравновешивании весов подачу антисептика прекращают.

Сульфитометром отмеривают объем подаваемого жидкого диоксида серы. При этом необходимо учитывать плотность диоксида cej>bi, которая зависит от температуры и составляет 1,4310 г/см3 при 0 С;

1,4075 при 10 С; 1,3939 при 15 С; 1,3802 при 20 С; 1.3664 при 25 °С; 1,3524г/см3 при 30°С.

Концентрацию S02 в растворе определяют йодометрическим способом или по плотности раствора. Для сульфитации плодов применяют рабочие растворы концентрацией 1; 2 и 5 %, плотность которых соответственно равна 1,0056; 1,0113 и 1,0275 г/см3. Растворы более высокой концентрации применяют редко, так как для их приготовления требуется длительное время.

Соли сернистой кислоты — сульфиты и бисульфиты - могут применяться для консервирования полуфабрикатов с рН 3,5 и ниже. Реагируя с органическими кислотами плодов, соли выделяют диоксид серы, который и является антисептиком.

Для замены 1 г диоксида серы необходимо добавить 1,6 г бисульфита натрия или 1,8 г бисульфита калия. Соли должны быть химически чистыми, без каких-либо примесей.

Жидкий диоксид серы при температурах до 70° С слабо реагирует с металлами, но его водные растворы (сернистая кислота) вызывают сильную коррозию стали с образованием сернистого железа и переходом ионов железа в раствор. Более стойка к действию сернистой кислоты медь. Во избежание коррозии оборудования и попадания ионов металла в продукт при работе с диоксидом серы применяют коррозиестойкие материалы — нержавеющую сталь, эмалированные покрытия, дерево и т. п.

Сульфитацию применяют при заготовке целых плодов, пюре и соков. Целые плоды можно консервировать газообразным диоксидом серы или его растворами (мокрый способ). Косточковые плоды при консервировании газом растрескиваются, теряют сок и консистенция их очень размягчается, поэтому для косточковых плодов и ягод применяют сульфитацию мокрым способом. Семечковые плоды и цитрусовые хорошо сохраняют форму и консистенцию, их сульфитируют газообразным S02. Газообразный диоксид серы применяют и для сульфитации пюре и соков.

Сульфитация растворами сернистой кислоты мелких косточковых плодов осуществляется в целом виде, крупных в целом виде и в виде половинок с удаленной косточкой, ягод в целом виде. Перед сульфитацией плодов и ягод удаляют экземпляры, пораженные болезнями или сельскохозяйственными вредителями, затем сырье моют, очищают от плодоножек и веточек укладывают в деревянные бочки или резервуары вместимостью до 10 т.

Массу загруженных плодов определяют взвешиванием. Бочки заполняют на 90% их вместимости и укупоривают крышкой, которая должна иметь шпунтовое отверстие. Через шпунтовое отверстие пропускают шланг, по которому в бочку подают жидкий диоксид серы или его раствор. К абрикосам, персикам, черешне добавляют 1 %-ный раствор в количестве 15% к массе плодов; к алыче, вишне, кизилу,

сливам — 10% по массе раствора S02 концентрацией 1,5%; к крыжовнику, чернике, черной смородине - 10% раствора концентрацией 5%; j к айве, грушам, яблокам, нарезанным кусочками или дольками, — 15 % раствора концентрацией 2 %.

Землянику (клубнику) для получения целых плотных ягод заливают раствором бисульфита кальция [Ca(HS03)2]. Образующиеся при этом соединения пектина ягод с кальцием укрепляют ткань земляники. Бисульфит кальция получают, добавляя к 2 %-ному раствору диоксида серы гашеную, просеянную через сито известь из расчета 6 г/дм3 раствора:

2H2S03 + Са(ОН)2 - Са (HS03)2 + 2Н20.

При сульфитации в резервуарах плоды загружают в несколько приемов. После каждой загрузки резервуар герметично закрывают и подают в него жидкий диоксид серы из баллона со скоростью 1 кг/ч из расчета на каждую тонну плодов 2 кг консерванта. После заполнения резервуара и подачи последней порции газа резервуар герметично закрывают и через сутки контролируют содержание диоксида серы в плодах. При содержании его менее 0,1 %. плоды дополнительно сульфитируют. Работа по сульфитации плодов в резервуарах должна проводиться при строгом соблюдении Инструкции по безопасным методам работы с диоксидом серы.

Сухая сульфитация семечковых плодов (окуривание) состоит в применении диоксида серы, получаемого сжиганием серы или жидкого из баллонов. Окуривание проводят в герметически закрывающихся газонепроницаемых камерах с относительной влажностью воздуха не более 75 %, вместимостью не более 50 т плодов. Возможно также применение палаток из плотного брезента, пропитанного газо- и водонепроницаемым составом. Полы в помещении, где проводят окуривание, должны быть цементными, асфальтированными или хорошо утрамбованными глинобитными, сухими.

Камеры снабжают вытяжной трубой для удаления сернистого газа. В стене камеры на высоте 1,5 м от пола устанавливают смотровое окно со стеклом для наблюдения за процессом окуривания. Для сжигания серы применяют жаровни, которые устанавливают на железные противни в нескольких местах. Серу используют черенковую или комовую, которая не должна содержать посторонних примесей более 2 %, мышьяка более 0,003 %. При окуривании жидким диоксидом серы баллоны с S02 устанавливают вне камер и подают консервант в камеру по трубам.

Плоды, предназначенные для окуривания, сортируют по качеству, удаляя все пораженные болезнями и сельскохозяйственными вредителями, мятые и загрязненные. Отсортированные плоды чистые и сухие укладывают в решетчатые деревянные ящики с зазорами 2...3 см и устанавливают на рейки на полу камеры штабелями высотой не более 1,5 м в шахматном порядке.

Вне камеры в жаровнях разжигают древесный уголь. Жаровни с разгоревшимся углем устанавливают в камере и на угли равномерным слоем насыпают серу (рабочий выполняет эту операцию в противогазе). Когда сера разгорится, двери камер закрывают и герметизируют.

Продолжительность окуривания составляет для яблок кислых сортов 16... 18 ч, для остальных 18...20, для груш 10... 15 ч. Процесс заканчивают, когда плоды обесцветятся, станут мягкими, легко разламывающимися. Содержание S02 в плодах должно быть 0,06...0,012 %. Окуренные плоды хранят до 4 мес в прохладных закрытых помещениях. Оптимальная температура хранения О...Ю°С, влажность воздуха 85%.

Сульфитация пюре по технологии сходна с получением стерилизованного пюре. Горячую плодовую массу сразу после протирочной машины охлаждают до 40...50° С для лучшего растворения диоксида серы. Охлаждение проводят последовательно в вакуумном и трубчатом охладителях или в двух охладителях с очищаемой поверхностью.

Охлажденное пюре помещают в сульфитатор-смеситель, представляющий собой двустенный цилиндр, между стенками которого циркулирует холодная вода. Внутри цилиндра проходит вал с двумя парами лопастей, которые перемещают пюре вдоль внутренней охлаждаемой поверхности цилиндра и перемешивают его с диоксидом серы. Последний подается в сульфигатор из баллона по резиновому шлангу. Продолжительность перемешивания 3...5 мин. Сульфитированное пюре с содержанием примерно 0,18 % S02 фасуют в бочки или подают насосом в резервуары вместимостью 25 ...50 т. После заполнения бочки и резервуары герметично закрывают. В процессе хранения в пюре ежемесячно контролируют содержание диоксида углерода. При снижении его концентрации менее 0,1 % пюре дополнительно сульфитируют или направляют на переработку. Для выгрузки пюре из резервуара, который обычно заглублен в землю, применяют откачивание насосом или засасывание пюре в вакуум-сборник при помощи вакуума.

Сульфитация соков осуществляется сразу после первого грубого фильтрования. Смешивание сока с диоксидом серы проводят в герметизированном смесителе с мешалкой или в охладителе-сульфитаторе. Диоксид серы подают и дозируют так же, как при сульфитации пюре. На 1000 дм3 сока добавляют 1,2...1,5 кг S02.

Сульфитированный сок выдерживают в резервуарах-отстойниках из нержавеющей стали, дерева или эмалированных в течение 15...20 сут Для самоосветления и уплотнения осадка. После выдержки соки декантируют с осадка и разливают в чистые, подготовленные бочки или резервуары из корроэиестойких материалов и передают на хранение.

Перед использованием сок десульфитируют. Для десульфитации применяют специальные установки, которые позволяют снизить содержание диоксида серы до 0,0005 %. В совхозе "Зеленый гай" Николаевской области работает установка для десульфитации виноградного сока. Перед подачей в десульфитатор сок нагревают до 80°С. В десульфитаторе создается разрежение и в сок через барботер подается острый пар. Продолжительность десульфитации 60...80 мин. Водяные пары, содержащие диоксид серы, конденсируются в конденсаторе, а неконденсирующиеся газы S02 выводятся в нейтрализатор, где диоксид серы нейтрализуется известковым молоком.

Консервирование бензойной кислотой и ее солями. Бензойной кислотой и ее солями консервируют фруктовые пюре и соки. Бензойная кислота представляет собой бесцветные кристаллы, имеющие форму листочков или иголок. Плотность ее 1,265 г/см3 при 15 °С; температура плавления 122,4 °С. Кислота хорошо растворяется в спирте и эфире, а в воде трудно растворима, при 17,5 °С получают только 0,21 %-ный водный раствор.

Консервирующее действие бензойной кислоты зависит от кислотности и величины рН консервируемого продукта. При кислотности свыше 0,4% и рН 2,5...3,5 бензойная кислота и ее натриевая соль подавляют рост дрожжей в концентрации 0,15 %, рост плесеней в концентрации 0,08%. Для подавления роста бактерий, особенно кислотообразующих, требуются более высокие концентрации (до 0,2 %).

Наличие в продукте белков повышает устойчивость микроорганизмов и снижает консервирующее действие бензойной кислоты. При добавлении в продукт только небольшая часть бензойной кислоты остается свободной и действует как консервант, а большая часть связывается с белками.

Ввиду плохой растворимости бензойной кислоты для консервирования используют ее натриевую соль, растворимость которой в воде значительно выше. Для получения бензоата натрия бензойную кислоту смешивают с питьевой содой и осторожно растворяют в горячей воде. На 100 частей кислоты добавляют 69 частей соды, при этом образуется бензоат натрия:

С6Н5СООН + NaHC03 - C6HsCOONa + Н20 + С02.

Консервирование бензоатом натрия проводят сразу после получения пюре или сока. Вначале готовят 5 %-ный раствор, растворяя бензоат натрия в воде или фруктовом соке при нагревании. Полученный раствор помешают в мерник, установленный над смесителем. На каждую тонну пюре добавляют 20 дм3 раствора, на 1 т сока — 20...24 дм3. Содержание бензоата натрия в пюре должно быть не более 0,1 %, в соках 0,1 ...0,12 % в зависимости от вида сока.

Бензоат натрия не летуч, поэтому охлаждения продукта перед его добавлением не требуется. Нагреванием он не может быть удален. Соки, консервированные бензоатом натрия, выдерживают в отстойниках так же, как сульфитированные соки, затем декантируют с осадка, фильтруют и разливают в тару.

Бензойная кислота и ее соли не обладают восстанавливающей способностью и отбеливающими свойствами, поэтому продукты с этими антисептиками более темные, чем сульфитированные. Бензоат натрия имеет специфический вкус, который ощущается в концентрациях 0,08... 0,1 %, поэтому в продуктах, приготовленных из этих полуфабрикатов, содержание бензоата натрия должно быть не более 0,07 %.

Консервирование сорбиновой кислотой и ее солями. Сорбиновую кислоту применяют для консервирования пюре, соков и других продуктов. Это монокарбоновая (2,4-гексадненовая) кислота с двумя двойными связями (СН3СН-СНСН-СНСООН). По внешнему виду сорбиновая кислота — кристаллический порошок, плавящийся при 134,5 °С; в холодной воде плохо растворяется, в горячей — несколько лучше. При высокой степени очистки кислота не имеет вкуса и запаха и не влияет на вкус консервируемых продуктов. Соли сорбиновой кислоты (сорбаты) имеют более высокую растворимость: при 20 °С в 100 см3 воды растворяется 138 г сорбата калия.

Сорбиновая кислота и сорбаты в организме человека окисляются, распадаясь до С02 и воды в присутствии глюкозы или до ацетоуксусной кислоты при отсутствии глюкозы в составе продукта. Ввиду быстрого распада сорбиновая кислота и сорбаты не оказывают токсического действия на организм человека.

Сорбиновая кислота и сорбаты подавляют рост дрожжей и плесневых грибов, но на кислотообразующие и другие виды бактерий почти не действуют, поэтому их применяют только для консервирования кислых продуктов или в смеси с другими антисептиками. Эффективность действия сорбиновой кислоты как консерванта зависит от величины рН сока, количества присутствующих в нем микроорганизмов и температуры. Для подавления деятельности мол очно- и уксуснокислых бактерий продукт перед добавлением сорбиновой кислоты нагревают до 80...85 С и выдерживают при этой температуре 5 мин, затем добавляют раствор сорбиновой кислоты.

При приготовлении раствора сорбиновую кислоту растворяют в десятикратном по массе количестве сока или пюре, нагретых до 80... 85 °С при тщательном размешивании. Полученный раствор добавляют в горячее пюре сразу после протирания или в нагретый сок, тщательно размешивают и сразу подают на фасовку.

В стеклянные банки вместимостью более 2 дм3 сок и Пюре, консервированные сорбиновой кислотой, фасуют горячими (85 °С). При фасовке в бочки и резервуары продукт нагревают до 85 °С, затем в трубчатых или пластинчатых теплообменниках быстро охлаждают до 25 С и с такой температурой загружают в тару, которую немедленно Укупоривают.

Концентрация сорбиновой кислоты в полуфабрикатах должна быть 0,05...0,06%, за рубежом допускается до 0,1%. Сорбиновую кислоту используют для консервирования не только полуфабрикатов, но и готовых продуктов — соков, желе, повидла, джема и т. п. в том случае, когда их фасуют в негерметичную тару и не стерилизуют. Содержание сорбиновой кислоты в готовых продуктах не более 0,05 %.

Консервирование дегндроацетовой кислотой. Дегидроацетовая кис- : лота (ДГК) представляет собой белый кристаллический порошок с температурой плавления 110°С. Кислота содержит 99% основного вещества, хорошо растворяется в бензоле, умеренно — в спирте и эфире, в воде растворяется при нагревании аналогично сорбиновой кислоте. По антисептическим свойствам дегидроацетовая кислота значительно эффективнее сорбиновой, в концентрации 0,0003% подавляет жизнедеятельность плесневых грибов и дрожжей, но не задерживает роста молочнокислых и споровых анаэробных бактерий. Кумулятивные свойства ДГК не обнаружены, раздражающего действия на слизистую оболочку глаз она не оказывает. Разрешено применение ДГК в концентрации 3 г/т продукта при производстве желе, повидла, яблочного сока.