2017-12-16
3979
Консервирование сушкой. Сушка (обезвоживание) проводится для предотвращения или замедления физико-химических, биологических и других процессов, способствующих снижению питательной ценности продуктов или их порче.
Сушку используют для удлинения сроков хранения зерна, плодов, овощей, грибов, молока, яиц, рыбы и других продуктов. Большинство пищевых продуктов сушат до содержания влаги 4-14 %, в результате чего снижаются ферментативные процессы. Плоды с большим содержанием сахара высушивают до более высокого содержания вних влаги -20—25 %. Это связано с тем, что при их обезвоживании возрастает осмотическое давление среды, что в свою очередь воздействует на жизнедеятельность микроорганизмов.
Сушеные продукты имеют меньшую массу, занимают значительно меньший объем, имеют более высокую энергетическую ценность по сравнению с продуктами свежими или консервированными другими способами. Это в значительной степени облегчает их транспортирование и хранение. Вместе с тем в процессе сушки часто улетучиваются ароматические вещества, окисляются витамины и некоторые другие компоненты. Высушенный продукт нельзя использовать без предварительной подготовки.
|
|
|
Существует несколько способов сушки: нагретым воздухом - конвективная, в виброкипящем слое, распылительная, контактная, вакуумная, сублимационная и др.
Сушка продуктов нагретым воздухом, или конвективная, до сих пор является наиболее распространенной. Удаление влаги осуществляется подогретым воздухом температурой 80—120 °С в сушильных установках, состоящих из сушильной камеры и калорифера — подогревателя воздуха. В зависимости от конструкции камеры сушильные установки подразделяют на шкафные, карусельные, ленточные, канальные, распылительные и др.
Процесс сушки представляет собой комплекс взаимосвязанных и одновременно протекающих процессов. К ним относятся нагрев продукта в результате переноса тепла от нагретого воздуха к обезвоживаемому материалу, испарение влаги, перенос влаги с поверхности продукта в среду сушильной камеры, перенос влаги внутри продукта.
Сушка протекает правильно в том случае, если скорость испарения влаги с поверхности продукта равна скорости переноса влаги внутри него. При более высокой скорости испарения на поверхности высушиваемого продукта образуется корка, замедляющая процесс сушки, при медленном испарении продукт запаривается. Процесс сушки можно интенсифицировать, увеличивая поверхность испарения, для чего сырье разрезают на куски.
Недостатком конвективной сушки является то, что она протекает сравнительно длительное время (в течение 3-20 ч) при температуре 60—75 °С, оптимальной для деятельности многих ферментов и микроорганизмов, что приводит к потерям компонентов химического состава (окислению витаминов, дубильных и красящих веществ, реакции меланоидинообразования), ухудшению вкуса, аромата высушенного продукта. Для снижения этих потерь и предупреждения потемнения плодов и овощей при сушке их предварительно обрабатывают сернистым ангидридом либо бланшируют горячей водой или паром для инактивации ферментов. Недостатком является то, что высушенные плоды и овощи плохо набухают и восстанавливаются до готового блюда при длительном кипячении (25-30 мин).
|
|
|
Более современным способом обезвоживания является сушка в кипящем (псевдоожиженном) слое. В обычных сушилках обезвоживание осуществляется в плотном слое в условиях, когда не вся поверхность продукта участвует в теплообмене. Процесс сушки протекает медленно, при этом возможны перегревы отдельных участков слоя. Процесс обезвоживания значительно ускоряется при перемешивании высушиваемого продукта.
Сушка в кипящем слое осуществляется следующим образом. Через слой измельченного зернистого продукта, находящегося на сетке, продувают с определенной скоростью воздух. Слой вначале разрыхляется, набухает, а затем переходит в состояние псевдоожижения, напоминающее кипящую жидкость. Вследствие интенсивного перемешивания и контакта отдельных частиц с нагретым воздухом происходит выравнивание температуры в объеме слоя, сокращается время сушки.
При сушке в виброкипящем слое происходит интенсивное перемешивание нарезанных кусочков продукта в результате одновременного воздействия вертикальных вибраций решетки и восходящего воздушного потока. Сушка в виброкипящем слое позволяет по сравнению с сушкой в плотном слое в 2—3 раза уменьшить ее продолжительность и получать быстроразваривающиеся сушеные овощи и плоды более высокого качества.
В отечественной пищевой промышленности внедрены в производство сушилки с кипящим слоем для сушки дрожжей, подсушки подсолнечника и др.
Рядом преимуществ по сравнению с конвективной обладает микроволновая сушка с использованием энергии сверхвысокой частоты (СВЧ). В этом случае интенсификация процесса обезвоживания происходит вследствие проникающего эффекта микроволн и высокого поглощения их молекулами воды. Ввиду повышения давления во внутренних слоях материала при превращении поглощенной энергии в тепло кусочки высушиваемых продуктов несколько увеличиваются в объеме. В результате получается пористый сушеный продукт, способный быстро развариваться. Время, необходимое для восстановления сушеного продукта, составляет 10 мин.
Распылительная сушка используется для обезвоживания жидких продуктов. Жидкие или тонкоизмельченные продукты подаются в распылительное устройство, которое с помощью форсунок и дисков, вращающихся с большой скоростью, распыляет продукт и превращает его в мельчайшие капельки. Распыление происходит внутри большой сушильной камеры, в которую подается горячий воздух. Частицы продукта встречаются с потоком нагретого до 140-160 °С воздуха и обезвоживаются. Сухой остаток в виде порошка осаждается в нижней части камеры. Продолжительность сушки в распылительном состоянии измеряется секундами, благодаря чему в пищевых продуктах почти полностью сохраняются даже термолабильные вещества — белки, витамины. Недостатком этого вида сушки является опасность окисления кислородом воздуха составных частей продукта, находящегося в высокодисперсном состоянии. Окислительные процессы можно предупредить, если сушить и хранить высушенный продукт в атмосфере инертного газа — азота или углекислого.
|
|
|
Сушка методом распыления широко применяется в пищевой промышленности при производстве сухих молочных продуктов, меланжа, яичного белка, фруктовых и овощных соков, пюре, порошков.
Контактная сушка применяется для обезвоживания высо-ковлажных жидких и пюреобразных продуктов: молока, картофельного и овощного пюре.
Сушка осуществляется при непосредственном контакте жидкого продукта с нагретой поверхностью. При этом способе обезвоживания продукт подается непрерывным потоком на горячую поверхность барабана-вальца и высушивается за 4-12 с. Готовый продукт с помощью специальных скребков снимается с поверхности барабанов в виде пленки, а затем размалывается в порошок. Недостатком этого способа сушки является то, что при контакте компонентов продукта с нагретой поверхностью происходит денатурация белков, могут происходить процессы меланоидино- и карамелеобразования, значительны потери ароматических веществ.
Вакуумная сушка осуществляется в условиях разрежения при сравнительно низких температурах, не превышающих 50 °С, что снижает потери термолабильных компонентов — белков, витаминов, при этом полностью сохраняются органолептические свойства продукта. Так, при обычной сушке яиц потери витаминов составляют 30-50 %, а при вакуумной не превышают 5-7 %.
Сублимационная сушка основана на удалении из замороженных продуктов путем возгонки (сублимации) воды, т.е. в результате непосредственного перехода льда в пар, минуя жидкую фазу. Сушка осуществляется в условиях глубокого вакуума (остаточное давление 133—266Па). Сушка при низкой температуре тормозит развитие микроорганизмов и препятствует химическим и биохимическим процессам.
Протекает она в три стадии. На первой стадии происходит быстрое замораживание продукта. Температура в массе продукта резко понижается, достигая минус 17 °С и ниже. Замораживание происходит в течение 15-20 мин со скоростью 0,5-1,5 °С в минуту. На этой стадии из продукта за счет сублимации льда удаляется 10-15 % влаги.
Обезвоживание материала во второй стадии происходит в результате нагрева плит, на которых находятся высушиваемые продукты. При этом продукт не размораживается, кристаллы льда испаряются, минуя жидкую фазу, и он теряет до 80 % влаги. Продолжительность второй стадии зависит от вида и размеров сырья и колеблется от 10 до 20 ч.
|
|
|
Третья стадия представляет собой тепловую вакуумную сушку, при которой из высушиваемого продукта удаляется оставшаяся адсорбционно-связанная влага. Продолжительность этой стадии 3—4 ч. Длительность процесса может быть сокращена, если сублимационная сушка будет осуществляться в поле СВЧ. Высушенный продукт имеет влажность 3-6 %, его расфасовывают в герметично закрытую тару.
Сублимационная сушка сочетает два способа консервирования: замораживание продукта и его высушивание в замороженном состоянии, поэтому микроструктура, объем, свойства и состав продукта сохраняются почти полностью. Продукт обладает хорошей пористостью, при обводнении быстро восстанавливает первоначальный вид и свойства, может длительное время сохраняться при положительных температурах, в результате чего резко снижается стоимость его хранения. Кроме того, такие продукты могут продаваться на торговых предприятиях, не обеспеченных холодильными установками.
Недостатком сублимационной сушки является то, что при хранении в продуктах ввиду их большой контактной поверхности протекают окислительные процессы. Окислительным реакциям подвергаются липиды, пигменты, витамины, ароматические вещества, что в конечном итоге приводит к нежелательным изменениям вкуса и запаха, а также снижению биологической ценности продукта. Замедлить окислительные процессы можно, упаковывая высушенные продукты в атмосфере инертного газа или под вакуумом.
Перед использованием продукты сублимационной сушки должны быть подвергнуты регидратации — обводнению. Для этого их помещают в теплую воду (20-30 °С) или растворы веществ, улучшающие органолептические показатели и пищевую ценность продукта. При регидратации поры быстро заполняются водой, а затем начинается процесс взаимодействия воды с основными компонентами пищевых продуктов. Время регидратации от 1 до 30 мин в зависимости от вида продукта.
Сублимационная сушка используется для обезвоживания продуктов растительного и животного происхождения.
Радиационная сушка осуществляется путем передачи тепла инфракрасными лучами. Использование этого способа сушки позволяет интенсифицировать процесс обезвоживания за счет увеличения теплового потока на поверхности высушиваемого материала и способности ИК-излучения проникать на некоторую глубину. Энергия ИК-излучения превращается в тепло только в случае поглощения ее облучаемым предметом.
Лучшие результаты получаются при использовании кон-вективно-радиационного метода, при котором сочетается обработка продукта инфракрасными лучами с сушкой нагретым воздухом.
В стадии изучения находится способ конвективно-радиационной сушки в кипящем и виброкипящем слое.
Перспективной является сушка овощных и фруктовых паст, пюре и соков во вспененном состоянии. Сущность этого способа состоит в том, что пюреобразный продукт взбивают в стойкую пену в присутствии пеностабилизирующих веществ и высушивают до содержания 2-4 % влаги. Пену сушат различными способами: радиационным, конвективным и др. Время сушки 3-20 мин. Высушенный продукт измельчают, просеивают и упаковывают в герметичную тару. По качеству вырабатываемого продукта этот способ конкурирует с сублимационной и вакуумной сушками, но значительно дешевле их.
Сушка плодов и овощей методом дегидрофрижирования или дегидроконсервирования заключается в высушивании из продукта примерно 50 % влаги и последующем его замораживании. Использование этого способа обеспечивает получение продуктов высокого качества, близких по органолептическим свойствам и пищевой ценности к свежим.
Перспективной является сушка плодов осмотическим обезвоживанием. Сущность ее состоит в том, что кусочки плодов выдерживают в крепком теплом сахарном сиропе, при этом происходит переход воды из клеток плодов в окружающую среду (явление осмоса). Переход же сахара из сиропа в клетку незначителен. Хорошо поддаются осмотическому обезвоживанию нарезанные фрукты. Концентрация сахара в сиропе должна быть не менее 70 %. По окончании процесса плоды отделяют от сиропа и досушивают до содержания в них влаги 10 %. Высушенные плоды отличаются хорошим ароматом, имеют светлую окраску и могут быть использованы как готовое десертное блюдо. Упаковывают их в пакеты из целлофана или полиэтилена, а также и герметичную стеклянную тару.
Близким к сушке является метод концентрирования жидких пищевых продуктов, основанный на частичном удалении влаги при нагревании до 40-60 °С в вакуум-аппаратах. При сгущении жидких пищевых продуктов в них накапливаются вещества, повышающие осмотическое давление и задерживающие развитие микроорганизмов. Этот метод консервирования лежит в основе получения сгущенного молока, томата-пасты, концентрированных плодово-ягодных соков, паст, экстрактов.
Существует и другой способ получения концентрированных соков — вымораживанием влаги. Этот способ основан на том, что при замораживании вымерзает растворитель (вода), а экстрактивные вещества (сахара, кислоты, соли) не кристаллизуются, а остаются в растворе. Сок замораживают при температуре минус 10-12 °С, образовавшиеся кристаллы льда отделяют на центрифуге. Вымораживание влаги и отделение льда повторяют 2-3 раза. Полученный концентрированный сок богат эфирными маслами и отличается высоким качеством. Концентрация сухих веществ сока после его вымораживания не превышает 50 %.
Вяление - частный случай применения сушки. Этот способ консервирования основан на медленном обезвоживании в естественных условиях предварительно посоленных мясных или рыбных продуктов. Процесс вяления длится от 10 до 30 суток при температуре 10-25 °С. При вялении под действием солнечного света, воздуха и медленного обезвоживания в тканях продукта протекают сложные физические и биохимические процессы. Происходит частичная денатурация белков, мышечная ткань уплотняется, пропитывается жиром, приобретая янтарно-желтый цвет, и становится полупрозрачной. Одновременно протекают окислительные процессы. Происходит созревание продукта, он приобретает приятные специфические вкус и запах. Вялят воблу, тарань, деликатесные балычные изделия из осетровых и лососевых рыб. Содержание влаги в вяленых продуктах должно быть не более 38-45 %.
Консервирование поваренной солью и сахаром. Такое консервирование основано на повышении осмотического давления среды, в результате чего происходит обезвоживание клеток микроорганизмов и прекращается их жизнедеятельность. Микроорганизмы обладают различной устойчивостью к повышению осмотического давления. Некоторые бактерии, например Васt. gummosum, могут развиваться в 18—20 %-ном растворе поваренной соли или в 70 %-ном сахарном сиропе. Галофильные бактерии хорошо развиваются в 25—30 %-ном рассоле.
Поваренную соль в концентрациях 8-14 % используют для консервирования рыбы, мяса, овощей и некоторых других продуктов. Различают следующие способы посола: сухой, когда продукт обрабатывают сухой солью, мокрый — водным раствором поваренной соли и смешанный — комбинирование сухого и мокрого способов. В зависимости от температуры, при которой солят продукты, различают посол холодный (от 0 до минус 10 °С), охлажденный (0-5 °С) и теплый (10 °С и выше).
При посоле происходит диффузионно-осмотический обмен, изменяются консистенция и структура продукта, формируются его специфические вкус и аромат, происходят также потери белковых веществ в результате их перехода в рассол, а также вследствие их гидролитического распада, что приводит к понижению пищевой ценности и ухудшению органолептических свойств продукта. В некоторых случаях посол является одним из наиболее целесообразных способов консервирования, например сельдевых и лососевых рыб, так как при этом значительно улучшаются их вкусовые достоинства. При посоле свинины также наблюдается образование специфичных приятных вкуса и запаха ветчинности.
Поскольку поваренная соль влияет на вкус пищевых продуктов, содержание ее для многих изделий устанавливается в пределах 2,5-6 %. В этом случае консервирующий эффект достигается сочетанием посола с другими видами консервирования - охлаждением, копчением, сушкой и т.д.
Сахар в концентрации не менее 65 % применяют для консервирования при изготовлении варенья, джема, повидла, желе, сиропов и др. При получении этих продуктов избыток влаги удаляют выпариванием, в результате чего еще больше повышается осмотическое давление. Однако при этом частично разрушаются витамины и снижается ценность продукта. Для повышения стойкости консервированных таким образом изделий их дополнительно пастеризуют в герметично закрытой таре.
3. Биохимические методы консервирования
Квашение - консервирование плодов, овощей и грибов молочной кислотой, образующейся в результате сбраживания сахаров продукта молочнокислыми бактериями. Молочная кислота придает продукту специфичный вкус и способствует лучшей его сохранности. В зависимости от вида переработанного сырья продукт называют квашеным (капуста), соленым (огурцы, томаты, арбузы) или моченым (яблоки).
Молочная кислота в концентрации даже 0,5 % тормозит деятельность вредных дрожжей и плесеней, а при ее концентрации 1,5-2 % прекращается деятельность самих молочнокислых бактерий. Одновременно с образованием молочной кислоты в квашеных овощах накапливается этиловый спирт, который также оказывает консервирующее действие. В квашеной капусте и соленых огурцах количество его не превышает 0,5-0,7 %, что не препятствует развитию молочнокислых бактерий, но заметно улучшает вкус готовой продукции. В моченых яблоках содержание его достигает 0,8-1,8 %.
Поваренная соль, используемая при солении и квашении, в количестве 2-6 % вызывает плазмолиз растительных клеток, способствует переходу в рассол клеточного сока, богатого сахаром, и тем самым стимулирует процессы брожения.
Крометого, она подавляюще действует на многие микроорганизмы, прежде всего на масляно-кислые бактерии и бактерии группы coli. Соль так же участвует в формировании вкуса квашеных овощей. Активность процесса брожения зависит от начального содержания сахара в продукте, концентрации соли, температуры окружающей среды и вида молочнокислых микроорганизмов. Температуру брожения поддерживают от 18 до 25 °С.
В дальнейшем заквашенный продукт хранят при более низких температурах(от 0 до 2 °С) в анаэробных условиях, чтобы предупредить развитие уксуснокислых бактерий и плесеней, на которые не влияет молочная кислота.
Дня улучшения качества квашеных продуктов, ускорения процесса брожения я предупреждения развития вредных микроорганизмов применяют закваски чистых культур молочнокислых бактерий.
