Земледелие
Режимы стерилизации яблочного пюре асептическим способом. Переработка фруктов и ягод: пюре, пасты, соусы

Режимы стерилизации яблочного пюре асептическим способом. Переработка фруктов и ягод: пюре, пасты, соусы

В этой главе мы рассмотрим только те указания, о которых не было рассказано в предыдущей части данной книги.

Фрукты, предназначенные для консервирования, должны быть здоровыми, неповрежденными вредителями, соответствовать технологической зрелости, которая отличается для разных фруктов и целей обработки. Для компотов плоды должны иметь соответствующую окраску и вкус, плотную мякоть, которая не разваривается. Для выработки фруктовых соков и сгущенных продуктов можно использовать и плоды с видимыми дефектами и деформациями, зрелые или перезрелые. Степень зрелости оценивают с одной стороны субъективно по органическим свойствам фруктов (вкус, запах, окраска, консистенция), с другой стороны объективно - лабораторными исследованиями. Как основной и наипростейший анализ, требуется провести прямое измерение рефрактометром количества сухого вещества в соке плода (% Rf), что дает содержание растворенных веществ в воде, преимущественно сахара, и определяет титры некоторых кислот в пересчете на лимонную кислоту. В обычной домашней практике консервирования руководствуются указаниями в рецептах, которые дают обычно количества сахара и кислоты в компоте. Фрукты обрабатывают обычно свежими, как можно скорее после уборки. Если их необходимо некоторое время хранить, то их надо убрать в сухое, лучше прохладное и затененное место, лучше всего в холодильник.

С технологической точки зрения, если фрукты достаточно кислые, а также при их консервировании пастеризацией, т.е. нагревом до 100 гр С, они не требуют подкисления.

Овощи, предназначенные для консервирования, должны быть здоровыми, по возможности свежими, большей частью хорошо вызревшими. Только горошек, фасоль и огурцы собирают незрелыми, в оптимальной технологической зрелости.

С технологической точки зрения, овощи обычно не кислые, и при консервировании их необходимо приготавливать в подкисленной заливке и затем нагревать до температуры 100 гр С. Неподкисленные овощи, т.е. в соленой заливке, необходимо консервировать стерилизацией, т.е. нагреванием свыше 100 гр С, что трудно провести в домашних условиях.

Сырье перед уборкой нельзя поливать или обрабатывать защитными химическими веществами, нельзя вносить подкормку или удобрения. Тем самым предотвращается заражение болезнетворными микробами и вредными веществами. В последнее время появилась опасность высокого содержания свинца во фруктах, собираемых с деревьев в непосредственной близости от автострад с сильным автомобильным движением. Последние исследования показали, что содержание свинца через несколько метров от дороги быстро падает.

Первой фазой обработки фруктов и овощей является мойка, которая удаляет с плодов пыль, глину, песок и другие нечистоты. Тем самым сильно снижается число микроорганизмом. При мойке необходимо окончательно удалить, прежде всего, засохшие ткани, в которых бы могли остаться споры микроорганизмов и после стерилизации дополнительно способствовать порче готовых консервов. Если небольшая степень загрязнения плодов, то их можно слегка намочить и ополоснуть или вымыть под душем из чистой питьевой воды. Завершается мойка сырья сортировкой по качеству, преимущественно по размерам.

Сортировку можно сочетать с обрыванием плодоножек или дальнейшими операциями, такими как удаление косточек, очистка и резка. Обрывание плодоножек проводится вручную, лишь крыжовник, предназначенный для переработки на компоты, если он достаточно твердый, можно очистить на карборундовом очистителе, входящем в комплект некоторых типов кухонных комбайнов. При этом если выгодно, можно снять кожистую оболочку, чтобы плоды в сиропе не сморщились. Очистка плодов производиться преимущественно вручную, причем эту операцию можно связать с удалением ядра, удалением косточек или резкой плодов. Для очистки можно с выгодой использовать профильные ножи, преимущественно ручные очистительные машинки (для груш, яблок). Очистительные устройства сильно деформируют плоды. В устройстве должен быть остро наточенный и правильно отрегулированный чистящий нож, чтобы не было слишком больших отходов. И затем следует плоды вручную дочистить. Некоторые разновидности персика можно хорошо очистить кратким погружением в кипящую воду, кожура от плодов отторгается образующимся под ней паром, и после вынимания из воды она легко снимается рукой. Под горячей кожурой плод остается практически холодным. Химическую очистку применяют обычно для овощей и некоторых фруктов. Очистка происходит в горячем растворе (50-100 гр С) щелочи натрия или калия при концентрации 1 - 20 % в течение 1 - 20 минут. В результате очистки нарушается и освобождается кожура, которая сразу же удаляется сильной струей холодной воды. Избыток щелочи нейтрализуют раствором лимонной кислоты. Горячая щелочь сильно едкая и практически ее нельзя использовать без достаточной профессиональной подготовки. Для механической обработки овощей использовать скребки для картофеля, которыми бывают оснащены некоторые типы кухонных комбайнов.

Очищенными, с удаленными косточками или разрезанными плодами быстро наполняют приготовленные банки и заливают сиропом. При необходимости можно ускорить темпы операций, особенно для светлых фруктов, чтобы воспрепятствовать гниению, особенно окислению витамина C на воздухе. Для предотвращения этого плоды погружают в следующие растворы: 0,2 - 0,5 % раствор лимонной кислоты, 2 % раствор поваренной соли, растворы сахара разной концентрации до 30 %, возможно подкисленные лимонной кислотой до 0,5 %. Если же нет никакого из растворов, достаточно замочить в холодной воде.

Некоторые фрукты и, прежде всего, овощи необходимо перед дальнейшим использованием подвергнуть тепловой обработке - бланшировать. Кратковременной варкой или ошпариванием (бланшированием) достигается с одной стороны частичное удаление воздуха из сырья, а с другой стороны подавляется активность присутствующих ферментов и тем самым подавляются нежелательные биохимические реакции, ведущие к снижению качества продуктов. Подавление активности ферментов имеет значение для тех продуктов, которые консервируют теплом. Бланширование сохраняет консистенцию и объем плодов, что применяется для перца и корнеплодов, устраняет запах некоторых корнеплодов и приводит к подавлению активности микроорганизмов. Недостатком бланширования является потеря растворимых в воде питательных веществ. Потери можно снизить бланшированием в паре и моментальной укладкой горячего сырья в банку. При использовании горячей заливки можно наоборот существенным образом снизить время пастеризации.

Протирание проводится как холодных (например, малина, черника, клубника, смородина), так и теплых, предварительно разваренных фруктов и овощей. В продаже есть ряд протирочных устройств как ручных, так и приставок к домашним комбайнам. Еще стоит обратить внимание на чистоту этих протирок, которые часто бывают заражены микробами от обрабатываемого сырья. Протирание, из-за неизбежного взаимодействия сырья с воздухом, приводит к неизбежному окислению, что требует ускоренной работы, а в случае необходимости стабилизации добавкой сахара или кислоты.

Разваривание необходимо производить быстро при наивысших температурах, чтобы не произошло снижение качества сырья. Наиболее чувствительные сорта необходимо после разваривания охладить. Наиболее выгодно производить разваривание паром, что приводит к разбавлению вещества водой на 10 %. На рынке были в продаже алюминиевые разварочные комплекты из ГДР с приспособлением для отвода освобождающегося сока.

Сгущение фруктовых пюре производят в домашних условиях в открытой посуде при нормальном давлении при температуре близкой к кипению. Более высокий нагрев не выгоден, потому что приводит к изменению органолептических свойств. В промышленных условиях это происходит при низких температурах и при пониженном давлении - в автоклавах. При сгущении пюре необходимо постоянно перемешивать, чтобы оно не пригорало. Добавляемые вещества, такие как сахар и желеобразующие вещества, примешивают при достаточном сгущении пюре, чтобы они зря не разрушались долгим нагреванием. После короткого кипячения пюре заполняют чистые банки. Стеклянные банки необходимо сначала прогреть, чтобы из-за высокой разницы температур они не потрескались. Для практики стоит запомнить, что человеческая рука выносит нагрев до 60 - 70 гр С. Стеклянные банки разных типов не должны трескаться при разности температур 30 - 50 гр С (банки должны выдерживать стерилизацию). Стеклянные банки при заполнении горячим пюре должны быть так прогреты, чтобы их можно было держать в руке.

Прессованием получают, прежде всего, фруктовые соки. Прессуют или целые фрукты, или чаще всего предварительно измельченные. Измельчение можно произвести в домашних условиях на ручной терке, или на кухонном комбайне. Для измельчения винограда достаточно простой давилки. Прессование проводят на прессовочных ручных мельницах или на приставках к кухонному комбайну или на малых домашних прессах. Выход сока при прессовании достигает около 70 %. В некоторых случаях выгодно другими способами повысить выход. Производят выдержку сырья в течение 2 - 12 часов, сбраживание сырья в течение 1 - 6 дней или проводят пектолиз сырья. Самым простым является разрыхление и умеренное увлажнение прессованного сырья и новое прессование. Выход в некоторых случаях превышает 10 %. Этим способом пользуются преимущественно при производстве фруктовых вин. Дальнейшая работа с выжатым соком, пока он не забродил, должна быть очень быстрой вследствие высокой активности микробиологических и биохимических процессов.

Приготовление заливки для компота и овощей производят по существующим рецептам. Самым простым способом является растворение всех составных частей в чистой питьевой воде в холодной или теплой. Перед заполнением тары заливку следует перемешать. Еще необходимо помнить, что в холодной воде растворяется самое большое около 60 % сахара, в горячей воде 90 гр С около 80 % сахара. При охлаждении избыточный сахар опять кристаллизуется. Поэтому при малом количестве продуктов заливку следует приготовить отдельно, разлить по банкам, заполненным продуктами, просыпать необходимым количеством отвешенного сахара и других добавок и банки долить водой. Засыпка сахара на дно пустых банок перед заполнением фруктами является менее пригодной, из-за того, что это может привести к его спеканию при быстро проведенной пастеризации.

Консервацию продуктов кислых или в кислой заливке пастеризацией нагревом иногда рекомендуют для отдельных простых видов продуктов и проводят по общепринятым правилам инактивации микробов стерилизацией, приведенным в первой главе. Закрытые заполненные банки можно устанавливать как в холодную, так и в теплую воду. Разница температур между банками и водой не должна превышать 30 - 50 гр С. Установка банок в теплую воду сокращает общее время стерилизации. Правильно проведенная закупорка создает клапан, который в банках Омния позволяет проникать воздуху из банок наружу, но препятствует проникновению воздуха и воды снаружи внутрь. Если произойдет всасывание, то после пастеризации в банке не будет разряжения и крышка на банке не будет держаться. Причиной этого может быть бракованная банка, крышка или уплотнение. Тогда можно - это выгодно - погрузить хорошо закрытые банки полностью под воду и таким образом можно прокипятить два слоя банок один над другим. Если кастрюля, в которой проводится пастеризация, подогревается прямо через дно, то необходимо под слой банок подложить железную или деревянную решетку, слой ткани или бумаги (смятые газеты). По окончании нагревания и остывания банки можно охладить следующим образом: целиком погруженные банки в горячей воде сначала сбрызнуть сверху холодной водой, после полного охлаждения воды в кастрюле их можно интенсивно охладить текущей водой. По другому способу можно вынуть горячие банки из воды и оставить спокойно остывать. Охлаждение прямо в кастрюле слишком медленное, что снижает пищевую ценность и органолептические свойства продуктов (потеря витаминов, излишне мягкая консистенция).

Пастеризацию можно проводить и сухим теплом, например, нагревом в духовом шкафу. В этом случае необходимо подложить под банки негорючий материал (например, асбест).

Консервные банки Twist-off и жестяные банки не могут после закрывания выпустить лишний воздух, поэтому их необходимо наполнять как можно больше - прежде всего, стеклянные - теплым или горячим продуктом.

Консервированное пюре - это консервы, полученные путем протирания и (или) предварительной ферментной обработки плодов, овощей или бахчевых культур с добавлением пищевых кислот, пищевых добавок, сахара и поваренной соли или без них (неконцентрированные) концентрированные.

Пюре классифицируют:

По способу консервирования на две группы - стерилизованные и консервированные химическими консервантами.

Стерилизованные пюре выпускают как готовый продукт и как полуфабрикат, предназначенный для дальнейшей переработки. На основе стерилизованных пюре готовят пюреобразные консервы для детского питания, соусы и пасты:

По технологии изготовления - пюре и концентрированное пюре (соусы, пасты);

По используемому сырью - плодово-ягодные, овощные, из смеси плодоовощного сырья.

Пищевая ценность пюре характеризуется высоким содержанием питательных веществ, содержащихся в исходном сырье.

Факторы, формирующие качество пюре

Требования к сырью

Сырье для производства пюре должно быть свежим, здоровым, с максимальным содержанием сухих растворимых веществ, пектина и органических кислот. Это обеспечивает желирующую консистенцию и необходимый выход готовых продуктов, получаемых из пюре. Для производства пюре используют плоды технической или близкой к потребительской стадии зрелости. Недозревшие и перезревшие плоды дают плохо желирующее пюре с пониженным вкусом и ароматом.

Для получения пюреобразных продуктов форма и внешний вид плодов значения не имеют, но по размеру желательно применять более крупные плоды, поскольку косточка и семенная камера в крупных плодах занимают меньший удельный вес, чем в мелких плодах. Это снижает отходы, увеличивает выход пюре при протирании. Кроме того, для производства пюре можно использовать отходы (кожицу, сердцевину), образовавшиеся при подготовке плодов для других видов консервов (компотов, варенья). При переработке яблок на сок пюре получают из выжимок после отделения сока. Такое пюре имеет более густую консистенцию и характеризуется высоким содержанием пектина.

Технологический процесс

Технологический процесс производства пюре включает мойку и инспекцию, тепловую обработку, протирание и консервирование.

Семечковые плоды моют в двух последовательно установленных моечных машинах: барабанной и вентиляторной, косточковые - в вентиляторной, ягоды - в моечно-встряхиающей. Для удаления посторонних примесей и загнивших или заплесневевших экземпляров мытые плоды инспектируют.

Для размягчения тканей некоторые виды плодов и ягод после инспекции подвергают тепловой обработке. Цель тепловой обработки - размягчить ткань плодов для облегчения протирания и инактивировать окислительные ферменты. Тепловую обработку проводят преимущественно паром, а ягоды нагревают в воде (черная и красная смородина, клюква, брусника, крыжовник). Ягоды с нежной мякотью не бланшируют, а протирают в свежем виде (земляника, малина, черника, голубика). Основным оборудованием, используемым для нагревания плодов, являются шнековые подогреватели, шахтные шпарители и дигестеры.

Шнековый подогреватель состоит из двух расположенных один за другим цилиндрических горизонтальных корпусов, снабженных греющими рубашками. Внутри корпусов проходит общий вал со шнеком и мешалкой. Греющий пар подается в паровые рубашки и непосредственно вдувается в продукт через форсунки, расположенные в каждом корпусе. Температура разваривания 90-96°С. Благодаря комбинированному нагреву разжижения фруктовой массы в шнековом подогревателе практически не происходит, так как наряду с накоплением конденсата из продукта удаляется влага.

В вертикальном шахтном шпарителе, используемом для прошпаривания семечковых плодов, сырье проходит сверху вниз через деревянную шахту и по пути обрабатывается баротирующим паром из барботера, проходящего через центр шахты. Плоды выходят снизу, и весь конденсат, образующийся при шпарке, остается в пюре, что снижает содержание в нем сухих веществ.

Под влиянием нагревания и кислот, присутствующих в плодах, происходит гидролиз протопектина, находящегося в срединных пластинках и клеточных стенках. При этом связь между клетками нарушается, часть их стенок разрушается и ткань размягчается. Тепловая обработка (шпарка) увеличивает выход пюре.

В зависимости от вида плодов и степени их зрелости продолжительность и температура тепловой обработки подбираются индивидуально, так чтобы мякоть плодов размягчилась по всей глубине. При недостаточной тепловой обработке образуются значительные отходы при протирании.

При чрезмерной термической обработке плоды сильно развариваются, происходит глубокий распад пектиновых веществ. В результате пюре получается жидким, снижаются его желирующие свойства.

Инактивация ферментов при термической обработке предотвращает окисление дубильных веществ кислородом воздуха и образование темноокрашенных продуктов окисления - флобафенов, поэтому недостаточная тепловая обработка может вызывать потемнение пюре при протирании.

Кроме того, при тепловой обработке плодов и ягод происходят удаление воздуха из тканей и частичная карамелизация сахаров
, приводящая к появлению желтоватой окраски у плодов со светлой мякотью.

После тепловой обработки плоды и ягоды сразу поступают на протирочные машины.

Плодовая масса при этом разделяется на две фракции: жидкую, состоящую из измельченной мякоти, и твердую, включающую семена, кожицу и косточки. При протирании косточковых плодов используют проволочные или резиновые бичи, которые не разбивают косточки. В зависимости от перерабатываемого сырья бичи применяют разных конструкций.

Для первого протирания используют сита диаметром отверстий 1-1,5 мм, для второго сита - диаметром отверстий 0,5-0,8 мм. Качество протирания контролируют по отсутствию в пюре дробленых косточек, кожицы, семенных камер и огрубевших частиц мякоти. Второе протирание называется финишированием. В результате финиширования пюре приобретает тонкоизмельченную нежную консистенцию. Отходы, образующиеся при протирании, являются вторичным сырьем для производства пектинового концентрата (яблочные выжимки), активированного угля (скорлупа косточковых плодов), жирных масел (семена косточковых плодов).

Расфасовка и стерилизация

Пюре расфасовывают в стеклянные и металлические банки вместимостью до 3 дм 3 и более.

При фасовке в тару вместимостью не более 3 дм 3 пюре нагревают до 85-90°С и в дальнейшем подвергают стерилизации. При фасовке в тару вместимостью более 3 дм 3 пюре нагревают до 95-97°С, сразу укупоривают, укладывают на бок на 10-15 мин для стерилизации верхнего незаполненного пространства и крышек и передают на хранение без стерилизации.

Пюре в стеклянных и металлических банках вместимостью не более 3 дм 3 стерилизуют в автоклавах при 90°С для пюре из плодов с высокой кислотностью, при 100°С - для всех остальных плодов и ягод. Пюре из темноокрашенных плодов и ягод фасуют только в стеклянные банки (черная смородина, вишня, клюква, черника, голубика).

Консервированные пюре-полуфабрикаты с химическими консервантами (сернистая кислота, сорбиновая кислота, бензойнокислый натрий) используются только как полуфабрикаты для кондитерской промышленности. Вводят химические консерванты непосредственно после протирки, не допуская больших задержек. Обычно пюре консервируют, когда оно охладится до 40-50°С. Консерванты добавляют в смеситель в закрытом резервуаре с мешалкой в виде раствора. При сульфитировании пюре лучше использовать баллон с сернистым ангидридом. Учитывая токсичность сернистой кислоты, обязательным условием является десульфитация перед использованием его в пищевой промышленности. Основная задача десульфитации заключается не только в том, чтобы готовый продукт содержал остаточное количество SО 2 в допустимых нормах (не более 0,002%), но и избавить от постороннего неприятного привкуса и запаха.

Десульфитацию обычно проводят простым кипячением с водой в варочной аппаратуре из эмалированной или нержавеющей стали. Добавляют сахар для варки продукта только после достижения необходимой полноты десульфитации. На процесс десульфитации влияет вязкость пюре, поэтому при десульфитации горячую воду добавляют несколько раз.

Лучшим способом консервировния пюре-полуфабрикатов является асептическое консервирование.

Для асептического консервирования и хранения фруктовых пюре применяют комплекс А9-КЛЮ, в котором пюре стерилизуют путем впрыскивания острого пара и последовательно охлаждают в атмосферном и вакуумном охладителе, затем хранят в резервуарах вместимостью 100 м 3 в асептических условиях.

Концентрированное пюре - это пюре, полученное удалением путем физического воздействия части содержащейся в нем воды с целью увеличения содержания растворимых сухих веществ не менее чем на 50%. Также оно может быть изготовлено путем смешивания концентрированных фруктовых и/или овощных пюре.

Фруктовая паста относится к концентрированным пюре. Она представляет собой натуральный продукт, полученный путем уваривания пюре из одного или двух видов плодов, а также смеси плодов и овощей. В зависимости от видов используемого сырья пасту вырабатывают с содержанием 20-60% сухих веществ. Технологический процесс производства пюре для пасты аналогичен производству стерилизованного пюре. Отличие в том, что протирание должно проводиться на строенной протирочной машине с диаметром отверстий сит 1,2; 0,8 и 0,4 мм. Более тонкое измельчение массы необходимо для придания готовому продукту более нежной, гомогенной консистенции.

Так, например, вырабатывают пасту из винограда светло-и темно-окрашенных среднеазиатских сортов. Виноград моют, инспектируют, отделяют гребни на гребнеотделителе. Ягоды бланшируют в шнековом подогревателе 5-8 мин при 100°С, затем протирают на протирочной машине.

На основе виноградного пюре готовят двухкомпонентные пасты: виноградно-сливовую и виноградно-яблочную. Подготовленные пюре стерилизуют в теплообменниках при 100°С в течение 120 с или при 110°С в течение 30 с, затем охлаждают до 75-80°С и подают на уваривание в вакуум-аппарат. Уваренную массу нагревают до 85°С и фасуют в тару вместимостью 10 л.

Пасту в банках вместимостью 0,25-1 дм 3 стерилизуют в автоклавах при 100°С в течение 25-40 мин в зависимости от вместимости тары. Готовая паста должна иметь мажущуюся или слегка зернистую консистенцию, однородный, близкий к натуральному цвет, кисловато-сладкий вкус. Для айвовой и грушевой пасты допускается наличие каменистых клеток, для виноградной пасты - кристаллов винного камня, растворимых в воде при 70°С. За рубежом популярны фруктово-ягодные и фруктово-овощные пасты, изготавливаемые из мякоти плодов с добавлением сахара. Фруктово-овощные пасты (арбузная, арбузно-томатная и томатно-яблочная) получают увариванием свежей протертой арбузной мякоти в вакуум-выпарных аппаратах или увариванием смеси свежих томатов и яблок или из пюре-полуфабрикатов, заготовленных асептическим способом. Паста имеет приятные вкус и аромат, ярко-красный цвет; может использоваться при приготовлении различных кулинарных блюд.

Соусы представляют собой протертую фруктовую массу, уваренную с сахаром. К соусам относятся соус яблочный, отличающийся высоким содержанием сухих веществ (до 23%), овощной соус из кабачков (до 22% сухих веществ), а также консервы-полуфабрикаты для общественного питания (соус луковый, соус тыквенный). Из плодов и овощей вначале получают стерилизованное пюре по принятой для стерилизованного пюре технологии. Протертую массу помещают в двустенный котел с мешалкой и добавляют к ней просеянный сахарный песок в соотношении примерно 10:1. Смесь тщательно перемешивают, доводят до кипения и уваривают при кипении до содержания сухих веществ не менее 21%, в абрикосовом соусе не менее 23% сухих веществ.

На вкусовые качества соуса влияет сахарокислотный коэффициент, поэтому лучшими по качеству являются соусы из плодов, содержащих 0,4-0,6% кислот.

После уваривания соус быстро расфасовывают при температуре не ниже 85°С. Соус фасуют в подготовленные стеклянные или металлические лакированные банки вместимостью до 1 дм 3 . Наполненные банки сразу укупоривают и передают на стерилизацию при 100°С в течение 12-18 мин в зависимости от вместимости тары.

Пюре классифицируют:

По способу консервирования на две группы - стерилизованные и консервированные химическими консервантами.

По технологии изготовления - пюре и концентрированное пюре (соусы, пасты);

По используемому сырью - плодово-ягодные, овощные, из смеси плодоовощного сырья.

Факторы, формирующие качество пюре

Требования к сырью

Технологический процесс

После тепловой обработки плоды и ягоды сразу поступают на протирочные машины.

Расфасовка и стерилизация

Пюре расфасовывают в стеклянные и металлические банки вместимостью до 3 дм 3 и более.

Лучшим способом консервировния пюре-полуфабрикатов является асептическое консервирование.

Основные сведения. К этой группе консервов относят плодовое и ягодное пюре, плоды и ягоды протертые или дробленые с сахаром, пасты, соусы и приправы. В технологии производства этих консервов много общих технологических операций и требований к сырью. Плодовое и ягодное пюре являются и готовым продуктом и исходным материалом для приготовления паст, соусов и приправ. Из свежего, стерилизованного или консервированного химическими веществами пюре приготавливают и другие продукты, например повидло. В наибольшем количестве вырабатывают плодовое и ягодное пюре и плоды и ягоды протертые или консервированные сахаром.

Плодовое и ягодное пюре стерилизованное. Представляет собой протертую массу размягченных нагреванием свежих или замороженных плодов и ягод. Наиболее целесообразно приготовление пюре из свежего сырья. В нем хорошо сохраняются полезные вещества, а грубые части плодов и ягод удаляются при протирании. Поэтому продукты питания, изготовленные из пюре, имеют большую питательную ценность. Плодово-ягодное пюре в пищу употребляют очень редко из-за высокой кислотности. Его используют для киселей, начинок, выработки повидла.

Ассортимент плодово-ягодного пюре очень разнообразен. Его готовят практически из всех видов плодов и ягод. Наиболее распространено пюре абрикосовое, айвовое, грушевое, сливовое, персиковое, черносмородиновое, яблочное. Широко распространено пюре из дикорастущего сырья: брусники, голубики, кизила, клюквы. Пюре готовят из одного вида плодов или ягод.

Для выработки пюре используют районированные сорта, но лучшими являются те, плоды и ягоды которых имеют маленькое семенное гнездо или небольшие косточки, тонкую кожуру и негрубоволокнистую мякоть. Если используют сорта, не отвечающие этим требованиям, то несколько увеличивается отход сырья при протирании. Рекомендуется перерабатывать сырье сразу после его сбора, так как длительное хранение снижает массовую долю Сахаров, качество пюре ухудшается. Максимальный срок хранения на сырьевых площадках земляники, малины, ежевики и голубики - 8 ч, абрикосов и вишни - 12 ч, персиков, сливы, черешни - сутки; яблок и груш летних сортов - двое суток и т. д.

Мойка. Поступающие на переработку плоды и ягоды тщательно моют в специальных моечных машинах чистой проточной водой до полного удаления всех загрязнений. Тип моечной машины выбирают с учетом вида перерабатываемого сырья. Сильные механические повреждения сырья во время мойки недопустимы. Малину, ежевику, землянику, морошку моют под душем при давлении воды не более 50 кПа, другие ягоды - в моечно-стряхивающих машинах или под душем, плоды косточковых культур и рубину в моечно-встряхивающих машинах или вентиляторных моечных машинах, яблоки и груши - в барабанной и вентиляторной моечных машинах. Если сырье загрязнено не значительно, то его в начале инспектируют, а затем моют.

Инспекция. Хорошо промытые плоды и ягоды поступают на сортировочно-инспекционный конвейер или на конвейер инсекционный с роликовым (ленточным) полотном для удаления посторонних примесей и непригодного к переработке сырья: сильно помятого, гнилого, плесневого, загрязненного, поврежденного вредителями и т. п. Отсортированные плоды второй раз моют под душем.

Бланширование. Для размягчения мякоти плодов и ягод и облегчения отделения ее от грубых частей (семян, кожицы и т.п.), а также для разрушения ферментов сырью бланшируют. При этом увеличивается выход готового продукта, предотвращается окисление полифенолов, а в результате гидролиза протопектина в пюре увеличивается массовая доля пектина. Сырье бланшируют в шнековых или шахтных бланширователях. Для обработки плодов косточковых (абрикосы, вишня) и семечковых (яблоки, груши) культур, применяют шнековый шпаритель непрерывного действия (рис. 36). Производитель-кость шпарителя зависит от диаметра и шага шнека и скорости его вращения. Нередко используют шнековые шпарители производительностью 1 т/ч. Плоды бланшируют до такого состояния, чтобы они не потеряли форму, но были мягкими и легко поддавались раздавливанию. Излишнее нагревание вызывает потемнение мякоти и разбавление продукта конденсатом.

В каждом конкретном случае опытным путем, в зависимости от вида, сорта, степени зрелости и размера плодов, а также от конструкции шпарочной аппаратуры, определяют продолжительность разваривания сырья. При температуре 100°С яблоки, груши, алычу, терн обрабатывают не более 15 мин, плоды косточковых культур - не более 10 мин.

Бруснику, кизил, клюкву, красную и черную смородину, крыжовник бланшируют в воде при температуре 90...100°С в течение 3...8 мин. Количество воды должно быть 10...15% от массы ягод. Ягоды с непрочной мякотью (голубику, ежевику, землянику и малину) не бланшируют. В процессе бланширования необходимо строго следить за тем, чтобы сырье прогревалось равномерно.

Протирание. После бланширования плоды и ягоды протирают на специальных машинах. Во время протирания отделяют измельченную массу плодово-ягодного сырья от семян, камер семенного гнезда и кожуры. Для этого прогретую массу плодов и ягод пропускают через сита с ячейками ∅ 0,7...1,5 мм. Плоды косточковых культур протирают на протирочных машинах с проволочными бичами, с резиновыми накладными бичами или на специальной протирочной машине (рис. 37).

Плоды семечковых культур обрабатывают на универсальной протирочной машине КПУ-М производительностью 5...7 т/ч (рис. 38) или на сдвоенных протирочных машинах марки Т1-К.П2Д производительностью 3,5 т/ч. При использовании сдвоенной протирочной машины плоды вначале поступают в верхнюю часть ее, где при протирании через сито с отверстиями ∅ 1,5 мм удаляются семена и кожица. Затем протертая масса поступает в нижнюю часть машины - в финишер с ситами с отверстиями ∅ 0,5...0,8 мм. Во время финиширования плодово-ягодное сырье дополнительно измельчается, ему придается однородная консистенция и полностью удаляются грубые частицы.

Подогревание. Для лучшего сохранения качества готового продукта пюре перед фасовкой подогревают в открытых двутельных варочных котлах (МЗС-244а, МЗС-2446), специальных трубчатых или шнековых подогревателях типа КТП-2, TII ТК.

Фасовка и укупорка. При выработке стерилизованного пюре его фасуют в различную тару в зависимости от вида продукции: из вишни, голубики, клюквы, черники и черной смородины только в стеклянную тару и укупоривают лакированными крышками; пюре остальных видов как в стеклянную, так и в жестяную лакированную тару. Вместимость тары зависит от назначения продукции: для реализации в торговой сети - до 1 л, для общественного питания - до 3 л, а для промышленной переработки - в банки на 10 л. Пюре фасуют в тару только в горячем виде. Температура при фасовке в тару до 3 л должна быть не ниже 85°С, а в банки на 10 л. не ниже 95°С.

Используемую для фасовки тару тщательно моют в моечных машинах. Крышки протирают, укладывают в сетки внешней стороной кверху и моют. Если крышки предназначены для укупоривания бутылей с пюре горячего розлива, их обрабатывают в кипящей воде 2...3 мин, а затем 20..25 мин паром при 100°С.

Стерилизация. Банки с пюре сразу после фасовки и укупоривания стерилизуют в автоклавах при давлении 147 кПа (1,5 ат). Режим стерилизации приведен в таблице 10. Пюре из кислого сырья стерилизуют при более низкой температуре (фактически пастеризуют) и более быстро. После стерилизации продукцию охлаждают в автоклавах до тех пор, пока температура воды в них не снизится до 40°С. Затем банки моют, обсушивают в специальных машинах и отправляют на склад.

При фасовке пюре в большие банки, например на 10 л, часто применяют горячий розлив без стерилизации. В этом случае пюре подогревают до температуры не ниже 97°С и фасуют в банки, которые предварительно тщательно прогревают паром. Банки укупоривают крышками и устанавливают в деревянные ящики-клетки. Для стерилизации крышек клетки с банками укладывают на бок на 10...15 мин, а затем ставят вертикально для охлаждения. Хранят стерилизованное пюре на складе готовой продукции при температуре 0...20°С с относительной влажностью воздуха 75...80%. Склад готовой продукции должен проветриваться.

Готовое плодовое и ягодное стерилизованное пюре должно отвечать требованиям ОСТ 18-268-76. По внешнему виду пюре должно состоять из однородной, равномерно протертой массы без частиц мякоти плодов или ягод, без волокон, плодоножек, семян, косточек и кожицы. В отдельных случаях допускаются в готовом продукте семена, но только тех ягод, в которых они мелкие; в грушевом и айвовом пюре - каменистые включения плодов. Вкус, запах и цвет должны быть натуральными, хорошо выраженными и свойственными плодам и ягодам, из которых изготовлено пюре.

Виды порчи продукции. При хранении продукции в стеклянной таре на складах с сильным освещением цвет пюре изменяется. При нарушении герметизации возможна микробиологическая порча, а при нарушении лакированного покрытия жестяных банок или крышек возможен химический бомбаж, особенно в пюре с высокой кислотностью.

Нормы расхода сырья. Технологические нормы расхода плодов и ягод и допустимые отходы и потери приведены в таблице 11.

Фруктовые пасты. Получают увариванием свежего, стерилизованного в 10-литровых банках или десульфитированного пюре. Вырабатывают пасту трех видов с массовой долей сухих веществ 18, 25 или 30%. Уваривают пюре до требуемой концентрации в двутельных варочных котлах или в вакуум-аппаратах. Варочные аппараты снабжены мешалкой для перемешивания продукта, так как при плохом перемешивании в процессе уваривания пюре может подгореть. В вакуум-аппаратах варка пасты идет лучше и качество пасты более высокое. Выход готового продукта зависит от массовой доли сухих веществ в пюре, поэтому важно плоды и ягоды, используемые для получения пюре, убирать в оптимальной степени зрелости с наибольшей массовой долей сухих веществ. Готовый продукт в горячем виде фасуют в банки, укупоривают и стерилизуют при температуре 100°С. Пасту с массовой долей сухих веществ 25 или 30% фасуют в банки небольшой вместимости, а с массовой долей сухих веществ 18% - в банки до 3 л.

Фруктовые соусы. Готовят из свежего, стерилизованного или десульфитированного пюре увариванием с сахаром. В основном вырабатывают абрикосовый, айвовый, грушевый, персиковый, сливовый и яблочный соусы. Пюре, используемое для приготовления соусов, протирают второй раз (финишируют) через сито с отверстиями диаметром не более 0,8 мм. Фруктовое пюре уваривают в вакуум-аппаратах или двутельных котлах с механической мешалкой. К пюре добавляют предварительно просеянный сахарный песок (на каждые 100 кг пюре 10...13 кг сахара). Количество добавляемого сахара зависит от массовой доли сухих веществ в пюре.

В вакуум-аппарате или двутельном варочном котле пюре и сахар тщательно перемешивают и уваривают до полного растворения сахара и доведения массовой доли сухих веществ в готовом абрикосовом соусе не менее чем 23, а в остальных - не менее чем 21%.

Соусы фасуют в стеклянные или лакированные жестяные банки до 1 л. По специальному заказу предприятий общественного питания допускается фасовка в тару до 3 л. При укупоривании банок под вакуумом температура соуса должна быть не ниже 70°С. а без вакуума - не ниже 85°С. Для укупоривания банок используют лакированные крышки. Сразу после фасовки и укупорки банки загружают в автоклавы для стерилизации (табл. 12).

Фруктовые соусы - благоприятная среда для развития микроорганизмов, поэтому все операции по выработке соусов проводят быстро и при тщательном выполнении необходимых санитарных требований. Основные требования, предъявляемые к качеству фруктовых соусов (ГОСТ 18077-72), заключаются в следующем: по внешнему виду и консистенции соусы должны быть однородными, без семян, косточек и грубых частей плодов и ягод. Допустимо незначительное потемнение верхнего слоя соуса. Вкус, запах и цвет должны быть характерными для вида плодов и ягод, из которых приготовлен соус. Например, цвет соуса из яблок - светлый, с розовым или желтоватым оттенком, из слив - от светло-зеленого до темно-фиолетового (в зависимости от окраски мякоти, свойственной помологическому сорту).

Фруктовые приправы. Вырабатывают из свежего или стерилизованного абрикосового, сливового и яблочного пюре или смеси пюре: из яблок и брусники или сливы. Пюре, используемое для приправ, должно содержать определенное количество сухих веществ: яблочное и сливовое не менее 10, абрикосовое не менее 12; минимально допустимая общая кислотность яблочного пюре 0,7, абрикосового и сливового 0,9%.

Перед увариванием пюре финишируют через сито с отверстиями диаметром не более 0,8 мм и тщательно смешивают в варочных котлах или вакуум-варочных аппаратах с сахарным песком. Для абрикосовой и яблочной приправ сахара берут 18%, для сливовой и сливово-яблочной - 20% от массы пюре. Уваривают пюре до 30% сухих веществ в абрикосовой, яблочной и сливово-яблочной приправах и до 35% в сливовой.

Для придания приправам специфического аромата добавляют небольшое количество различных пряностей. Корицу используют для всех видов приправ. В бруснично-яблочную, сливовую и сливово-яблочную добавляют еще и гвоздику. Пряности тонко измельчают и вносят в пюре уже после того, как оно уварено до требуемой концентрации, при этом обогрев аппаратуры отключают. Если пряности добавить в кипящее пюре, то теряется много ароматических веществ. После добавления пряностей всю массу хорошо перемешивают и фасуют в стеклянные банки и бутылки небольшой вместимости и лишь для общественного питания - в банки на 3 л. Фасуют приправы в горячем состоянии, при температуре не ниже 80°С. Банки укупоривают на вакуум-укупорочных машинах при остаточном давлении 53 кПа (400 мм рт. ст.).

Стерилизуют продукцию в автоклавах при 100°С и давлении 118 кПа. Время нагрева и охлаждения банок вместимостью 500...1000 см 3 по 20 мин, собственно стерилизации 15...20 мин, трехлитровых банок соответственно 25 и 40 мин.

Плоды и ягоды протертые или дробленые с сахаром. Производство данного вида консервов распространено очень широко. Их готовят из свежих или замороженных плодов и ягод одного вида или их смеси. Протертые плоды и ягоды из одного вида сырья вырабатывают 24 наименований: из алычи, яблок, крыжовника, земляники, малины, дикорастущей ягоды, смородины, рябины, облепихи и др.; протертые смеси - 20 наименований: яблоки с грушей, вишней, рябиной, смородиной, со сливой, с брусникой и другими дикорастущими ягодами. Плоды и ягоды дробленые вырабатывают из брусники, голубики, земляники (клубники), клюквы, малины, сливы, смородины черной, черники, фейхоа и яблок.

Сырье должно отвечать требованиям стандартов или технических условий на свежие или замороженные плоды и ягоды. Свежее сырье инспектируют, моют и бланшируют (при выработке протертых плодов и ягод) так же, как и при производстве пюре. Подготовленные плоды и ягоды протирают на протирочной сдвоенной машине Т1-КП2Д с отверстиями диаметром вначале 2, затем 0,8 мм (1,2 мм для мушмулы).

При выработке дробленых плодов и ягод у сливы удаляют косточки на косточковыбивных машинах, яблоки очищают от семенного гнезда на яблокоочистительных машинах, бланшируют при температуре 100°С 5 мин и измельчают на частицы 3...5 мм на плодоовощной дробилке или мясорубке (волчок).

Для выработки плодов и ягод протертых с сахаром используют и пюре-полуфабрикаты плодовые и ягодные, которые пропускают через финишер с ситами с отверстиями диаметром не более 0,8 мм. Этим добиваются однородной массы и удаляют посторонние примеси, если они случайно попали в пюре.

Одновременно с подготовкой плодов и ягод готовят и сахар. Его просеивают через сито с отверстиями ∅ 1 мм и пропускают через магниты для удаления примесей. Протертую или дробленую массу смешивают с сахаром в соответствии с рецептурой (табл. 13). Смешивают в смесителях из нержавеющей стали при постоянном перемешивании. Если плоды и ягоды с сахаром вырабатывают с применением сорбиновой кислоты как химического консерванта, то ее берут в количестве 0,05% к общей массе продукта и добавляют в подготовленный сахар.

Таблица 13. Рецептура сырья и материалов при производстве консервов "Плоды и ягоды протертые или дробленые с сахаром"

Полученную смесь подогревают в вакуум-аппаратах или двутельных варочных котлах при 60...75°С. Смесь с сорбиновой кислотой должна иметь температуру не менее 75°С. Прогретую массу деаэрируют и в горячем состоянии фасуют в стеклянные или металлические лакированные банки до 1 л и укупоривают лакированными крышками на вакуум-укупорочных или простых машинах.

Широко распространена фасовка плодов и ягод, протертых с сахаром, в тару из термопластичных материалов вместимостью от 0,03 до 0,25 л с последующей герметизацией методом термической сварки на автоматических линиях типа "Хассиа" (ФРГ) и др. При фасовке в полимерную тару добавление сорбиновой кислоты к плодам и ягодам, протертым с сахаром, обязательно.

После укупорки стеклянные и металлические банки с продукцией стерилизуют при температуре 95 или 100°С и при давлении 120 или 150 кПа в зависимости от вместимости банки и вида продукции.

Готовая продукция в соответствии с требованиями ГОСТ 22371-77 должна иметь однородную протертую массу или массу дробленых плодов без остатков семенных гнезд, косточек, плодоножек, растекающуюся на горизонтальной поверхности. Вкус и запах кисло-сладкий, приятный, свойственный данным плодам, ягодам или их смесям. Посторонних привкусов, запахов и примесей не должно быть.

Массовая доля сухих веществ установлена разная в зависимости от вида консервов. Например, для яблок 14%, яблок с грушей - 20, голубики, крыжовника, сливы - 36, облепихи - 45, клубники, клюквы и др. - 50, рябины и терна - 54%. Стандартом установлено и содержание сахара, также в зависимости от вида консервов. Например, для яблок 8%, голубики - 31, малины, черной смородины - 45, алычи, брусники, клюквы - 50%.

Если плоды и ягоды консервированы сорбиновой кислотой, то ее массовая доля должна быть не более 0,05%. Готовую продукцию отправляют на склад для наклеивания этикеток и хранения. Этикетку на полимерную тару наносят на крышку специальной термостойкой краской, поэтому дополнительной операции этикетирования не требуется.

Техника безопасности. При производстве консервов из протертых и дробленых плодов и ягод особое внимание обращают на соблюдение правил по технике безопасности при работе со шпарителями, двутельными котлами, подогревателями, вакуум-выпарными установками. Нарушение правил по технике безопасности может привести к тяжелым травмам в виде ожогов различной степени. Каждый работающий с тепловым оборудованием должен предварительно ознакомиться с устройством аппаратов, назначением всех трубопроводов и контрольно-измерительных приборов.

Контрольно-измерительные приборы устанавливают на хорошо освещенных местах аппарата так, чтобы удобно было наблюдать за ними с рабочего места. На манометрах красной чертой указывают предельное давление. Превышение допустимого давления может привести к разрыву аппаратуры, поэтому за работой измерительных приборов необходим особенно строгий контроль.

Предохранительные клапаны содержат в исправности и регулярно (не реже двух раз в смену) продувают. Регулировать предохранительные клапаны имеет право только главный механик предприятия. Исправность редукционных клапанов (вентилей) проверяют по манометру, установленному после вентиля.

При использовании поворотных двутельных котлов нельзя работать с ними тогда, когда они находятся в наклонном положении. В аппаратах с механическими мешалками необходимо следить за нагреваемой поверхностью и не допускать ее истирания. В противном случае возможен прорыв пара через потертые участки.

Перед пуском пара в подогреватель тщательно зажимают крышки барашками. Конденсат во всех аппаратах сливают перед пуском пара. При переполнении камер конденсатом возможны гидравлические удары. Во время чистки змеевиков выпарных установок от нагара, а также при ремонте внутренней части аппарата все трубы, подающие пар, воду или увариваемую массу, отключают. Приступать к работе внутри аппарата необходимо только после его охлаждения и налаживания хорошего освещения электрическим током низкого напряжения.

При ремонте или уходе за тепловым оборудованием на вентилях, подающих пар, навешивают предупредительные таблички. Все движущиеся части оборудования должны быть ограждены.

Контрольные вопросы

1. Чем отличаются друг от друга и что общего между плодовым и ягодным пюре, пастой, соусом и приправой? 2. Какие требования предъявляются к сырью? 3. Какова технология приготовления плодового и ягодного пюре? 4. Как готовят пасту и соусы? 5. Какую технологию применяют для приготовления плодов и ягод протертых или дробленых с сахаром? 6. Какие требования предъявляют к готовой продукции? 7. Какую тару используют для производства консервов из протертых и дробленых плодов и ягод? 8. Каковы правила техники безопасности при работе с двутельными котлами, шпарителями, подогревателями и вакуум-выпарными аппаратами?

УДК 664:66-9

Целью исследований являлось определение режимов статического воздействия электромагнитного СВЧ-поля на образцы яблочного пюре, после которого не будет происходить закисания и порчи продукта в течение длительного времени при комнатной температуре хранения в герметично закрытых контейнерах, а также моделирование полученных режимов в динамике, т.е. осуществление СВЧ-стерилизации яблочного пюре в потоке.

Для обеспечения длительного хранения яблочного пюре в настоящее время применяется стерилизация - тепловая обработка (выдержка при 120 °С в течение 30 минут), при которой в нем погибают все микроорганизмы, но при этом все полезные качества яблок утрачиваются. При обработке электромагнитным СВЧ полем температура пюре, при которой гибнут гнилостные микроорганизмы, лежит в пределах 85-

90 оС. При такой стерилизации полевое и тепловое воздействия на пюре очень кратковременны (витамины не успевают разлагаться), что позволяет сохранить в яблочном пюре больше полезных веществ, чем при традиционной стерилизации. К тому же СВЧ-стерилизация значительно ускоряет технологический процесс и существенно снижает энергозатраты на обработку единицы продукции. Наиболее эффективно применение СВЧ-стерилизации с использованием асептической упаковки bag-in-box ("мешок в коробке"), т.е. ёмкостей со стерилизованными внутренними поверхностями и имеющих горловины со встроенными клапаном и краном, в которых продукция может храниться без холодильника более года.

Полученные результаты позволили сформулировать требования к технологической установке по стерилизации СВЧ-полем яблочного пюре, а также разработать техническое задание на её изготовление.

Ключевые слова: яблочное пюре, стерилизация, электромагнитное СВЧ-поле, качество, энергосбережение.

The purpose of research was to determine the effects of electromagnetic static microwave field modes on the apple sauce samples, after which there will be no souring and spoilage of the product for a long time at room temperature storage in sealed containers to simulate obtained modes in the dynamics, i.e. implement microwave applesauce sterilization in the stream.

To ensure the long-term storage apple sauce sterilization is currently being used, that is heat treatment (holding at 120 °C for 30 minutes), in which all microorganisms are killed, but with all the useful qualities of apples are lost. When processing the microwave electromagnetic field sauce temperature, to kill off putrefaction microorganisms is in the range 85-90 °C. When sterilizing field and thermal effects on the sauce are very short (vitamins do not have time to decompose), allowing you to keep in applesauce more nutrients than traditional sterilization. Besides microwave sterilization significantly accelerates the process and reduces the energy consumption per unit during product processing. The most effective use of microwave sterilization is using aseptic "bag in a box" packaging, i.e. sterilized containers with inner surfaces and having a neck with integrated valve and tap, in which products can be stored without refrigeration for more than a year.

The obtained results allowed us to formulate requirements for the microwave field apple sauce sterilization device and also to develop a technical specification for its manufacture.

Key words: applesauce, sterilization, electromagnetic microwave field, quality and energy efficiency.

Введение. Из научной литературы и из практики известно, что обработка электромагнитным СВЧ-полем определенной мощности продуктов с микроорганизмами приводит к гибели последних, не только за счет теплового, но и за счет полевого воздействий. В работах приведены примеры СВЧ-технологий с применением генераторов СВЧ, разработанных на базе магнетронов от бытовых микроволновых печей.

Использование таких генераторов в технологических установках по

переработке продукции АПК значительно снижает их стоимость.

Исследования по экспериментальной обработке электромагнитным СВЧ-полем яблочного пюре проводились на производстве ООО «КОНЭКС» совместно с МКБ «Горизонт».

Цель исследований. Определить режимы статического воздействия

электромагнитного СВЧ-поля на образцы яблочного пюре, после которых не будет происходить закисания и порчи продукта в течение длительного времени при комнатной температуре хранения в герметично закрытых контейнерах. Смоделировать полученные режимы в динамике, т.е. осуществить СВЧ-стерилизацию яблочного пюре в потоке.

Методика, результат

исследования. В процессе приготовления яблочного пюре существует три источника микроорганизмов:

1. Гнилостные образования, сохраняющиеся в яблоках при их измельчении и протирке.

2. Грибки и плесень, попадающие из воздуха окружающего пространства.

3. Микроорганизмы на внутренних стенках емкостей для расфасовки и хранения.

Предполагая, что основной источник микроорганизмов содержится в исходном продукте, а не в воздухе и не на стенках контейнера, для исследований брались яблоки, частично гнилые (на 10-15%).

Яблоки протирались на терке до состояния пюре, которое помещалось в пластиковые прямоугольные прозрачные контейнеры объёмом 200 мл и подвергалось обработке СВЧ-полем одинаковой мощности (800 Вт) в течение различного времени. После обработки СВЧ-полем контейнеры закрывались крышками, обеспечивающими

достаточную герметичность. Контейнеры с обработанным пюре хранились при комнатной температуре 18-20 °С.

Измерения температуры проводились тестером с термопарой, которая погружалась в пюре в различных точках сразу после СВЧ-обработки (для III партии). Разброс температуры по объему контейнера объясняется неоднородностью СВЧ-поля в проводимом эксперименте. Были обработаны СВЧ-полем три партии образцов.

I партия - образцы № 1-4, II партия -образцы № 6-10, III партия - образцы № 11-15. Время обработки каждого образца приведено в таблице.

Время обработки образца

№№ Время обработки, мин Температура после обработки, °С Дата обработки

1. 0 18 28.09.09 г.

2. 2,0 28.09.09 г.

3. 3,0 28.09.09 г.

4. 1,0 28.09.09 г.

6. 1,0 02.10.09 г.

7. 1,5 02.10.09 г.

8. 2,0 02.10.09 г.

9. 2,5 02.10.09 г.

10. 3,0 02.10.09 г.

11. 1,0 52-71 16.10.09 г.

12. 1,5 69-90 16.10.09 г.

13. 2,0 77-100 16.10.09 г.

14. 2,5 100-102 16.10.09 г.

15. 3,0 100-102 16.10.09 г.

I партия образцов хранилась две состояния пюре в контейнерах показала, недели при комнатной температуре с что образцы № 1 и № 4 имеют следы 28.09.09 г. по 09.10.09 г. Проверка брожения: № 1 (без СВЧ-обработки) -

брожение началось через сутки, № 4 (обработка СВЧ-полем 1 мин) - видимое брожение началось через трое суток. Образцы № 2 и № 3 (обработка СВЧ-полем 2 и 3 мин соответственно) были без следов брожения и имели вкус свежего пюре.

II партия образцов хранилась один месяц при комнатной температуре с 02.10.09 г. по 02.11.09 г. Образец № 6, обработанный СВЧ-полем в течение 1 мин, визуально забродил через трое суток: крышка вздулась, наблюдалось вытекание жидкой фазы пюре из контейнера. Образец № 7, обработанный СВЧ-полем в течение 1,5 мин, имел только видимые следы брожения в виде пузырьков в продукте, но крышка контейнера не вздулась. Образцы № 8, 9 и 10 не имели видимых следов брожения и имели вкус свежего пюре.

В III партии образцов, с такими же режимами обработки СВЧ-полем, что I и II партии, производилось измерение температуры пюре для каждого режима (таблица), но на хранение образцы не оставлялись, т.к. в обработанное пюре микроорганизмы могли вноситься термопарой.

Из вышеизложенного следует, что в образцах пюре, обработанных СВЧ-полем

в течение двух минут и более, не наблюдается процесс брожения. При этих режимах обработки температура пюре лежит в пределах 80-100 °С.

Для более точного определения нижней границы температуры,

обеспечивающей отсутствие брожения яблочного пюре при СВЧ-стерилизации, проводился эксперимент в динамике, т.е. осуществлялась обработка СВЧ-полем яблочного пюре в непрерывном потоке. С этой целью была создана экспериментальная установка (рисунок), состоящая из насоса, забирающего протёртое пюре из накопительного бункера при 70 оС и прокачивающего его через СВЧ-реактор (в виде волноводной нагрузки), к которому подключался СВЧ-генератор с выходной мощностью 1,5 кВт.

В эксперименте применялись двухмагнетронный СВЧ-генератор и волноводная водяная нагрузка. Для отбора пюре использовался промывочный выход насоса парового измельчителя яблок. С этого выхода через переходник с 040 на 010 пюре подавалось на волноводную нагрузку для обработки СВЧ-полем и сливалось в емкость для отбора контрольных образцов.

Схема эксперимента

20 ноября 2009 года на этой же экспериментальной установке проводилась обработка яблочного пюре в потоке.

Установили производительность насоса, обеспечивающую максимально

возможный расход пюре через волноводную нагрузку. Температура пюре на выходе из волноводной нагрузки была 70 °С. Сначала отобрали контрольный образец № 1 (без обработки СВЧ-полем) объемом 3

л. Затем включили один магнетрон (СВЧ-мощность ~ 900 Вт). Через 1,5 мин (время выхода экспериментальной установки на рабочий режим) температура пюре на выходе из волноводной нагрузки составляла 83^85 °С. В этом режиме отобран контрольный образец № 2 объемом 3 л.

При включении второго магнетрона (что соответствовало повышению СВЧ-мощности примерно в два раза) прохождение пюре через волноводную нагрузку прекратилось через 15 сек. Это объясняется тем, что при такой СВЧ-мощности и установленной

производительности насоса пюре в волноводной нагрузке быстро закипает, создавая паровую пробку, которую насос не смог прокачать. Еще один образец пюре (№ 3) был отобран при работе СВЧ-генератора на одном магнетроне. Температура пюре на выходе волноводной нагрузки была 85 °С. Каждая банка сразу же после загрузки пюре закатывалась крышкой. Образцы были оставлены на хранение при комнатной температуре в лаборатории завода «КОНЭКС».

Через месяц хранения (22 декабря 2009 г.) эти образцы были исследованы. Во всех образцах крышки на банках не вздуты, видимых следов брожения пюре у боковых поверхностей банок не наблюдалось. Пюре в образце № 1, отобранное при прокачке через

волноводную нагрузку без включения СВЧ-генератора (т.е. без обработки СВЧ-полем), имело участки белой плесени на поверхности, нейтральный запах и вкус слегка забродившего продукта. Пюре в образце № 2, отобранное при прокачке через волноводную нагрузку с включенным СВЧ-генератором (т.е. обработанное СВЧ-полем), имело чистую (без плесени) поверхность, запах и вкус свежеприготовленного пюре, а величина сухих веществ - в норме и равнялась 10,5 единицам. Желирование пюре из образцов № 1 и № 2 прошло нормально. Пюре в образце

№ 3 не имело следов брожения как на поверхности под крышкой, так и на стенках банки. Этот образец был оставлен

(без вскрытия крышки) на дальнейшее хранение.

Целью следующего эксперимента на вышеописанной установке была СВЧ-стерилизация яблочного пюре в больших объёмах (значительно больше 3-х литров) с дальнейшим хранением пюре в течение 65 суток. Температура яблочного пюре на выходе из волноводной нагрузки была в пределах 85-87 оС. Сначала отобрали пюре в четыре трёхлитровые банки, которые сразу закатали крышками, затем примерно 70 литров пюре загрузили в стерильный полиэтиленовый пакет, вставленный в пластиковую двухсотлитровую бочку. В бочке пюре оставили открытым остывать в течение суток в производственном помещении. Если бочку сразу закрыть крышкой, чтобы ограничить доступ микроорганизмов извне, то происходит «запаривание» пюре из-за большого его количества при слишком медленном остывании, приводящее к ухудшению качественных характеристик пюре. В трёхлитровых банках пюре остывало быстрее, чем в бочке, и не успевало «запарится». Трёхлитровые банки с пюре отправили на хранение в лабораторию, а пюре в бочке с закрытой крышкой хранилось в производственном помещении с 29.03.2010 г. по 11.06.2010 г.

Через 75 суток хранения были исследованы эти образцы пюре. Первым осмотрен образец пюре в пластиковой бочке. На поверхности пюре наблюдался слой белой плесени толщиной примерно 10 мм. После удаления плесени и извлечения части пюре из глубины оказалось, что пюре имеет нормальный цвет, на вкус -кисловатое и ощущается запах брожения. Полиэтиленовый мешок, в котором хранилось пюре 75 суток, не был вздут. (При наличии в пюре гнилостных микроорганизмов мешок бы раздуло уже через неделю хранения.) Это говорит о том, что брожение происходило не от микроорганизмов, изначально

находившихся в пюре до СВЧ-стерилизации, а от плесени, попавшей в пюре из воздуха при остывании в открытом виде в течение суток уже после СВЧ-стерилизации. Величина сухих

веществ в пюре составила 6,0 единиц, что однозначно говорило о процессе брожения.

Образцы пюре в трёхлитровых банках имели на поверхности под крышками зелёные пятна плесени (между поверхностью пюре и крышками был воздух). После удаления плесени проверялось качество пюре, взятое из глубины банок. Пюре имело запах, вкус и цвет только что протёртого пюре. Величина сухих веществ в каждом образце составила не менее 10,0 единиц, что говорит о полном отсутствии брожения в пюре. Последним исследовался образец пюре в трехлитровой банке № 3, обработанной СВЧ-полем 20 ноября 2009 года (прослойки воздуха между поверхностью пюре и крышкой практически не было). Этот образец находился на хранении 7 месяцев (210 суток). Никакой плесени на поверхности пюре не обнаружено. Пюре имело запах, вкус и цвет свежего пюре. Величина сухих веществ в норме 10,0 единиц.

Полагая, что плотность р и теплоёмкость с яблочного пюре, полученного после измельчения на паровой машине, имеют значения р = 1,056 г/см, с = 0,956 кал/г град. , можно оценить энергозатраты на СВЧ-стерилизацию единицы массы пюре. Объём трубочки волноводной нагрузки, находящейся в СВЧ-поле, через которую прокачивается яблочное пюре, равен 14 см. Зная выходную мощность СВЧ-генератора, работающего на одном магнетроне (900 Вт), и полагая, что вся она поглощается пюре,

Р = 4,19 т с АТ/ г, где Р - выходная мощность СВЧ-генератора [Вт]; т - масса пюре [г], (т = 14,78 г); с - удельная теплоёмкость пюре

[кал/г град]; АТ - приращение температуры [град]

за время г [с]. Можно найти время нагрева этого объёма пюре на 15 оС (от 70 до 85 оС) при прохождении через волноводную нагрузку. Это время равно одной секунде (г = 0,956 с). Следовательно, производительность

данной экспериментальной установки составляет (14,78 г х 3600 с = 53200 г/час) 53,2 кг/час. Мощность насоса, обеспечивающая такую

производительность, должна быть не более 0,1 кВт. Мощность СВЧ-генератора, потребляемая из сети, с учётом его КПД равна 1,3 кВт. Поэтому суммарную мощность принимаем равной 1,4 кВт. Тогда при скорости обработки пюре 53,2 кг/час будет израсходовано 1,4 кВт-ч электроэнергии, т.е. на 1 кг пюре затрачивается 0,0263 кВт-ч, а на 1 т - 26,3 кВт-ч. При стоимости 1 кВт-ч электроэнергии

4,6 рубля, СВЧ-стерилизация 1 тонны яблочного пюре обойдётся в 121 рубль. Кроме того, нужно учитывать затраты на асептическую упаковку bag-in-box и на охлаждение пюре от 85 до 40 оС, которые определяются способом охлаждения: водяное, воздушное, электрический холодильник, либо что-то другое. Так же нужно определить срок окупаемости такой технологии стерилизации.

Описанные выше исследования и их результаты позволяют предположить, что СВЧ-стерилизации можно подвергать пюре, полученное практически из любого вида плодоовощной продукции. Очевидно, для каждого вида пюре необходимо подбирать соответствующие режимы обработки электромагнитным СВЧ-полем.

1. Результаты проведенного эксперимента по обработке яблочного пюре электромагнитным СВЧ-полем показывают, что один из источников микроорганизмов в яблочном пюре (гнилостные образования) полностью устраняется СВЧ-стерилизацией при 85 оС, что обеспечивает хранение пюре практически в свежем виде при комнатной температуре семь месяцев, а возможно и более.

2. Необходимо обеспечивать минимальный контакт стерилизованного пюре с воздухом, который является источником других микроорганизмов -грибков и плесени из окружающего пространства. Это осуществляется конструктивным исполнением всего

технологического процесса СВЧ-стерилизации яблочного пюре.

3. Устранение третьего вида микроорганизмов обеспечивается использованием асептической упаковки bag-in-box («мешок в коробке»), которая используется при хранении стерилизованных продуктов до года и более и которая очень органично может вписаться в технологический процесс СВЧ-стерилизации яблочного пюре.

4. Чтобы исключить «запаривание» пюре в больших объёмах, сразу после СВЧ-стерилизации его необходимо охлаждать до температуры 40 оС и только после этого загружать в асептическую упаковку bag-in-box.

Полученные результаты позволили сформулировать требования к

технологической установке по

стерилизации СВЧ-полем яблочного пюре, а также разработать техническое задание на её изготовление.

Литература

1. Панасенко, В.И. Влияние нагрева микроволнами дециметрового диапазона на микроорганизмы / В.И. Панасенко // Материалы Всесоюзной научно-технической конференции. - Москва, 1985. -С. 22.

2. Влияние электромагнитных полей СВЧ-диапазона на бактериальную клетку / ВВ. Игнатов, В.И. Панасенко, А.П. Пиденко и др. // Материалы Всесоюзной научно-технической конференции. -Саратов, 1978. - С. 127.

3. Медико-биологические аспекты использования СВЧ-нагрева для тепловой обработки пищевых продуктов / И.В. Лерина, Л.И. Педенко, Б.И. Белецкий и др. // Материалы V всесоюзной научно-технической конференции. - Москва, 1985. - С. 26-29.

4. Технологические режимы СВЧ-стерилизации меласcовых растворов / A.M. Остапенков, В.А. Матисов, В.А. Буканова. - Москва: ЦНИИТЭИ пищепром, 1977.

5. Додонов, А.М. Использование СВЧ-излучения в технологии пищевых продуктов / А.М. Додонов, Я.Г. Муравин

// Пищевая и перерабатывающая промышленность. - 1998. - № 4. - С. 55-57.

6. Создание устройств сложения мощностей генераторов на магнетронах для применения в технологиях / Д.С. Стребков, Ю.М. Егоров, М.Ю. Росс, Ю.М. Щекочихин, В.Г. Чирков // Вестник ВИЭСХ. - 2012. - 1(6). - С. 54-62.

7. Основные направления биотехнологического развития возобновляемой энергетики для производства альтернативных видов топлив из растительного сырья / Д.С. Стребков, Ю.М. Егоров, М.Ю. Росс, Ю.М. Щекочихин, В.Г. Чирков // Вестник ВИЭСХ. - 2012. - 1(6). - С. 43-51.

8. Патент РФ № 2394357 МПК 03В9/10 «Устройство сложения мощностей генераторов на магнетронах» / Егоров Ю.М., Иванов И.М., Артамонов В.И., Юсупалиев У. / Заявка 2008139512 от 07.10.2008, опубл. 10.06.2010, БИК 10, 2010.

9. Патент РФ № 2356187 МПК К05В6/64 «Устройство для СВЧ-нагрева жидких диэлектрических сред в емкостях» / Артамонов Владимир Иванович (ЯИ), Алексеева Надежда Ивановна (ЯИ), Вартанян Валерий Артаваздович (ЯИ), Егоров Юрий Михайлович (ЯИ), Иванов Виктор Ефремович (ЯИ), Маевский Владимир Александрович (К-Ц); патентообладатель ФГУП Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют», Заявка 2007146964 от 20.12.2007, опубл. 20.05.2009, БИК № 5, 2010.

10. Патент РФ № 2392733 МПК Н03В9/10 «Устройство сложения мощностей двух СВЧ-генераторов на магнетронах» / Артамонов Владимир Иванович (ЯИ), Алексеева Надежда Ивановна (ЯИ), Вартанян Валерий Артаваздович (ЯИ), Егоров Юрий Михайлович (ЯИ), Маевский Владимир Александрович (ЯИ), Собченко Юрий Александрович (ЯИ); патентообладатель ФГУП Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют», Заявка 2009120126 от 28.05.2009, опубл. 20.06.2010, БИК № 6, 2010.

1. Panasenko V.I. Vlijanie nagreva mikrovolnami decimetrovogo diapazona na mikroorganizmy , Materialy Vsesojuznoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, Moskva, 1985, p.22.

2. Ignatov V.V., Panasenko V.I., Pidenko A.P. i dr. Vlijanie jelektromagnitnyh polej SVCh-diapazona na bakterial"nuju kletku , Materialy Vsesojuznoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, Saratov, 1978, p.127.

3. Lerina I.V., Pedenko L.I., Belec-kij B.I. i dr. Mediko-biologicheskie aspekty ispol"zovanija SVCh-nagreva dlja teplovoj obrabotki pishhevyh produktov , Materialy V vsesojuznoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, Moskva, 1985, pp. 26-29.

4. Ostapenkov A.M., Matisov V.A., Bukanova V.A. Tehnologicheskie rezhimy SVCh sterilizacii melassovyh rastvorov , Moskva, CNIITJeI pishheprom, 1977.

5. Dodonov A.M., Muravin Ja.G. Ispol"zovanie SVCh-izluchenija v tehnologii pishhevyh produktov , Moskva, Pishhevaja i pererabatyvajushhaja promyshlennost". 1998, No 4, pp. 55-57.

6. Strebkov D.S., Egorov Ju.M., Ross M.Ju., Shhekochihin Ju.M., Chirkov V.G. Sozdanie ustrojstv slozhenija moshhnostej generatorov na magnetronah dlja primenenija v tehnologijah APK , Vestnik VIJeSH 1(6), 2012, pp.54-62.

7. Strebkov D.S., Egorov Ju.M., Ross M.Ju., Shhekochihin Ju.M. Osnovnye napravlenija biotehnologicheskogo razvitija vozobnovljaemoj jenergetiki dlja proizvodstva al"ternativnyh vidov topliv iz rastitel"nogo syr"ja , Vestnik VIJeSH 1(6), 2012, pp. 43-51.

8. Patent RF № 2394357 MPK O3B9/10 «Ustrojstvo slozhenija moshhnostej generatorov na magnetronah» [«The device for addition of generators power on magnetrons»], Egorov Ju.M., Ivanov I.M., Artamonov V.I., Jusupaliev U., Zajavka 2008139512 ot 07.10.2008, opubl. 10.06.2010, BIK 10, 2008.

9. Patent RF № 2356187 MPK N05B6/64 «Ustrojstvo dlja SVCh-nagreva zhidkih dijelektricheskih sred v emkostjah» ["Device for microwave heating of liquid dielectric media in tanks"), Artamonov Vladimir Ivanovich (RU], Alekseeva Nadezhda Ivanovna (RU), Vartanjan Valerij Artavazdovich (RU),Egorov Jurij Mihajlovich (RU), Ivanov Viktor Efremovich (RU), Maevskij Vladimir Aleksandrovich (RU), patentoobladatel" FGUP Moskovskoe mashinostroitel"noe proizvodstvennoe predprijatie «Saljut», Zajavka 2007146964 ot 20.12.2007, opubl. 20.05.2009, BIK No 5, 2010.

10. Patent RF № 2392733 MPK H03B9/10 «Ustrojstvo slozhenija moshhnostej dvuh SVCh-generatorov na magnetronah» ["The device for the power addition of two microwave generators on magnetrons"], Artamonov Vladimir Ivanovich (RU), Alekseeva Nadezhda Ivanovna (RU), Vartanjan Valerij Artavazdovich (RU), Egorov Jurij Mihajlovich (RU), Maevskij Vladimir Aleksandrovich (RU), Sobchenko Jurij Aleksandrovich (RU), patentoobladatel" FGUP Moskovskoe mashinostroitel"noe proizvodstvennoe predprijatie «Saljut», Zajavka 2009120126 ot 28.05.2009, opubl. 20.06.2010, BIK 6, 2010.

Егоров Юрий Михайлович - научный сотрудник, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» (ВИЭСХ) (г. Москва). Email: [email protected].

Кожевников Юрий Александрович - канд. техн. наук, заведующий лабораторией биотоплива, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» (ВИЭСХ) (г. Москва). E-mail: [email protected].

Фигурская Вера Владимировна - сотрудник ООО «Конекс» (г. Москва). E-mail:[email protected].

Information about authors

Egorov Yuri Mikhailovich - Senior Researcher, FSBRI «All-Russian Scientific and Research Institute of Agriculture Electrification» (Moscow). E-mail: [email protected].

Kozhevnikov Yuri Aleksandrovich - Candidate of Technical Sciences, head of the Biofuels laboratory, FSBRI «All-Russian Scientific and Research Institute of Agriculture Electrification» (Moscow). E-mail: [email protected].

Figurskaya Vera Vladimirovna - employee Ltd "Koneks" (Moscow). E-mail: [email protected].