# Обработка и хранение продукции растениводства

5B007280 - Технология перерабатывающих производств __ст.преводаватель__ Саидов А.М.

## Лекция 5

ЛЕКЦИЯ 5

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОВОЩЕЙ И ПЛОДОВ

Цель: сформировать представление и методах консервирования плодов и овощей

План

1 Методы консервирования

2 Тара для консервного производства

3 Общие требования к сырью

4 Основные технологические операции

5 Учет готовой продукции

§ 1. Методы консервирования

Применяемые методы консервирования продуктов по способам воздействия на микроорганизмы и ферменты объединяют в три группы: физические, микробиологические и химические.

Физические методы. Наиболее распространенный метод воздействия на микроорганизмы - термическая обработка продуктов в герметически укупоренной таре. Большинство микроорганизмов погибает при температуре 110... 120 °С, некоторые - при 60... 100°С.

Однако существуют термостойкие бактерии, которые не погибают даже при температуре 130 °С. Гибель микроорганизмов при нагревании зависит не только от температуры, но и от продолжительности нагрева, химического состава сырья (особенно от кислотности), вида тары и ее вместимости, соотношения твердой и жидкой частей консервов и т. д.

Нагрев. Прогревание консервов при температуре более 75 °С называют пастеризацией, а при температуре 100 °С и выше - стерилизацией. Большое внимание уделяют внедрению в производство асептического метода консервирования соков и пюреобразных продуктов. Сок или пюре подвергают кратковременному (от нескольких секунд до 2... 3 мин) прогреванию в потоке при температуре 130... 160°С, охлаждают и разливают в стерильных (асептических) условиях в стерильную тару. Кратковременный нагрев убивает все микроорганизмы, разрушает ферменты и обеспечивает устойчивость консервов при хранении. Качество таких продуктов более высокое, чем при стерилизации в автоклавах, где нагрев более длительный.

Консервировать продукты в герметически укупоренной таре можно и стерилизацией токами высокой частоты (УВЧ). Цри этом в результате колебательного движения заряженных частиц продукт в течение нескольких секунд или 1...2 мин прогревается, вызывая гибель микроорганизмов. Исключение длительного прогревания дает возможность получить продукцию высокого качества.

Ионизирующие излучения. Перспективный способ обработки консервов - стерилизация при помощи ионизирующих излучений, исключающих нагрев продуктов. Микроорганизмы при облучении быстро гибнут, а их споры теряют способность развиваться.

Сушка. Сушеные плоды и овощи герметически не укупоривают, но они сохраняются без порчи потому, что при сушке содержание влаги в продукте доходит до такого состояния, при котором микроорганизмы не развиваются (для жизнедеятельности плесеней нужно не менее 15% влаги, для бактерий - 30%). Однако сушеные продукты могут впитать влагу из воздуха и начать портиться. Поэтому сушеные плоды и овощи хранят в сухих помещениях при невысокой влажности воздуха.

Плоды и овощи высушивают до 12... 25 % остаточной влаги (в зависимости от их вида). Отдельные виды продукции сушат до 4... 5 % остаточной влаги (например, лук), но они очень быстро впитывают влагу из воздуха, поэтому их укупоривают в герметичную тару.

Замораживание. В плодах и овощах, замороженных при температуре 30... 35 °С и ниже, приостанавливаются все физиологические процессы и деятельность микроорганизмов, но последние не уничтожаются. Для сохранения качества эти продукты хранят при температуре минус 18 °С, а после дефростации (размораживания) используют в пищу. Качество замороженной продукции высокое, поэтому ее выработку увеличивают.

Консервирование сахаром или солью. Основано на создании высокого осмотического давления, наступающего при концентрации сахара более 65 % и соли более 10%. Осмос - проникновение растворителя в раствор через тонкую перегородку, разделяющую их. В данном случае растворителем служит влага микробов. Она выходит через их оболочки в раствор сахара или соли, микробы обезвоживаются (высыхают) и теряют способность развиваться. Однако при уменьшении концентрации сахара или соли вследствие увеличения влаги осмотическое давление снижается, создаются благоприятные условия для развития микробов, и продукты портятся.

Обеспложивающие фильтры. К физическим методам консервирования относят применение обеспложивающих (полупроницаемых) фильтров, собирающих микроорганизмы. Но при этом в продукте (чаще всего в соке) остаются ферменты, поэтому применение одних фильтров недостаточно.

Химические методы. Основаны на применении различных веществ (антисептиков, или консервантов), подавляющих развитие микроорганизмов или губительно действующих на них. Наиболее распространенный консервант - диоксид (оксид IV) серы. 0,1... 0,2 %-ный диоксид серы губительно действует на бактерии, в меньшей степени - на плесени и дрожжи. Применение диоксида серы называют сульфитацией. Сырье обрабатывают газом диоксида серы или раствором сернистой кислоты. Диоксид серы ядовит, поэтому сульфитированное сырье является полуфабрикатом. Его используют для переработки после нагревания (десульфитация).

Более перспективный антисептик - сорбиновая кислота и ее соли. В кислой среде (концентрация 0,025... 0,05 %) они подавляют развитие плесеней и дрожжей. Сорбиновую кислоту успешно применяют в сочетании с сахаром, например при выработке протертых ягод. В рекомендуемых концентрациях для человека она безвредна.

Для консервирования кислых соков используют бензойную кислоту, которая хорошо растворяется в воде или соке. В концентрации 0,05... 0,1 % она губительно действует на дрожжи и плесени, слабее - на бактерии. В нейтральной среде бензойная кислота не действует. Для человека в данных концентрациях безвредна.

Для консервирования продуктов применяют также этиловый спирт (для соков), уксусную или молочную кислоты. Но высокая концентрация кислот, необходимая для уничтожения микробов, делает продукты непригодными к употреблению, поэтому эти кислоты используют для приготовления полуфабрикатов или применяют в сочетании с другими видами консервирования.

Микробиологические методы.

При солении, квашении и мочении микробиологические процессы в большинстве случаев протекают благодаря естественной микрофлоре. Более прогрессивный метод-применение чистой культуры молочнокислых бактерий. При микробиологических методах консервирования наряду с желательными молочнокислым и спиртовым брожениями могут развиваться и нежелательные процессы - уксуснокислое, маслянокислое, гнилостное брожения, плесневение.

Молочнокислое брожение. Вызывают его молочнокислые бактерии, которые развиваются без доступа воздуха, используя сахара. Накопление молочной кислоты подавляет развитие гнилостных и маслянокислых бактерий. Молочная кислота при этом способе консервирования служит основным консервантом.

Спиртовое брожение. Его образуют винные дрожжи при мочении яблок. Количество спирта, образующееся в моченых яблоках, невелико - около 1,5... 1,8 %, но он способствует образованию сложных эфиров, придающих продукции приятный аромат. Спиртовое брожение происходит без доступа воздуха.

Маслянокислое брожение. Вызывают его маслянокислые бактерии, развивается оно в присутствии сахаров или молочной кислоты. Придает продукции прогорклый вкус, консистенция плодов и овощей при этом размягчается. Развивается без доступа воздуха, но при высокой температуре (выше 25 °С). Поэтому снижение температуры, а также тщательная мойка сырья (в почве есть холодостойкие расы маслянокислых бактерий) дают возможность избавиться от маслянокислого брожения.

Уксуснокислое окисление (скисание). Образуют его уксуснокислые бактерии, которые сбраживают спирт в уксус. Происходит в присутствии кислорода воздуха.

На поверхности продукции в присутствии молочной кислоты могут развиваться пленчатые дрожжи. Снижение кислотности соленой, моченой и квашеной продукции вызывает развитие гнилостных процессов. Они происходят как в присутствии кислорода, так и без него из-за развития бактерий. Развитию последних препятствует повышенная кислотность среды.

Таким образом, от нежелательных микробиологических процессов можно избавиться изоляцией продукции от доступа воздуха, снижением температуры и повышением кислотности среды. Добавление соли при солении и квашении подавляет развитие гнилостных бактерий, но не мешает (при концентрации ее до 8%) молочнокислому брожению.

§ 2. Тара для консервного производства

При выработке продуктов, требующих герметизации и стерилизации, используют: металлические и стеклянные банки, бутыли, бутылки; однослойные и многослойные коробки из полимеров и картона. Полуфабрикаты укладывают в негерметическую тару - деревянные и фанерные бочки и ящики с полиэтиленовыми вкладышами; сушеные фрукты и овощи - в ящики, фанерные барабаны, иногда металлические банки большой вместимости. Для упаковки готовой продукции применяют картонную и деревянную тару.

Стеклянная тара. Данная тара с крышками из белой и хромированной жести или алюминия - основная для упаковки плодоовощных консервов. По способу укупорки ее разделяют на три типа: I - обкатная, II - обжимная ("Еврокап") и III - резьбовая ("Твист-Офф"). Стеклянную тару выпускают в виде банок вместимостью 100, 200, 350, 500, 650, 800, 1000 и 2000 мл, а также бутылей вместимостью 3000, 5000 и 10 000 мл. Кроме того, банки различают по диаметру венчика горла: у банок вместимостью 100 и 200 мл он составляет 58 мм, вместимостью 350 мл - 68, у остальных банок и бутылей - 82, у бутыли вместимостью 5000 мл - 100 мм.

В нашей стране широко используют банки и бутыли I типа. Эта тара известна под названием СКО - стеклянная консервная обкатная. Крышку к венчику горла банки прижимают роликом укупорочной машины через резиновое кольцо, обеспечивающее герметизацию.

Тару II и III типов, применяемую за рубежом, успешно внедряют в нашей стране. Производительность и качество укупоривания банок II и III типов выше, чем банок I типа. Тару II типа укупрривают нажимом на крышку и вакуумом, который создается в банке при охлаждении после стерилизации. Вместо резинового кольца используют уплотняющую пасту. Тару III типа укупоривают, навинчивая за 1/4 оборота резьбовую крышку с уплотняющей пастой на венчик горла.

Стеклянная тара имеет условное обозначение. Оно включает диаметр венчика горла (мм) и вместимость (мл): I-58-200, I-82-500, III-68-350, III-82-800 и т. д.

Металлическая тара. Имеет ряд преимуществ по сравнению со стеклянной: легче, не бьется, производительность оборудования выше, складских площадей для нее нужно меньше. Изготавливают эту тару из белой или лакированной жести и алюминия. В зависимости от размера вместимость банок колеблется от 54 до 9515 мл. Выпускают их под номерами. Например, вместимость банки № 8 составляет 353 мл, банки № 13 - 889 мл и т. д.

Деревянная тара. Полуфабрикаты, соки и другие продукты фасуют в бочки, ящики, барабаны. Для засола овощей, квашения капусты, мочения яблок используют бочки вместимостью 50... 250 л. Капусту также заквашивают в деревянных или железобетонных дошниках с механическим гнетом. Банки с готовой продукцией укладывают в ящики различных типов.

Деревянные бочки перед употреблением тщательно моют горячей водой, обрабатывают раствором кальцинированной соды и паром, окончательно промывают чистой водой. Новые дубовые бочки предварительно вымачивают. Дошники моют и парафинируют или покрывают раствором парафина и канифоли для предупреждения утечки рассола.

Картонная тара. В коробки вместимостью 200... 1000 г фасуют свежезамрроженные плоды и овощи.

Делают коробки из тонкого парафинированного картона. С замороженной продукцией их укладывают в картонные ящики из трехслойного гофрированного картона. Эти же картонные ящики используют для упаковки консервов в металлической или стеклянной таре.

Полимерная и комбинированная тара. При фасовке пюреобразных продуктов и повидла в бочки и ящики используют полиэтиленовые мешки-вкладыши, которые делают из пищевого полиэтилена толщиной 100... 200 мкм или 55... 74 мкм (в два слоя). Для мелкой фасовки повидла, джема и других продуктов применяют коробки, стаканы, банки вместимостью 30... 250 мл из термостабильной пленки, полистирола, поливинилхлорида и т. д.

Фруктовые и овощные соки разливают (асептически) в тару из комбинированного материала. Ее изготавливают на основе картона и алюминия с полимерными покрытиями.

§ 3. Общие требования к сырью

Качество переработанных продуктов (пищевая ценность, вкус, аромат, внешний вид и т. д.) прежде всего зависит от сырья. Плоды, овощи и ягоды, поступающие на переработку, должны обладать определенными показателями качества (цвет, степень зрелости, аромат, консистенция, вкус и размеры), не иметь постороннего запаха и примесей. Недопустима переработка загнившего и плесневелого сырья. Небольшое количество гнилых ягод, попавших в переработку, может резко снизить качество всей партии сока.

Плоды и овощи, сильно поврежденные сельскохозяйственными вредителями или со значительными механическими повреждениями, также не допускают к переработке. На них не должно быть остатков препаратов, применяемых в борьбе с болезнями и вредителями. В накладной на сырье указывают, когда и какими препаратами была проведена последняя обработка. Это нужно для того, чтобы применить соответствующую его обработку и удалить возможно оставшиеся препараты.

Особенно высокие требования предъявляют к качеству сырья для компотов, варенья, джемов, марочных соков и продуктов детского питания. Плоды и ягоды, предназначенные для варенья и джемов, должны находиться в технической или биологической зрелости, обладать плотной, неразваривающейся мякотью, интенсивным цветом. Для выработки соков, пюре и повидла плотность, размер и развариваемость мякоти значения не имеют.

Определенные требования предъявляют к химическому составу сырья. Для выработки джема и конфитюра оно должно содержать около 1 % пектина и не менее 1 % кислот. Чем больше в сырье сухих веществ, тем выше выход переработанной продукции. Например, уменьшение сухих веществ в томатах на 1 % уменьшает выход готовой продукции на 15... 20%. Недозрелые плоды содержат меньше сахаров и больше кислот. Их переработка вызывает перерасход сырья. К этому же приводит и переработка поврежденного сырья.

§ 4. Основные технологические операции

При подготовке плодов и овощей для переработки существует много общих операций, не зависящих от вида выпускаемой продукции.

Инспекция и сортирование. Для удаления дефектных экземпляров (гнилых, битых, мятых, плесневелых) и посторонних примесей сырье инспектируют. Затем его сортируют, чтобы разделить по степени зрелости, цвету, пятнистости, ожогам и получить однородные партии по этим признакам. Сортирование плодов и ягод по цвету обычно нужно для выработки компотов. В большинстве случаев его проводят вручную на сортировальных ленточных или роликовых транспортерах. Существуют и фотоэлектронные сортировки, разделяющие плоды по цвету или дефектам поверхности.

Калибровка. Проводят для получения партий сырья, однородных по размеру, что важно при выработке маринованных овощей, компотов, джемов и некоторых других консервов. При получении продуктов, требующих дробления сырья (пюре, соки), калибровка не нужна. Калибровку проводят на тросовых, барабанных, шнековых и других калибровочных машинах. Наиболее удобна универсальная калибровочная машина А9-ККБ, предназначенная для абрикосов, слив, яблок, томатов.

Мойка. Одна из самых ответственных операций. Ее назначение - удаление с поверхности сырья механических загрязнений, микроорганизмов и химических препаратов. Чаще мойку проводят в два приема: в начале технологического процесса (тогда плоды и овощи лучше просматривать при сортировании) и после сортирования. С учетом особенностей сырья применяют: для яблок и корнеплодов барабанные мойки КМ-1, для легко повреждающихся плодов - моечные машины КУМ-1 (рис. 10), для ягод - душевые мойки

.

Рис. 10. Моечная машина КУМ-1: 1 - люк; 2 - редуктор; 3 - душевая установка; 4 - ванна; 5 - воздушный компрессор

Если сырье слишком грязное (например, корнеплоды), вначале его отмачивают, потом моют. Для мойки плодов и овощей, особенно на последнем этапе, применяют чистую питьевую воду.

Очистка. Проводят для удаления несъедобных или малоценных в пищевом отношении частей плодов и овощей: листьев, кожуры, чашелистиков, плодоножек и т. д. Плодоножки и чашелистики у малины, черной смородины, клюквы, крыжовника и плодов косточковых культур удаляют в машине М8-КЗП при помощи валиков, вращающихся навстречу друг другу (рис. 11). Для приготовления отдельных видов консервов косточки удаляют в косточковыбивных машинах 1-08-3, АЕ-63 и других.

Рис. 11. Машина М8-КЗП для удаления плодоножек: А - общий вид; Б - принцип действия; 1 - загрузочный бункер; 2 - валики; 3 - привод; 4 - тележка

Корнеплоды, лук и плоды механически очищают в специальных машинах. Персики очищают кипячением 1... 2 мин в 2... 3 %-ном, а айву - в 30... 35 %-ном растворе каустической соды. Затем соду и остатки кожицы быстро смывают холодной водой. Отдельные виды сырья очищают термическим способом: кожицу сжигают при температуре около 1000 °С и отмывают водой.

Измельчение и резка. Для разрушения тканей сырье измельчают дроблением или резкой. Измельчение увеличивает выход сока. Резка - тоже измельчение плодов и овощей, но только на части определенной формы и размеров. Дробят сырье в дробилках КДП-4М, Т1-КОС-7,5, ВРД-5 и т. д. Для резки овощей существуют специальные машины.

Термическая обработка. Отдельные виды сырья вначале подвергают тепловой обработке, а затем фасуют в тару. Бланширование (от французского глагола "бланшир" - отбеливание) проводят путем кратковременной тепловой обработки сырья в кипящей воде, паром или в водных растворах соли, сахара, органических кислот или щелочей. В результате инактивируются (разрушаются) ферменты, облегчается очистка от кожицы, уничтожаются микроорганизмы, свертываются белки, проницаемость протоплазмы клеток увеличивается (это облегчает извлечение сока), повышается эластичность сырья (его легче укладывать в банки). В отдельных случаях улучшается вкус, например, перца и терна. Появление трещин на поверхности ягод улучшает варку варенья - сахар быстрее проникает в ягоду.

Процесс ведут в бланширователях и двутельных котлах. При производстве сиропов, экстрактов, пюре сырье уваривают в вакуумных аппаратах или двутельных котлах для удаления лишней воды.

Фасовка. Подготовленные плоды и овощи фасуют в тщательно вымытую тару при помощи автоматических наполнителей различных систем. При этом следят за тем, чтобы не было отклонений от рецептуры по соотношению составных частей консервов (например, ягод и сиропа в компотах).

Эксгаустирование. При фасовке в банки вместе с сырьем попадает воздух, кислород которого способствует окислению различных веществ продуктов, увеличивает коррозию жести на участках, плохо покрытых лаком или оловом. Поэтому при укупоривании воздух из банок желательно удалить. Операцию по удалению воздуха из банок называют эксгаустированием. Проводят ее путем предварительного прогревания продуктов или укупориванием в автоматических вакуум-укупорочных машинах.

Укупоривание. Стеклянные банки укупоривают металлическими крышками с резиновыми кольцами или пастой. Для этого используют полуавтоматы или автоматы производительностью соответственно 12... 25 и 60... 160 банок в 1 мин.

Стерилизация (пастеризация). Это самая ответственная операция в приготовлении консервов с герметическим укупориванием. Насколько правильно и тщательно проведена стерилизация или пастеризация, настолько выше будет качество консервов, следовательно, увеличится и продолжительность их хранения.

Режим стерилизации зависит от вида продукции, размера и вида тары. В кислой среде микробы погибают быстрее, чем в нейтральной; соки и пюреобразные продукты прогреваются быстрее, чем консервы из твердых продуктов, и т. д. В связи с этим для каждого вида консервов и тары разработаны свои режимы стерилизации или пастеризации. Банки сначала нагревают, затем стерилизуют и охлаждают. Чтобы крышки не сорвало в результате расширения внутреннего объема, создают определенное давление. Все данные режима стерилизации выражают в виде формулы

где: A - время, в течение которого температура в стерилизаторе достигает заданной величины, мин; B - время собственно стерилизации, в течение которого в автоклаве поддерживают постоянную температуру, мин; C - время снижения давления в автоклаве и охлаждения консервов до температуры 40 °С, мин, t - температура стерилизации, °С; P - давление, создаваемое в автоклаве для компенсации внутреннего давления, возникающего в банках при стерилизации, кПа.

Стерилизуют и пастеризуют консервы в вертикальных и горизонтальных автоклавах периодического действия. Интенсивно внедряют в производство автоклавы непрерывного действия "Хунистер" (производства Венгрии). Работу автоклавов строго контролирует аппаратчик, выдерживая заданный режим стерилизации. Затем банки моют, этикетируют и отправляют на склад готовой продукции.

§ 5. Учет готовой продукции

Количество готовой продукции выражают в тысячах или миллионах условных банок (сокращенно туб или муб) массой нетто или в объемных условных банках. Условной банкой массой нетто считают 400 г готовой продукции, а объемной условной банкой - жестяную банку № 8 вместимостью 353 мл. Масса нетто продукта, находящегося в одной условной банке № 8, в зависимости от вида продукции составляет 330... 350 г. Количество варенья, джема, желе, повидла, фруктовых и томатных соусов, натуральных плодовых и овощных соков, маринадов, пюреобразных консервов для детского питания выражают в условных банках, других консервов - в объемных условных банках.

Число условных банок массой нетто определяют делением фактической массы нетто в граммах продукта на 400 или умножением числа физических банок на переводной коэффициент (для каждого вида продукции существует собственный переводной коэффициент).

Пример. Выработано 100 т варенья. Число условных банок в этом случае составит: 100 000 000 : 400 = 250 000, или 250 туб.

Пример. Выработано 6000 физических банок джема в банке 1-82-500. Она содержит 650 г джема, переводной коэффициент равен 1,625. Количество условных банок составит: 6000 - 1,625 = 9750, или 9,75 туб; 6000 - 650 : 400 = 9750, или 9,75 туб.

Массу соков определяют в литрах и умножают на его плотность. Она зависит от массовой доли сухих веществ. Количество квашеных и соленых овощей, моченых плодов и ягод, сушеных продуктов, замороженных плодов и овощей, цукатов, сульфитированных плодов и фруктового пюре измеряют в тоннах.

Контрольные вопросы

1. Перечислите микробиологические процессы, протекающие при солении, квашении и мочении.

2. В чем сущность молочнокислого брожения?

3. Как избавиться от нежелательных микробиологических процессов?

4. Какие методы консервирования относят к физическим? В чем их сущность?

5. При помощи каких химических методов консервируют плоды и овощи?

6. Расскажите о микробиологических методах консервирования?

7. Какие виды тары применяют в консервном производстве?

8. Что вам известно о стеклянной таре?

9. В каких случаях используют жестяную, деревянную, картонную и полимерную тару?

10. Какие требования предъявляют к сырью для выработки консервов?

11. Почему нельзя перерабатывать загнившее и плесневелое сырье?

12. Как содержание сухих веществ влияет на выход готовой продукции?

13. Для чего сырье сортируют, калибруют, моют? Как проводят эти процессы?

14. Расскажите об очистке, измельчении и резке сырья.

15. Что такое термическая обработка сырья и эксгаустирование консервов?

16. Как стерилизуют и пастеризуют консервы?

17. В каких единицах учитывают готовую продукцию?

18. Чем отличается условная банка массой нетто от объемной условной банки?

19. От чего зависит плотность сока?