При большом разнообразии соков технология их изготовления отличается незначительно и складывается из следующих операций: хранение сырья, сортировка, калибровка, очистка, мойка, другие процессы по подготовке сырья, получение соков, фасование соков в банки, укупорка, стерилизация или пастеризация банок. Способы и параметры проведения отдельных операций различны для конкретных видов плодов и ягод и вырабатываемых из них соков.
Для переработки рекомендуются плоды и ягоды определенных сортов с определенной массовой долей сухих веществ в сырье, так как контроль за этим показателем необходим для обеспечения выпуска качественной продукции.
Факторы, формирующие качество соков
Доставка, приемка и хранение сырья проводится аналогично другим видам фруктовых консервов.
Подготовленные плоды и ягоды измельчают или дробят на плодовых мельницах или дробилках. Мезгу нельзя измельчать слишком мелко, так как тонко измельченная мезга плохо прессуется. При дроблении образуется мезга зернистой однородной структуры, без крупных кусочков, количество раздробленных клеток должно составлять не менее 75%. При слабом дроблении уменьшается выход сока. Для извлечения сока из мезги применяют прессование, центрифугирование, диффузию и другие методы. Для лучшего извлечения сока мезгу перед прессованием обрабатывают различными способами. Так, мезгу плодов с высоким содержанием пектина обрабатывают пектолитическими ферментами. Препарат добавляют в виде суспензии в количестве 0,01-0,03% к массе мезги, выдерживают 1-2 ч при 40-45°С, что ускоряет действие препарата.
Другой способ подготовки мезги к извлечению сока предусматривает ее нагревание, обеспечивающее коагуляцию белковых веществ, повышение проницаемости клеточной ткани, инактивирование ферментов, облегчение перехода красящих веществ из кожицы в сок. Мезгу или целые плоды и ягоды в зависимости от строения и плотности мякоти нагревают при разных температурах: облепиху — до 30-35°С, сливу — до 70-72°С, дикорастущий шиповник — до 55-70°С, добавляя до 15% воды.
Перспективным способом является обработка плодов и ягод дробленых или в целом виде электрическим током с применением электроплазмолизаторов. При этом происходит разрушение протоплазменных оболочек, увеличивается клеточная проницаемость.
Для получения сока из мезги плодов и ягод используют прессы различных систем в зависимости от наличия семян, зерен, плотности мякоти. Так, при прессовании очищенных зерен гранатов применяют шнековые прессы, в которых давление на выходе регулируется таким образом, чтобы исключить перетирание косточек. Для других плодов и ягод применяют гидравлические пакетные прессы различных типов.
При изготовлении неосветленных соков после прессования сок пропускают через очистители от грубых примесей и крупных взвесей.
Осветление
Осветление применяют с целью удаления мелких взвесей и коллоидных частиц для получения прозрачного продукта — осветленного сока. Вырабатывают осветленные соки из свежих или замороженных плодов и ягод, а также из заготовленных полуфабрикатов.
Различают несколько методов осветления плодово-ягодных соков.
Физические методы, не связанные с изменением химического состава и коллоидных свойств жидкой фазы продукта (процеживание, отстаивание, центрифугирование).
Процеживание проводят для удаления крупных взвесей с помощью сит, применяя щеточные ситовые фильтры с диаметром отверстий 0,7-0,8 мм.
Отстаивание — это осаждение взвешенных частиц из сока под действием силы тяжести.
Сепарирование — это выделение из сока взвешенных частиц с помощью центрифугирования, при котором за счет центробежной силы вращающегося барабана центрифуги происходит выделение твердых взвешенных частиц.
Ферментативные методы, при которых под действием природных или искусственно введенных в продукт ферментов происходят биохимические и физико-химические изменения сока, ведущие к седиментации, коллоидно-химическим процессам, направленным на разрушение коллоидной системы.
В состав коллоидной системы входят пектиновые вещества, белки, крахмал и другие вещества, вызывающие мутность соков. Особую роль играют пектиновые вещества, поэтому в качестве ферментного препарата используют пектиназу, вырабатываемую из плесневых грибов. Под действием пектиназы пектиновые вещества переходят в пектиновую кислоту и при отстаивании образуют осадок. В промышленности также используют отечественный пектолитический ферментный препарат, который кроме пектиназы содержит протеазы — ферменты, расщепляющие белки. Кроме того, применяют амилолитические ферменты, разрушающие крахмал. Под действием ферментов вначале снижается вязкость соков, затем происходит седиментация — выпадение осадка. В результате ферментативных процессов происходит осветление соков. Осветление ферментными препаратами применяется для трудно осветляемых соков — яблочного, сливового, виноградного.
Физико-химические методы осветления направлены на разрушение коллоидной системы соков за счет использования термического воздействия или реагентов (оклейка, применение бентонита и др.).
Термическое воздействие — это мгновенный подогрев сока, при котором происходит быстрое чередование подогрева и охлаждения сока. При этом изменяется структура белковых молекул, происходит денатурация белков и их седиментация. При нагревании развертываются полипептидные цепи и повышается асимметричность молекул белка, которые соединяются между собой, образуя крупные нерастворимые частицы. Термическая деструкция снижает водосвязывающую способность белков, поэтому коллоидная система, образованная ими, превращается из гидрофильной в гидрофобную. Необходимость быстрого подогрева снижает общее содержание коллоидов в соке. Медленный подогрев сока в течение нескольких минут недопустим, так как их количество возрастает, происходит новообразование коллоидов. Поэтому процесс подогрева проводят "мгновенно", сменяя его охлаждением. Продолжительность подогрева и охлаждения составляет по 10 с, температура подогрева — 75-80°С, температура охлаждения — 15-20°С. В результате мгновенного подогрева полная прозрачность продукта не достигается, но основная масса взвешенных в соке частиц оседает.
Термическое воздействие за счет замораживания и оттаивания также вызывает разрушение коллоидной системы, так как при кристаллизации растворителя (воды) происходит перераспределение ионов и изменяется электрический заряд, обусловливающий стойкость золя. При этом методе полного осветления сока не обеспечивается.
Оклейкой называется осветление, которое вызывается добавлением коллоидных растворов. Эти растворы, нейтрализуя природные коллоиды сока, приводят к седиментации. К оклеивающим материалам относятся желатин, рыбий клей, агар, жмых или семена горчицы, натриевая соль альгиновой кислоты и др.
Молекулы желатина в растворе несут положительный заряд. Так как пектиновые коллоиды плодовых соков заряжены отрицательно, то они нейтрализуются желатином, что ведет к укрупнению частиц и их седиментации. При использовании желатина необходима точная его дозировка, так как при недостатке его не происходит полного осветления, а при избытке образуются прочные комплексы с пектином и полифенолами, придающие сокам стойкую мутность. Наиболее эффективным способом оклейки является совместное применение желатина и танина. Способ основан на способности дубильных веществ (танина) давать нерастворимые соединения с белками (желатином). При оклейке образуются нерастворимые танаты желатина, которые выпадают в виде объемного хлопьевидного осадка, захватывающего при осаждении муть сока. Необходимое количество желатина и танина для лучшего осветления сока устанавливают пробной оклейкой в пробирках или стеклянных цилиндрах. Осветление оклейкой проводят в течение 6-10 ч при температуре 8-12°С. Хорошо поддаются оклейке соки яблочный, виноградный, грушевый.
Осветление бентонитами также способствует адсорбции взвешенных частиц в соке. Бентониты и суббентониты представляют собой природные глинистые минералы, имеющие разбухающую кристаллическую решетку. Благодаря этому бентониты обладают ионообменными и коллоидно-сорбционными свойствами. При обработке бентонитами адсорбция сопровождается ионообменными реакциями и перераспределением зарядов коллоидов сока.
Дозировку бентонита устанавливают пробным осветлением. Перед использованием его измельчают до порошкообразного состояния, заливают горячей водой, обрабатывают острым паром и оставляют для набухания. Используют в виде суспензии на соке 5-10%-ной концентрации. При использовании бентонита после осветления выпадает большой слой осадка.
Комбинированное осветление ферментным препаратом и желатином
По этому методу в сок сначала вносят ферментный препарат, частично разрушающий коллоидную систему, а затем желатин, образующий комплексные соединения с полифенолами и пектиновыми веществами, которые выпадают в осадок. Этот способ широко используется для осветления яблочного сока.
Дозировка ферментного препарата устанавливается по содержанию в соке коллоидов. Более полное осветление соков достигается за счет внесения фильтрующих порошков: перлита — вещества вулканического происхождения, состоящего в основном из окислов кремния и алюминия, и денатомита — пористой горной породы, состоящей из диоксида кремния. Фильтрующие порошки, способствуя лучшему осветлению соков, не оказывают влияния на органолептические показатели.
Самоосветление
При длительном хранении сок иногда самопроизвольно расслаивается на твердую и жидкую фазы, после чего направляется на фильтрование. Данный метод, получивший название самоосветления, является следствием происходящих в соке ферментативных и химических процессов. Многие виды плодов и ягод содержат фермент пектиназу, под действием которого от пектинового комплекса отщепляются метоксильные группы и образуются нерастворимые соединения, выпадающие в осадок. Самоосветление используют для виноградного сока, который заготовляют в виде полуфабриката и выдерживают 3-4 мес.
Фильтрование — механический процесс отделения взвешенных частиц из сока после его осветления через пористый слой. В качестве фильтрующих материалов используют ас-бест-минерал, целлюлозу, диатомитовые порошки и другие, которые готовят в процессе фильтрования или используют готовый фильтрующий слой — фильтр-картон. Фильтрующие материалы задерживают взвешенные частицы, коллоидные вещества сока и адсорбируют их. Для фильтрования фруктовых соков используют фильтры разных типов. Наиболее современными способами являются микрофильтрование с применением мембран диаметром 0,02-0,8 мкм и ультрафильтрование с мембранами 0,002-0,2 мкм.
Купажирование
Для улучшения органолептических показателей качества вырабатывают купажированные соки. Это связано с тем, что некоторые из них имеют излишне кислый или пресный вкус. Купажируют соки одного вида плодов и ягод с разным содержанием сахаров и кислот, но чаще соки двух разных видов. В качестве основы для купажирования в основном используется яблочный сок, к которому добавляют соки более экстрактивных и интенсивно окрашенных плодов и ягод.
Деаэрация — удаление воздуха из соков — способствует улучшению качества сока и обеспечивает лучшую сохраняемость. Кислород воздуха, перешедший в сок из межклеточных пространств мякоти плодов, разрушает аскорбиновую кислоту, окисляет Р-витаминные вещества, что снижает пищевую ценность и вызывает потемнение. Деаэрацию проводят в вакуум-камерах (деаэраторах), куда сок подается в виде мелких капель или тонких слоев.
Осветленные, прозрачные соки имеют привлекательный внешний вид. По консистенции и вкусу они соответствуют требованиям, которые предъявляются к напиткам. Прозрачные соки более стойки при хранении, чем соки с мякотью. Осветленные соки поддаются концентрированию, в то время как не-осветленные при этом желируют. Осветленные соки поступают в розничную торговлю, а также используются в качестве полуфабриката для безалкогольной и ликеро-водочной промышленности. Вместе с тем при выработке соков без мякоти наряду с балластными веществами частично теряются ценные минеральные вещества, а также нерастворимый в воде |3-каротин. Поэтому соки из плодов, богатых каротином (абрикосы, мандарины, апельсины), вырабатывают с мякотью. Доведение сока до кристально прозрачного состояния может снизить полноту вкусовых качеств.
Требования к качеству осветленных и неосветленных соков
По органолептическим показателям соки должны соответствовать следующим требованиям.
Внешний вид соков: для осветленных соков — прозрачная жидкость, допускаются легкая опалесценция и наличие единичных кристаллов винного камня. Для неосветленных соков — естественно мутная жидкость (прозрачность необязательна). Допускаются осадок на дне тары и наличие небольшого маслянистого кольца на поверхности облепихового сока.
Вкус и аромат натуральные, хорошо выраженные, свойственные использованным фруктам, прошедшим тепловую обработку.
Не допускаются посторонние привкус и запах.
Цвет однородный по всей массе, свойственный цвету плодов или ягод, из которых изготовлен сок.
Допускаются более темные оттенки в соках из светлоокрашенных плодов и ягод и незначительное обесцвечивание соков из темноокрашенных фруктов.
По физико-химическим показателям соки должны соответствовать следующим нормам.
Массовая доля растворимых сухих веществ от 7% — в голубичном, жимолостном, земляничном (клубничном), калиновом, клюквенном, красносмородиновом, малиновом, рябиновом, черничном соках; до 16% — в виноградном марочном.
Массовая доля титруемых кислот в расчете на яблочную кислоту от 0,2% в грушевом (из культурных сортов), черешневом, яблочном (из яблок ранних сортов созревания) до 1,6% в брусничном соке; в расчете на винную кислоту в виноградном соке — не менее 0,2%, в расчете на лимонную кислоту — не менее 5,5% в соке из лайма.
Массовая доля этилового спирта в соках не более 0,5%.
Массовая доля осадка не более 0,2% в осветленных соках, 0,9% — в неосветленных.
Массовая концентрация оксиметилфурфурола в соках из цитрусовых плодов не более 10 мг/дм 3 , в остальных соках — не более 20 мг/дм 3 .
Массовая доля минеральных примесей в соках с мякотью: брусничном, голубичном, ежевичном, земляничном, клюквенном, малиновом — не более 0,005%, в остальных соках — не допускаются.
Посторонние примеси и примеси растительного происхождения не допускаются.
В соках из цитрусовых плодов осадок не нормируется.
Хранение
Рекомендуемые условия и периоды хранения, в течение которых фруктовые соки прямого отжима сохраняют свое качество со дня изготовления при температуре от 2 до 25°С в стеклянной таре, не более: для светлоокрашенных — 2 лет, темноокрашенных — 1 года, виноградного марочного — 1 года, в металлической таре — 1 года, в алюминиевых тубах — 1 года, в потребительской таре- (пакетах) из комбинированных материалов на основе бумаги или картона, полиэтиленовой пленки и алюминиевой фольги, фасованных асептическим способом, — 1 года, в таре типа Bag-in-Box, фасованных асептическим способом, — 1 года.
Рекомендуемые условия и периоды хранения, в течение которых фруктовые соки прямого отжима, фасованные способом "горячего розлива", сохраняют свое качество при температуре от 2 до 10°С со дня изготовления в потребительской таре (пакетах) из комбинированных материалов на основе бумаги или картона, полиэтиленовой пленки и алюминиевой фольги типа "Пьюр Пак", — 6 мес, в потребительской таре из комбинированного материала на основе алюминиевой фольги и полимерной пленки типа "Дой-пак" — 9 мес.
При богатом урожае яблок перед хозяйкой встаёт вопрос: как с максимальной пользой переработать плоды.
Чаще всего из яблок варят варенье, повидло, компот. Но есть и такие, кто, не боясь трудностей, приступает к более сложному процессу производства – приготовлению яблочного сока. Тем более что сейчас для этого есть все условия, так как в любом специализированном магазине можно купить соковыжималку по выгодной для себя цене.
Но некоторые хозяйки выжимают сок из яблок по старинке: с помощью пресса или обычной тканевой салфетки (мешочка).
Несмотря на отличные вкусовые качества, сок часто выходит мутным. Чаще всего хозяйку это устраивает. Но что делать, если ей хочется его осветлить?
Для этого нужно сначала выяснить, почему сок получается именно таким.
Причина 1. Если сок выжимают с помощью пресса, то перед этим яблоки измельчают в мясорубке, блендере, ступке, с помощью тёрки. В итоге получается кашица из яблок или даже пюре. При отжиме на прессе через ткань вместе с соком проходят и мельчайшие частички мякоти, которые и делают сок мутным.
Совет: Чтобы сок получился с минимальным количеством мякоти, яблоки лучше измельчить в ступке, предварительно порубив острым ножом, или натереть на средней тёрке. Тогда при отжиме мезга останется на ткани.
Причина 2. Сок получается мутным при ускоренном прессовании, потому что при большом нажиме вместе с соком выдавливается и мякоть.
Совет: Не нужно искусственно увеличивать скорость отделения сока от мезги.
Причина 3. Для приготовления сока неправильно был выбран сорт яблок или использовались переспелые плоды со слишком мягкой мякотью.
Совет: Нужно выбирать сорта с твёрдой, но сочной мякотью. Например, Антоновку, Грушовку, Анис, Апорт. Яблоки не должны быть переспелыми, мятыми и мягкими. Такие плоды лучше оставить для варки повидла или джема.
Но что делать, если приготовление сока завершено, а он получился мутным?
Как осветлить яблочный сок в домашних условиях
Есть несколько способов добиться нужного результата.
Вариант 1. Самый простой способ – это фильтрование. Процедите сок через 4–6 слоёв марли или специально приобретённый для этого фильтр.
Вариант 2. Если вы располагаете свободным временем, то можно поступить следующим образом.
- Свежевыжатый сок вылейте в кастрюлю, поставьте на огонь и подогрейте до 85°, выдержите при такой температуре 5–10 минут. Ни в коем случае сок не должен закипеть!
- Затем горячий сок разлейте в стеклянные бутылки или банки и герметично укупорьте.
- Поставьте в прохладное место на 1–2 месяца. Обычно за это время происходит самоосветление сока.
Вариант 3. Если хотите получить осветлённый сок уже через несколько часов, поступите следующим образом.
- Кастрюлю или миску с только что приготовленным яблочным соком оставьте на столе, чтобы он немного отстоялся. Затем аккуратно перелейте в другую посуду, предварительно застелив её несколькими слоями марли.
- Поставьте ёмкость с соком на плиту и на водяной бане нагрейте до 85°. При такой температуре сок хорошо прогреется, но, как и в первом случае, он не должен закипеть. Пену, которая появится на поверхности, удалите шумовкой.
- После такой «бани» переместите ёмкость с соком в другую посуду, наполненную ледяной водой. В крайнем случае – очень холодной. Пока сок будет остывать, кастрюлю не двигайте, а сок не перемешивайте, так как он должен отстояться. В процессе охлаждения мельчайшие частички мякоти осядут на дно, а верхний слой сока станет более прозрачным.
- Теперь постарайтесь как можно аккуратнее перелить этот отстоявшийся сок в другую посуду. Если у вас есть резиновая трубка, воспользуйтесь ею так же, как переливают вино из одной бутыли в другую. Если сок получился недостаточно прозрачным, дайте ему ещё немного отстояться, а затем повторите процедуру.
Хозяйке на заметку
Если вы хотите сохранить сок до зимы, налейте его в кастрюлю, нагрейте почти до кипения. В горячем виде разлейте в стеклянные банки или бутылки. Поставьте в кастрюлю с горячей водой. Пастеризуйте при 85° 20–25 минут.
Сок храните в тёмном, прохладном месте при температуре около 12°.
Если в процессе хранения вы заметите, что сок помутнел или появились пузырьки газа, говорящие о начавшемся брожении, ёмкость с соком нужно открыть, сок прокипятить и использовать как можно скорее для приготовления компота или киселя.
Различные методы осветления плодовых соков могут быть разделены на следующие группы.
1. Физические методы, не связанные с изменением химического состава и коллоидных свойств жидкой фазы продукта. К этим методам относится грубое фильтрование, отстаивание, центрифугирование, электросепарирование и в известной мере обработка бентонитовыми глинами.
2. Ферментативные методы, при которых под действием природных или искусственно введенных в продукт ферментов происходят биохимические и физико-химические изменения сока, ведущие к седиментации. На этом основано осветление ферментными препаратами, полученными из плесневых грибов, и отчасти так называемое самоосветление сока.
3. Коллоидно-химические методы, направленные на разрушение коллоидной системы, — различные варианты «оклейки», осветление купажированием, термические методы обработки (мгновенный подогрев, замораживание и оттаивание), обработка коагулянтами (спиртом). В значительной степени изменением коллоидной системы сока объясняется осветляющее действие бентонитовых глин.
4. Химические методы, базирующиеся на взаимодействии природных веществ сока между собой или с добавленными химическими реагентами, — самоосветление сока, осветление купажированием, обработка ионообменными смолами.
Некоторые методы осветления сока носят комбинированный характер. Например, при самоосветлении, помимо действия ферментов, происходят химические реакции между дубильными и белковыми веществами сока, приводящие к седиментации. При обработке глиной адсорбция взвешенных в соке частиц сопровождается ионообменными реакциями и перераспределением зарядов коллоидных частиц сока.
Грубое фильтрование. Грубое фильтрование, применяемое для отделения крупных кусочков мякоти плодов, производят путем пропускания сока через сито из нержавеющей стали с отверстиями 0,75 мм или через полотно.
Отстаивание. Отстаивание используют для осаждения частиц, выпавших в результате осветления сока. Иногда его применяют и для обработки свежеотжатого неосветленного сока.
Отстаивание основано на действии силы тяжести. Если частица имеет нешарообразное или губчатое (не сплошное) строение, то в качестве величины принимают эквивалентный радиус, т. е. радиус шарообразной частицы такой же массы, движущейся с той же скоростью, что и данная частица.
Уравнение, выведенное Стоксом, целиком применимо только к монодисперсным системам. Однако оно позволяет сделать некоторые выводы о практическом использовании осаждения в производстве плодовых соков. Расчет показывает, что продолжительность оседания на глубину 1 см составляет при радиусе частицы 10 -3 с. м 2,29 мин; 10 -4 см — 3,82 ч; 10 -5 см —16 суток. Для более мелких частиц (10 -6 и 10 -7 см) расчетное время оседания измеряется годами.
Таким образом, осаждением можно освободиться только от грубых и тонких взвесей дисперсностью не выше 10 -4 см. Вместе с тем при выдержке свежеотжатого сока на холоду наряду с оседанием сравнительно крупных взвешенных частиц наблюдается разрушение коллоидной системы сока. После суточного отстаивания и декантации скорость фильтрования сока резко возрастает и продукт получается прозрачным. Это явление, по-видимому, объясняется действием природных ферментов сырья. Подогрев сока, инактивируя ферменты, задерживает осветление. Эффективное осветление дает отстаивание соков виноградного, вишневого и яблочного.
Центрифугирование. Отделение суспендированных в соке частиц может быть значительно ускорено путем центрифугирования.
Скорость отделения взвешенных частиц при центрифугировании рассчитывается по той же формуле, что и скорость осаждения.
Скорость вращения в центрифугах промышленного типа составляет 4500—7500 об/мин. Это значительно ускоряет отделение взвешенных в соке частиц. Количество же коллоидов и вязкость сока не изменяются даже при применении суперцентрифуги с числом оборотов до 40 000 в минуту. По внешнему виду свсжеотжатый сок после центрифугирования не содержит крупных взвешенных частиц мякоти, по представляет собой мутный опалесцирующий раствор.
Воздействие центрифугирования на коллоиды не исключено. Центрифугирование может вызвать местное увеличение концентрации дисперсной фазы, при котором ионы, уравновешивающие заряды коллоидов, вызывают коагуляцию. Однако в плодовых соках это не проявляется.
Центрифугирование применяют на следующих этапах обработки плодовых соков:
а) перед пастеризацией свежеотжатого сока в теплообменнике, предшествующей его закладке на длительное хранение (виноградный сок). Центрифугирование удаляет частицы ткани, предупреждая их пригорание на поверхности нагрева, и, кроме того, освобождает сок от большей части дрожжей и других микроорганизмов, которые удаляются вместе с осадком;
б) перед фильтрованием осветленного сока. При центрифугировании быстро отделяется большая часть выпавшего осадка, что резко повышает производительность фильтра, удлиняет срок службы фильтрующих материалов, а также снижает потери сока;
в) для извлечения сока из отстоя, остающегося после декантации.
Для обработки сока используют отстойные центрифуги (сепараторы) периодического действия типов ВСМ, «Де Лаваль», «Бертуцци», «Вестфалия».
При пуске сепаратор «Де Лаваль» сначала заполняют соком, а затем включают ротор, подавая сок под давлением 19,6—39,2 кн/м 2 (0,2—0,4 ат). Для удаления осадка, отлагающегося во внутреннем цилиндре и кольцевых пространствах между тремя концентрически расположенными вращающимися цилиндрами, сепаратор периодически останавливают.
В сепараторе «Бертуцци» ротор снабжен двумя сменными приспособлениями — набором конических тарелок, которые устанавливают, если количество осадка в соке невелико, и «бабочкой», применяемой, если осадок в соке значительный. Осадок, остающийся в роторе, периодически удаляют под действием центробежной силы через круговую щель между верхней и нижней частями ротора.
В новых моделях сепаратора «Альфа Лаваль» осадок удаляется непрерывно. Камера такого аппарата герметизирована, что позволяет работать под вакуумом или в атмосфере инертного газа, предупреждая аэрацию сока.
Электросепарирование (электрофлотация). Этот метод, предложенный Молдавским НИИПП для обработки виноградного сока, основан на том, что при прохождении постоянного тока через сок происходит процесс электролиза. Выделяющиеся на электродах газовые пузырьки поднимаются на поверхность сока. При этом мельчайшие пузырьки газа адсорбируются на взвешенных в соке частицах и поднимают их на поверхность в виде «шапки», которую удаляют. В результате электросепарирования содержание осадка в соке снижается на 70—75%, а вкус и химический состав сока не меняются.
Самоосветление. При длительном хранении сок иногда самопроизвольно расслаивается на твердую и жидкую фазы, после чего поддается фильтрованию, давая прозрачный продукт. Так как при этом не применяется никаких специальных мер, то данный метод получил название самоосветления.
Самоосветление является следствием происходящих в соке ферментативных и химических процессов. Многие виды плодов и ягод, а следовательно, и отжатый из них сок содержат фермент пектазу (пектилгидролазу). Если сок не подвергается значительному подогреванию, то фермент сохраняет свою активность. Под его действием от пектинового комплекса отщепляются метоксильные группы. Разрушение пектина приводит к выпадению осадка.
Самоосветление может быть вызвано также химическими превращениями составных частей сока. Оно является следствием взаимодействия дубильных веществ и белков, в результате которого образуются нерастворимые танаты. Количество коллоидов в соке уменьшается при самоосветлении на 20—25%.
Длительность процесса самоосветления зависит от химического состава сока и активности фермента, составляя от нескольких недель до нескольких месяцев. Иногда самоосветление вообще не наступает и сок осветляют другими методами.
Самоосветление используют для виноградного сока, который чаще, чем соки из других плодов, сам по себе становится прозрачным. Виноградный сок обычно заготовляют в виде полуфабриката, который выдерживают 3—4 месяца. За это время выпадает винный камень и происходит самоосветление сока, после чего полуфабрикат обрабатывают, получая готовый продукт.
Яблочный сок плохо поддается самоосветлению.
При самоосветлении в сок не вводят посторонних веществ, в связи с чем он сохраняет природные вкусовые качества. Недостатком этого метода является потребность в значительных емкостях тары и складов для хранения сока, необходимость консервирования полуфабриката. При самоосветлении выпадает мелкий осадок, затрудняющий фильтрование. По объему выпадающий осадок такой же, как и при других методах осветления-
Осветление ферментными препаратами. Ферментный препарат плесневых грибов (аваморин) используют не только для обработки мезги, но и с целью осветления соков, особенно трудно поддающихся осветлению,— таких, как яблочный и сливовый. Хорошо осветляются также ягодные соки — земляничный, черносмородиновый, малиновый, виноградный.
Осветляющий эффект ферментных препаратов, полученных из плесневых грибов, объясняется прежде всего их пектолитическим действием. Содержащийся в препаратах фермент пектиназа (полигалактуронид — гликаногидролаза) расщепляет пектин до растворимых соединений. Однако полного распада пектина при этом не происходит. После ферментного осветления в виноградном соке сохраняется свыше 75%, а в яблочном соке — свыше 55% от исходного содержания пектина. В осветленном соке большая часть природных коллоидов сохраняется.
Ферментные препараты содержат и протеолитические ферменты: количество белков в соке после осветления уменьшается на 15% в виноградном соке и на 25% в яблочном. Таким образом, действие ферментных препаратов является комплексным.
Осветление проводят при помощи сухих ферментных препаратов в виде порошка, добавляя его в количестве 2—4 кг/т сока. Можно также использовать вытяжку из препарата, для получения которой препарат заливают 4—5-кратным количеством сока, выдерживают 3—4 ч при 40—42° С и фильтруют.
Для осветления сок помещают в чаны, подогревают до 40—45° С и добавляют сухой препарат или вытяжку. Осветление длится 3—6 ч, после чего для прекращения деятельности ферментов сок подогревают до 65—70° С.
В начальной стадии ферментного осветления резко снижается вязкость сока в связи с дестабилизацией коллоидной системы. Затем начинается распад полигалактуроновой кислоты по месту глюкозидных связей. При этом в результате образования моногалактуроновой кислоты возрастает количество редуцирующих веществ. После разрушения пектинового комплекса наступает седиментация.
Вкусовые качества осветленного ферментными препаратами сока в значительной мере определяются культурой гриба, условиями его выращивания и степенью очистки препарата. Плохо очищенный препарат может придать продукту нежелательный привкус.
При обработке ферментными препаратами вязкость сока снижается значительнее, чем при других методах осветления. Размеры частиц выпадающего осадка крупнее, чем при самоосветлении сока, и примерно такие же, как при оклейке.
Оклейка. Оклейкой называется осветление путем добавления коллоидных растворов, которые, нейтрализуя природные коллоиды сока, вызывают седиментацию. К оклеивающим материалам относятся желатин, рыбий клей, агар, жмыхи или семена горчицы, натриевая соль альгиновой кислоты, полимерные основания типа полиэтиленимида и пр. Для осветления натуральных плодовых соков применяют желатин с предварительным внесением в продукт танина.
Молекулы желатина в растворе несут на себе положительный заряд. Так как пектиновые коллоиды плодовых соков заряжены отрицательно, то они нейтрализуются желатином, что ведет к укрупнению частиц и седиментации.
Растворы желатина вызывают коагуляцию также одноименно заряженных белковых коллоидов сока. Объясняется это тем, что при добавлении желатина происходит перестройка зарядов. Так как коллоидная система в целом нейтральна, то перераспределение противоионов может вызвать нейтрализацию потенциалобразующих ионов и потерю коллоидной частицей ее заряда. Следствием этого является седиментация.
Осветляющее действие оклейки связано также с образованием нерастворимых соединений белков с дубильными веществами.
Добавление желатина иногда не дает нужного эффекта, так как водная оболочка коллоидов препятствует коагуляции. В этом случае перед введением желатина к соку добавляют раствор танина. Молекулы танина имеют гидрофильную глюкозную и гидрофобную ароматическую группы. Танин концентрируется вокруг коллоидов сока, обращаясь своими гидрофильными группами в сторону коллоидов и образуя вокруг них гидрофобную поверхность, что способствует нарушению коллоидной системы под действием желатина.
Кроме того, танин даёт с белками нерастворимые соединения, выпадающие в осадок. При этом сок лишается стабилизатора, поддерживающего во взвешенном состоянии крупные частицы, которые также оседают.
Танин и желатин используют в виде 1%-ных растворов на осветленном соке или на воде. Танин растворяют на холоду, желатин — при подогревании до 50—70° С.
Для того чтобы осветление было полным и вместе с тем избыток желатина не привел к помутнению сока, необходима точная дозировка осветляющих материалов. Для этой цели производят пробную оклейку каждой партии сока.
Для пробной оклейки в пробирки наливают одинаковое количество (10 мл) сока. Ставят три ряда пробирок по 10 в каждом ряду. Сок в пробирках первого ряда осветляют без добавления танина. Во все пробирки второго ряда вносят 0,1 мл танина, а в пробирки третьего ряда — 0,2 мл. Сок с танином взбалтывают, а затем добавляют раствор желатина — 0,1 мл в первую пробирку каждого ряда, 0,2 —во вторую и т. д. до 1,0 мл (в десятую).
Дозу оклеивающих материалов устанавливают по пробирке, в которой произошло наиболее полное выпадение хлопьевидного осадка.
Промышленная оклейка, которую следует вести при температуре 10—12° С, длится 6—10 ч. На 1 т сока в среднем расходуется 100 г танина и 200 г желатина.
Оклейка танином и желатином является одним из наиболее эффективных методов осветления плодовых соков, хотя и очень длительным. Для его ускорения танин может быть заменен высушенными виноградными семенами. В этом случае виноградный сок осветляется за 5—10 мин. Быстро проходит и осветление яблочного сока.
Осветление горчицей. Некоторые предприятия пользуются для осветления и консервирования плодовых соков горчицей в порошке. При осветлении горчицей продукт полной прозрачности не приобретает и сильно опалесцирует.
Бактерицидное действие горчицы недостаточно для сохранения сока при комнатных температурах и к нему добавляют в качестве консерванта бензойнокислый натрий.
В продукте, обработанном горчицей, ощущается неприятный привкус аллилового масла. В связи с этим ее применение в производстве натуральных плодовых соков нецелесообразно.
Осветление мгновенным подогревом. При быстрочередующемся подогреве и охлаждении сока изменяется структура белковых молекул, происходит коагуляция белков и седиментация.
При нагревании развертываются полипептидные цепи и повышается асимметричность молекулы белка. Молекулы денатурированного белка соединяются между собой, образуя крупные нерастворимые частицы. Термическая деструкция вызывает отщепление некоторых элементов белковой молекулы. При этом уменьшается водосвязывающая способность белков и коллоидная система, образованная ими, превращается из гидрофильной в гидрофобную.
При быстром подогреве общее содержание коллоидов в соке снижается. Однако подогрев в течение нескольких минут приводит к увеличению их количества, так как при нагревании параллельно протекают как процессы разрушения природных коллоидов сока, так и новообразование коллоидов. Для того чтобы избежать новообразования коллоидов, среди которых могут быть меланоидины, процесс подогрева должен проводиться «мгновенно» и сейчас же сменяться охлаждением.
Осветление мгновенным подогревом применяют для яблочного, виноградного, вишневого и других соков. Продолжительность подогрева и охлаждения должна составлять по 10 сек. Температура подогрева 80° С для яблочного сока и 75° С — для виноградного. Температура охлаждения 15—20° С. В результате мгновенного подогрева полная прозрачность продукта не всегда достигается (яблочный сок), но основная масса взвешенных в соке частиц оседает.
Быстро чередующиеся подогрев и охлаждение сока могут быть проведены в трубчатых или пластинчатых теплообменниках непрерывного действия, включенных последовательно. Сок перекачивается через теплообменники насосом. В первом теплообменнике производится подогрев сока паром или горячей водой, во втором — охлаждение холодной водой или рассолом. Для эффективности процесса сок должен протекать тонкой пленкой.
С этой целью желательно, чтобы трубки теплообменника были сплющены.
Мгновенный подогрев в отличие от большинства других методов позволяет вести процесс осветления сока непрерывно.
Замораживание и оттаивание. Замораживание и оттаивание могут вызвать разрушение коллоидной системы. Объясняется это тем, что при кристаллизации растворителя (воды) происходит перераспределение ионов и изменяется электрический заряд, обусловливающий стойкость золя. Иногда коагуляция в результате замораживания не наступает.
Многие авторы называют замораживание и оттаивание в качестве одного из методов осветления плодовых соков. Исследования, проведенные на виноградном и яблочном соках, этого не подтвердили. Вызываемое замораживанием и оттаиванием снижение количества коллоидов на 5—15% и вязкости сока на 5—10% недостаточно для достижения прозрачности сока.
Осветление глинами. Для осветления плодовых соков могут быть применены бентониты и суббентониты, являющиеся глинами вулканического происхождения. Основной частью бентонита является минерал монтмориллонит. Формула монтмориллонита может иметь и другие модификации. В состав бентонита входят также галлозит, биотит, полевые шпаты и в очень незначительных количествах кварц, гранит и рудные материалы.
В СССР существует ряд месторождений осветляющих глин: огланлинский бентонит (Туркменская ССР), бентонит Шор-су, ангренская серая и гимионская красная глины (Узбекская ССР), озургетские глины (Грузия), пыжевскин бентонит и крымский кил (Украина), тираспольская глина (Молдавия) и пр. Для осветления плодовых соков пригодна одесская зеленая глина.
Осветляющее действие глин объясняется следующими факторами:
а) способностью глины нейтрализовать заряды коллоидов сока. В водных суспензиях бентонит образует гидрофильный коллоидный раствор с отрицательным зарядом частиц, которые вызывают перераспределение зарядов коллоидов сока;
б) способностью суспендированных частиц глины в кислой среде агрегатироваться и выпадать в осадок, увлекая за собой взвешенные в соке частицы;
в) ионообменными свойствами глины;
г) большой адсорбирующей способностью глины, которая проявляется особенно активно при фильтровании сока через слой глины.
Для осветления сока к нему добавляют бентонит в количестве 0,1—0,2 и до 2% к массе сока и после размешивания выдерживают от нескольких часов до нескольких суток, а затем фильтруют. Для виноградного сока, коллоидная система которого частично нарушена мгновенным подогревом, процессы осветления и фильтрования при помощи глины могут быть совмещены. В этом случае к соку добавляют глину в количестве 125 г на 1 м 2 фильтрующей поверхности и, не выдерживая, подают на фильтрование. Последующие партии сока фильтруют через слой, отложившийся на перегородке фильтра, без дополнительного добавления глины.
Осветление коагулянтами. Коагуляция коллоидов сока может быть вызвана этиловым спиртом, который, отнимая влагу, вызывает денатурацию белков.
В натуральных соках содержание спирта строго нормируется, поэтому данный метод осветления для таких соков неприменим. Вместе с тем спирт иногда используют для консервирования соков — полуфабрикатов, которые при этом осветляются.
Осветление купажированием. Осветление может быть достигнуто смешиванием (купажированием) соков разных плодов, отличающихся друг от друга по химическому составу. Если подлежащий осветлению сок содержит белковые коллоиды, то при добавлении к нему сока, богатого дубильными веществами, происходит образование танатов, которые, выпадая в осадок, вызывают осветление сока.
Осветление купажированием в промышленности не применяют, так как оно является громоздким, требует пробного купажа для каждой отдельной партии сока и не гарантирует хорошего качества осветления.
Обработка ионитами. Содержащиеся в растворе ионы иногда придают стабильность коллоидной системе, а в некоторых случаях вызывают седиментацию. Поэтому, регулируя состав ионов, можно вызвать осветление плодовых соков.
Те или иные ионы могут быть удалены из продукта при помощи ионообменных смол. Анионит АБ-17 придает яблочному соку неприятный вкус. Катиониты КУ-1 и КУ-2 не влияют на вкус сока, но изменяют его минеральный состав.
Метод обработки плодовых соков ионитами с целью осветления еще недостаточно разработан и в практике пока не используется.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.