СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПЛОДОВО-ФРУКТОВОГО ПЮРЕ
FRUIT AND BERRY PUREE PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к технологии переработке плодового и фруктового сырья и может быть использовано при производстве плодово-фруктовых пюре.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства пюреобразных концентратов, включающий мойку плодов, их инспекцию, разваривание в течение 15…20 мин при температуре 103…107°С, двухступенчатое протирание (вначале через отверстия диаметром 1,0…1,5 мм, а затем через сита с диаметром отверстий 0,5…0,8 мм) и стерилизацию пюре путем его нагревания до 95…97°С, укупорку в тару и хранение [Флауменбаум, Б.Л. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы [Текст] // Б.Л.Флауменбаум, А.А.Бровченко, А.Ф.Загибалов и др. - М.: Колос, 1993. - 320 с. С.160-163, 226].
Недостатком известной технологии являются:
- невысокое качество готовой продукции из-за многоэтапной и продолжительной обработкой продукта на каждой технологической стадии;
- отсутствие возможности создания поликомпонентных сбалансированных по пищевой ценности пюреобразных продуктов;
- значительные материальные и энергетические затраты, обусловленные использованием продолжительной тепловой обработки (разваривание и стерилизация).
Технической задачей изобретения является повышение качества готовой продукции, получение плодово-фруктовых пюре заданного состава и пищевой ценности, адаптированных для различных возрастных групп населения, снижение материальных и энергетических затрат на производство пюре вследствие интенсификации процесса двухстадийного выпаривания и сокращения продолжительности технологического процесса.
Поставленная задача достигается тем, что в способе производства плодово-фруктовых пюре, характеризующемся тем, что яблоки, груши, сливы, абрикосы и персики моют, инспектируют, очищают, измельчают на коллоидной мельнице и смешивают в пропорции 25:25:20:15:15, нагревают в автоклаве под давлением 0,2 МПа до температуры 120°С, после чего полученную плодово-фруктовую смесь распыливают в вакуум-камере при давлении 4…7 кПа и температуре термостатирования 40…45°С, при этом за счет испарения образующихся паров содержание сухих веществ в плодово-фруктовом пюре доводят до 23…27%, далее в полученное плодово-фруктовое пюре вводят 90%-ый сахарный сироп в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси и нагревают полученную смесь до 78°С при давлении 7 кПа до получения плодово-фруктового пюре с влажностью 34%.
Технический результат заключается в повышении качества готовой продукции, получении плодово-фруктовых пюре заданного состава и пищевой ценности, снижении материальных и энергетических затрат на производство пюре вследствие интенсификации процесса двухстадийного выпаривания и сокращения продолжительности технологического процесса.
Яблоки, груши, сливы, абрикосы и персики для производства пюре должны быть свежими, здоровыми, соответствующей окраски, с высоким содержанием пектина, органических кислот и сухих растворимых веществ, что необходимо для обеспечения желирующей консистенции и надлежащего выхода готовых продуктов, получаемых из пюре.
Способ производства плодово-фруктовых пюре осуществляют следующим образом. Яблоки и груши, которые относятся к семечковым плодам, моют в барабанной моечной машине, а сливы, абрикосы и персики, которые относятся к косточковым плодам, моют в вентиляторной моечной машине.
У яблок и груш вырезают плодоножку, режут на куски, отделяют семена, инспектируют для удаления посторонних примесей и загнивших или заплесневевших экземпляров, измельчают до размера частиц 15…40 мм. У слив, абрикосов и персиков удаляют косточки. Затем обработанные плоды отдельно измельчают на коллоидной мельнице КМ-100 до конечного размера частиц 0,3…0,5 мм.
Полученное яблочное, грушевое, сливовое, абрикосовое и персиковое пюре смешивают в пропорции 25:25:20:15:15. Смешивание яблочного, грушевого, сливового, абрикосового и персикового пюре в соотношении 25:25:20:15:15 обусловлено органолептической оценкой качества и сбалансированностью химического состава полученной смеси.
Далее полученную пюреобразную смесь нагревают в автоклаве под давлением 0,2 МПа до температуры 120°С. После чего полученную плодово-фруктовую смесь распыливают в вакуум-камере при давлении 4…7 кПа и температуре термостатирования 40…45°С. В результате резкого перепада температуры и давления (сброса давления) в вакуум-камере происходит мелкодиспергированное распыление продукта, сопровождающееся мгновенным испарением части влаги, содержащейся в пюре в перегретом состоянии.
Затем капельки пюре достигают вертикальной стенки вакуум-камеры и оседали на ней, образуя пленку продукта, постепенно (по мере увеличения ее толщины) двигающуюся вниз по вертикальной стенке под действием сил тяжести. В связи с тем, что внутренняя стенка вакуум-камеры была оборудована греющей рубашкой, в которую подавалась горячая вода с температурой 40…45°С, происходил нагрев стекающей вниз пленки пюре до температуры термостатирования 40…45°С. При этом за счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры содержание сухих веществ в плодово-фруктовом пюре доводят до 23…27%
Затем в пюреобразную плодово-фруктовую массу вводятся 90%-ый сахарный сироп в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси, который не только повышает пищевую ценность измельченных частиц плодов, но и способствуют существенным изменениям их структуры (повышению вязкости пюре).
Нагревание плодово-фруктового пюре до температуры 40…45°С под вакуумом (при разряжении 4…7 кПа) в вакуум-камере предназначено для удаления избытка влаги, проведения глубоких физико-химических изменений в питательных веществах пюре для их лучшей усвояемости при употреблении в пищу и инактивирования окислительных ферментов. Ткани плодов размягчаются, так как под влиянием нагревания и кислот, присутствующих в плодах, происходит гидролиз протопектина, находящегося в срединных пластинках и клеточных стенках. Прочная связь между клетками нарушается, часть их стенок разрушается и ткань размягчается.
Продолжительность и температура тепловой обработки подобраны в зависимости от смеси плодов и степени их зрелости. В разваренном плодово-фруктовом пюре происходит глубокий распад пектиновых веществ, пюре получается жидким из-за утраты желирующих свойств.
Тепловая обработка инактивирует также ферменты, способствующие окислению дубильных веществ кислородом воздуха и образованию темно-окрашенных продуктов окисления - флобафенов.
При дальнейшем нагревании плодово-фруктового пюре до температуры 78°С при разрежении 7 кПа происходит удаление воздуха из тканей и имеет место частичная карамелизация сахаров, приводящая к появлению желтоватой окраски у плодов со светлой мякотью. За счет нагрева пюреобразной массы до 78°С и поддержания величины разрежения 7 кПа происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров. Если пюреобразная масса продукта имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию до получения пюреобразного концентрата с влажностью 34%.
Таким образом, получают плодово-фруктовое пюре заданного состава с влажностью 34%, которое направляют на фасовку и хранение.
Способ производства плодово-фруктового пюре поясняется следующим примером.
Пример реализации способа производства плодово-фруктового пюре.
Яблоки и груши моют в барабанной моечной машине, а сливы, абрикосы и персики - в вентиляторной моечной машине. Для более интенсивной мойки загрязненных плодов (сливы, абрикосы и персики) в моечной ванне машины создается бурление посредством подводимого в перфорированные трубы сжатого воздуха. Вымытые плоды из моечной ванны перемещаются наклонным конвейером, в верхней части которого (перед выгрузкой) они ополаскиваются водой из душевого устройства. При обработке сильно загрязненных плодов можно увеличить время их пребывания в зоне отмывки путем периодических остановок транспортера.
Затем мытые яблоки, груши, сливы, абрикосы и персики подвергаются инспекции и сортированию, которые проводят вручную на сортировочно-инспекционном транспортере. Одновременно с сортированием проводится инспекция сырья, при которой удаляют дефектные экземпляры (загнившие, поврежденные, битые, заплесневелые, сильно загрязненные), посторонние примеси и предметы, а также вырезают поврежденные участки. Мойка и инспекция яблок, груш, слив, абрикосов и персиков производится отдельно.
У яблок и груш вырезают плодоножку, режут на куски, отделяют семена, инспектируют для удаления посторонних примесей и загнивших или заплесневевших экземпляров, измельчают до размера частиц 15…40 мм. У слив, абрикосов и персиков удаляют косточки. Затем обработанные плоды отдельно измельчают на коллоидной мельнице КМ-100 до конечного размера частиц 0,3…0,5 мм.
Полученное яблочное, грушевое, сливовое, абрикосовое и персиковое пюре смешивают в пропорции 25:25:20:15:15. Смешивание яблочного, грушевого, сливового, абрикосового и персикового пюре в соотношении 25:25:20:15:15 обусловлено органолептической оценкой качества и сбалансированностью химического состава полученной смеси.
При выборе данного рецептурного состава (25% яблок, 25% груш, 20% слив, 15% абрикосов, 15% персиков) смеси учитывали ряд факторов: повышение биологической ценности; рациональное соотношение белков и углеводов (по формуле Покровского, оно должно составлять 1:4), содержание пищевых волокон должно быть оптимальным; содержание витаминов, макро- и микроэлементов, минеральных веществ должно быть сбалансированным и рациональным; компоненты смеси должны быть недорогими и широко распространенными. Также стоит отметить, что именно внешний вид является одним из основных факторов при выборе потребителем продуктов питания.
Повышение содержания яблок в смеси более 25%, например, 30%, и, соответственно, снижение содержания других плодов и фруктов (груш, слив, абрикосов и персиков), приводит к доминированию запаха и вкуса яблок, нарушению баланса их химического состава. И, наоборот, пониженное содержание яблок в смеси менее 25%, например 20%, ведет соответственно, к увеличению содержания других плодов и фруктов, также приводит к доминированию их запаха и вкуса, нарушению баланса их химического состава и уменьшению содержания пектиновых веществ, что может вызвать ухудшение структурообразования.
Аналогичную схему рассуждений можно применить и в отношении обоснования 25% содержания груш, 20% содержания слив, 15% содержания абрикосов и 15% содержания персиков.
Далее полученную пюреобразную смесь нагревают в автоклаве под давлением 0,2 МПа до температуры 120°С.
Нагревание при температуре плодово-фруктового пюре более 120°С, например 130°С, приводит к быстрому и глубокому распаду термолабильных веществ в пюре, что значительно ухудшит пищевую ценность и вкусовые данные готового продукта.
Нагревание при температуре плодово-фруктового пюре менее 120°С, например 110°С, приводит к увеличению продолжительности нагревания, что в свою очередь может вызвать глубокий распад пектиновых веществ в пюре, оно получится жидким и утратит свои желирующие свойства.
Нагревание плодово-фруктового пюре под давлением более 0,2 МПа, например 0,25 МПа, приводит к увеличению температуры нагревания, что в свою очередь может вызвать распад термолабильных веществ в пюре, что значительно ухудшит пищевую ценность и вкусовые данные готового продукта.
Нагревание плодово-фруктового пюре под давлением менее 0,2 МПа, например 0,15 МПа, приводит к снижению температуры нагревания, а следовательно, к увеличению продолжительности процесса нагревания, что в свою очередь увеличит энергозатраты и снизит производительность оборудования.
После чего полученную плодово-фруктовую смесь распыливают в вакуум-камере при давлении 4...7 кПа и температуре термостатирования 40…45°С. В результате резкого перепада температуры и давления (сброса давления) в вакуум-камере происходит мелкодиспергированное распыление продукта, сопровождающееся мгновенным испарением части влаги, содержащейся в пюре в перегретом состоянии. При этом в результате «взрыва» продукта происходят глубокие преобразования его структуры: разрыв клеточных стенок, деструкция, гидролиз.
Если полученную плодово-фруктовую смесь распыливать в вакуум-камере при давлении менее 4 кПа, например 3 кПа, это приводит к дополнительным материальным затратам по установке более мощного вакуум-насоса, что существенно удорожает себестоимость готового продукта.
Если полученную плодово-фруктовую смесь распыливать в вакуум-камере при давлении более 7 кПа, например 10 кПа, это приводит к менее интенсивному испарению влаги, что приведет, в свою очередь, к увеличению продолжительности процесса выпаривания.
Затем капельки пюре достигают вертикальной стенки вакуум-камеры и оседают на ней, образуя пленку продукта, постепенно (по мере увеличения ее толщины) двигающуюся вниз по вертикальной стенке под действием сил тяжести. В связи с тем, что внутренняя стенка вакуум-камеры была оборудована греющей рубашкой, в которую подавалась горячая вода с температурой 40…45°С, происходил нагрев стекающей вниз пленки пюре до температуры термостатирования 40…45°С.
Если стекающую плодово-фруктовую пленку нагревать при температуре более температуры термостатирования 40…45°С, например 50°С, это может вызвать перегрев пюре и существенно ухудшит его качество из-за разложения термолабильных веществ и распада пектиновых веществ.
Если стекающую плодово-фруктовую пленку нагревать при температуре менее температуры термостатирования 40…45°С, например 35°С, то это приводит к менее интенсивному испарению влаги, что в свою очередь, увеличит продолжительность процесса выпаривания.
За счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры содержание сухих веществ в плодово-фруктовом пюре доводят до 23…27%.
Подсушивание полученного плодово-фруктового пюре до большего содержания сухих веществ, например, 30%, приводит к дополнительным энергозатратам при дальнейшем нагревании и выпаривании под разрежением, что существенно удорожает себестоимость готового продукта.
Подсушивание полученного плодово-фруктового пюре до меньшего содержания сухих веществ, например 20%, приводит к необходимости дополнительного последующего увлажнения, так как в противном случае не будет получено плодово-фруктового пюре с конечной влажностью 34%.
Затем в пюреобразную массу вводят 90%-ый сахарный сироп в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси, который не только повышают пищевую ценность измельченных частиц плодов, но и способствуют существенным изменениям их структуры.
Введение в состав плодово-фруктового пюре 90%-ного сахарного сиропа в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси повышает пищевую ценность и сбалансированность плодово-фруктового пюре, способствует существенным изменениям их структуры и направлено на формирование таких важных органолептических показателей качества, как вкус, запах, цвет и консистенция.
Изменение содержания 90%-ного сахарного сиропа ведет к существенным изменениям вкуса и глубины физико-химических изменений, происходящих в пюре.
Так, например, использование большего количества 90%-ого сахарного сиропа, например 80%, приведет к изменению вкуса и появлению излишней сладости и, как следствие, ухудшению его качества.
Использование меньшего количества сахарного сиропа, например 60%, приведет также к изменению вкуса и появлению менее сладкого вкуса и, как следствие, ухудшению консервирующих свойств, что снизить его хранимоспособность.
Затем полученную смесь (плодово-фруктовое пюре и 90%-ный сахарный сироп) нагревают до 78°С при давлении 7 кПа до получения плодово-фруктового пюре с влажностью 34%.
За счет нагрева пюреобразной массы до 78°С и поддержания величины разряжения 7000 Па происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров. Если пюреобразная масса продукта имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию до получения плодово-фруктового пюре с конечной влажностью 34%. Основное назначение нагревания - не только доведение плодово-фруктового пюре до конечной влажности 34% путем испарения избыточной влаги под разряжением 7000 Па при температуре 78°С, но и инактивация окислительных ферментов.
Нагревание инактивирует также ферменты, способствующие окислению дубильных веществ кислородом воздуха и образованию темноокрашенных продуктов окисления - флобафенов. Наличие в плодах активных окислительных ферментов создавало бы опасность потемнения пюре благодаря нарушению при этом целости клеточной ткани и широкому развитию поверхности плодовой мякоти.
Использование большего давления, например 8000 Па, приводит к повышению температуры плодово-фруктового пюре и, как следствие ухудшению его качества.
Использование меньшего давления, например 6000 Па, приводит к необходимости установки более мощного вакуум-насоса и повышению энергозатрат на производство плодово-фруктового пюре, что ведет к повышению его себестоимости.
Ведение процесса нагревания при температуре плодово-фруктового пюре менее 78°С, например 70°С, приводит к увеличению продолжительности нагревания, что в свою очередь может вызвать глубокий распад пектиновых веществ в пюре, оно получится жидким и утратит свои желирующие свойства.
Ведение процесса нагревания при температуре плодово-фруктового пюре более 78°С, например 85°С, приводит к ускоренному разложению термолабильных веществ в пюре и ухудшению его качества.
Получение плодово-фруктового пюре с конечной влажностью 34% обусловлено следующими соображениями.
Если конечная влажность плодово-фруктового пюре будет менее 34%, например 30%, то его консистенция будет недостаточно нежной и мягкой. Плодово-фруктовое пюре будет иметь высокую вязкость, что может создать дополнительные трудности (необходимость его нагревания для снижения вязкости и повышения текучести) при использовании в кондитерской промышленности в качестве плодово-фруктовой начинки.
Если конечная влажность плодово-фруктового пюре будет более 34%, например 40%, то плодово-фруктового пюре будет иметь высокую текучесть, что также создает дополнительные трудности при использовании его в кондитерской промышленности в качестве плодово-фруктовой начинки.
Таким образом, получают плодово-фруктовое пюре заданного состава, которое направляют на фасовку и хранение. Горячее плодово-фруктовое пюре фасуют в подготовленные стеклянные банки, герметично укупоривают прокипяченными крышками и выдерживают уложенными на бок 10…15 мин, затем охлаждают. Плодово-фруктовое пюре предназначено для выработки из них соков с мякотью и консервов для детского питания. Поэтому при его выработке необходимо полностью сохранить натуральные вкус, цвет и аромат плодов, чтобы в дальнейшем получить готовый продукт хорошего качества.
Таким образом, использование предложенного способа производства плодово-фруктового пюре позволяет:
- получать плодово-фруктовое пюре заданного состава с введением необходимых дополнительных компонентов (сахарного сиропа) для их дальнейшего использования при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий;
- снизить энерго- и трудозатраты на производство плодово-фруктового пюре вследствие совмещения технологических операций измельчения, протирания, уваривания, введения и перемешивания дополнительных компонентов;
- снизить материальные затраты вследствие устранения вспомогательных и перегрузочных операций;
- повысить качество плодово-фруктового пюре за счет исключения многоэтапной и продолжительной обработки продукта на каждой стадии технологического процесса.