Эффективный способ производства томатного сока

-\-

УДК 664.863.813

А.М. Гаджиева

ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОМАТНОГО СОКА.

Разработан новый эффективный способ производства томатного сока. Определен процент отходов при тепловой обработке при различных температурах, исследовано качество томатного сока, полученного существующим и предлагаемым способами.

Ключевые слова: Мойка, инспекция, экстракция, центрифугирование, протирание, гомогенизация, деаэрация, расфасовка.

Введение. Консервированные овощные соки являются натуральными продуктами, которые используются в качестве напитков. Наибольшее распространение получил томатный сок.

Томатный сок получают из зрелых томатов в виде однородной массы, содержащей мякоть, в которой находится витамин С и провитамин А-каротин. Продукт должен обладать хорошим натуральным вкусом и запахом, иметь красивый красный или оранжево-красный цвет и содержать не менее 4,5% сухих веществ по рефрактометру. Сок консервируют в натуральном виде, а иногда добавляют к нему поваренную соль в количестве 0,6-1%.

Консервированный томатный сок содержит ценные для человеческого организма химические вещества-сахара, кислоты, витамины, минеральные вещества, в частности железо, и микроэлементы - медь и марганец.

По химическому составу томатный сок близок к сырью. Он содержит 4,5% и более сухих веществ, 2— 4% сахара, 0,2% клетчатки, до 1% азотистых веществ, имеет общую кислотность 0,3—0,5% при рН 4,3-4,45 и до 1 % золы.

Минеральный состав томатного сока следующий (в мг%): К —286, Ка—165, Са —13, Мg —26, Fe —0,7, Р —32, Мп —0,1, J— 150 у/кг. По сравнению с исходным сырьем томатный сок содержит меньше железа и марганца и больше кальция, магния, калия и йода. Изменения в минеральном составе связаны в основном с удалением кожицы и семян.

Аромат томатного сока обусловлен содержанием спиртов и карбонильных соединений. В состав ароматических веществ входят ненасыщенные соединения, с изменением которых может ухудшаться вкус томатного сока. В пастеризованном томатном соке содержатся сложные эфиры, количество которых в пересчете на этилацетат составляет 2 мг/л.

Консервированный томатный сок содержит следующее количество витаминов (в мг на 100 гр): каротин (в пересчете на витамин А)—0,5—1,0; В1— 0,01; В2 — 0,01; РР — 0,2; С—14—21; пантотеновая кислота — 0,25.

Потери витамина С наблюдаются на всех производственных операциях и в сумме достигают 20—30%. Большая часть этих потерь имеет место при розливе и пастеризации сока. Если в процессе производства устранить контакт сока с воздухом (путем нагревания массы перед отжимом до кипения или немедленной деаэрации отжатого сока под глубоким вакуумом) и стерилизовать сок в потоке до розлива, то можно сохранить в продукте 94% исходного количества витамина С.

При длительном хранении томатного сока может происходить дальнейшее уменьшение количества аскорбиновой кислоты. Эти потери при хранении тем больше, чем больше остается воздуха в банках или бутылях с соком. Поэтому повышенные потери витамина С в томатном соке наблюдаются при недостаточном заполнении тары, а также при малой величине образующегося в ней вакуума.

-\-

Для того, чтобы сохранять витамины и другие ценные биологически активные вещества

томатов, выработку томатного сока ведут в закрытой системе, что исключает возможность отрицательного воздействия кислорода воздуха.

Важным показателем качества томатного сока является его цвет, который зависит в первую очередь от зрелости сырья.

Цвет консервированного томатного сока связан с технологическим процессом. Кислород воздуха вызывает окисление ликопина и ухудшение окраски сока. Длительный подогрев при высокой температуре способствует меланоидиновым реакциям, карамелизации сахаров, коагуляции белков и нарушению коллоидной системы сока, что приводит к изменению цвета продукта. Потемнение сока может явиться следствием реакции между танином и солями железа.

Выработку томатного сока ведут по следующей схеме: мойка плодов; сортирование и инспекция; ополаскивание; дробление; подогревание дробленной массы; отжатие сока; гомогенизация; деаэрация; подогревание сока; розлив сока в тару; укупорка тары; стерилизация и охлаждение.

Известны способы производства томатного сока в различной таре [1,2].

Действующий способ производства томатного сока осуществляют следующим образом.

Подготовка томатов. Томаты подают к ленточному или гидравлическому транспортеру, а при их отсутствии непосредственно к моечной машине, обеспечивая целостность плодов.

Томаты моют в последовательно установленных моечных машинах: элеваторной КУМ и вентиляторной КУМ-1 или в вентиляторной КУВ-1, в которых обеспечена проточность воды и слив ее верхнего слоя, а также периодическое (не реже 2 раз в смену) удаление осевших на дно машин загрязнений. Сменяемость воды в моечных машинах устанавливают из расчета 0,7 л на 1 кг сырья. После выхода из моечной машины томаты дополнительно ополаскивают под душем водой. Давление воды должно быть в пределах 196—294 кПа (2—3 ат). Вода, применяемая для мойки и ополаскивания, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая».

После мойки томаты направляют на инспекционный конвейер, скорость движения которого составляет 6—9 м/мин. Томаты следует подавать на конвейер равномерно и располагать в один слой. Рекомендуется применять роликовые инспекционные конвейеры, обеспечивающие вращение плодов во время их продвижения. Инспекционные конвейеры должны хорошо освещаться равномерным рассеянным светом.

Во время инспекции удаляют плодоножки плодов, плоды, непригодные для переработки, в том числе пораженные микроорганизмами, зеленые и недозрелые, с ожогами, а также посторонние примеси.

Дробление. Томаты дробят, чтобы облегчить подогрев и улучшить условия отжима сока. Кроме того, дробленую массу удобно транспортировать насосом по трубам.

Для дробления используют дробилку с серповидными ножами, дробилку-насос или быстроходную ножевую дробилку.

Подогревание дробленой массы. Дробленую массу подогревают, чтобы удалить воздух, который содержится в межклеточных ходах плодов и остается в дробленой массе, вызывая разрушение витаминов. В результате подогрева протопектин расщепляется до растворимого пектина, что облегчает последующий отжим сока, а также протирание отходов. Повышение количества растворимого пектина в соке препятствует расслоению продукции в процессе хранения.

Томаты содержат фермент пектазу (пектилгидролазу), вызывающий выпадение пектина и оседание содержащихся в соке частиц мякоти, что ухудшает консистенцию продукта. Подогрев дробленой томатной массы до 70°С значительно снижает активность пектолитических ферментов, а до 82°С практически ее прекращает. Применяемый иногда

-\-

подогрев до 60°С мало влияет на активность ферментов и поэтому является недостаточным .

Для подогревания дробленых томатов применяют односекционные или двухсекционные трубчатые вакуум-подогреватели непрерывного действия.

Отжатие сока. Сок отжимают на прессе непрерывного действия — экстракторе который состоит из шнека, вращающегося в горизонтально расположенном сетчатом цилиндре.

Выход томатного сока при использовании экстрактора может достигать 94%. Однако ввиду того что томатный сок является напитком, его отжимают так, чтобы

выход был 60—70% и продукт получился не слишком густым. Отходы, полученные после отжатия сока, пропускают через протирочную машину, используя протертую массу для выработки концентрированных томатных продуктов. Протертая масса из отходов от производства сока содержит повышенное количество клетчатки, в связи с чем ее перерабатывают не самостоятельно, а равномерно добавляют к поступающей на выпаривание томатной массе, полученной непосредственно из плодов.

Оптимальной температурой томатной массы во время отжима сока является 60—70° С. При температуре, превышающей 90° С, происходят значительные изменения коллоидной системы томатного сока, возрастает количество растворимого пектина и резко увеличивается вязкость сока.

Гомогенизация сока. Для придания томатному соку однородности во избежание его расслоения продукт целесообразно подвергать гомогенизации, при которой происходит тонкое измельчение взвешенных в соке частиц.

Наряду с положительным влиянием на томатный сок гомогенизация имеет и некоторые недостатки — повышает вязкость сока и аэрирует его.

Деаэрация сока под глубоким вакуумом способствует сохранению витамина С. Аналогичный результат достигается при подогреве продукта перед расфасовкой, в связи с чем на наших заводах томатный сок механической деаэрации не подвергают.

Подогревание сока. Отжатый сок подогревают во второй секции вакуум-подогревателя до 85° С. При нагревании продукт расширяется. Одновременно образуются водяные пары, которые, выделяясь из томатного сока вытесняют содержащийся в нем воздух. В результате количество воздуха в томатном соке снижается. Кроме того, при нагревании уничтожаются вегетативные формы микроорганизмов, что позволяет смягчить режим стерилизации томатного сока после его расфасовки в тару. Повышение режима температурной обработки сока до 120—125 °С перед расфасовкой позволяет отказаться от последующей стерилизации.

Расфасовка сока. Томатный |сок расфасовывают в горячем виде в бутылки, трехлитровые бутыли, стеклянные или жестяные банки. Тару с продуктом герметически укупоривают. Для удаления воздуха из банок укупоривать их следует на вакуум-закаточных машинах.

Стерилизация. Томатный сок в герметической таре (банки, бутылки) как продукт, обладающий невысокой кислотностью, стерилизуют при 120° С. Продолжительность стерилизации в зависимости от вида и размера тары составляет от 25 до 60 мин.

Для томатного сока может быть применен высокотемпературный режим пастеризации сока до его розлива в тару.

Недостатками известных способов производства томатного сока являются:

- после инспектирования томаты дробятся, и дробленную массу подогревают до 800С, после чего эту массу пропускают через экстрактор (для получения сока) и протирочную машину (для получения оставшейся мякоти); после такой обработки томатной массы (нагрев до 800С) томатные семечки нельзя использовать как посадочный материал из-за нагрева их до 800С;

- сравнительно большие отходы сырья; нами был экспериментально установлен процент отходов при различных температурах подогрева измельченной томатной массы (таб.1);

- трудность регулирования количества мякоти в томатном соке.

Постановка задачи. Разработка эффективной технологии производства томатного

сока;

Определение процента отходов при тепловой обработке при различных температурах;

исследование качества томатного сока, полученного существующим и предлагаемым способами.

Целью исследования является снижение количества отходов при производстве томатного сока, получение томатных семечек в свежем виде, чтобы их можно было использовать как посадочный материал и была возможность регулирования количества мякоти в готовом томатном соке.

Методы испытаний. По предлагаемому новому способу производства томатного сока красные томаты моют, инспектируют и дробят при помощи дробилок. Полученную дробленную массу томатов пропускают через машину «семяотделитель», где томатные свежие семена отделяются от массы мякоти, сока и кожицы томатов. Томатную массу без семечек центрифугируют, отделяя при этом томатный сок (количество мякоти в соке регулируется частотой вращения центрифуги: при частоте вращения п = 8-12 об/сек количество мякоти в соке достигает до 30%, что соответствует требованиям). После центрифугирования оставшиеся мякоть и кожицу томатов нагревают до 600С и протирают на протирочной машине. Проведенной экспериментальной работой установлено, что при тепловой обработке при различных температурах (50^80°С) при 600С количество отходов было минимальное (таблица 1).

Таблица 1

Потери при перетирании дробленной томатной массы в зависимости от температуры

Температура

предварительного нагрева томатной массы, С

Количество перерабатываемых томатов, кг

Потери при перетирании, %

дробление

2-х ступенчатое перетирание

общие потери

80 70 60 50

12,3

1,74

5,16 5,0 4,77 5,53

6,9 6,74 6,51 7,27

80 70 60 50

13

1,88

4,53 4,66 4,18 5,18

6,41 6,54 6,06 7,06

80 70 60 50

14,6

1,74

5,94 5,42 4,68 5,96

7,68 7,16 6,42 7,70

80 70 60 50

16,9

2,12

7,03 6,94 6,72 7,03

9,25 8,06 8,84 9,15

80 70 60 50

19,1

1,74

5,83 5,08 5,14 5,70

7,57 6,82 6,88 7,44

-\-

Целью исследования является снижение количества отходов при производстве

томатного сока, получение томатных семечек в свежем виде, чтобы их можно было использовать как посадочный материал и была возможность регулирования количества мякоти в готовом томатном соке.

Поставленная цель достигается тем, что томаты после инспекции дробят, отделяют семена на семяотделителе без тепловой обработки, после чего томатную массу центрифугируют для получения томатного сока, затем оставшиеся мякоть и кожицу прогревают до 600С и протирают для производства концентрированных томатопродуктов.

Такое выполнение способа производства томатного сока обеспечивает возможность использования томатных семечек как посадочного материала (они не подвергались тепловой обработке, значительное сокращение отходов сырья и возможность регулирования количества мякоти в готовом продукте за счет изменения частоты вращения центрифуги) и лучше сохраняются качества продукта.

Предлагаемый способ производства томатного сока осуществляют следующим образом.

Подготовка томатов. Томаты подают к ленточному или гидравлическому транспортеру, а при их отсутствии непосредственно к моечной машине, обеспечивая целостность плодов.

Томаты моют в последовательно установленных моечных машинах: элеваторной КУМ и вентиляторной КУМ-1 или в вентиляторной КУВ-1, в которых обеспечена проточность воды и слив ее верхнего слоя, а также периодическое (не реже 2 раз в смену) удаление осевших на дно машин загрязнений. Сменяемость воды в моечных машинах устанавливают из расчета 0,7 л на 1 кг сырья. После выхода из моечной машины томаты дополнительно ополаскивают под душем водой. Давление воды должно быть в пределах 196—294 кПа (2—3 ат). Вода, применяемая для мойки и ополаскивания, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая».

После мойки томаты направляют на инспекционный конвейер, скорость движения которого составляет 6—9 м/мин. Томаты следует подавать на конвейер равномерно и располагать в один слой. Рекомендуется применять роликовые инспекционные конвейеры, обеспечивающие вращение плодов во время их продвижения. Инспекционные конвейеры должны хорошо освещаться равномерным рассеянным светом.

Во время инспекции удаляют плодоножки плодов, плоды, непригодные для переработки, в том числе пораженные микроорганизмами, зеленые и недозрелые, с ожогами, а также посторонние примеси.

Получение сока. Томатный сок получают отжимом томатной массы на фильтрующих центрифугах или на экстракторах.

Отжим с о к а на фильтрующих центрифугах. Подготовленные томаты измельчают на дисковой дробилке с терочной поверхностью диска, имеющего отверстия диаметром 4—5 мм, или других типах дробилок, обеспечивающих измельчение томатов на кусочки 3—4 мм. Полученная томатная масса пропускают через дробилку-семяотделитель с целью удаления семян томатов для дальнейшего их использования как посадочного материала. Томатную массу без семян направляют в одну или две последовательно установленные центрифуги НВШ-350 или ФГШ. Выжимки после первой центрифуги сразу же поступают на вторую, где производится дополнительный отжим сока. Чтобы исключить возможность аэрации сока, в центрифуги подводят острый пар для создания паровой завесы. В роторы центрифуг устанавливают сита и круговыми или щелевидными отверстиями (круглые диаметром 0,1 мм или щелевидные размером 0,1*2,0мм). Выход сока на центрифугах может колебаться в пределах 60 -70%. Отходы после фуговки в количестве 40-30% подогревают до 600С и направляют на

протирочную машину для отделения кожицы и соединительных тканей плодов.......

Поученная после протирочной машины томатная масса представляет собой

-\-

используемые отходы, которые можно направить на варку концентрированных томатопродуктов или использовать их для изготовления других видов консервов.

Отжим на э к с т р а к т о р а х . Подготовленные плоды-томаты дробят и дробленую массу собирают в закрытом сборнике. В процессе дробления на дробилках-семяотделителях удаляют семена из томатов с цельюдальнейшего их использования. Томатная масса из сборника подается на подогрев и подогревают до 60-650С , после чего подают на отжим сока. Извлечение сока из прогретой дробленной массы производят на экстракторах(шнековые прессы, имеющие сита с диаметром отверстий 0,5 -0,7мм. Выход сока должен быть в пределах 60-70%. Отходы, получаемые на экстракторе в количестве 40-30% поступают в протирочную машину для отделения кожицы и соединительных тканей. Полученная после протирочной машины томатная масса представляет собой используемые отходы, которые можно направлять на варку концентрированных томатопродуктов или использовать их для изготовления других видов консервов.

Гомогенизация и деаэрация сока. Для предупреждения расслаивания томатного сока в процессе хранения, рекомендуется сок гомогенизировать. При гомогенизации величина частиц мякоти значительно уменьшается.

Давление в гомогенизаторах поддерживают в пределах 8—10 МПа (80—100 ат). Сок подают к всасывающему патрубку гомогенизатора самотеком или центробежным насосом. Поступающий на гомогенизацию сок должен иметь температуру 60—65°С. Перед гомогенизатором на подводящем трубопроводе должен быть установлен легко снимаемый фильтр для очистки гомогенизируемой массы от твердых частиц.

Сок как гомогенизированный, так и сок, не проходивший гомогенизации, деаэрируют для удаления воздуха, содержащегося в тканях плодов и попавшего в сок в процессе переработки. Деаэрацию проводят при остаточном давлении 14,6—34,6 кПа (вакууме 500—650 мм рт. ст.). Допускается вырабатывать сок без применения деаэрации, однако это может привести к более интенсивному вспениванию сока при фасовке, а также к повышенному давлению в банке при стерилизации и снижению качества готового продукта.

Фасовка, стерилизация, укупорка, охлаждение. Стерилизацию сока осуществляют после расфасовки в стерилизаторах под давлением при выработке его в таре вместимостью до 1,0 л и до расфасовки поточным методом в теплообменниках, если вместимость тары более 1,0 л.

Стерилизация сока в потоке и фасовка в стерильных условиях.

Томатный сок стерилизуют в теплообменниках непрерывного действия (типов «труба в трубе» или секционных). Установка для стерилизации должна предусматривать рециркуляцию сока после подогревателя в сборник в случае нагрева его до температуры ниже требуемой.

Охлаждение стерилизованного сока также осуществляют в теплообменниках непрерывного действия.

Теплообменники должны быть оборудованы средствами автоматического регулирования и контроля температуры.

Стерилизацию сока проводят по следующему режиму: подогрев сока до 125°С — выдержка при этой температуре в течение 70 с, охлаждение сока в потоке до температуры 25°С и фасовка в стерильную тару с герметизацией ее при стерильных условиях.

Этот способ стерилизации использован в технологии «Тетра-Пак».

Для удаления воздуха и дополнительной термической стерилизации наполненные соком и накрытые крышками банки обрабатывают инфракрасными лучами.

Укупоренные банки и бутыли переворачивают на бок для стерилизации крышек и выдерживают в горячем состоянии (95—96°С) в течение 30 мин, после чего подвергают ступенчатому охлаждению. Температура сока после охлаждения должна быть не выше 45°С. Рекомендуются следующие способы и режим выдержки и охлаждения:

а) выдержка и охлаждение бутылей с соком в пастеризаторе- охладителе;

-\-

б) выдержка и охлаждение бутылей с соком в ванне или в автоклаве с: кипящей

водой.

В пастеризаторе-охладителе оросительного типа бутыли выдерживают в течение 20 мин при температуре орошающей воды 97—99°С со стабильным тепловым режимом теплоносителя. Температуру воды замеряют на уровне крышек бутылей.

Охлаждение бутылей осуществляют по ступенчатому режиму путем орошения их_водой с постепенно понижающейся температурой. В пастеризаторах воздушного типа с воздушно-водяным охлаждением сок выдерживают в течение 25 мин при обдувании бутылей горячим воздухом (105—109°С). Температуру замеряют также на уровне крышек бутылей.

Температура теплоносителя должна быть стабильной как по длине, так и по ширине зоны пастеризации. Охлаждение бутылей с соком проводят комбинированным воздушно-водяным способом: сначала воздухом с темпе ратурой 30—20°С в течение 20 мин, а затем водой с постепенно понижаю щейся температурой.

Бутыли с соком в ванне или автоклаве выдерживают при температуре 98—100°С в течение 30 мин, а затем постепенно охлаждают.

Нами было исследовано качество томатного сока, полученного существующим и предлагаемым способами:

Таблица 2

Качественные показатели

№ Показатели Существующий способ Предлагаемый способ

1 Цвет Красный или оранжевый Красный, ярко выраженный

2 Вкус и аромат Свойственный томатам, чувствуется вареный привкус Свойственный томатам

5 Содержание витамина С, мг на 100 гр. 5,2 6,5

Результаты эксперимента и их обсуждение.

• Экспериментальные данные подтверждают, что при тепловой обработке при различных температурах (50^800С) при 600С количество отходов было минимальное.

• Как видно из таблицы, томатный сок, полученный по предлагаемому способу производства по качественным показателям лучше относительно томатного сока, полученного по существующему способу.

Выводы.

о Разработана новая эффективная технология производства томатного сока, выполнение которой приводит к снижению количества отходов, получению томатных семечек в свежем виде, которые можно использовать как посадочный материал и возможности регулирования количества мякоти в готовом томатном соке; о Лучше сохраняется качество продукта.

Библиографический список:

1. А.Ф.Фан-Юнг и др. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы, М.

Пищевая промышленность. 1980.

2. Сборник технологических инструкций по производству консервов, Т.3, М.

Пищевая промышленность. 1977.

Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. № 16, 2010.

-\-

A.M. Gadjieva

An effective method of tomato-juice production

The new effective method of tomato-juice production is developed. The percentage of wastes during the thermal treatment at different temperatures is determined , the quality of tomato-juice obtained by existing and suggested methods are researches.

Keywords: washing, inspection, extraction, centrifuge, rubbing, homogenization, deaeration, packaging.

Гаджиева Аида Меджидовна (р. 1968) доцент кафедры технологии и машин Дагестанского государственного технического университета, кандидат химических наук (2004), докторант.

Направление научной деятельности: совершенствование технологических процессов консервного производства. Автор более 40 работ.