Способ производства пищевого продукта из яблок

Способ производства пищевого продукта из яблок

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к изготовлению пищевого продукта из яблок с использованием сублимационной сушильной установки.

Известен способ производства пищевого продукта из яблок путем их подготовки, нарезки на ломтики, обработки в яблочном натуральном соке с добавлением подсластителя. После чего проводят сушку конвективным методом до влажности 28-31%, а затем в потоке газообразного теплоносителя с импульсной подачей СВЧ-энергии до остаточной влажности 5-7% (Патент РФ 2268617, «Способ производства пищевого продукта из яблок», кл. A23L 1/212, A23B 7/02, опубл. 2006.01.27).

Недостатками известного способа производства являются низкое качество конечных продуктов вследствие прежде всего низкой биологической, пищевой и товарной ценностей, а также низкая экономичность процесса производства вследствие низкой скорости сушки и высокого расхода энергии. Резко снижается содержание ценных веществ (витаминов, кислот, провитамина-каротина, сахара, некоторых ферментов и др.) в конечных продуктах по сравнению с исходными продуктами. Ухудшается восстанавливаемость конечных продуктов и консистенция восстановленных продуктов вследствие по крайней мере частичного разрушения структуры поверхностных слоев конечных продуктов. Ухудшается вкус конечных продуктов по сравнению с исходными продуктами. Объясняется это прежде всего тем, что тепловая энергия сушильного агента поглощается только поверхностью обрабатываемых продуктов. Следствием этого является большая неравномерность прогрева, а значит и обезвоживания по сечению продуктов. В результате возможны перегрев, деформация и даже возможно разрушение прежде всего поверхностных слоев продуктов. Часто возникает необходимость введения в процесс производства искусственной конвекции.

Техническим результатом предлагаемого нами способа является изготовление здорового продукта, а именно пищевого продукта из яблок, имеющего консистенцию и внешний вид чипсов, в котором хорошо сохраняется пищевая ценность после сушки, уменьшается деформация полученного пищевого продукта, а также уменьшается количество лома.

Поставленный технический результат достигается тем, что способ производства пищевого продукта из яблок согласно изобретению предусматривает их подготовку, резку на ломтики толщиной 2-3 мм, обработку в течение 1-2 мин в натуральном облепиховом соке с температурой 20-25°С, замораживание до достижения продуктом температуры от (-15) до (-20)°С, вакуумную сублимационную сушку при остаточном давлении в сублиматоре в пределах 1-2,2 мм рт.ст. до относительной влажности продукта 10-15% и последующую вакуумную сублимационную досушку при регулируемом давлении в сублиматоре 30-35 мм рт.ст. до конечной относительной влажности продукта 2-5% при подержании температуры продукта 40-50°С на протяжении всего периода досушки.

Продукт с конечной относительной влажностью 2-5% можно дополнительно упаковывать в полимерные воздухонепроницаемые пакеты.

Оптимальной температурой, до которой замораживают продукт для дальнейшей сублимационной сушки, является температура от (-15) до (-20)°С по следующим причинам:

1) понижение температуры самого продукта, необходимой для сублимационной сушки до уровня ниже (-20)°С приводит к значительному удлинению процесса сублимации из-за того, что резко снижается разность парциальных давлений в сублиматоре и десублиматоре, а повышение температуры самого продукта свыше (-15)°С приводит к увеличению усадки высушенных ломтиков яблок, ухудшается качество пищевого продукта из яблок;

2) коэффициент уплотнения пищевого продукта из яблок, имеющего консистенцию и внешний вид чипсов, (уменьшение диаметра и уменьшение толщины продукта) имеет приемлемые значения;

3) цвет полученного пищевого продукта из яблок не отличается от первоначального, не происходит потемнения поверхности. Понижение или повышение температуры приводит к ухудшению внешнего вида продукта, уменьшается деформация полученного пищевого продукта, а также уменьшается количество лома.

Толщина ломтиков 2-3 мм подобрана оптимально так, чтобы коэффициент уплотнения сильно не уменьшался, ломтики хорошо пропитываются питательными веществами натурального облепихового сока при его температуре 20-25°С в течение 1-2 мин и свойства продукта хорошо сохраняются при дальнейшей сушке.

Параметры вакуумной сублимационной сушки и вакуумной сублимационной досушки подбирают так, чтобы сохранить все ценные вещества в пищевом продукте, в частности, хорошо сохраняются витамины, свободные органические кислоты, минеральные вещества. Сравнительные данные, показывающие, что в пищевом продукте из яблок хорошо сохраняются свободные органические кислоты и витамин С, приведены в таблице 1.

Таблица 1
Показатели качества свежих яблок и пищевых продуктов из яблок
Сорт яблок и наименование пищевого продукта из яблок	Свободные органические кислоты, %	Витамин С, %	Влажность, %
Яблоки сорта Айдарет	8,29-9,43	0,399-0,414	83,29±0,8
Яблоки сорта Превосходный	7,62-8,29	0,251-0,276	80,5±0,8
Яблоки сорта Голден	11,97-13,26	0,335-0,372	79,08±0,8
Пищевой продукт из яблок сорта Айдарет	7,95-8,46	0,393-0,406	3,04±0,8
Пищевой продукт из яблок сорта Превосходный	6,74-7,16	0,210-0,253	3,12±0,8
Пищевой продукт из яблок сорта Голден	8,11-9,60	0,305-0,373	2,06±0,8

Кроме того, уменьшается деформация полученного пищевого продукта, а также уменьшается количество лома.

Способ реализуется следующим образом.

Общепризнано, что вакуумная сублимационная сушка, т.е. высушивание пищевых продуктов в замороженном состоянии под вакуумом, является наилучшим методом консервирования скоропортящихся продуктов питания. Исходные свойства (внешний вид, размеры, цвет, запах, вкус, содержание витаминов, ферментов, экстрактивных веществ и т.п.) продуктов, высушенных этим путем, сохраняются в максимальной мере и быстро восстанавливаются при гидратации. Применение этого метода позволяет повысить питательную ценность продуктов, подвергаемых консервированию.

Для отработки технологии пищевого продукта из яблок, имеющего консистенцию и внешний вид чипсов, изготовляемого с использованием вакуумной сублимационной сушки по первоначально определенным параметрам (температура, величина разряжения, подводимая теплота к сублиматору) была спроектирована и изготовлена опытная сублимационная установка.

Для монтажа установки и всего оборудования использован разделочный стол из нержавеющей стали с полкой. На крышку стола установлены сублиматор и десублиматор, а на полку - вакуумный насос и холодильный агрегат. Схема изготовленной сублимационной установки представлена на фиг.1, где 1 - десублиматор; 2 - испаритель; 3 - сублиматор; 4 - терморегулирующий вентиль (ТРВ); 5 - индикатор влажности; 6 - фильтр; 7 - ресивер; 8 - воздушный конденсатор; 9 - герметичный компрессор; 10 - температурное реле компрессора; 11 - вакуумный насос; 12 - генератор; 13 - нагреватель; 14 - продукт.

Яблоки сортов Голден, Айдарет, Превосходный или любых других сортов подвергают традиционной подготовке, предусматривающей инспекцию и мойку, и нарезают их на ломтики толщиной 2-3 мм. В процессе резки удаляются плодоножка и семенная камера.

Затем ломтики опускают в раствор лимонной кислоты для предотвращения потемнения и витаминизируют, помещая в натуральный облепиховый сок с температурой 20-25°С. Обработку проводят в течение 1-2 мин. Сок получали отжимом свежих ягод облепихи и хранили в холодильнике. Ломтики приобретали цвет и аромат облепихи, и соответственно происходило их обогащение питательными веществами. В качестве натурального облепихового сока можно также взять сок, полученный в промышленности. Сок можно использовать для обработки ломтиков многократно.

После завершения насыщения питательными веществами ломтики отделяют от раствора традиционными методами - отеканием и обдувом.

После замораживания ломтиков в холодильнике до достижения ими температуры от (-15) до (-20)°С их помещают на решетки сублиматора, систему герметизируют и включают вакуумный насос, который создает вакуум в сублиматоре, откачивая воздух. Процесс вакуумной сублимационной сушки ведут при остаточном давлении в сублиматоре в пределах 1-2,2 мм. рт.ст. Это давление соответствует температуре от (-17,5) до (-9)°С. После того как будет достигнут указанный выше вакуум в системе и установится соответствующая ему температура, осуществляют регулируемый подвод теплоты к продукту, за счет которой и осуществляется процесс вакуумной сублимационной сушки. Подвод теплоты должен быть таким, чтобы происходила только сублимация льда, и не было его плавления. При подведении тепла сначала происходит сублимация льда из зоны, непосредственно прилегающей к открытой поверхности продукта, а затем зона сублимации углубляется. Процесс собственно вакуумной сублимационной сушки заканчивается, когда температура всего продукта становится положительной и равной 1-8°С, а относительная влажность продукта достигает 10-15%.

Последний период процесса - вакуумная сублимационная досушка до конечной отосительной влажности продукта 2-5% осуществляется под вакуумом в сублиматоре при повышении давления, которое устанавливают на уровне 30-35 мм рт.ст. (регулируемое давление), по сравнению с остаточным давлением 1-2,2 мм рт.ст., при котором происходит основная сублимация льда из продукта. Температура продукта при досушке составляет 40-50°С на протяжении всего периода досушки. Такая температура продукта ограничена для того, чтобы сохранить в продукте все биологические вещества - витамины, ферменты, аминокислоты и т.д. Связанная физико-химическая влага, содержащаяся в продукте, не замерзает при температуре -20°С, поэтому для испарения этой влаги и необходим нагрев продукта до положительных температур, чтобы произошел разрыв водородных связей воды с сухими веществами продукта. Продолжительность испарения влаги из продукта при досушке зависит от физико-химических свойств продукта. Время досушки от 45 до 80 мин.

Вакуумная сублимационная досушка продукта характеризуется снижением скорости испарения влаги. Досушку проводят при несколько повышенном давлении в сублиматоре по сравнению с остаточным давлением в сублиматоре, при котором происходит сублимация основной массы льда. Давление в сублиматоре при досушке регулируется и поддерживается постоянным на уровне 30-35 мм рт.ст. Таким образом, теплоподвод к продукту компенсирует снижение температуры при испарении влаги. Опытным путем установлено, что если нагрев продукта в процессе досушки составляет 40-50°С на протяжении всего периода досушки, то его качество и нативные свойства не ухудшаются. Это также подтверждается и химическим анализом готового продукта. Досушку заканчивают по достижении конечной относительной влажности пищевого продукта 2-5%. После этого систему разгерметизируют, готовый продукт из яблок выгружают и используют по назначению или его можно упаковывать для увеличения срока хранения целевого продукта, например, в полимерные воздухонепроницаемые пакеты. На протяжении всего технологического процесса соблюдаются высокие санитарные требования.

Пример 1.

При производстве пищевого продукта из яблок проводят их подготовку - инспекцию, сортировку, калибровку яблок, мойку. Проводят резку яблок на ломтики толщиной 2 мм, обработку в течение 2 мин в натуральном облепиховом соке с температурой 20°С. Затем ломтики замораживают в холодильнике до достижения продуктом температуры (-15)°С. Продукт раскладывают на решетки сублиматора и включают вакуум-насос до достижения остаточного давления 2,2 мм рт.ст. После достижения требуемого вакуума включают нагреватели, осуществляющие подвод теплоты к продукту. Проводят вакуумную сублимационную сушку при постоянном остаточном давлении в сублиматоре 2,2 мм рт.ст. до относительной влажности продукта 15%. После того как в сублиматоре при работе вакуумного насоса давление начинает падать ниже 2,2 мм рт.ст., что свидетельствует о том, что весь лед сублимировал, повышают регулируемое давление в сублиматоре до 35 мм рт.ст. и проводят последующую вакуумную сублимационную досушку до конечной относительной влажности в продукте 2% при поддержании температуры продукта 50°С на протяжении всего периода досушки. Продолжительность вакуумной сублимационной досушки составляет 45 мин.

Пример 2.

При производстве пищевого продукта из яблок проводят их подготовку - инспекцию, сортировку, калибровку яблок, мойку. Проводят резку яблок на ломтики толщиной 3 мм, обработку в течение 1 мин в натуральном облепиховом соке с температурой 25°С. Затем ломтики замораживают в холодильнике до достижения продуктом температуры (-20)°С. Продукт раскладывают на решетки сублиматора и в нем создают остаточное давление 1 мм рт.ст. После достижения требуемого вакуума включают нагреватели, осуществляющие подвод теплоты к продукту. Проводят вакуумную сублимационную сушку при остаточном давлении в сублиматоре 1 мм рт.ст. до относительной влажности продукта 10%. После того как в сублиматоре при работе вакуумного насоса давление начинает падать ниже 1 мм рт.ст., что свидетельствует о том, что весь лед сублимировал, давление в сублиматоре повышают относительно остаточного до 30 мм рт.ст. и проводят последующую вакуумную сублимационную досушку до конечной относительной влажности продукта 5% при поддержании температуры продукта 40°С на протяжении всего периода досушки. Вакуумную сублимационную досушку осуществляют при регулируемом давлении в сублиматоре 30 мм рт.ст. и при постоянном подводе теплоты к продукту. Конечная относительная влажность продукта 5%. Продолжительность вакуумной сублимационной досушки составляет 80 мин. Готовый продукт упаковывают в полимерные воздухонепроницаемые пакеты.

При проведении оценки органолептических свойств по ГОСТ 8756.1 установлено, что целевой продукт - пищевой продукт из яблок, полученный по описанной технологии, имеет кисло-сладкий вкус и облепиховый аромат, представляет собой ломтики светло-желтого цвета с хрупкой хрустящей консистенцией и внешним видом, характерными для чипсов. При этом отмечено, что наличие кожицы в ломтиках по консистенции целевого продукта не определяется.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить пищевой продукт из яблок, в котором хорошо не только сохраняются все питательные вещества после сушки, но и биологически активные вещества.

Главное заключается в том, что в предлагаемом продукте отсутствуют липиды, которые весьма быстро окисляются, образуя токсичные вещества, что опасно при их потреблении для здоровых людей.

1. Способ производства пищевого продукта из яблок, предусматривающий их подготовку, резку на ломтики толщиной 2-3 мм, обработку в течение 1-2 мин в натуральном облепиховом соке с температурой 20-25°С, замораживание до достижения продуктом температуры от (-15) до (-20)°С, вакуумную сублимационную сушку при остаточном давлении в сублиматоре в пределах 1-2,2 мм рт.ст. до относительной влажности продукта 10-15% и последующую вакуумную сублимационную досушку при регулируемом давлении в сублиматоре 30-35 мм рт.ст. до конечной относительной влажности продукта 2-5% при поддержании температуры продукта 40-50°С на протяжении всего периода досушки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт с конечной относительной влажностью 2-5% дополнительно упаковывают в полимерные воздухонепроницаемые пакеты.