Учебно-исследовательская работа студентов. Лабораторный практикум
.pdf61
Лабораторная работа № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ФРУКТОВЫХ КОНСЕРВОВ
Цель работы – исследование изменения качества готового варенья от предварительной способов подготовки сырья и варки варенья, изменения соотношения разных форм сахаров в процессе варки и температуры хранения готового варенья.
Основные задачи:
-установить влияние предварительной обработки плодов на качество варенья;
-провести многократную варку варенья с целью обеспечения интенсивного и равномерного пропитывания плодов сиропом;
-изменить соотношение разных форм сахаров в процессе варки варенья путем добавления органической кислоты;
-провести хранение готового варенья при комнатной и пониженной температуре в холодильнике;
-установить влияние различных факторов на показатели, характеризующие качество варенья;
-провести сравнительную оценку качества варенья, полученного по различным вариантам и обосновать выбор наиболее эффективного способа варки варенья.
5.1. Теоретические положения
Варку варенья следует рассматривать как диффузионноосмотический процесс, осложненный рядом побочных явлений. Из этих явлений наибольшее значение имеет изменение упругости паров клеточного сока под влиянием повышения температуры, а также образование конвекционных токов. Так как растворенные вещества диффундируют в направлении более низкой концентрации раствора, во время варки варенья сахар из сиропа диффундирует в плоды. Скорость диффузии прямо пропорциональна величине коэффициента диффузии, который в свою очередь зависит от вида диффундирующего вещества и температуры процесса. Коэффициент диффузии обратно пропорционален
61
62
величине радиуса диффундирующей частицы. Поэтому коэффициент диффузии дли водных растворов сахарозы в 1,3 раза меньше, чем для растворов глюкозы, но в 3,8 раза больше, чем для декстринов, содержащихся в патоке. Таким образом, на скорость варки варенья оказывает влияние состав сиропа, в котором варят плоды.
Повышение температуры заметно ускоряет диффузию. Объясняется это тем, что при нагревании увеличивается скорость движения диффундирующих частиц, а кроме того, падает вязкость растворителя. С увеличением температуры на 1° С величина коэффициента диффузии водных растворов различных веществ увеличивается в среднем на 2,6 %. На скорость диффузии оказывает влияние градиент концентрации. С повышением концентрации сахарного сиропа величина градиента концентрации увеличивается, и скорость диффузии растет. Вместе с тем с повышением концентрации сиропа растет его вязкость, что замедляет диффузию. Наряду с диффузией сахара в плоды при варке варенья протекают осмотические процессы, в результате которых влага поступает из клеток в межклеточное пространство.
Показателем, который характеризует степень насыщения плодов сахаром, является содержание сухих веществ. Повышение концентрации сухих веществ в плодах в процессе варки варенья обусловливается двумя параллельно протекающими процессами
– проникновением сахара внутрь плодовой ткани и удалением влаги из плодов. Варку варенья следует проводить так, чтобы первый из этих процессов проходил интенсивно, а второй – по возможности медленно. Только при этих условиях обеспечивается более или менее полное сохранение объема плодов, а также равномерное распределение сахара в плодах и получение продукции высокого качества.
Начальную концентрацию сиропа устанавливают для каждого вида сырья в отдельности, учитывая строение его ткани. Температура же сильно влияет на этот показатель, так как с повышением ее ускоряются как диффузионные, так и осмотические процессы.
Для того чтобы обеспечить требуемое насыщение плодов сахаром, не прибегая к продолжительной варке, вызывающей разваривание плодов, подготовленное сырье заливают сахарным
61
63
сиропом и выдерживают 3 – 4 ч. Во время выдержки начинается диффузия сахара в плоды. Для того чтобы ускорить этот процесс, сироп предварительно нагревают до 70 – 80° С. Концентрацию сиропа для заливки плодов устанавливают с учетом строения ткани сырья и интенсивности протекания в ней диффузионноосмотических процессов.
Различают способы однократной и многократной варки варенья. При однократной варке нагревание плодов в сиропе не прерывается их охлаждением. Насыщение плодов сахаром в этом случае происходит в результате диффузионного процесса. Поэтому варку следует вести при температуре, близкой к точке кипения клеточного сока, но не превышающей ее. Возможности применения однократной варки варенья носят ограниченный характер. При многократной варке в связи с непродолжительностью каждого цикла температура клеточного сока лишь на короткий срок достигает точки кипения. При охлаждении плодов в промежутке между варками происходит конденсация паров и засасывание сиропа внутрь плода. Кроме того, возникают сильные конвекционные токи, ускоряющие процесс диффузии. Поэтому способы многократной варки обеспечивают интенсивное и равномерное пропитываниеплодов сахаром и высокое качествоваренья.
Концентрация сухих веществ в стерилизованном варенье должно быть не менее 68 %, в нестерилизованном - 70 %. Варенье содержит 62-65 % сахаров.
Качество готового продукта определяют многие факторы: степень зрелости сырья, предварительная обработка плодов, концентрация сахарного сиропа, особенности процесса варки, соотношениеразных форм сахаров в концеварки и др.
Наиболее встречающийся вид брака варенья - засахаривание при хранении. Для устранения опасности засахаривания готового варенья необходиморегулировать содержаниеинвертногосахара.
5.2. Порядок выполнения
Продолжительность работы – 12 ч.
Студенты самостоятельно изучают состояние вопроса по теме исследования, используя литературу и по пунктам намеченного плана, составляют аналитический обзор с обоснованием
641
принятого направления исследования и постановки конкретной задачи.
Объектом исследования служит свежая морковь, яблоки, ягоды, отвечающие требованиям ГОСТа.
Для проведения работы отбирают овощи или плоды одного сорта, степени зрелости и примерно одинаковых размеров.
Расход сырья: 1,6 кг овощей или фруктов на 4 подгруппы.
5.2.1. Подготовка сырья
Морковь сортируют по качеству и размерам, взвешивают 400 г, подвергают тщательной мойке, очищают от кожицы вручную, режут на кубики (1x1 см). Для проведения эксперимента по каждому варианту заготавливают пробу сырья массой 200 г. Бланширование проводят в вариантах 1-4 следующим образом: сырье помещают в кипящую воду при соотношении 1:2. Бланшируют в течение 3 мин. с момента закипания смеси, откидывают на дуршлаг и быстро охлаждают проточной водой. Для бланширования потребуется 400 г воды.
Подготовка сахарного сиропа
Взвешенное количество сахара растворяют при помешивании в определенном количестве горячей воды, кипятят 5 мин. и горячим фильтруют через марлю. Концентрацию полученного сиропа проверяют на рефрактометре.
Расчет: для приготовления А кг сахарного сиропа с концентрацией сахара а % потребуется сахара С кг, расчет проводят по формуле 5.1:
С А а, 100
где С- масса сахара, кг; А - масса сахаоного сиропа, кг; центрация сухих веществ в сахарном сиропе, %.
Потребность в воде (в кг) составит:
(5.1)
а- кон-
В А С, |
(5.2) |
61
65
Подготовленное сырье заливают сахарным сиропом из расчета на 200 г сырья 422 см³ 50 %-ного сиропа.
Тогда С = 211 г сахара и В = 211 г воды.
Подготовка лимонной кислоты
Лимонную кислоту взвешивают и добавляют в виде сухого порошка или в варенье в конце варки, или в сахарный сироп, или в воду для бланширования, согласно варианту.
5.2.2. Проведение эксперимента
Процесс варки варенья осуществляется в три этапа. Отфильтрованный сахарный сироп (температурой 80° С), сливают с подготовленным сырьем (морковь, яблоки, ягоды), выдерживают 20 мин. В сиропе определяют содержание сухих веществ. Варенье доводят до кипения и варят до концентрации сухих веществ 55 %. Варенье охлаждают 20 мин., еще раз контролируют концентрацию сухих веществ. Варенье доводят до кипения и варят до концентрации сухих веществ 60 %. Варенье охлаждают 20 мин., снова контролируют концентрацию сухих веществ. Варенье доводят до кипения и кипятят до концентрации сухих веществ 75 %. Охлаждают готовоеваренье, делят на два образца Аи Б и укладывают в банки.
При проведении эксперимента по любому варианту получают два образца А и Б. Образцы Б хранят в холодильнике при температуре 6-10° С, образцы А хранят при комнатной температуре
20-23° С.
Схема проведения эксперимента представлена в виде рис. 5.1 -5.6.
Вариант 1. Бланшированиесырья в воде.
Вариант 2. Бланширование сырья в воде, добавление лимонной кислоты перед последней варкой.
Вариант 3. Бланширование сырья в воде, добавление лимонной кислоты в сахарный сироп и инверсия сахарногосиропа.
Вариант 4. Бланширование сырья в 0,1 %-ном растворе лимонной кислоты.
Вариант 5. Без бланширования сырья.
Вариант 6. Без бланширования сырья, добавление лимонной кислоты перед последней варкой.
61
66
Сырье, мойка, сортировка, очистка
↓
Взвешивание (300 г)
↓
Резка (кубики 1 х 1см)
↓
Взвешивание сырья (200 г)
↓
Бланширование (3 минуты при 100° С)
↓
Охлаждение проточнной водой
↓
Добавление 50 %-ного сахарного сиропа (80° С)
↓
Выдержка (20 минут)
↓
Определение массовой доли сухих веществ в сиропе
↓
Варка варенья до 55 % с.в.
↓
Выдержка (20 минут)
↓
Варка до 70 % с.в.
↓
Фасование
↓
Укупоривание
↓
Нанесение номера образца (1А и 1Б)
↓
Хранение (14 дней)
Рис. 5.1. Схема проведения эксперимента (вариант 1)
61
67
Сырье, мойка, сортировка, очистка
↓
Взвешивание (300 г)
↓
Резка (кубики 1 х 1см)
↓
Взвешивание сырья (200 г)
↓
Бланширование (3 минуты при 100° С)
↓
Охлаждение проточнной водой
↓
Добавление 50 %-ного сахарного сиропа (80° С)
↓
Выдержка (20 минут)
↓
Определение массовой доли сухих веществ в сиропе
↓
Варка варенья до 55 % с.в.
↓
Добавление лимонной кислоты (1,25 г)
↓
Выдержка (20 минут)
↓
Варка до 70 % с.в.
↓
Фасование
↓
Укупоривание
↓
Нанесение номера образца (2А и 2Б)
↓
Хранение (14 дней)
Рис 5.2. Схема проведения эксперимента 2
6168
Сырье, мойка, сортировка, очистка
↓
Взвешивание (300 г)
↓
Резка (кубики 1 х 1см)
↓
Взвешивание сырья (200 г)
↓
Бланширование (3 минуты при 100° С)
↓
Охлаждение проточной водой
↓
Добавление 50 %-ного сахарного сиропа (80° С) и лимонной кислоты (1,25 г)
↓
Выдержка (20 минут)
↓
Определение массовой доли сухих веществ в сиропе
↓
Варка варенья до 55 % с.в.
↓
Выдержка (20 минут
↓
Варка до 70 % с.в.
↓
Фасование
↓
Укупоривание
↓
Нанесение номера образца (1А и 1Б)
↓
Хранение (14 дней)
Рис 5.3. Схема проведения эксперимента 3
61
69
Сырье, мойка, сортировка, очистка
↓
Взвешивание (300 г)
↓
Резка (кубики 1 х 1см)
↓
Взвешивание сырья (200 г)
↓
Бланширование (3 минуты при 100° С), добавление лимонной кислоты (4 г)
↓ |
↓ |
Охлаждение проточнной водой |
|
|
↓ |
Добавление 50 %-ного |
сахарного сиропа (80° С) |
|
↓ |
Выдержка (20 минут)
↓
Определение массовой доли сухих веществ в сиропе (в%)
↓
Варка варенья до 55 % с.в
↓
Выдержка (20 минут)
↓
Варка до 70 % с.в.
↓
Фасование
↓
Укупоривание
↓
Нанесение номера образца (1А и 1Б)
↓
Хранение (14 дней)
Рис. 5.4. Схема проведения эксперимента 4
7061
Сырье, мойка, сортировка, очистка
↓
Взвешивание (300 г)
↓
Резка (кубики 1 х 1см)
↓
Взвешивание сырья (200 г)
↓
Добавление 50 %-ного сахарного сиропа (80° С)
↓
Выдержка (20 минут)
↓
Определение массовой доли сухих веществ в сиропе
↓
Варка варенья до 55 % с.в.
↓
Выдержка (20 минут)
↓
Варка до 70 % с.в.
↓
Фасование
↓
Укупоривание
↓
Нанесение номера образца (1А и 1Б)
↓
Хранение (14 дней)
Рис. 5.5. Схема проведения эксперимента 5