Современные проблемы и подходы к переработке плодово-ягодного сырья и производству ликероводочных изделий. Монография

В абрикосах содержатся яблочная и лимонная кислота. Общая кислотность абрикосов – 0,2–2,5 %. Содержание пектина в крымских абрикосах колеблется от 3,4 до 5,9 % мас., протопектина от 0,1 до 0,3 %, дубильных веществ от 0,06 до 0,1 %, содержание влаги составляет 83-87 %. Абрикосы содержат желтое красящее вещество, идентичное каротину моркови. В ликероводочном производстве применяются абрикосы свежие или сушеные (курага) [19].

Таким образом, анализ литературы показал, что по составу плодово-ягодного сырья дается только общая характеристика веществ. Поэтому с появлением современных методов анализа, например масс­спектрометрии, необходимо более полно исследовать состав плодово­ягодного сырья, что позволит разрабатывать технологические процессы получения сладких настоек с учетом максимального сохранения биологической ценности сырья.

В первом случае подготовленное к переработке измельченное плодово-ягодное сырье прессуется на механических или гидравлических прессах, которые по способу загрузки подразделяют на корзиночные или пакпрессы. Некоторые виды плодов (абрикосы, алыча, слива и др.) перед прессованием обрабатывают энзиматическими препаратами. Измельченное сырье отжимают до тех пор, пока не перестанет вытекать сок, затем пресс развинчивают, мезгу перемешивают и снова прессуют. Плодово-ягодный сок, полученный при прессовании, спиртуют до крепости 25 % об.

транспортера сырье подают в дробилку (вальцовую или дисковую). Мезгу собирают в сборнике. При измельчении сырья выделяется сок­самотек, который сразу же направляется в сборник.

После обработки мезга поступает на прессование в пакетный и шнековый прессы. В результате прессования выделяется сок, который собирается в сборнике. Выжимки с помощью шнека направляют на утилизацию.

После сбора сока в сборнике с целью его консервирования вводят спирт до концентрации 25 % об. После смешивания сока со спиртом с помощью насоса спиртовый сок перекачивают в отстойные чаны. При спиртовании сока в осадок выпадают взвешенные частицы и высокомолекулярные вещества. Период отстаивания сока 10–30 суток. После отстаивания спиртовый сок декантируют с осадка и направляют в сборники для хранения, а осадок направляют в выпарной аппарат для извлечения спирта. Затем сок фильтруют на фильтре и через сборник и мерник передают на купажирование. При получении спиртового сока извлекается 60–75% экстрактивных веществ сырья [17, 66].

Для получения полуфабрикатов из сушеного и некоторых видов свежего плодово-ягодного сырья (рябина, клюква) применяют способ двукратного настаивания.

В настоящее время способ прессования свежего сырья с последующим консервированием натурального сока почти полностью вытеснил способ настаивания. Последним перерабатывают главным образом плодово-ягодное сушеное сырье. Исключение составляет свежая рябина и клюква, спиртовые морсы, из которых превосходят по качеству спиртованные соки. Способом морсования перерабатывают и другие свежие плоды и ягоды при одновременном поступлении их на завод в большом количестве, а также абрикосы, алычу, сливу, кизил и черную смородину при отсутствии ферментного препарата.

Морсы получают способом двукратного настаивания сырья с водно-спиртовой жидкостью.

Отработанное плодово-ягодное сырье из настойных чанов подают насосом в корзину пресса. Отжатый морс направляют в емкости для хранения, где его перемешивают с морсом первого и второго сливов.

Технологическая схема приготовления спиртованных морсов представлена на рис. 1.2.

Свежие косточковые плоды и ягоды, покрытые плотной кожицей (клюква, брусника), подвергают грубому дроблению. Свежие ягоды с тонкой кожицей (земляника, малина) не дробят, так как они сами легко деформируются. Сушеные плоды и ягоды, как правило, дробят на вальцовых дробилках.

Настаивание ведут дважды для более полного извлечения экстрагированных веществ, затем полученные морсы соединяют. Из выжимок после прессования выпаривают спирт.

После измельчения мезга представляет собой смесь отдельных более или менее деформированных обрывков клеточной ткани различного размера. Каждый обрывок состоит частично из целых, сохранившихся при измельчении клеток и частично разрушенных вскрытых клеток с более или менее сохранившимся внутриклеточным содержимым, а также деформированных частей внутри клеточного содержимого, выпавших из разрушенных клеток (обрывки протоплазмы).

клетки при проходе между вальцами дробилки.

В ликероводочном производстве очень мелкое дробление свежего и плодово-ягодного сушеного сырья не применяется [17], так как свободное перемещение из нарушенных клеток коллоидных веществ (белковых и пектиновых) отражается на прозрачности полученных морсов. Извлечение сахара, органических кислот и других веществ из плодово-ягодного сырья – диффузионный процесс. Оболочка живой растительной клетки вместе с протоплазмой представляет собой полупроницаемую мембрану, пропускающую внутрь растворитель и препятствующую выходу растворенных веществ. Чтобы мембрана стала проницаемой для них, необходимо скоагулировать протоплазму. Клеточная оболочка не препятствует, а лишь замедляет диффузию.

Спирт не только коагулирует протоплазму, но уменьшает растворимость пектиновых и других высокомолекулярных веществ, консервирует морс.

Из того же уравнения следует, что скорость диффузии возрастает с увеличением градиента концентрации . В отдельные промежутки настаивания диффузия не одинакова. Вначале, когда разность С–с велика, процесс идет быстро, затем постепенно замедляется по мере перехода в растворитель экстрактивных веществ и, наконец, при С=с совершенно прекращается. Полученный морс сливают, а остаток сырья для более полного извлечения экстрагированных веществ вновь заливают новой порцией водно­спиртового раствора. Содержание экстрагированных веществ морса в первом сливе больше, чем во втором.

Коэффициент диффузии возрастает с повышением температуры и уменьшается с увеличением радиуса диффундирующих частиц и вязкости. Повышение температуры увеличивает скорость движения молекул и осмотическое давление раствора и, кроме того, уменьшает вязкость растворителя. Чтобы морс не приобрел постороннего привкуса и не терялись летучие вещества (эфирные масла), настаивание ведут при температуре не выше 20 °С.

Процесс диффузии в растворах аналогичен процессу диффузии в газах. Диффузия газов зависит от разности концентрации и давления, аналогично и в растворах диффузия зависит от разности осмотического давления в различных слоях жидкости.

Наружный слой клеточной стенки (собственно стенка) и выстилающий его внутренний протоплазматический слой обладают различной проницаемостью для экстрагированных веществ.

Целлюлозная стенка клетки обычно не препятствует диффузии различных веществ; протоплазма живой клетки легко пропускает воду, но в то же время является непроницаемой для растворенных веществ.

Протоплазматический слой аналогичен полупроницаемой перегородке. Движение растворенного вещества через такие перегородки (диффузия или осмос) представляет собой молекулярное перемещение, когда молекулы одного вещества проникают в межмолекулярное пространство другого вещества. Чем меньше молекулы какого-либо вещества, тем легче это вещество диффундирует через полупроницаемую перегородку и наоборот.

Основной причиной гибели растения является обезвоживание клетки, вследствие чего происходит коагуляция коллоидных веществ протоплазмы.

При сушке и замораживании плодово-ягодное сырье в большинстве случаев теряет ароматические вещества, ценные для ликероводочного производства. Объясняется это тем, что после плазмолиза, являющегося следствием высушивания или замораживания растений, кислород воздуха легко проникает в клетки и окисляет многие вещества, в том числе и ароматические.

Изменение вкуса объясняется тем, что при замораживании протоплазма погибает, воздух получает свободный доступ внутрь клеток, происходит окисление дубильных веществ при содействии соответствующих ферментов. Кроме того, вследствие нарушения структуры клетки дубильные вещества сока контактируют с белками протоплазмы и образуют нерастворимые соединения. При этом количество дубильных веществ понижается, что приводит к уменьшению вяжущего вкуса этих ягод.

Кроме сушки и замораживания, для умерщвления клеточной ткани используется растворитель – этиловый спирт, применяемый в ликероводочном производстве. Этиловый спирт гигроскопичен, обладает способностью отнимать воду от соприкасающихся с ним веществ и, кроме того, способствует коагуляции белковых и пектиновых веществ, находящихся в плодах. Под влиянием спирта протоплазма обезвоживается, происходит плазмолиз и дальнейшее свободное экстрагирование сквозь клеточную оболочку.

При дроблении свежего плодово-ягодного сырья часть растворимых веществ переходит в выделившийся при дроблении сок.

Для ускорения процесса диффузии смесь перемешивают до того момента, пока концентрация морса в верхнем и нижнем слоях не выровняется.

При приготовлении морсов способом настаивания сырье после измельчения загружают в настойный чан и заливают водно-спиртовой жидкостью: сушеное с содержанием спирта 30 % об., свежее – 45 % об. Для выравнивания концентрации раствора и ускорения процесса выщелачивания раствор перемешивают через трое суток. Сырье настаивают до выравнивания концентрации экстрагированных веществ в растворителе и клеточном соке сырья, после чего сливают морс первого слива.

С.А. Трусова, В.К. Фертман [159] установили, что применение для заливки сырья водно-спиртовых растворов с более высоким содержанием спирта (для сушеных 50–60 %, для свежей рябины, клюквы 65–70 %) позволяет избежать, а в некоторых случаях уменьшить выпадение осадков из морсов в процессе хранения. По­видимому, это объясняется свертыванием под действием спирта белковых и пектиновых веществ в плодах при настаивании. С повышением крепости количество белковых и пектиновых веществ в полученных морсах понижается, количество дубильных веществ повышается.

В процессе хранения в морсах выпадает осадок, состоящий из азотистых, дубильных, белковых и пектиновых веществ. Содержание общего количества растворимых сухих веществ, а также дубильных, белковых и пектиновых веществ в морсах обычно снижается.

Использование для экстракции водно-спиртового раствора с содержанием этанола 40–60 % об. дает возможность извлекать из растительного сырья не только водорастворимые, но и жирорастворимые витамины [157].

Анализ литературы показал, что на процесс экстрагирования влияет степень дробления сырья и концентрация этанола в водно­спиртовой смеси, используемой для настаивания. Необходимо отметить, что данные способы получения полуфабрикатов для изготовления сладких настоек разработаны еще в 30-е г. и с тех пор не претерпевали, по сути, никаких изменений. Получение спиртованных морсов связано с длительным настаиванием сырья и высокими потерями спирта, требует большого количества емкостей; весьма трудоемки и операции по загрузке сырья в настойные чаны, выгрузке из них отработанного сырья при прессовании.

Для приготовления настоев сушеное растительное сырье взвешивают и сортируют, отбраковывая дефектные экземпляры и удаляя посторонние органические и минеральные примеси. После этого сырье измельчают: коренья, орехи, семена – на дисковых дробилках, сушеные травы – на траворезках.