Лабораторная работа №5

Исследование влияния способа обработки плодов и ягод на выход и качество сока

Основной способ получения соков без мякоти – прессование. Сок в плодах находится в клеточных вакуолях, протоплазме и отчасти в межклеточных пространствах и прочно удерживается живой тканью. Содержание сока в плодах и ягодах составляет 80-90% их массы, но отжать удается значительно меньше. В соответствии с биомембранной теорией сокоотдачи, предложенной Б.Л. Флауменбаумом, для максимального извлечения сока необходимо повредить цитоплазменные оболочки клеток. Для некоторых плодов для этого достаточно механического измельчения, для других требуется применение дополнительных методов воздействия – нагревание, обработка ферментами, электрическим током, замораживание и т.п., что объясняется особенностями их строения и физиологическими свойствами клеточной ткани.

Сокоотдача зависит от устойчивости цитоплазменных мембран к механическим воздействиям и их вязкости и эластичности. Важное значение также имеют цитилого-анатомическая структура клеточной ткани и содержание пектиновых веществ в плодах.

При малой вязкости и эластичности цитоплазменных мембран, что характерно для яблок, винограда, вишни, достаточно механического измельчения для выделения сока. Для плодов и ягод, цитоплазменные мембраны которых эластичны и имеют высокую вязкость – сливы, черная смородина и др. – одно механическое воздействие неэффективно.

Наличие пектиновых веществ с высоким содержанием кальция в минеральном составе соков повышает устойчивость цитоплазмы и затрудняет отделение сока. Вытекание сока также тормозится при высоком содержаниии растворимого пектина, который повышает вязкость и затрудняет отделение сока.

В зависимости от структуры и свойств плодов к ним применяют разные способы обработки перед отжимом сока.

Механическое дробление. Оно является основным способом воздействия на растительную ткань в производстве соков. Чем больше растительных клеток будет разрушено, тем эффективнее дробление. Однако чрезмерно мелкое измельчение превратит мезгу в сплошную массу, в которой не будет “каналов” для вытекания сока. При крупном измельчении большая часть клеток остается целой и выход сока будет низким. Мезга должна иметь зернистую структуру.

Для семечковых плодов оптимальный размер частиц при прессовании 3-6мм.

Степень повреждения клеточной ткани может определиться методом Б.Л.Флауменбаума по изменению титруемой кислотности мезги до и после ее промывания в течение 3-4 минуты холодной водой. Разность величин титруемой кислотности до и после промывания, отнесенная к ее первоначальному значению и выраженная в процентах, дает долю поврежденных клеток. Повреждаемость клеток может быть определена и осциллографическим методом.

Тепловая обработка. В процессе нагревания коагулируют и обезвоживаются белки протоплазмы, что приводит к увеличению клеточной проницаемости. Исследования доказывают, что тепловая обработка наиболее эффективна для плодов с низкой сокоотдачей.

Режим нагревания должен быть правильно подобран для каждого вида и сорта сырья. При чрезмерном нагревании в сок будут экстрагироваться полифенольные и другие вещества, ухудшающие вкус, повысится содержание растворимого пектина за счет гидролиза протопектина, что затруднит прессование мезги и фильтрацию сока.

Нагревание до 60-70 С применяют для слив, кизила, облепихи, шиповника, ежевики, брусники, темных сортов винограда. Целые плоды или мезгу прогревают сразу после дробления. К целым плодам при нагревании добавляют 10-20% воды и заканчивают нагревание, когда на кожице плодов образуется сетка мелких трещин. В одной и той же воде нагревают 3-4 партии плодов, после чего эту воду в количестве не более 10% добавляют к соку.

Замораживание. Так же и при нагревании цитоплазменные оболочки клеток разрушаются, что способствует повышению выхода сока. Необратимые разрушения клеточных стенок наступают только при достижении температуры замерзания, когда в клетках и межклеточных пространствах образуются кристаллы льда. Рост кристаллов льда приводит к механическому нарушению целости клеток и обезвоживанию цитоплазмы. Что обуславливает денатурацию и отмирание клеток. В результате отмирания и разрушения клеток достаточно незначительного механического давления для выделения сока.

В замороженных плодах происходят некоторые изменения химических веществ: частично инвертируется сахароза, повышается концентрация кислот и минеральных веществ, снижается содержание полифенолов, но ферменты не инактивируются. Поэтому при оттаивании, особенно медленном, под действием ферментов окисляются дубильные и другие органические вещества, что отрицательно сказывается на качестве сока. Поэтому замороженные плоды следует дробить и прессовать, не допуская полного оттаивания.

Обработка ферментными препаратами. Применяют пектолитические ферментные препараты для обработки мезги, которые не только разрушают пектиновые вещества, но и действуют на клетку токсичными веществами неферментной природы, которые входят в состав препаратов и вызывают коагуляцию белково-липоидных мембран и гибель растительных клеток.

Для обработки мезги плодов при производстве соков без мякоти используют ферментный препарат пектофоетидин, который выращивается у нас поверхностным (П10Х) или глубинным (ПГ) способами и выпускается в виде порошка. Пектофоетидин П10Х представляет собой комплекс ферментов пектиназы, полигалактуроназы, пектинметилэстеразы, целлюлазы и амилазы.

Цель работы: Исследовать влияние способов предварительной обработки яблок или ягод на выход и качество сока.

Материалы и оборудование: Ручной пресс. Салфетки из синтетической ткани размером 30х30см, ножи столовые. Терки. Химические стаканы на 100 и 400см³. Термостат. Водяные бани. Центрифуга лабораторная. Центрифужные пробирки. Рефрактометр универсальный. рН-метр. Фильтровальная бумага. Марля. Ферментный препарат пектавамарин П10Х. Исследуемый продукт: яблоки поздних сортов созревания или ягоды.

Порядок выполнения работы

Плоды предварительно моют, инспектируют, удаляя загнившие и поврежденные. Для каждого варианта обработки берут по 3-4 яблока.

1. Измельчение. Подготовленные яблоки ножом измельчают на кусочки разной величины: в первом варианте – до 1 см, во втором – до 0,4см, в третьем варианте плоды измельчают на терке. Из каждого образца отбирают по 20г мезги для определения степени повреждения ткани по методу Б.Л. Флауменбаума, который заключается в определении разности титруемой кислотности мезги до и после выщелачивания. Выщелачивание мезги проводят следующим образом: 10г мезги заливают 50мл холодной дистиллированной воды, выдерживают 3-4 минуты, воду сливают через сито. Определяют титруемую кислотность мезги до и после выщелачивания общепринятым методом. Разность тируемой кислотности, отнесенная к ее первоначальной величине и выраженная в процентах, дает долю поврежденных клеток ().

Параллельно с определением степени повреждения ткани проводят прессование мезги, для чего каждый образец помещают в предварительно взвешенные салфетки из синтетической ткани, взвешивают и поочередно прессуют на ручном прессе, собирая сок в отдельные стаканчики. Салфетки с выжимками взвешивают. Выход сока (В) рассчитывают по формуле

В= ,

где G₁ – масса салфетки с мезгой, г;

G₂ – масса салфетки с выжимками, г;

G₃ – масса мезги, г.

В соке, полученном в каждом варианте определяют содержание сухих веществ по рефрактометру, осадка- центрифугированием, титруемую и активную кислотности общепринятыми методами.

По полученным данным устанавливают оптимальный способ измельчения.

2. Нагревание. Яблоки бланшируют в воде при разных температурах (65⁰С, 85⁰С, 100⁰С) в течение 3-5 минут, затем измельчают на кусочки оптимальных размеров ( по предыдущему опыту) и отжимают сок на прессе, определяя выход.

Исследуют качество свежеотжатого сока по тем же показателям, что и в опыте с измельчением.

3. Ферментативная обработка. Яблоки взвешивают, измельчают на кусочки оптимальных размеров, помещают в два стакана на 400см³ и ставят на баню. В подогретую до 40-45⁰С мезгу вносят при тщательном перемешивании суспензию ферментного препарата пектавамарин П10Х. Дозировка сухого ферментного препарата 0,02-0,03% к массе мезги. Для приготовления суспензии рассчитанное количество сухого препарата пектавамарин П10Х заливают 10-кратным количеством яблочного сока, нагретого до 40-45⁰С и выдерживают 0,5-1час при периодическом перемешивании. Перед добавлением в мезгу суспензию взбалтывают. Мезгу с препаратом выдерживают в термостате при температуре 40-45⁰С 3-4 часа. После выдержки мезгу помещают в салфетки, взвешивают, прессуют и определяют выход сока. Исследуют качество полученного сока.

4. Замораживание. Предварительно замороженные при температуре минус 4-6⁰С яблоки дефростируют в холодной воде (соотношение воды и плодов 2:1) в течение 30-40 минут, затем измельчают, помещают в салфетки, взвешивают и прессуют. Определяют выход сока из замороженных яблок и исследуют качество полученного сока.