ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ К СУШКЕ

Мойка сырья

Сушка - это не только сложный процесс тепло- и массообмена, но также и сложнейший технологический процесс. Высушенный пищевой продукт должен иметь высокие показатели качества, как органолептические, так и физико-химические. Оптимальный режим сушки должен осуществляться при минимальном затрате тепла и энергии и заключаться в максимальном сохранении химико-технологических показателей качества сырья, используемого для сушки.

Основными операциями являются мойка сырья, очистка, измельчение сырья, бланширование сырья.

Мойка сырья – это процесс удаления с поверхности сырья земли, песка и других загрязнений достигается при мойке

От 25 до 50 % загрязнений отмывается при погружении сырья в воду и замачивании и остальные 50 % - при орошении водой и встряхивании.

Вода, используемая для мойки должна быть мягкой или средней жесткости (3-6 0). Общая обсемененность воды (ОМЧ) должна быть не более 100 микроорганизмов в 1 см³; БГКП – не более 3; анаэробные микроорганизмы должны полностью отсутствовать.

В зависимости от твердости сырья и степени загрязнения используются различные моечные машины. Сильно загрязненное сырье моется в машинах с сильным механическим воздействием на сырье. В барабанных моечных машинах сырье хорошо отмывается, но механически повреждается до 6,5-8,0%.

 В вибрационной моечной машине сырье механически не повреждается, но в глазках остается до 0,2 % загрязнений. Контроль за мойкой осуществляется лабораторией путем отбора проб вымытого сырья и контрольной промывки его в лабораторных условиях с определением в промывных водах минеральных загрязнений. Более строгий контроль проводится по определению в продукте золы, не растворимой в соляной кислоте. Если количество золы не более 0,05 %, то качество мойки хорошее, от 0,05 до 0,1 % - удовлетворительное и более 0,1 % - неудовлетворительное.

Рисунок 2.1-Мойка и калибровка моркови по диаметру

Очистка сырья

Очистка – самая трудоемкая операция. Наиболее трудоемка очистка толстой и грубой кожицы клубней, кореньев, лука, чеснока, опушенных персиков, осенне-зимних сортов семечковых плодов.

Удаление наружных покровных толстых клеток с высохшей протоплазмой и внутренних несъедобных тканей плодов и овощей при очистке способствуют увеличению поверхности контакта с теплоносителем и ускорению процесса сушки.

Применяют различные способы очистки: механическая, термическая, химическая:

1.Механическая – самая распространенная. Сущность – истирание наружных тканей шероховатыми поверхностями (преимущественно абразивными) для удаления кожицы и глазков. Обусловливает изменение анатомического строения сырья, но не меняет химический состав и коллоидные свойства. Продолжительность очистки 1-3 мин. Количество отходов составляет 31-35 %. Отходы утилизируются, в основном, на корм скоту. На овощесушильных заводах применяется глубокая механическая очистка картофеля с удалением большого слоя мякоти с глазками. При этом в 2 раза снижаются затраты ручного труда на доочистку. Количество отходов составляет до 50 %. Такая очистка оправдана при использовании отходов для получения крахмала.

Рисунок 2.2 - Щёточная машина для очистки сырья

2.Термическая – тепловая обработка водой или паром в открытых аппаратах или при избыточном давлении.

Варианты термической очистки: паровая, водопаровая, пароводотермическая. При такой обработке протопектин, связывающий кожицу и подкожный слой мякоти гидролизуется до растворимого пектина, влага в клетках под кожицей вскипает, образующиеся водяные пары разрывают кожицу, которая впоследствии легко отделяется в моечных машинах под действием вращающихся щеток или струй воды. Продолжительность очистки составляет 5-15 мин. Количество отходов снижается на 5-6 % по сравнению с механической очисткой. При термической очистке следует следить за толщиной проваренного слоя, она должна быть не более 1 мм, в противном случае излишнее разваривание увеличивает количество отходов. Отходы при такой очистке могут использоваться на корм скоту в жидком, сгущенном или сухом виде.

3.Химическая – обработка сырья нагретыми растворами щелочей. Под действием горячей щелочи происходит гидролиз протопектина, которым кожица прикреплена к поверхности плода, образуется растворимый пектин, молекула которого под действием щелочи омыляется с образованием солей пектиновых кислот и метилового спирта. В результате кожица легко отделяется от мякоти и легко смывается струями воды. Чаще всего используют растворы едкого натрия, реже – едкого калия или негашеной извести. Концентрация щелочи составляет от 2 до 10 %, продолжительность обработки от 3 до 15 мин. Необходимо полное удаление остатков щелочи с поверхности. Для этого используются ПАВ, нейтрализация щелочи 2 %-ным раствором лимонной кислоты. Количество отходов при таком способе очистки составляет 23-25 %. Существенным недостатком данного способа является то, что отходы нельзя использовать без специальной обработки для пищевых целей, щелочь может проникать в мякоть и ухудшать окраску и вкус.

Измельчение сырья

Измельчение может проводиться по-разному, в зависимости от того, нужно ли придать сырью определенную форму или же требуется раздробить его на мелкие кусочки или частицы, не заботясь о форме.

Для увеличения активной поверхности испарения влаги, ускорения процесса бланширования и сушки сырья овощи и плоды режут на брусочки высокой 3-8 мм шириной 6-9 мм и длиной 10-50 мм; широкие пластинки и кубики с гранями 5-10 мм; лук, яблоки и картофель шинкуют также на кружки толщиной 3-7 мм, капусту – на стружку шириной 3-5 мм.

В последние годы большим спросом пользуются сушеные продукты, нарезанные кубиками. Они имеют хороший внешний вид, высокую насыпную плотность (0,35 кг/дм3), более устойчивы к механическим воздействиям, но выход нестандартных кубиков при резке может достигать до 30 %.

Уменьшение толщины частиц сырья менее 2-3 мм увеличивает потери крошки при резке, а увеличение более чем на 5 мм замедляет процесс сушки. Содержание мелочи в нарезанном сырье должно быть не более 5-8 %.

Неравномерная резка по толщине и ширине, наличие слипшихся или не полностью разрезанных частиц недопустимы, так как нарушается режим термической обработки и ухудшается качество. Поверхность среза должна быть ровной и гладкой. В этом случае клетки сырья меньше разрушаются.

При резке картофеля происходит частичное разрушение клеточных стенок и освобождается часть крахмальных зерен из клеток. Свободный крахмал при последующих технологических операциях (бланшировании) клейстеризуется, это придает частицам картофеля клейкую структуру, ухудшает аэродинамические условия удаления влаги при сушке. Поэтому частицы картофеля после резки обязательно подвергают мойке для удаления высвобожденных крахмальных зерен.

Рисунок 2.3 – Измельчённое растительное сырьё

Резка применяется при использовании конвективного способа сушки. Для резки применяются различные типы машин:

-Шинковальные – для резки капусты, лука, яблок на кружки, кольца и стружку.

Рисунок 2.4 – Шинковальная машина

-Дисковые с прямыми плоскими ножами для резки корнеплодов на широкие пластины, столбики и яблоки на кружки.

-Комбинированные овощерезки типа «Ритм» для резки на пластины, столбики и кубики.

Рисунок 2.5-Комбинированная овощерезка «Ритм»

Большое количество механических устройств применяется для измельчения сырья на бесформенные кусочки или на однородную пюреобразную массу (дробилки, протирочные машины). Такой способ измельчения используется при кондуктивном способе сушки, распылительной сушке. Чем тоньше измельчение, тем больше площадь поверхности испарения влаги и, следовательно, выше скорость сушки.

Бланширование сырья

Бланширование – одна из важнейших подготовительных операций перед сушкой. Теплопередающей средой является вода или пар. Воздействие тепла – основной фактор, который влияет на изменение структуры и химического состава сырья.

Лук, яблоки, грушу, айву, абрикосы не подвергают тепловой обработке, они поступают на сушку без существенного изменения структуры, химического состава и коллоидных свойств.

Тепловую обработку картофеля, моркови, свеклы, капусты, зеленого горошка применяют для ускорения процесса сушки, лучшей сохранности при сушке, а также для лучшей восстанавливаемости. При бланшированииинактивируются окислительно-восстановительные и гидролитические ферменты. Это предохраняет сырье от потемнения, способствует сохранению вкуса, цвета, аромата, консистенции. Режим бланширования определяется реакцией на пероксидазу – наиболее термоустойчивый фермент. Для его инактивации температура в центре частицы должна быть 88 °С.

Режимы бланширования зависят также от температуры, вида среды, продолжительности процесса и размера частиц. Бланширование нарезанных овощей проводится при водой или паром при температуре 94-100 °С в течение 3-8 мин. Бланширование в воде приводит к значительным потерям сухих веществ по сравнению с бланшированием паром (потери сахара в 3 раза, витамина С в 1,5 раза).

В процессе тепловой обработке сырья перед сушкой растительная ткань претерпевает значительные изменения. Наибольшим изменениям подвержен крахмал картофеля и зеленого горошка. При нагревании до температуры 46 °С зерна крахмала за счет поглощения воды набухают, увеличиваются в объеме. При дальнейшем нагревании, когда температура в клетках достигнет 59 °С, происходит клейстеризация крахмала, она заканчивается при температуре 65 °С. При этом крахмальные зерна значительно увеличиваются в объеме, мембраны крахмальных зерен лопаются и крахмал заполняет все содержимое растительной клетки серой массой. Клейстеризованный крахмал определяет консистенцию бланшированных овощей.

Рисунок 2.6 - Бланширователи растительного сырья

При бланшировании изменяется конфигурация белковых молекул, происходит их денатурация при температуре выше 63°С. Это приводит к усадке и уплотнению растительных тканей, к уменьшению их гидрофильности. Этим создаются лучшие условия для сушки, но ухудшается набухаемость и развариваемость сушеных продуктов.

При бланшировании, когда температура ткани достигает 60-65°С, происходит гидролиз нерастворимого протопектина срединных пластинок и стенок клеток до растворимого пектина. В результате этого уменьшается прочность сцепления клеток, нарушается избирательная проницаемость клеточных мембран, состояние тургора исчезает, наступает явление плазмолиза, давление по обе стороны клеточной оболочки выравнивается, часть влаги переходит из клетки в межклеточное пространство, вытесняя оттуда воздух.

В растительных материалах с незначительным содержанием крахмала (морковь, свекла, капуста) часть вытесненной влаги становится несвязанной, а в высококрахмалистых материалах (картофель, зеленый горошек, крупы) эта влага поглощается крахмальными зернами.

При бланшировании свеклы сахарный сироп (среди сахаров свеклы преобладает сахароза) проникает в межклеточные пространства и закупоривает поры и тем самым затрудняет удаление влаги при последующей сушке. Поэтому бланширование картофеля, свеклы и других овощей проводится не столько для ускорения процесса сушки, сколько для улучшения сохранности и восстанавливаемости сушеных продуктов. Так, развариваемость бланшированного картофель увеличивается практически в 2 раза.

Ускорение сушки бланшированных моркови и капусты объясняется уменьшением прочности сцепления клеток, потерей полупроницаемости клеточных оболочек, выделением влаги в межклеточное пространство.

Поэтому способы (в воде, паром, в растворах солей, кислот ) и режимы бланширования определяют видом растительных материалов, предусмотренных для сушки.