UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRICOLE SI MEDICINA VETERINARA CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE AGRICULTURA Specializarea Tehnologia prelucrarii produselor agroalimetare
TEHNOLOGIA CONSERVELOR SI SEMICONSERVELOR VEGETALE SEF LUCRARI DR. ING. ADRIANA PAUCEAN
1
Notiuni generale Industria prelucrarii legumelor si fructelor are un specific aparte datorita materiilor prime pe care le foloseste- produse vegetale cu risc crescut de perisabilitate si a caracterului sezonier al activitatii acesteia. Astfel obiectivul principal al acestei industrii este acela de a furniza populatiei produse sigure, fie sub forma semiprocesata fie sub forma procesata, caracterizate de o valoare nutritiva cat mai ridicata. In tarile industrializate cateva dintre motivele dezvoltarii industriei prelucrarii legumelor si fructelor sunt: •
Diversificarea ramurilor industriei alimentare nationale, mai ales pentru scaderea importurilor
•
Stimularea productiei agricole nationale (ecologice)
•
Crearea de noi locuri de munca in domeniul agricol si industrial
•
Reducerea pierderilor de legume si fructe
•
Imbunatatirea modului de alimentatie a populatiei prin utilizarea in alimentatie a materiilor prime indigene, de caliate si ecologice
•
Dezvoltarea gamei sortimentale prin obtinerea de noi tipuri de produse procesate
Practic orice fruct sau leguma poate fi procesat, dar exista cativa factori ce influenteaza aceasta alegere: •
Cererea pentru existenta pe piata a unui anume produs procesat
•
Calitatea materiei prime folosite
•
Posibilitatea de aprovizionare in mod regulat cu materia prima respectiva
•
Modalitatea de prelucrarea a materiei prime
Exista de ex. anumite materii prime care pot fi excelent consumate in stare proaspata dar care datorita procedeelor de conservare folosite ( temperaturi, presiuni ridicate sau anumite manipulari) sa nu mai fie corespunzatoare ( ex. anumite tipuri de tomate sunt improprii obtinerii pastei de tomate sau fructele exotice-mango, ananas – sunt mult mai gustoase si mai nutritive daca sunt consumate proaspete). In general un centru bun de procesare a legumelor si fructelor trebuie sa aiba un plan optim de procesare bazate pe legaturi concrete cu furnizorii de materie prima precum si cu cei din reteaua de comercializare iar planul productiei trebuie sa aiba in vedere o gama sortimentala cat mai diversa astfel ca unitatea sa lucreze 2
un numar cat mai mare de luni pe an. In acelasi context trebuie avut in vedere un flux tehnologic cat mai flexibil, cu utilaje pastrate mereu intr-o perfecta stare de functionare si igienizare ca sa poata fi folosite imediat pentru un nou flux tehnologic atunci cand este cazul. In functie de capacitatea de prelucrare fiecare unitate trebuie sa fie capabila sa proceseze simultan un numar minim de fructe si legume.
1.Fructele si legumele- materie prima- caracteristici, proprietati Fructele si legumele au o multitudine de similaritati in ceea ce priveste compozitia chimica, cultivarea, recoltarea, depozitarea si procesarea industriala. De fapt cele mai multe legume pot fi considerate fructe, din punct de vedere botanic, definitia fructelor fiind aceea ca ele adapostesc seminte. In mod curent procesatorii industriali considera fructe acele vegetale ce pot fi utilizate ca desert ( sunt dulci) si legume pe acelea care se consuma in cadrul unui meniu de baza (in componenta unui preparat culinar). Exista mai multe criterii de clasificare a legumelor si fructelor. Dintre acestea amintim: clasificarea dupa provenienta din o anumita parte a plantei, clasificarea dupa proprietatile morfologice, clasificarea dupa proprietatile tehnologice etc. Cele mai utilizate clasificari sunt: Legumele În cazul legumelor vegetative, în alimentaţie se folosesc părţile vegetative ale acestora: frunzele, rădacinile, tulpinile, mugurii, inflorescenţele, tuberculii. Această categorie cuprinde următoarele grupe: -
legume tuberculifere (cartof, batat, topinambur);
-
legume rădăcinoase (morcov, pătrunjel, păstârnac, ridiche, ţelină, sfeclă);
-
legume frunzoase (spanac, salată, măcriş);
-
legume bulbifere ( ceapă, usturoi, praz)
-
legume perene (sparanghel, revent, anghinare);
-
legume condimentare (mărar, pătrunjel, ţelină, leuştean, cimbru).
Legumele fructoase se caracterizează prin faptul că în alimentaţie se folosesc fructele sau seminţele acestora. Legumele fructoase se compun din următoarele grupe: -
legume bostănoase ( castraveţi, dovlecei, pepeni); 3
-
legume solano-fructoase (tomate, ardei, vinete);
-
legume păstăioase(mazăre, fasole, bob, bame);
-
legume graminee (boabe de porumb pentru conservare). Fructele
Din punct de vedere structural, fructele proaspete se împart în următoarele clase: -
fructe sămânţoase (bace false: mere, pere, gutui), la care fructul este o
poamă cu seminţele în lojele seminale; -
fructe sâmburoase (drupe: cireşe, vişine, caise, piersici, prune), la care
fructul este o drupă ce conţine un singur sâmbure lemnos; -
fructele arbuştilor fructiferi (struguri, coacăze, csăpşuni, zmeură), la
care fructul este o bacă adevărată sau o poliachenă cu seminţele dispuse în pulpă; -
fructele nuciferilor (nuc, alun, castan, migdal);
-
fructe subtropicale şi tropicale (portocale, mandarine, lămâi, grape-fruit,
banane, curmale). Clasificarea tehnologica- dupa componentul chimic principal 1. amidonoase: cartofi, ardei, pastarnac, patrunjel, castan
2. bogate in zaharuri: struguri, mere, pere, gutui, prune, caise, cirese, visine, piersici, sfecla de zahar 3. bogate in sb. pectice si acizi: lamai, coarne, agrise, coacaze, corcosuse 4. bogate in acizi, sarace in sb. pectice: visine, porumbele, afine 5. sarace in acizi, bogate in sb. pectice: gutui, zmeura, cirese, ridichi 6. bogate in sb grase: alune, nuci, seminte de struguri, samburi grasi 7. bogate in sb. proteice: mazare, fasole, linte, brocoli, varza de Bruxelles, alune de pamant 8. aromate: ceapa, usturoi, hrean, leg. cu frunze si radacinoase
1.1 Conditii de calitate tehnologica a legumelor si fructelor Calitatea tehnologica reprezinta ansamblul de insusiri fizice, senzoriale, chimice si microbiologice pe care trebuie sa le aiba fructele si legumele pentru a fi transformate in produse valoroase din punct de vedere alimentar, cu durata mare de conservare. Este influentata de mai multi factori: 1. factori climatici- temperatura, precipitatiile, lumina, altitudinea 4
2. factori pedologici- compozitia solului, textura solului, gradul de aeratie,
temperatura, umiditatea solului 3. factori agrotehnici- ingrasaminte, irigatii, tratamente fitosanitare
Grad de maturare reprezinta marimea, culoarea, gustul, textura, aroma pe care le prezinta fructele si legumele, precum si raportul dintre continutul de apa si substanta uscata si intre componentii acesteia. Se disting: 1. maturitate de consum- pot fi consumate 2. maturitate comerciala- pot fi comercializate 3. maturitate tehnologica- au insusirile cerute de unele operatii tehnologice
din procesul de prelucrare, transport si depozitare precum si de produsul finit. Deci la maturitate tehnologica, fructele si legumele au compozitia chimica si insusirile fizice si senzoriale optime prelucrarii. Starea de prospetime se refera la legumele si fructele proaspat recoltate au stare de turgescenta, fermitate mare, rezista bine la solicitari fizico-mecanice (de la manipulari, transport, depozitare, prelucrare). Pot apare doua situatii: •
turgescenta= stare modificata a aspectului exterior al tesuturilor ca urmare a exercitarii unei presiuni osmotice intracelulare de la interior spre exterior ca urmare a componentelor chimice dizolvate in sucul celular
•
plasmoliza= stare modificata a aspectului exterior al tesuturilor , ca urmare a contractarii protoplasmei celulare prin modificarea presiunii osmotice; apare la evaporarea apei, tratarea cu solutii de zahar sau sare, fierbere.
Stare sanitara- legumele si fructele sa nu fie atacate de boli, insecte daunatori iar incarcatura microbiana sa fie conform STAS. 1.2 Insusiri fizice ale legumelor si fructelor FORMA- caracteristica speciei, soiului MARIMEA- e redata prin masa, dimensiuni, volum; daca in procesul tehnologic se introduc materii prime uniforme ca dimensiuni, e posibila prelucrarea mecanizata si obtinerea de produse finite de calitate constanta MASA- se exprima in grame sau kilograme sau prin numarul de bucati la kilogram 5
VOLUMUL- se exprima in cm3 si se masoara prin cantitatea de apa dislocuita MASA SPECIFICA- g/cm3, depinde de gradul de coacere si conditioneaza direct rezistenta mecanica MASA VOLUMETRICA- variaza functie de forma, marime, masa specifica, are importanta pt. stabilirea spatiului necesar pentru depozitare, kg/m3; CALDURA SPECIFICA- cantitatea de caldura sau de frig necesara pentru ridicarea sau coborarea temperaturii cu 1ºC FERMITATEA STRUCTO-TEXTURALA-rezistenta pe care o opun fructele si legumele la exercitarea unei presiuni exterioare; depinde de maturitate, textura, compozitie chimica, caracteristici structurale 1.3 Insusiri senzoriale ale fructelor si legumelor Sunt insusiri ce pot fi percepute cu ajutorul simturilor si constituie factori importanti in stabilirea calitatii fructelor si legumelor. CULOAREA- este foarte variata, se datoreaza pigmentilor si depinde de gradul de maturitate GUSTUL- e specific fiecarei specii, soiului si e determinat de continutul in unii compusi chimici: glucide, acizi organici, polifenoli AROMA- contribuie la definirea calitatilor gustative, e o caracteristica complexa de gust si miros MIROSUL- reprezinta senzatiile produse de unele sb. volatile asupra organului olfactiv- uleiuri eterice
1.4 Compoziţia chimică a legumelor şi fructelor 1.
APA
LIBERA LEGATA
80-90% in fructe 90-95% in legume
2. SUBSTANTA USCATA 2A. SUBSTANTE ORGANICE
9-17.5% Monoglucide:- pentoze: riboza
1. GLUCIDE 8-12% fructe
-- hexoze: glucoza, fructoza Oligoglucide: diglucide: 6
zaharoza,maltoza, rafinoza 4% legume Poliglucide: amidon, inulina, celuloza,hemiceluloza, pectine,,gume, mucilagii
2. LIPIDE: gliceride, ceruri vegetale, steride, lecitine 0.5%- continut mediu Exceptie: nuci 55% ( fructele oleaginoase, samburii grasi) Aminoacizi 3.PROTIDE glicina 1% fructe 1-5.5% legume
Proteine:
legumina,
faseolina,
Proteide(complexe):
tuberina,
nucleoproteide,
cromoproteide Liposolubile: A,D,E,K, 4. VITAMINE
Hidrosolubile: B1,B2, B6,B12, C, PP, H
5.ENZIME: oxidoreductaze, transferaze, hidrolaze, lipaze, izomeraze 6. SUBSTANTE DE CRESTERE: fitohormoni Clorofilieni: clorofila 7. PIGMENTI:
Carotenoidici: licopina, carotina, xantofila Antocianidinici: oenidina
8.ACIZI ORGANICI: oxalic, succinic, malic, tartric, citric, glicolic, piruvic, formic, acetic, galacturonic, fumaric, etc. 9.GLICOZIZI:
amigdalina,
prunazina,
flavone,
sinigrina
etc.
si
ALCALOIZI: solanina 10.TANINURI: catechina, epicatechina, galocatechina 11.ULEIURI ETERICE: terpenoide, mirceni, linalol, limonen, carvona, pinen ETC. 7
12.FITONCIDE: alicina, tomatidina etc. 2B. SUBSTANTE MINERALE 0.28-2.5% MACROELEMENTE: K,Na,Ca, Mg, Fe, Zn, Al
oxizi, saruri
ale acizilor OLIGOELEMENTE: Cu, Pb, As, Sn, P,S,Cl
carbonic,
fosforic, sulfuric, sil icic, boric, clorhidric
Compoziţia chimică a legumelor şi fructelor este diferită şi depinde de gradul de maturitate, durata şi condiţiile de păstrare. Apa se prezinta sub trei forme: -
Apa libera, care cu substantele minerale sau organice formeaza solutii in vacuolele celulelor
-
Apa de imbibare, legata coloidal, se gaseste atat in protoplasma cat si-n nucleu si membrana
-
Apa de constitutie legata de compusii chimici.
Apa indeplineste o multitudine de roluri de la procesele legate de ciclul de viata al plantelor, la proceselor fiziologice- respiratie, transpiratie, starea de prospetime si procesele ce au loc la pastrarea produselor vegetale. Glucidele (hidratii de carbon) prezente în compoziţia legumelor şi fructelor sunt reprezentate
de:
glucoză,
amidon,
fructoză,
celuloză,
hemiceluloză.
Monoglucidele şi oligolucidele sunt mai frecvente în fructe şi în cantităţi mai reduse în legume, cu excepţia morcovului, sfeclei, cepei. Unele glucide (glucoza, maltoza) pot forma in timp, cu aminoacizii usor solubili (glicina, asparagina) produsi de culoare bruna-substante melanoide- a caror prezenta degradeaza calitatea produselor. Degradarea se mai produce si prin caramelizarea glucozei la peste 160°C, prin transformarea succesiva in glucozan si levulozan apoi in izozaharan, caramelan, caramelen si in stadiu final de degradare in caramelin. Amidonul este prezent în cantităţi mai mari în legume (în cartofi 20-25 %, mazăre verde 5-6 %), iar în fructe, conţinutul de amidon nu depăşeşte 1,5- 2 %. In fructe 8
este prezent in general in fructele necoapte ( ex. Merele de iarna in momentul recoltarii contin 1-1,5% amidon) Celuloza este substanţa de bază a scheletului celular şi învelişurilor, conţinutul ei variind între 0,2-2,8 %. Celuloza este însoţită de hemiceluloză şi substanţe pectice. Substantele pectice sunt reprezentate de protopectina, pectina si acizi pectici (2%). Substanţele azotate sunt sub forma de aminoacizi, amine, amide si proteine. Proteinele din legume şi fructe sunt reprezentate în special de albumine. Cele mai mari cantităţi de proteine conţin legumele pentru păstăi şi boabe (2,4-6,5 %), legumele vărzoase (1,8-4,8%), legumele frunzăroase (1,5-3 %). Dintre acizii organici, produsele vegetale conţin în special acid malic şi acid citric. Acidul oxalic se găseşte în spanac şi măcriş; cantităti mici de acizi conţin: dovleceii, pepenii, perele, piersicile.Alti acizi organici in forma libera sunt acidul formic si benzoic. Glicozidele conferă unor fructe si legume un gust amărui, consumate în cantităţi mai mari, pot provoca intoxicatii grave. Cele mai importante glicozide sunt: solanina (cartofi încolţiţi, tomate verzi, vinete), sinigrina (hrean), amigdalina (miezul sâmburilor de caise, prune, vişine). Pot conferi caracter condimentar, exemplu in mustar, hrean, telina, patrunjel Fructele şi legumele proaspete sunt bogate în substanţe minerale (0-2%), în special potasiu, sodiu, calciu, fosfor, magneziu, fier. Conţinutul de grăsimi din legume şi fructe este foarte redus (sub 1%), excepţie fac sâmburii şi seminţele ( 12-18% in samburii de struguri, 40% in samburii de caise). Uleiurile eterice imprimă fructelor şi legumelor un miros specific, chiar la concentraţii foarte mici.Principalele uleiuri eterice din produsele vegetale sau cele din clasa terpenilor (limonenul), din grupa alcoolilor şi fenolilor (mentolitimolul) şi din grup aldehidelor (aldehida cinamică, vanilina). Fitoncidele sunt substanţe de natură vegetală cu acţiune antibiotic, unele fitoncide au şi proprietăţi insecticide. Din punct de vedere chimic fitoncidele prezintă o mare diversitate de structură, aparţinând glicozizilor, alcaloizilor, uleiurilor eterice. Fitoncidele cele mai răspândite sunt: alicina (ceapa, usturoiul), sinalbina 9
(muştar negru), tomatina (tomate) altele. Substanţele tanante sunt larg răspândite în regnul vegetal, contribuind la formarea gustului, culorii produselor şi exercită şi o acţiune conservantă. În majoritatea legumelor şi fructelor se găsesc în cantităţi neînsemnate (0,1-0,2%) iar în porumbe, gutui, coarne,curmale, struguri conţinutul lor este mai mare (0,51,5%). Cele mai răspândite substanţe polifenolice din legume şi fructe sunt taninurile, catehinele. Pigmenţii determină culoarea specifică a unor organe şi ţesuturi vegetale; sunt localizaţi în cromoplaste sau dizolvaţi în sucul celular. Principalii pigmenţi din legume şi fructe sunt: carotenul (pigmentrul portocaliu din morcovi, spanac, sfeclă roşie, piersici), licopina (pigment roşu din tomate, ardei, maceşe) clorofila (pigment verde din legume şi fructe de culoarea verde). Pigmenţii antocianici sunt de culoare roşie, violetă sau albastră (culoarea fiind în funcţie de pH-ul mediului) şi se găsesc în struguri roşii, varză roşie, mure. Legumele şi fructele proaspete sunt cele mai importante surse de vitamina C, au provitamina A (caroten) şi cantităţi mici de tiamină şi riboflavină. Legumele şi fructele se caracterizează printr-o valoare nutritivă deosebită cea mai ridicată dintre produsele alimentare, deoarece la un aport energetic redus conţin o cantitate foarte mare de vitamine şi bioelemente, ceea ce are importanţă pentru echilibrarea dietei omului contemporan, care este dezechilibrată din acest punct de vedere. Ele sunt excelentă rezervă de vitamine pentru acidul ascorbic, vitamina P şi betacaroten, fiind singurele surse disponile. Vitamina C, din fructe şi legume, cu rol important fiziologic, este mult mai activă decât acidul ascorbic de sinteză, una din explicaţii fiind aceea că este însoţită de vitamina P şi alte substanţe antioxidante cu rol protector.Aceste vitamine au un rol antioxidant deosebit si impreuna cu alte substante bioactive din fructe si legume confera caracterul functional. Legumele şi fructele au un potenţial alcalin ridicat, ceea ce favorizează menţinerea reacţiei uşor alcaline a sângelui, cunoscând faptului că majoritatea alimentelor de origine animală, cu excepţia laptelui, au cenuşa acidă. În fructe şi legume , cationii sunt legaţi de acizi organici (malic, citric, tartric), care se scindează în organism, punând în libertate ioni de sodiu şi potasiu. Ionii de 10
potasiu, calciu şi magneziu, realizează o neutralizare a produselor acide ce pătrund cu alimentele sau se formează în procesele metabolice. Sărurile de potasiu se găsesc în cantitate mai mare decât sărurile de sodiu, ceea ce influenţează pozitiv metabolismul apei din ţesuturi, permiţând eliminarea apei excedentare. Sărurile de potasiu reduc capacitatea proteinelor tisulare de a reţine apa, având un efect antagonic faţă de sodiu. În felul acesta se explică efectul diuretic al legumelor şi fructelor şi rolul pozitiv în eliminarea surplusului de apă şi substanţe nocive din organism. Tabel nr. 1 Compozitia chimica comparativa pentru cateva legume si fructe Carbohidrati Proteine Lipide Cenusa Apa
Produs Cartofi albi
18.9
2.0
0.1
1.0
78
Cartofi dulci
27.3
1.3
0.4
1.0
70
Morcovi
9.1
1.1
0.2
1.0
88.6
Ridichi
4.2
1.1
0.1
0.9
93.7
Sparanghel
4.1
2.1
0.2
0.7
92.9
Mazare verde
7.6
2.4
0.2
0.7
89.1
Faina de mazare 17.0
6.7
0.4
0.9
75.0
Banane
24.0
1.3
0.4
0.8
73.5
Portocale
11.3
0.9
0.2
0.5
87.1
Mere
15.0
0.3
0.4
0.3
84.0
Capsuni
8.3
0.8
0.5
0.5
89.9
1.5 Structura celulei vegetale din legume si fructe Celula reprezinta elementul de baza al tesutului fructelor si legumelor si de insusirile pe care le prezinta la un anumit stadiu de dezvoltare depinde calitatea materiei prime destinate industrializarii. Celula vegetala este formata din membrana si continut celular. Membrana constituie scheletul exterior al celulei vegetale si este formata in cea mai mare parte din celuloza, impregnata cu lignina, suberina, cutina, substante pectice sau diverse substante coloidale. Partea vitala a continutului celular este formata din protoplasma, nucleu si plastide.
11
Protoplasma, avand un continut insemnat in apa, este alcatuita din substante pectice in amestec cu mici cantitati de hidrati de carbon, saruri minerale si grasimi. Datorita continutului proteic, prin incalzire la 50-70°C, masa protoplasmatica coaguleaza; protoplasma vie avand reactie alcalina, prezinta afinitate pentru substantele colorante acide. In functie de concentratia in care diverse substante se gasesc dizolvate in continutul celular, acestea creeaza presiunea osmotica din interiorul celulei, fapt care face ca membrana sa sufere o presiune de la interior la exterior, fenomen denumit turgescenta. Ca urmare a unor tratamente aplicate, ca: evaporarea apei, tratarea cu solutii de zahar sau sare, starea de turgescenta dispare dand nastere fenomenului (starii de plasmoliza) a celulei, care modifica aspectul exterior al tesuturilor. Nucleul constituie organul de inmultire a celulei prin diviziune si este format din membrana si plasma nuclera, un sistem polifazic de hidrosoli cu predominarea substantei proteice. Plastidele sunt granulatii de forma sferica sau ovala, formate din substanta proteica in amestec cu alte substante, a caror natura si proportie variaza dupa rolul pe care plastidele il joaca in viata celulei. Principala atributie a plastidelor este de a elabora substante nutritive, in functie de acestea putandu-se distinge plastidele care poarta urmatoarele denumiri: •
Leucoplaste-plastide lipsite de pigmenti coloranti, se gasesc in celulelel organelor subterane sau in albumenul semintelor; cele din tuberculii de cartof, elaboreaza amidon, de aceea se mai numesc aminoplaste
•
Cloroplaste- sunt grauntii de clorofila ce imprima culoare verde partilor vegetale expuse la lumina
Alti produsi ai plastidelor sunt carotenul – culoare rosie-portocalie si xantofila- culoare galbena. Licopenul este un izomer al carotenului, caruia i se datoreaza culoarea rosie a tomatelor. Carotenul este considerat o provitamina, molecula lui fiind scindata prin combinarea ci oxigenul formandu-se doua molecule de vitamina A. Pigmentii galbeni, derivati ai flavanolului prezenti in fructe si legume sunt: 12
quercetina din foile exterioare ale cepei si pigmentii antocianici cu culori de la albastru la rosu, coloratie ce variaza in functie de reactia mediului. Astfel in mediu acid, pigmentii antocianici au culoare rosie, in mediu neutru devin violeti iar in exces de alcalinitate trec in albastru.Sunt prezenti in visine, afine, mure, coacaze,sfecla rosie etc. Bioxidul de sulf decoloreaza pigmentii antocianici, reactia fiind reversibila la caldura; fenomenul are loc la fierberea pulpelor si marcurilor de fructe conservate cu bioxid de sulf. Alaturi de alte componente nutritive acesti pigmenti confera fructelor si legumelor importante proprietati functionale. Tabel nr. 2 Distributia compusilor chimici in celula vegetale Vacuole
H2O,
saruri
anorganice,
acizi
organici,
graunte
oleaginoase, glucide, pigmenti solubili in apa, aminoacizi, vitamine Protoplast - Membrane interne
proteine, lipoproteine, fosfolipide
plasmalema - Nucleu - Citoplasma cloroplaste
clorofila
mezoplasma (substanta de enzime, metaboliti intermediari, acizi nucleici baza) mitocondria
enzimes (proteine), Fe, Cu. Mo, vitamine, coenzime
microzomii
nucleoproteine, enzimes (proteine), acizi nucleici
Granule de amidon
Carbohidrati de rezerva (amidon), compusi cu fosfor
Strat aleuronic
Protein de rezerva 13
cromoplaste
pigmenti (carotenoidici)
Incluziuni lipidice
Trigliceride ale acizilor grasi
cristale
Oxalati de calciu, alte saruri
Pereti celulari - perete celular primar
celuloza, hemiceluloze, substante pectice
- zona mijlocie
Substante pectice and polizaharide necelulozice, Mg, Ca
- material de suprafata
Esteri ai acizilor grasi cu catena lunga si ai alcoolilor superiori
Datorita acestei structuri celulare fructele si legumele sunt vii in momentul recoltarii si continua sa respire eliberand dioxid de carbon, umiditate si caldura ceea ce influenteaza conditiile de depozitare, ambalare si refrigerare necesare. Pe langa aceste transformari fizice au loc si transformari chimice legate de modificarile suferite de unii compusi chimici ca: hidratii de carbon, pectinele si acizii organici precum si de implicatiile acestor transformari asupra anumitor proprietati ale produselor. Aceste modificari ale compusilor chimici sunt specifice tipului de produs vegetal, dar in general in produsele vegetale necoapte, pe masura coacerii are loc o scadere a continutului in amidon si o crestere a continutului in glucide (ex. Mere, pere); totusi nu intotdeauna amidonul este sursa noilor glucide formate. Mai mult aceste modificari sunt puternic influentate de temperatura de depozitare a produselor dupa recoltare. De exemplu in cartofii pastrati la temperaturi sub 10°C se formeaza cantitati noi de glucide, in timp ce in cartofii pastrati la peste 10°C acest fenomen nu are loc. Acest fenomen poate fi utilizat in cazul cartofilor destinati uscarii, prin vederea reducerea cantitatii de glucide formate si a minimalizarii reactiilor Maillard ce au loc la deshidratare sub actiunea temperaturilor ridicate. Transformarea substantelor pectice in produse dupa recoltare este un alt fenomen des intalnit. Are loc o transformare enzimatica (sub actiunea protopectinzei) a protopectinei insolubile in pectina solubila. Fenomenul afecteaza textura produselor care se inmoaie. Ulterior pectina solubila este degradata de 14
catre pectin-metil-esteraze. Continutul de acizi organici din fructe scade pe timpul depozitarii si coacerii. Exemple sunt merele si perele, dar mai insemnate sunt scaderile din portocale, unde aciditatea si continutul de glucide are un efect major asupra calitatii sucului. Scaderea aciditatii are influente nu numai asupra gustului de acru ci si asupra unor pigmenti sensibili la valorile de pH. Un aspect foarte important este acela ca vascozitatea gelului pectinic este influentta de valoarea aciditatii si a continutului de glucide, ambele suferind transformari pe durata postrecoltarii.
Intrebari de autoevaluare 1. Clasificati fructele dupa componentul chimic principal. 2. Definiti urmatorii termeni: grad de maturitate, stare de prospetime, fermitate structo- texturala. 3. Realizati o schema a principalilor compusi chimici din legume si fructe. 4. Care sunt pigmentii intalniti in fructe si legume? Care este importanta cunoasterii acestora?
2. Factori ce influenteaza calitatea legumelor si fructelor. Posibiltati de control Una dintre responsabilitatile cele mai importante ale procesatorilor de 15
legume-fructe este pastrarea calitatii nutrientilor din aceste materii prime pe parcursul tututror fazelor tehnologice. De aceea este important sa se cunoasca factorii ce influenteaza acesti nutrienti si modul lor de actiune. Din tabelul nr. 3 se poate observa cum se comporta diferiti nutrienti din legume si fructe sub influenta factorilor de mediu.in afara vitaminelor, alti compusi nutritivi afectati dunt aminoacizii esentiali si sarurile minerale. Desi multe vitamine sunt distruse chiar si-n proportie de 75% de acesti factori, tehnologiile moderne de procesare trebuie sa aiba in vedere ca operatiile tehnologice sa nu produca pierderi mai mari de 25%, urmarindu-se pastrarea unei valori nutritive a produsului finit cat mai apropiata de cea initiala. Tabel nr. 3 Sensibiltatea nutrientilor la diversi factori de mediu Nutrient
Neutru Acid Alcalin Aer Lumina caldura Pierderi la pH =7 pH<7 pH >7 (Oxigen) procesare,%
Vitamine Vitamina A
S
I
S
I
I
I
0-40
Acid Ascorbic (C) I
S
I
I
I
I
0-100
Biotina
S
S
S
S
S
I
0-60
Carotenii
S
I
S
I
I
I
0-30
Colina
S
S
S
I
S
S
0-10
Cobalamina(B12) S
S
S
I
I
S
Vitamin D
S
-
I
I
I
I
grasi S
S
I
I
I
S
Acizi
0-10
esentiali 16
Acid Folic
I
I
S
I
I
I
0-100
Inositol
S
S
S
S
S
I
0-95
Vitamina K
S
I
I
S
I
S
0-5
Niacina (PP)
S
S
S
S
S
S
0-75
Acid Pantotenic
S
I
I
S
S
I
0-50
Acid p-Amino
S
S
S
I
S
S
0-5
Vitamina B6
S
S
S
S
I
I
0-40
Riboflavina(B2)
S
S
I
S
I
I
0-75
Tiamina (B1)
I
S
I
I
S
I
0-80
Tocoferoli (E)
S
S
S
I
I
I
0-55
benzoic
•
I-instabil, S-stabil
1. Modificari enzimatice Enzimele endogene pot provoca modificari dorite sau nedorite in produsele vegetale. Intre acestea amintim: a) Maturizarea si alterarea fructelor si legumelor dupa recoltare b) Oxidarea compusilor fenolici
din tesuturile vegetale sub actiunea
fenoloxidazelor (cunoscuta sub denumirea de imbrumare enzimatica) c) Transformarea amidonului in glucide sub actiunea amilazelor d) Demetilarea substantelor pectice sub actiunea protopectinazei cu influenta asupra texturii produselor Pentru a controla efectele nedorite ale actiunii enzimelor endogene, se folosesc factori ca: temperatura, pH-ul, activitatea apei 2. Modificari chimice 2.1 Modificari ce influenteaza proprietatile senzoriale sunt oxidarea
lipidelor, imbrumarea non-enzimatica si modificarile de culoare si 17
aroma. a. Oxidarea lipidelor este influentata de lumina, de concentratia oxigenului, temperaturile ridicate, prezenta catalizatorilor metalici (Fe, Cu) si activitatea apei. Controlul acestor factori poate reduce substantial oxidarea lipidelor. b. Imbrumarea non-enzimatica sau imbrumarea Maillard( cu formarea polimerilor colorati brun, insolubili), este una din cauzele cele mai frecvente de deteriorare a calitatii produselor depozitate sub forma uscata sau concentrata. c. Modificarile de culoare ale diversilor pigmenti din legume si fructe:
Clorofilieni- sufera o transformare pana la culoarea gri, prin formarea fenofitinei sub actiunea caldurii si a pH-ului acid.
Antocianici- sufera schimbarea culorii la valori mari de pH dar modificarile pot apare si la ambalarea produselor datorita capacitatii acestor pigmenti de a forma complecsi cu metalele ca: Al, Fe, Cu , Sn. Din acest motiv materialele metalice folosite ca ambalaje trebuie sa fie protejate la interior cu lacuri speciale.
Carotenoizii- sufera in principal fenomene de oxidare ce sunt mai intense in prezenta luminii, a caldurii si a substantelor prooxidante; este mei putin intens daca exista in mediu antioxidanti.
d. Modificari de aroma se datoreaza compusilor ce rezulta prin
degradarea acizilor grasi cu catena lunga, compusi cunoscuti sub denumirea de off-flavour, deoarece dau arome necaracteristice sau de alerare legumelor si fructelor. In acest sens materialele de ambalaj trebuie fie sa permita eliminarea aromelor nedorite fie sa le absoarba. 2.2 Modificari ce influenteaza calitatile nutritive
pot fi reduse prin
controlarea parametrilor ce afecteaza nutrientii (vezi tabel 2): temperatura, pH, lumina, oxigen, activitatea apei. O generalizare a acestor modificari este greu de realizat datorita diversitatii compusilor prezenti in produsele vegetale si a gamei sortimentale vaste a acestora. 18
Cea mai afectata este vitamina C sub actiunea conditiilor de mediu: pH, urme de metale, concentratia de oxigen, temperatura crescuta. Materialul din care e confectionat ambalajul poate influenta considerabil stabilitatea acestei vitamine prin capacitatea sa dea impiedica patrunderea oxigenului, a umiditatii dar si prin compusii chimici pe care-i contine. Un exemplu elocvent este instabiliatea vitaminei C in sucurile de fructe ambalate aseptic datorita materialului de ambalaj care este necorespunzator.Degradarea aeroba sau anaeroba a acidului ascorbic este puternic influentata de valoarea activitatii apei, reactia desfasurandu-se cu o viteza exponentiala la valori aw= 0,1-0,8. 3. Modificari fizice- sunt mai intense in cazul produselor deshidratate, care
se prezinta sub forma de pulbere (fulgi) si se datoreaza absorbtiei umiditatii din mediu de catre pulbere cu formarea unor aglomerari. Fenomenul se poate stopa prin folosirea de materiale de ambalaj impermeabile si prin folosirea agentilor anti-aglomerare. 4. Modificari
transformari
microbiologicedorite
cat
microorganismele si
transformari
pot
nedorite;
provoca astfel
atat unele
microorganisme prin metabolitii produsi contribuie la conservarea produsului( bacterii lactice in fermentatia lactica) iar altele sunt agentii principali ai alterarilor( bacterii, mucegaiuri, drojdii). Cele care se dezvolta cel mai rapid sunt bacteriile mai ales daca produsele sunt pastrate in conditii necorespunzatoare de temperatura si umiditate. Fructele si legumele proaspete sunt alimente foarte perisabile, de aceea trebuia luate masuri stricte in ceea ce priveste depozitarea lor in stare proaspata sau procesarea lor imediata pana la o forma (semifabricat sau produs finit) care sa le asigura conservarea. Dezvoltarea microorganismelor este dependenta de factori intrinseci si extrinseci. Dintre factorii intrinseci produsului sunt: pH-ul, activitatea apei, compozitia chimica, prezenta compusilor antimicrobieni. Factorii extrinseci sunt parametrii din mediul de depozitare a produselor: temperatura, umiditatea relativa a aerului, compozitia chimica procentuala, in gaze, a atmosferei din mediul de depozitare. Pentru fructele si legumele ambalate in stare proaspata un rol important in protectia antimicrobiana il joaca materialul din care e confectionat ambalajul si modul de confectionare. 19
5. Modificari biologice- sunt datorate daunatorilor: insecte, paraziti,
rozatoare. Prin masuri stricte de igiena si controlul parametrilor din mediul de depozitare si de procesare acest risc poate fi redus la minimum. 2.1 Pastrarea fructelor si legumelor in stare proaspata Este o etapa a procesului de valorificare a legumelor si fructelor si consta in introducerea lor in spatii de pastrare special amenajate. Alegerea spatiului de pastrare si a metodei de depozitare depind de proprietatile fizico-chimice si fiziologice ale produsului si de timpul de depozitare. Factorii ce influenteaza durata de pastrare sunt: 1. Caracteristicile de specie si soi, dupa care fructele si legumele se impart in: •
Materii prime cu scurta depozitare (2-20 zile): capsuni, cirese, visine, tomate, vinete, ardei etc.
•
Materii prime cu durata lunga de depozitare (30-300 zile): mere, nuci, ceapa, usturoi,cartofi, radacinoase etc.
2. Temperatura de pastrare- influenteaza viteza de desfasurare a reactiilor chimice si biochimice, precum si viteza de evaporare a apei si care inhiba dezvoltarea microorganismenlor. Se disting urmatoarele niveluri de temperatura: •
Temperatura optima de pastrare
•
Temperatura critica, sub limitele careia se produc dereglari fiziologice
•
Temperatura letala, ce provoaca moartea tesuturilor Alegerea temperaturii de pastrare trebuie asfel facuta incat sa se reduca la maxim respiratia aeroba, responsabila de consumarea substantelor de rezerva,
fara
ca
sa
apara
respiratie
anaeroba,
care
afecteaza
metabolismul.De asemenea este foarte importanta mentinerea temperaturii la acest nivel constant. 3. Umezeala relativa a aerului din spatiul de depozitare, trebuie astfel aleasa incat sa reduca la minimum pierderile prin respiratie si transpiratie si sa nu favorizeze dezvoltarea microorganismelor (85%-95%). 4. Compozitia atmosfererei de depozitare, influenteaza prin continutul in 20
dioxid de carbon si de oxigen. Prin reducerea continutului de oxigen si cresterea celui de CO2, se reduce intensitatea respiratiei si se prelungeste durata de depozitare.Acesta este principiul de pastrare a legumelor si fructelor in atmosfera controlata sau modificata. 5. Ventilatia uniformizeaza temperatura, umezeala relativa si compozitia aerului din depozit; e necesara – vehiculare de 7-8 ori/ora. 6. Igiena depozitelor-urmareste prevenirea infectiilor si infestarilor. Se realizeaza prin varuire si tratare cu dioxid de sulf. 7. Lumina, care intensifica activitatea metabolica si activeaza transpiratia.De aceea depozitarea fructelor si legumelor se face la intuneric. 8. Substantele volatile ca: etilena ce intensifica procesele de maturare si reduc durata de pastrare; amoniacul pierdut accidental din instalatiile frigorifice influenteaza negativ pastrarea. In functie de timpul de depozitare si de specificul materiei prime, depozitarea se poate face astfel: 1. Pe rampe, sub copertina unde fructele si legumele sunt asezate in stive constituite din lazi sau palete suprapuse; este permis pentru materiile prime mai putin perisabile si pentru scurt timp. 2. Depozite special amenajate care pot fi: a. Simple, neracite artificial- racoroase, uscate, bine aerisite b. Depozite frigorifice- cu instalatii de racire si conditionare a aerului c. Cu atmosfera controlata Metodele cele mai utilizate pentru pastrarea fructelor si legumelor in stare proaspata sunt: o Depozitarea vrac, se preteaza la produsele cu rezistenta mecanica buna: ceapa, cartofi, varza alba si rosie, sfecla rosie. o Depozitarea in ambalaje- se practica la pastrarea de lunga durata in depozite cu ventilatie naturala : mecanizate, frigorifice sau cu atmosfera controlata. Procedeele cele mai utilizate sunt: depozitarea in atmosfera controlata, utilizarea radiatiilor gamma si a celor ultraviolete. Intrebari de autoevaluare 21
1. Care sunt principalele enzime si ce modificarile produc acestea in legume
si fructe? 2. Ce este si cum se manifesta ȋmbrunarea non-enzimatica? 3. Ce factori influenteaza durata de pastrare a legumelor si fructelor?
Explicati modul de influenta al temperaturii asupra duratei de pastrare. 4. Care sunt metodele si procedeele de pastrare a fructelor si legumelor?
3. Materii auxiliare folosite in industria conservelor vegetale Materiile auxiliare folosite
in industria conservelor si semiconservelor
vegetale sunt: apa, sarea comestibila, substantele indulcitoare (zahar, glucoza, fructoza), ulei, acizii alimentari (citric, acetic, tartric, lactic, ascorbic etc.), potentiatori de aroma (glutamat monosodic), substante pentru intarirea texturii (clorura de calciu), coloranti, pectina, substante conservante( bioxid de sulf, acid benzoic, benzoati, metabisulfit de sodiu etc.), ambalaje (metalice, din sticla, din materiale plastice, din materiale complexe, din hartie si carton sau din lemn). Toate materiile auxiliare folosite trebuie sa corespunda cerintelor cuprinse in standardele in vigoare. 1. Apa- are un rol important in fabricile de conserve vegetale deoarece are
intrebuintari multiple: Intra direct in componenta unor conserve ca solutie de sare (la conservele de legume), la prepararea siropului de zahar (pentru compot), la prepararea mustarului Este folosita in diferite operatii tehnologice: spalarea materiilor prime, oparirea, fierberea, racirea etc. Este folosita la spalarea recipientelor reciclabile; Este folosita la producerea aburului in cazanele generatoare de abur; Este folosita pentru igienizare utilajelor, spatiilor de productie si alte scopuri sanitare. Caracteristicile pe care trebuie sa le indeplineasca apa sunt prevazute in standardele in vigoare, care se refera la caracteristicile organoleptice, fizice,chimice, radioactive, bacteriologice si biologice. Astfel apa folosita 22
in industria conservelor trebuie: •
nu prezinte gusturi straine, cauzate de infectarea cu m icroorgnisme sau descompuneri de substante organice.
•
Fie incolora, colorarea apei indica prezenta sarurilor de fier sau o dezvoltare intensa de microorganisme, nu trebuie sa contina materiale in suspensie
•
Nu este admisa prezenta amoniacului, zincului, cuprului si nici a substantelor organice.
•
Sarurile de fier (peste 0,4-0,5 mg/l) favorizeaza innegrirea produselor cu continut de tanin, iar in contact cu proteinele se formeaza sulfuri, care in mediu acid dau nastere hidrogenului sulfurat care provoaca degradarea culorii produselor.
•
pH-ul trebuie sa fie usor alcalin
•
duritatea apei trebuie sa fie mijlocie intre 5-7 grade (1 grad de duritate= 1 mg CaO/ 100 cm3 apa); o duritate mare conduce in timpul fierberii legumelor la formarea pectatului de calciu sau magneziu ce provoaca rigiditatea tesuturilor superficiale si fierberea se realizeaza mai greu. Pe de alta parte, sarurile de magneziu in cantitati mari sunt daunatoare ambalajelor metalice, putand provoca coroziunea tablei. Apa semidura este intrebuintat cu succes la fabricarea muraturilor (ex. acidifierea naturala a castravetilor). Daca duritatea este mare produsele pot capata gust metalic. Obtinerea unei ape cu duritatea dorita se realizeaza in statii de tratare a apei.
•
Din punct de vedere bacteriologic trebuie sa fie indeplinite cerintele pentru apa potabila
2. Sarea . Din punct de vedere chimic sarea este clorura de sodiu cu o
puritate de 97,9-99%, care cristalizeaza in cuburi, este incolora, inodora atunci cand este pura. Sarea este solida si se poate prezenta sub diferite grade de sfarmare: bulgari, uruiala, sare marunta. Sarea trebuie sa corespunda cerintelor standardului pentru conserve vegetale. In industria conservelor, sarea se intrebuinteaza fie in stare solida, fie sub forma de solutii de diferite concentratii care se obtin prin dizolvarea in apa. Se dizolva usor in apa, cam in aceeasi proportie la cald sau la rece: la temperatura de 20°C, in 100 l apa se dizolva 35,8 kg sare iar la 100°C, 23
39,2 kg sare. Sarea trebuie sa corespunda cerintelor standardului pentru conserve vegetale. Dizolvarea sarii se realizeaza in fabrici intr-un percolator (filtru de sare), un aparat simplu pentru dizolvarea si filtrarea solutiei (saramura). Aparatul se compune dintr-un rezervor din otel inoxidabil(2) prevazut cu fund perforat, peste care se aseaza o panza de filtranta(4) si se pune un strat de sare de grosimea de 1m. La partea superioara rezervorul este prevazut cu o serpentina perforata(1) pentru distribuirea uniforma a apei. Apa care curge prin serpentina este obligata sa strabata stratul de sare (3) si in compartimentul de acumulare de la baza rezervorului se acumuleaza saramura saturata 1,5% (318g sare/ litru apa). Prin robinetul (5), portiuni din aceasta saramura ajung in rezervorul (6), prevazut cu agitatorul (7), unde se amesteca cu cantitati diferite de apa pentru a obtine saramura de concentratie dorita. Acest rezervor este prevazut cu sistem de incalzire tip serpentina cu abur si saramura se mentine la 85-90°C. Pentru a se evita actiunea coroziva a solutiei de sare se APA folosesc tabletele de sare (marimea corespunde concentratiei dorite in final) care se introduc in recipientele cu lichid fierbinte; la sterilizare tableta se va dizolva complet.
1
2
24
3 4
5
7
6
Fig. 1 Percolatorul de sare 3. Zaharul
este zaharoza cu puritate de 99,6-99,9%. Zaharul trebuie sa
indeplineasca conditiile legislatiei in vigoare din punct de vedere organoleptic, fizico-chimic si microbiologic. De obicei se foloseste zaharul tos care se adauga in produse fie in stare solida, fie sub forma siropului de zahar. Solubilitatea zaharului difera in functie de temperatura; la 100°C, 1 kg apa dizolva 4,87 kg zahar iar la 20°C doar 2,04 kg zahar. Prepararea siropului de zahar se poate face la rece cu ajutorul unui granulator asemanator percolatorului pentru sare sau la cald in aparate fierbatoare. Prepararea la cald este avantajoasa si pentru distrugerea microbiana, concentratia solutiei de zahar se poate determina cu refractometrul gradat in grade Balling. Se foloseste cu rol de indulcitor: compoturi dar in unele produse indeplineste si rol conservant : gemuri, marmelade, jeleuri etc. 25
4. Alte substante indulcitoare Glucoza- fabricata din amidon de porumb sau cartofi prin hidroliza acida sau enzimatica, este un amestec de dextroza, maltoza si dextrina si se livreaza sub forma lichida.Se foloseste la fabricarea marmeladei, dulcetii, gemurilor deoarece impiedica cristalizarea zaharozei din solutiile suprasaturate, da un luciu frumos si o consistenta untoasa. Xiloza- se prezinta sub forma unei pulberi cristaline albe, care se dizolva foarte usor in apa, are gust dulce, are valoarea indulcitoare egala cu jumatate din cea a zaharului. Se foloseste la fabricarea produselor dietetice (pentru diabetici) deoarece nu contribuie la ridicarea continutului de zahar din sange. Fructoza- se foloseste tot pentru preparatele dietetice fiind suportata mai bine de diabetici; valoarea de indulcire este 173 fata de 100 cat corespunde zaharozei. Sorbitolul- se utilizeaza tot pentru produse dietetice; este o pulbere alba, cu o valoare de indulcire de 48, are avantajul ca nu se degradeaza la tratamente termice. Obs. Zaharina- nu se foloseste deoarece se descompune la temperaturi ridicate. 5. Acizii alimentari- sunt utilizati la procesarea legumelor si fructelor cu
urmatoarele scopuri: •
Contribuie
la
formarea
gelului
pectinic
in
produsele
gelificate(gem, marmelada, jeleu) •
Impiedicarea fenomenul de inchidere la culoare
•
Contribuie la impiedicarea dezvoltarii microbiene
•
Corecteaza gustul unor produse
Principalii acizi folositi sunt: acetic, tartric, citric, lactic si ascorbic. Acidul acetic (otetul) se foloseste cu umatoarele scopuri:
Rol conservant : produse acidifiat artificial, marinate
Pentru gust in diferite sosuri (lichide de acoperire)
Se obtine din solutii concentrate (esenta de otet) prin diluare sau se 26
foloseste otetul obtinut prin fermentarea acetica a vinului. Concentratia otetului se exprima in grade de aciditate, ceea ce inseamna grame acid acetic la 100cm 3 otet (exemplu: 100 cm3 otet de 6° aciditate contin 6g acid acetic). Controlul concentratiei de otet se face in laborator prin diferite metode: chimice, fizice. Calculul cantitatii de esenta necesara pentru prepararea otetului se face cu formula: Cantitatea de otet= ( cantitatea de otet preparat x concentratia otetului)/ concentratia esentei Exemplu: Pentru prepararea a 1000 kg otet de 9°, din esesnta de 90°, cantitatea de esenta necesara este: C=( 1000 x 9)/ 90= 100 kg Otetul astfel preparat se pastreaza in vase inchise si la temperaturi joase, pentru a fi ferit de bacteriile de supraoxidare care pot descompune acidul acetic, mai ales in cazul otetului din vin. Nu e permisa pastrarea otetului in vase metalice deoarece e pot forma saruri otravitoare. Acidul tartric se extrage din tartratul (piatra ) depusa pe peretii vaselor in care se pastreaza vinul. Se prezinta sub forma de cristale sau pulbere care se dizolva usor in apa. Fiind higroscopic trebuie pastrat in recipiente bine inchise. Se foloseste la fabricarea marmeladei, a gemurilor, siropurilor sau a unor produse din legume pentru gustul acrisor. Acidul citric se obtine prin fermentarea melasei cu ajutorul unor mucegaiuri; se prezinta sub forma unor cristale incolore, mari, avand un gust acru puternic . Scopurile in care este folosit la procesarea fructelor si legumelor sunt: Fabricarea produselor gelificate Acidifierea lichidelor de acoperire Pentru invertirea zaharozei Acidul ascorbic este folosit acidul de sinteza, obtinut prin oxidarea controlata a sorbitolului; este o pulbere alba, usor solubila in apa, fara 27
miros si cu gust acru. Se utilizeaza pentru ca inlatura actiunea de oxidare a oxigenului care se manifesta prin modificari nedorite ale culorii si gustului. In acest scop se utiizeaza in compoturile de pere, piersici, mere, caise si-n conservele de ciuperci. 6. Condimentele- sunt substante alimentare care datorita gustului si
mirosului placut stimuleaza apetitul si intensifica secretia sucurilor gastrice. Din punct de vedere al valorii lor, condimentele se impart in: •
Plante condimentare, care au si valoare alimentara in afara de valoarea condimentara: ceapa, usturoi, hrean etc.
•
Condimente propriu-zise, care au numai valoare condimentara: piper, scortisoara, mustar, foi de dafin etc.
Condimentele se pot clasifica si dupa partile plantei de la care provin: •
Radacina: patrunjel, telina
•
Rizom: hrean
•
Bulb: ceapa, usturoi
•
Coaja: scortisoara
•
Frunze: dafin, maghiran, cimbru, marar, patrunje, tarhon
•
Flori: cuisoare, sofran
•
Fructe: anason, vanilie, piper, ardei rosu, chimen, coriandru
•
Seminte: mustar, nucsoara
Pastrarea condimentelor se face in magazii uscate, cu umiditatea aerului de cel mult 75%, aerisite, ferite de daunatori. Ambalarea condimentelor se face in saci, in lazi si in recipiente de sticla inchise bine. Ambalajele intrebuintate sunt alese in functie de condiment: de exemplu condimentele aromate sunt pastrate in recipiente inchise pentru a nu se pierde uleiurile eterice (volatile) ce dau valoarea condimentara. Continutul de apa al condimentelor nu trebuie sa depaseasca procentele descrise in tabelul 4. Alegerea condimentelor este in stransa legatura cu produsul preparat si reteta de fabricatie. Tabelul nr.4 28
Umiditatea admisibila la depozitarea condimentelor Condiment
Umiditate
Boabe mustar
10%
Nucsoara
12%
Anason
12%
Piper
14%
Chimen
13%
Coriandru
12%
Cuisoare
8%
Foi dafin
14%
Scortisoara
12%
7. Colorantii alimentari- se utilizeaza pentru a da produselor o culoare mai
atragatoare. Ei pot fi naturali sau sintetici: a. Colorantii naturali- admisi de legislatia in vigoare. Pentru culoarea rosie se pot folosi sucurile de afine, cirese negre, mure. Pentru culoarea gabena: sofranul la colorarea pastei de mustar. Pentru culoare verde: clorofila extrasa din spanac, urzici este intrebuintata la intensificarea culorii conservelor de mazare. b. Coloranti sintetici- se pot folosi numai colorantii admisi de legislatia pentru industra conservelor. 8. Pectina- este o substanta gelificatoare vegetala, care formeaza cu apa o
solutie coloidala, iar impreuna cu zaharul si un acid( citric, tartric) formeaza un gel. Pentru extragerea pectinei se aleg materiile care contin pectina, corespunzatoare atat calitativ cat si cantitativ: tescovina rezultata la presarea merelor pentru suc, deseurile de fructe citrice. Identificarea pectinelor din fructe sau din extractele pectice se face prin adaugare de alcool, acre precipita pectinele sub forma de flocoane. Cu cat aceste flocoane sunt mai dese si mai compacte, cu atat cantitatea de pectina va fi 29
mai mare si deci exista siguranta ca gelificarea se va produce. Cantitativ pectina se determina sub forma de pectat de calciu, care este insolubila, poate fi separata si cantarita. 9. Uleiuri vegetale- se obtin din semintele sau fructele plantelor oleaginoase
prin presare sau extractie. In industria conservelor se pot folosi urmatoarele uleiuri vegetale: •
Ulei de floarea-soarelui de culoare galben-aurie, gust de seminte de floarea-soarelui prajite, densitatea la 15°C: 0,921-0,931, punct de congelare: -16°C...-18°C
•
Ulei de masline obtinut din partea carnoasa a fructului prin presare, densitatea la 15°C: 0,914-0,925, punct de congelare: -3°C......-10°C
Uleiurile vegetale sunt intrebuinatate la prajirea legumelor, in componenta diferitelor sosuri sau lichide de acoperire. Imbunatatesc valoarea gustativa, nutritiva si energetica a conservelor din legume. 10.
Clorura de calciu- se prezinta sub forma de cristale inodore,
incolore, foarte higroscopice, cu gust sarat si usor solubile in apa. Se foloseste in industria procesarii legumelor si fructelor datorita efectului de intarire pe care il produce prin combinarea cu pectina si formarea pectatului de calciu, o sare insolubila ce produce intarirea tesutului vegetal. Tratamentul cu clorura de calciu se face in solutie de 0,5-2% pe timp de 5-15 min, la rece. Nu se recomanda ca acest tratament sa se faca la cald, deoarece, in acest caz, absorbtia lui nu este uniforma si se localizeaza la partile exterioare ale tesuturilor, dand o intarire prea puternica. Clorura de calciu se poate folosi si prin dizolvarea in lichidele de umplere ale recipientelor de conserve. Se utilizeaza la fabricarea conservelor de mazare, dovlecei, vinete si a compoturilor din fructe moi: capsuni, caise, piersici etc. 11.
Gelatina animala- este o proteina extrasa din oase, piele si
tendoane, prin fierbere sub presiune. Se prezinta sub forma unor placi incolore, transparente, inodore, usoare. In apa rece se umfla si apoi prin incalzire se dizolva complet, dand o solutie incolora. Se utilizeaza la clarificarea sucurilor de fructe. 30
Glutamatul de sodiu- se extrage din proteinele de porumb, soia,
12.
cereale. Are proprietatea de a scoate in evidenta gustul caracteristic alimentelor, accentuand aromele, de aceea se mai numeste potentiator de aroma. Fenomenul este evidentiat mai ales la produsele neacide.Mediul acid impiedica disocierea, ca urmare, anionul glutamat care este factorul activ nu isi poate evidentia efectul. Exemple de doze in care se foloseste:
13.
•
Sparanghel,mazare, ciuperci, fasole- 0,2-1,0%
•
Maioneza- 0,1%
•
Supe concentrate de legume- 0,05% Maltolul –ajuta la evidentierea aromei conservelor
din fructe
bogate in zahar ca : gemuri, jeleuri, sucuri de fructe. 14.
Substantele conservantea.Bioxidul de sulf- (SO2) se prepara prin arderea sulfului in aer sau prin arderea piritelor, la fabricarea acidului sulfuric. Este un gaz incolor care se poate lichefia usor la presiunea de 6 daN/cm2. Actiunea conservanta apare la o concentratie de 0,1-0,2% SO2. S + O2
SO2
Este un agent antifermentativ universal universal, adica are actiune distrugatoare atat asupra mucegaiurilor cat si asupra drojdiilor si a bacteriilor. Este solubil in apa, dand o solutie apoasa de acid sulfuros.Solubilitatea este invers proportionala cu temperatura, cu cat temperatura este mai inalta cu atat solubilitatea e mai mica. SO2+ H2O
H2SO3
Reactia fiind reversibila, la incalzire, acidul sulfuros se descompune, iar dioxidul de sulf se degaja; pe acest fenomen se bazeaza procesul de desulfitare a semifabricatelor. Concentratia in dioxid de sulf se poate determina dupa masa specifica a solutiei , din tabele speciale, precum si prin metoda iodometrica. Bioxidul de sulf gazos se pastreaza comprimat si lichefiat in tuburi de otel, din care se prepara o solutie de acid sulfuros, cu concentratie de 6%, care se pastreaza la rece in damigene bine 31
inchise. b.Metabisulfitul de potasiu contine numai 50% SO2 si este intrebuintat mai putin in industria conservelor. In prezenta acizilor din fructe, metabisulfitul de potasiu elibereaza bioxidul de sulf, care se combina cu apa dand acid sulfuros. c.Acidul benzoic si benzoatul de sodiu- in mediu acid (pH=2,53,5) acidul benzoic
si sarea sa de
sodiu sunt antiseptici.Acidul
benzoic intrerupe activitatea microorganismelor la o concentratie de0,05% iar benzoatul de sodiu la concentratia de 0,7-0,1%. In industria conservelor vegetale se foloseste dub forma de solutie apoasa 20%, adaugandu-se direct in produs. Are actiune specifica in special asupra drojdiilor si mucegaiurilor si mai putin asupra bacteriilor. d.Acidul formic se foloseste la conservarea sucurilor de fructe in proportie de 0,2- 0,4%, impiedicand fermentatiile si actiunea mucegaiurilor. e.Acidul sorbic- are o puternica actiune fungistatica, in concentratie de 0,1% asigura conservarea prin inhibarea dezvoltarii drojdiilor si mucegaiurilor; la sucurile de fructe se adaiga in concentratie de 0,125% iar in conservele de castraveti in concentratie de 0,05% impiedica dezvoltarea drojdiilor osmofile. Se mai folosesc sarurile sale: sorbat de calciu si sorbat de potasiu, care au actiune optima la pH=4,5. Aplicatii: 1. Prepararea unei saramuri 1,5% plecand de la saramura obtinuta in percolator. Rezolvare: 1l saramura 1,5% contine 15 g sare. Saramura din percolator contine 318g sare/l. Xg saramura concentrata........................318g sare 1l saramura 1,5%.....................................15 g sare X= 21,2 l saramura cu 1,5% se obtin prin amestecarea a 20,2 l apa cu 1l saramura concentrata din percolator. Intrebari de autoevaluare: 32
1.Enumerati caracteristicile pe care trebuie sa le indeplineasca apa in industria conservelor din legume si fructe. 2. Ce este si cum functioneaza percolatorul? 3. Care este principiul de actiune al dioxidului de sulf ca substanta antiseptica? 4. Care este rolul clorurii de calciu la procesarea legumelor si fructelor?
4. Ambalaje foloste in industria conservelor din legume si fructe Se folosesc urmatoarele tipuri de ambalaje: metalice, din sticla, din materiale plastice, din hartie si carton. Acestea trebuie sa corespunda conditiilor generale prevazute pentru ambalaje folosite in sectorul indutriei alimentare: •
Sa asigure protectia mecanica a produsului
•
Sa asigure buna pastrare a produselor sub aspectul mentinerii insusirilor organoleptice si nutritive pe intreaga perioada de conservare, prin izolare fata de mediul inconjurator
•
Sa nu influenteze si sa nu fie influentate de continutul alimentar
4.1 AMBALAJE METALICE Detin o pondere importanta in industria conservelor din legume si fructe datorita urmatoarelor proprietati(avantaje): •
Pot fi inchise ermetic
•
Prezinta o buna rezistenta mecanica, la variatiile de temperatura si presiune din timpul sterilizarii
•
Au o conductibilitate termica buna
•
Se pot fabrica cu masini automate
•
Sunt usoare si ieftine
Dezavantajele acestor tipuri de ambalaje sunt: •
Uneori are loc coroziunea tablei
•
Recipientele nu sunt recuperabile 33
•
Cositorul este un element deficitar
A. Cutii din tabla cositorita a. Cutii din tabla cositorita simpla- se confectioneaza din tabla de otel moale
acoperita pe ambele fete cu un strat protector de cositor de grosime 0,4-2µ. b. Cutii din tabla lacuita(vernisata)- pentru a proteja tabla cositorita de
actiunea coroziva a alimentelor se recurge la lacuirea ei; procedeul se impune mai ales la produsele la care in contact cu staniul se produc schimbari ale culorii (ex. fructele de culoare rosie) sau unde in timpul sterilizarii se formeaza hidrogen sulfurat care produce pete brune (sulfura de staniu) sau negre (sulfura de fier) pe peretii cutiei. Lacuirea sau vernisarea consta in aplicarea unui strat subtire si continuu de lac pe suprafata tablei, care prin uscare si polimerizare, trebuie sa realizeze o pelicula aderenta, rezistenta, protectoare si neutra din punct de vedere chimic. Lacurile folosite au la baza rasini sintetice(fenolice si epoxidice) si se cunosc sub denumirea de “lac auriu”.Lacurile sunt specializate pentru o anumita categorie de produse: •
Lacuri acidorezistente pentru produse acide: din fructe, cu adaos de otet sau cele la care lichidul de acoperire este acid.
•
Lacuri sulforezistente- pentru produse care genereaza pete de marmorare; la acestea se inglobeaza in general oxid de zinc sau aluminiu, care fixeaza hidrogenul sulfurat sub forma de sulfuri de culoare deschisa.
•
Lacuri cu agent de glisare- care evita zgarierea in timpul fabricarii cutiei si inlesneste golirea cutiilor.
•
Lacuri ce asigura aderenta materialelor de etansare (solutii de cauciuc natural in solventi organici ce se aplica intre capac si corpul cutiei pentru ermeticizare) pe baza de PVC: lac universal auriu dar care desi poate fi folosit la toate produsele da rezultate mai slabe decat lacurile specializate.
34
Fig. 2 Cutii din tabla cositorita Procesul de fabricatie al ambalajelor din tabla cositorita cuprinde doua linii separate: confectionarea capacelor si confectionarea corpurilor, care se intalnesc la operatia de aplicare a fundului. Schema procesului de fabricatie este urmatoarea: Taierea tablei pentru capace
Taierea tablei pentru corpuri
Presare capacelor
Formarea si lipirea corpurilor
Rolarea
Bordurarea
Aplicarea pastei de cauciuc Uscarea
Aplicarea fundului Verificarea cutiilor goale Depozitarea
4.1.1 Criterii de alegere a tipurilor de cutii din tabla cositorita Tipurile de cutii folosite curent sunt: 1.Cutii executate complet din tabla cositorita nelacuita (cutii albe) 2.Cutii cu corpul din tabla cositorita si capace lacuite 3.Cutii complet lacuite 4.Cutii rectificate: lacul se aplica la interiorul cutiei numai in zona ocupata de faltul longitudinal al corpului, unde lacul a fost deteriorat prin indoirea tablei sau 35
datorita temperaturii ridicate din timpul lipirii. 5.Cutii revernisate: dupa confectionare, in interiorul cutiei este pulverizat un nou strat de lac . Tipul de cutie se alege in functie de produsul ce urmeaza a fi conservat si care poate face parte din una din categoriile de mai jos: Produse putin agresive Produse acide agresive Produse sulfuroase In fiecare din aceste categorii se disting doua cazuri: produse ce nu suporta contactul cu cositorul si produse ce suporta contactul cu cositorul. Aceasta clasificare poate suferi modificari datorita urmatoarelor situatii: Anumite produse pot face parte din una sau alta dintre categoriile mentionate dupa materia prima folosita sau procedeul de preparare folosit. Exemplu: acidifierea unui produs poate sa-l faca mai putin sulfuros sau sai modifice agresivitatea. Anumite produse normal nesulfuroase pot deveni sulfuroase. Exemplu:
conservele de fructe tratate cu SO2 si insuficient desulfitate Anumite produse devin agresive ca urmare a procedeului tehnologic aplicat. Exemplu: dulceturile puternic caramelizate ( din cauza fierberii necorespunzatoare sau a unei raciri insuficiente) contin compusi de degradare ai zaharului ce intensifica coroziunea Astfel pentru produsele putin agresive sunt recomandate primele trei tipuri de cutii, nu se recomanda cutiile revernisate si rectificate. Alegerea intre cutia nelacuita si cea lacuita sau cu corpul nelacuit si fundurile lacuite se va face in functie de actiunea cositorului asupra aromei, culorii sau de aspectul cutiei la deschidere. Exemple: -fructe, sucuri, gem, dulceata din fructe putin acide si lipsite de pigmenti antocianici: caise, pere, mere, gutui, cirese albe, piersici albe. -Tomate: intregi, pasta, suc. -sparanghel, ciuperci, fasole verde, spanac. -produse sulfuroase dar la care procesul tehnologic duce la o coborare a pH-ului, astfel incat eliberarea sulfului sa fie limitata: fasole alba cu sos de tomate, peste cu sos de tomate, conopida cu sos de tomate sau in saramura cu otet. 36
Pentru produsele acide agresive nu se recomanda folosirea cutiilor confectionate din tabla lacuita. Se aleg: - cutii nevernisate sau partial vernisate cu lacuri acidorezistente; in acest caz coroziunea se va produce pe suprafete mari, deci cu o intensitate mai redusa, ceea ce va conduce la o coroziune mai inceata. - cutii revernisate sau rectificate Exemple: -Fructe sau sucuri de fructe lipsite de pigmenti antocianici: corcoduse, struguri albi, salate de fructe -produse acidifiate artificial: marinate -fructe cu pigmenti antocianici: cirese rosii, coacaze rosii, sfecla rosie, varza rosie; in cazul acestor produse au loc reactii intre pigmentii antocianici si cositor rezultand compusi colorati de aceea este obligatorie folosirea cutiilor revernisate sau rectificate. Produsele sulfuroase sunt cele bogate in protide si putin acide, la care tratamentele termice si mai ales sterilizarea produc eliberarea de hidrogen sulfurat care combinandu-se cu cositorul produce marmorarea caracteristica albastra sau bruna ce se observa in interiorul cutiilor ( sulfura de staniu). Atunci cand din cauza diverselor actiuni asupra tablei, stratul de cositor este rupt, hidrogenul sulfurat vine in contact direct cu fierul se formeaza sulfura de fier de culoare neagra si cu aspect pulverulent. Desi din punct de vedere toxicologic sulfura de fier nu ridica probleme deosebite, totusi ea dauneaza aspectului produsului. Se folosesc cutiile complet lacuite sai cel putin cu fund lacuit. Lacurile pot fi: -lacuri care se comporta ca un ecran impermeabil la hidrogen sulfurat -lacuri care contin oxid de zin ce fixeaza hidrogenul sulfurat sub forma sulfurii de zinc, de culoare alba.Aceste cutii nu trebuie folosite pentru produse al caror pH este inferior valorii 6, deoarece se poate produce dizolvarea oxidului de zinc in produs. Exemple: -mazare verde, fasole alba, varza, conopida in saramura sau conserve mixte din carne si legume.
37
Fig. 3 Cutii cu inchidere usoara Tabel nr.5 Alegerea cutiei Produse neagresive
Fara
Compot, gem, dulceata Cutii nevernisate
sensibilitate la
de caise, pere, mere,
cositor
cirese albe conserve
de
fasole,
sparanghel Sensibile la
Compoturi din fructe Cutii din tabla
cositor
rosii Conserve
lacuita din
sfecla
rosie Produse acide-
Compot, sucuri, gemuri, dulceata din
Cutii din tabla
agresive
fructe acide
lacuita acidorezistenta
Produse
Conserve din mazare verde, fasole alba, Cutii din tabla
sulfuroase
varza, conopida
lacuita sulfitorezistenta
B. Cutii din tabla subtire de aluminiu Datorita proprietatilor sale: greutate specifica mica, rezistenta mecanica 38
superioara, rezistenta ridicata la temperatura si coroziune, impermeabilitate la lumina si radiatii ultraviolete, maleabilitate (prelucrarea in forme variate cu aspect atragator), aluminiul este un material foarte folosit in sectorul alimentar. Pentru industria conservelor de fructe si legume poate fi folosit pentru urmatoarele tipuri de ambalaje: cutii, tuburi, pahare. Pentru confectionarea cutiilor se intrebuinteaza tabla subtire de 0,4-0,2mm grosime, caserata cu o folie de polietilena de 0,03-0,075 mm grosime. Materialele si procedeele folosite au diverse denumiri comerciale: Aluseal, Alupak, Sterlacon (care este rezistent la sterilizare si e mai folosit in industria conservelor din legume si fructe). Se folosesc in special pentru ambalarea produselor pastoase ca : gemuri, marmelade, supe concentrate, semipreparate. Tuburile se folosesc la ambalarea unor produse sub forma de pasta in portii mici (50-250cm3). Se fabrica din aluminiu, in interior fiind cositorite si lacuite iar in exterior litografiate in functie de produsele de destinatie: pasta de tomate, mustar etc.
Fig.4 Cutie din aluminiu
4.2 AMBALAJE DIN STICLA Sunt confectionate din sticla calco-sodica. Ambalajele de sticla utilizate in mod curent in industria conservelor sunt: 39
1.Borcane rezistente la pasteurizare si sterilizare 2.Butelii de sticla pentru produse pasteurizate (suc de tomate, sucuri de fructe) sau nepasteurizate(siropuri) 3. Borcane pentru produse nesterilizate : muraturi, mustar, marmelada etc. Proprietatile sticlei pentru care acest material este folosit la confectionarea ambalajelor pentru conserve vegetale sunt: •
Inertie chimica-se comporta neutru fata de produsele alimentare
•
Impermeabilitate la lichide si gaze ceea ce impiedica denaturarea sau alterarea continutului
•
Permite inchiderea etansa si usor de realizat in diferite sisteme si cu diferite materiale
•
Deschiderea ambalajului se face usor
•
Transparenta permite consumatorului sa examineze continutul
•
Pot avea forme rotunde sau poligonale ceea ce permite ambalarea grupata pentru transport.
•
Materialul (sticla) este ieftin si se fabrica in forme variate
Dezavantajele in raport cu ambalajele metalice sunt: Fragilitate Greutate mare Conductibilitate termica si rezistenta la soc termic redus a. Borcanele pentru conserve Trebuie sa asigure o ermeticitate perfecta dupa sterilizarea si racirea lor, ceea ce se realizeaza prin aplicarea de capace metalice confectionate din foi de tabla de aluminiu lacuite, prevazute in interior cu masa de etansare care se muleaza pe gura borcanului realizand inchiderea sa. Tipurile de borcane se deosebesc dupa capacitati si forma (cilindrica, triunghiulara, hexagonala) precum si prin sistemul de inchidere. Forma si capacitatea borcanelor se pot stabili dupa necesitatile de prezentare a produselor si dupa consideratii tehnice. 4.2.1 Clasificarea sistemelor de inchidere: 1. inchidere la care masa de etansare este dispusa frontal : ex.Twist-off,Omnia 40
2. inchidere la care masa de etansare este dispusa lateral pe gura recipientului: Prey-Off 3.inchidere la care masa de etansare este dispusa in acelasi timp frontal si lateral cu prelungire pe gura recipientului ex. Whitecap La noi in tara se aplica mai mult sistemul de inchidere Omnia pentru borcanele de conserve din legume si fructe si Twist-Off pentru borcane cu conserve din fructe.In alte tari se folosesc borcane cu inchidere tip: Keller, Pry-Off, White-Cap, Eurocap, Sutax, Phoenix. Sistemul de inchidere Omnia.La acest sistem se impune ca portiunea plana de pe gatul borcanului care, prin inchidere vine in contact cu pasta de etansare din ineriorul capacului sa fie perfect plan, iar profilul gatului borcanului sa respecte anumite dimensiuni. Capacele folosite sunt din tabla de aluminiu cu urmatoarele caracteristici: -capace pentru produse sterilizate pana la 120°C, se confectioneaza din tabla mai groasa si prezinta doua nervuri pentru marirea rezistentei. Pot avea diametre de 56mm, 83mm, 68mm -capace pentru produse care se pasteurizeaza; se confectioneaza din tabla subtire, netede fara nervuri.
Fig. 5 Capace tip Omnia Operatia de inchidere se realizeaza in doua etape: 1.atasarea capacului la gatul borcanului prin presare si prinderea la anumite intervale de gatul borcanului. Se realizeaza cu ajutorul masinilor de inchis automate 2.ermeticizarea recipientului datorita vidului ce se creeaza in timpul operatiei de sterilizare-unde capacul are rolul unei supape, care datorita temperaturii si presiunii interioare, permite iesirea aerului din interiorul recipientului, provocand la racire o depresiune care are ca efect presarea puternica a capacului pe borcan si 41
astfel ermeticizarea acestuia. Sistemul de inchidere Twist-Off. Asigura o inchidere etansa prin insurubarea pe gatul borcanului a capacului confectionat din tabla cositorita lacuita.Capacele Twist-Off au pe margine 4-6 proieminente pentru fixarea filetului, etansarea fiind realizata de o garnitura de cauciuc interioara. Inchiderea se realizeaza cu ajutorul unor masini automate prin prinderea filetului din interiorul capacului, pe bordura gatului borcanului ce este prevazuta cu patru inceputuri de filet, ceea ce permite ca fixarea capacului sa se faca printr-o rotire de 74°. Capacul poate fi deschis manual prin rasucire si apoi reutilizat. Este recomandat conservelor care nu se consuma integral la deschiderea recipientului.
Fig.6 Borcane cilindrice si hexagonale tip Twist-Off:
Fig.7 Capace tip Twist-Off b.Butelii de sticla Se folosesc la ambalarea lichidelor. Se fabrica in forme si capacitati diferite care sunt reglementate prin standarde nationale. Pentru inchiderea buteliilor de sticla se folosesc dopuri de pluta, dopuri de polietilena sau capsule tip coroana.
42
Fig.8 Butelie din sticla
Fig.9 Borcan cu sistem de inchidere ermetica 4.3 AMBALAJE DIN MATERIALE PLASTICE Pe langa unele avantaje de ordin tehnologic si economic, materialele plastice permit realizarea unei mai bune protectii si o prezentare mai atragatoare a produsului. Pentru a putea fi folosite la ambalarea produselor vegetale industrializate, ele trebuie sa corespunda urmatoarelor cerinte: •
Sa aiba rezistenta mecanica buna pentru a putea pastra integritatea ambalajului in toate fazele de prelucrare, depozitare, transport
•
Sa aiba rezistenta la temperatura de sterilizare sau umplere.
•
Sa prezinte impermeabilitate si buna stabilitate fata de apa, grasimi si acizi organici
•
Sa prezinte impermeabilitate fata de vaporii de apa, gaze si substante urat mirositoare
•
Sa prezinte inertie fata de produsele continute, carora nu trebuie sa le transmita miros, gust, culoare si toxicitate
•
Sa prezinte posibilitatea de inchidere ermetica prin adezivi sau termosudare 43
Cele mai utilizatemateriale plastice pentru obtinerea ambalajelor sunt: 1.polietilena- poate fi de joasa sau inalta densitate. Cea de joasa densitate, cu punct de inmuiere mai scazut este folosita pentru produse cu temperaturi de maximum 100°C. Cea de inalta densitate, este rezistenta la temperaturi mai ridicate si poate fi folosita si pentru produse ce se sterilizeaza. Polietilena de joasa densitate se foloseste pentru confectionarea butoaielor in care se ambaleaza pasta de tomate, muraturile si mustarul. Din polietilena se obtin pungi, saci si printr-o prelucrare speciala aceasta capata proprietatea de a se retracta sau dilata sub actiunea caldurii, astfel ca se foloseste la ambalarea grupata a borcanelor, buteliilor etc.
Fig.10 Butoi si recipiente din plastic
2.clorura de polivinil (PVC)-este utilizata sub forma de folie rigida, plastica sau ca recipienti(butelii).Este rezistenta la grasimi si are o permeabilitate redusa la vapori de apa si gaze. Pentru ambalarea unor produse ca gemuri, dulceturi se foloseste sistemul de ambalare in recipiente obtinute prin vacuumare din folie rigida de PVC, temperatura produselor la umplere fiind maximum 80°C. Inchiderea acestor ambalaje se face prin termosudare cu acelasi material sau cu folie de aluminiu lacuita. 4.4 AMBALAJE DIN MATERIALE COMPLEXE Materialele complexe se obtin prin asocierea hartiei sau cartonului cu polimeri sintetici sau folii de aluminiu, cat si prin asocierea diferitelor tipuri de folii de material plastic. Astfel iau nastere noi materiale cu proprietati superioare. Astfel de materiale complexe sunt: 44
a. hartia metalizata-se obtine prin caserarea foliei de aluminiu cu hartie tip sulfat prin intermediul unui adeziv; se foloseste pentru ambalarea produselor higroscopice b. cartonul caserat cu polietilena, asociat cu folie de aluminiu-este utilizat la confectionarea
unor
ambalaje
moderne
de
diferite
forme:
tetraedrice,
paralelipipedice- sisteme de ambalare cunoscute sub denumirea de Tetra-Pack, Zupack. Acestea se folosesc pentru ambalarea produselor lichide care se sterilizeaza la temperaturi, ambalarea facandu-se aseptic: sucuri de fructe si legume. c. complexe de materiale plastice- se obtin prin asocierea a doua sau mai multor filme de mase plastice de natura diferita prin trei procedee: extrudarea concomitenta a filmelor, caserarea sau laminarea. Astfel rezulta materiale cu proprietati superioare si cu grad ridicat de impermeabilitate la umiditate, gaze si arome. Din aceasta grupa fac parte: Celofanul caserat cu polietilena la confectionarea pungilor pentru ambalarea fructelor si legumelor uscate sau congelate Celofanul caserat cu film polistirenic- ambalaje pentru sucuri de fructe Materiale complexe rezistente la 130°C pentru ambalarea produselor sterilizate din fructe si legume 4.5 AMBALAJE DIN HARTIE SI CARTON Se folosesc hartii speciale ca: hartia pergaminata, hartia bitumizata (sacii de hartie), hartia cu strat de material plastic pentru confectionarea pungilor termosudabile folosite la ambalarea fructelor si legumelor uscate sau congelate. Cartonul ondulat format din mai multe straturi de carton neted, se foloseste la confectionarea lazilor de transport.
Intrebari de autoevaluare: 1.Care sunt rolurile ambalajelor in industria conservelor? 2. Realizati o paralela intre avantajele/dezavantajele ambalajelor metalice si a celor din sticla. 3. Care sunt criteriile de alegere a ambalajelor metalice? Cum explicati? 4. Ce caracteristici prezinta sistemele de inchidere tip Omnia si Twist-OFF? 45
5. Care sunt utilizarile ambalajelor din materiale complexe?
46
Tabel nr. 6
5.Principii si Metode de conservare a legumelor si fructelor
49
La baza clasificarii metodelor de conservare stau principiile biologice. 1.Principiul anabiozei se bazeaza pe impiedicarea manifestari fenomenelor vitale. In acest scop se pot folosi doua grupe de metode: 1.a.fizioanabioza se imparte in: -
Psihroanabioza sau impiedicarea activitatii vitale atat in produsul conservat in stare vie cat si a agentilor vatamatori, prin racire sau pastrare la rece(refrigerare
-
Crioanabioza sau pastrarea in stare congelata
-
Xeroanabioza sau impiedicarea activitatii vitale, atat a produsului cat si a agentilor vatamatori, prin uscare, adica prin eliminarea apei sub limita necesara proceselor vitale.
-
Osmoanabioza sau impiedicarea activitatii vitale a agentilor vatamatori prin actiunea substantelor netoxice care maresc presiunea osmotica a solutiilor: dulceturi, marmelade, fructe confiate
1.b chimioanabioza se imparte in: -
Acidoanabioza sau impiedicarea activitatii microorganismelor prin marirea aciditatii produsului (marinatele de legume, ciuperci)
-
Anoxianabioza sau impiedicarea activitatii micoorgansimelor prin scaderea presiunii partiale a oxigenului, exemplu pastrarea sub vid in atmosfera de azot
-
Narcoanabioza sau impiedicarea activitatii microorganismelor prin folosirea substantelor cu actiune narcotica: pastrarea in atmosfera de dioxid de carbon.
2. Principiul cenoanabiozei, adica a schimbarii cu ajutorul factorilor externi a biocenozei naturale si inlocuirea ei cu o alta biocenoza, din care fac parte: -
Acidocenoanabioza, care se refera la conservarea prin acidifierea naturala a legumelor si a fructelor : varza, castraveti, tomate.
-
Alcoolocenoanabioza sau conservarea cu ajutorul alcoolului rezultat din fermentatie
3. Principiul abiozei, adica al anularii complete a vietii. 50
3.a fizioabioza se subimparte in: -
Termoabioza sau conservarea prin distrugerea microorgansimelor prin aplicarea caldurii asupra alimentelor inchise in ambalaje etanse (sterilizare, pasteurizare)
-
Radioanabioza sau conservarea prin distrugerea microorganismelor ca urmare a aplicarii radiatiilor ionizante, ultrasonore si ultraviolete
3.b chimioabioza( antiseptoabioza) se refera la actiunea unor substante care prin inglobare in alimente, provoaca distrugerea microorganismelor prezente si deci conservarea produselor ( semifabricatele consevate cu bioxid de sulf) 3.c mecanoabioza se refera la indepartarea microorganismelor prin mijloace mecanice -
Sestoabioza sau filtrarea sterilizanta
-
Aseptoabioza sau ambalarea in conditii aseptice
Cunoasterea factorilor ce produc deteriorarea legumelor si fructelor, precum si a modului lor de actiune face posibila gasirea mijloacelor prin care aceasta deteriorare poate fi incetinita sau stopata. Astfel exista mai multe metode si procedee de conservare a legumelor si fructelor (tabel 6), care se caracterizeaza prin: •
Unele pot fi aplicate doar unui tip de produs sau unei game restranse de produse dar exista si procedee cu o larga aplicabilitate ce acopera aproape intreaga gama sortimentala (sterilizarea)
•
Unele procedee asigura conservarea produselor fara a fi cuplate cu alt procedeu, altele necesita o combinatie de procedee
Acest aspect se datoreaza faptului ca metodele si procedele aplicate trebuie sa stopeze deteriorarile microbiologice si fizico-chimice care sunt considerate principalele responsabile de alterarea fructelor si legumelor. Cu toate progresele recente in domeniul tehnologic, aproape nu exista procedeu care sa poata fi considerat satisfacator din toate punctele de vedere: microbiologic, fizico-chimic, nutritional si organoleptic. Astfel, de exemplu sterilizarea larg aplicata in industria conservelor vegetale desi distruge aproape toate microorganismele existente, conduce la modificari nedorite in calitatea produselor finite din punct de vedere nutritional si 51
organoleptic. Conservarea prin uscare desi asigura conservarea din punct de vedere microbiologic are marele dezavantaj ca pe parcursul depozitarii produselor se produc fenomene oxidative de degradare, pierderi de vitamine etc. De aceea, de multe ori, se folosesc procedee combinate de conservare care sa asigure o eficienta maxima din punct de vedere microbiologic dar cu pierderi minime sub aspect nutritiv si organoleptic. Principiile combinarii procedeelor de conservare sunt: •
Reducerea sau eliminarea efectelor nedorite ale metodei de conservare
•
Reducerea sau eliminarea efectelor negative aparute pe durata depozitarii produsului
•
Cresterea eficientei microbiologice a procedeului aplicat
•
Actiune specifica asupra unui tip( tipuri) de microorganisme existente in produs
Exemple de procedee combinate de conservare folosite la procesarea legumelor si fructelor sunt: 1. Pastrarea fructelor si legumelor in stare proaspata poate fi combinata cu: a. Pastrarea in atmosfera controlata, cu monitorizarea nivelului de CO2
b. Pastrarea in mediu ce contine oxid de etilena, care accelereaza maturizarea bananelor, tomatelor 2. Pastrarea in conditii de refrigerare poate fi combinata cu adaosul in atmosfera
de depozitare a CO2 sau SO2, dupa caracteristicile produsului conservat. 3. Uscarea/deshidratarea produselor poate fi combinata cu pastrarea in conditii de frig. Fructele sau legumele sunt deshidratate pana ce greutatea lor ajunge la 50% fata de cea initiala apoi sunt conservate prin frig.Acest procedeu (Freezedrying, Frig-uscare) combina avantajul adus de uscarea produselor – reducerea volumului, masei si distrugerea mocroorganismelor- cu cel al folosirii temperaturilor scazute- mentinerea continutului de vitamine si a proprietatilor organoleptice. Un alt avantaj al acestui procedeu combinat este timpul scazut la care produsul e supus temperaturilor inalte (economic) iar dupa rehidratare/reconstituire, produsele au calitati superioare fata de cele obtinute numai prin uscare simpla. Pentru rezultate si mai bune se pot aplica urmatoarele: 52
a. Daca se urmareste pastrarea vitaminei C, se folosesc temperaturi de -8°C si o umiditate relativa de 75-85% timp de un an. b. Pentru produsele bogate in caroten se poate aplica ambalarea - vaccum sau in atmosfera de gaze inerte, astfel se elimina riscul actiunii oxigenului atmosferic c. Combinarea cu conservarea chimica, se foloseste pe scara larga pentru prunecand pentru rehidratarea lor pana la 35% se foloseste o solutie de sorbat de potasiu 2%. d. Ambalarea impreuna cu substante ce absorb umiditatea ( oxid de calciu, clorura de calciu anhidra) cu scopul de a reduce continutul de vapori de apa din ambalaj 4. Conservarea prin concentrare prin evaporare este combinata cu pastrarea in
conditii de frig mai ales pe durata sezonului cald, de ex. Pasta de tomate atunci cand continutul de apa nu poate fi redus sub valori ale activitatii apei care asigura dezvoltarea mucegaiurilor si a drojdiilor( aw=0,7-0,75) 5. Conservarea chimica se poate combina cu adaosul de subtante de acidifire care reduc pH-ul sau folosirea combinata a mai multor tipuri de conservanti chimici 6. Conservarea prin acidifiere naturala (fermentatie lactica) poate fi combinata cu pastrarea in conditii de refrigerare a produselor, astfel prelungindu-se perioada lor de pastrare. 7. Conservarea cu ajutorul zaharului se poate combina cu pasteurizarea mai ales pentru produse ce au mai putin de 65% zahar in compozitie ( compoturi).
6.Pregătirea materiilor prime pentru prelucrare 6.1 Condiţionarea legumelor şi fructelor Fructele si legumele contin o cantitate importanta de impuritati minerale de tipul: pamant, nisip, praf dar si produse chimice reziduale care au efect nociv asupra organismului, precum si un numar mai mare sau mai mic de microorganisme. Pentru 53
majoritatea procedeelor de conservare aplicate în industria conservelor vegetale, operaţiile de condiţionare sunt aceleaşi sau prezintă diferenţieri neînsemnate, atât din punct de vedere al efectului realizat cât şi al utilajelor folosite. Se vor trata o serie de operaţii, aplicabile atât legumelor cât şi fructelor, cu specificaţiile respective. a) Sortarea legumelor şi fructelor – are rolul de a elimina fructele şi legumele necorespunzătoare, zdrobite, alterate sau cu defecte care le fac inutilizabile pentru produsul finit. Sortarea materiei prime, corespunzător indicatorilor de calitate, se realizează prin diferite metode: - manual, după instrucţiuni tehnologice; - după greutatea specifică; - după culoare, în instalaţii cu celule fotoelectrice; - după proprietăţile aerodinamice, în curent de aer. Daca se execută manual, se utilizeaza mesele de sortare, care în mod obişnuit sunt prevăzute cu o bandă transportoare confecţionată din cauciuc. Viteza benzii este de 0,1-0,2 m/s şi de o parte şi de alta a benzii stau muncitorii din 2 în 2 metri care îndepărtează fructele necorespunzătoare, introducându-le în coşuri laterale. Unele instalatii moderne de sortare au banda construita din role de otel inoxidabil ce se rotesc in jurul axului, permitand expunerea intregii suprafete a fructului si o mai buna sortare.
Fig.11 Instalatie de sortare cu benzi cu role In ultimul timp exista tendinta de a automatiza procesul de sortare prin folosirea unor dispozitive cu celule fotoelectrice b) Calibrarea fructelor şi legumelor – constă în obţinerea unor produse cu dimensiuni omogene. Pentru calibrare se folosesc maşini care funcţionează pe 54
principii diferite: tambure cu site, benzi, sortatori cu cabluri, etc. Instalaţia cea mai utilizată este triorul cilindric care se foloseşte pentru sortarea fructelor şi legumelor de dimensiuni mici ( fig. 12) Principiu de funcţionare poate avea 2 variante: Părţile componente sunt formate din site cu ochiuri pătrate. În prima
A) parte în apropiere de alimentare sitele au orificii mici, ca spre evacuare orificiile să fie din ce în ce mai mai. Tronsoanele sunt confecţionate din bară de alamă cu o distanţă stabilă
B) între ele. Antrenarea se face prin înclinarea tamburului cu ajutorul picioarelor telescopice şi prin rotirea acestuia. În funcţie de numărul de tronsoane se realizează sortarea pe dimensiunilerespective. 1
2
Triorul cilindric:
7
3
5
gură de alimentare tambur gură de evacuare buncăre de colectare picioare telescopice şnec site
4
Fig. 12 Trior cilindric pentru fructe Fructele se colecteaza in buncare ce se gasesc in partea inferioara. Triorul este prevazut cu o conducta de alimentare cu apa, ce stropeste fructele, asigurand o alunecare mai usoara. Apa este separata de fructe pe gratarele de evacuare si este eliminata printr-un jgheab. Triorul cu cabluri divergente dă bune rezultate la sortarea fructelor mari. 55
Distanţa dintre cabluri se măreşte de la alimentare spre evacuare, existâd posibilitatea sortării fructelor pe mai multe dimensiuni. Triorul cu benzi perforate se foloseşte la sortarea merelor, piersicilor, caiselor, roşiilor, etc. Este compus din patru benzi de cauciuc perforate. Fructele sunt antrenate de benzi, pe prima bandă separându-se fructele cu diametrul mic şi apoi cele cu diametrul din ce în ce mai mare. c) Spălarea fructelor şi legumelor – are rolul de a elimina impurităţile (pământ, praf, nisip), de a reduce într-o măsură cât mai mare reziduul de pesticide şi microflora epifită. S-a demonstrat că o bună spălare are o eficienţă asemănătoare cu tratarea termică la 100oC timp de 2-5 minute. Spălarea materiilor prime vegetale se realizează prin înmuiere, prin frecarea produselor între ele şi de organele de transport şi stropire. Pentru fructele cu textură moale spălarea se face numai prin stropire. Pentru a asigura o mai bună eficacitate a spălării se recomandă ca operaţia să decurgă in contracurent, astfel ca în faza finală a procesului produsul să vină în contact cu apa cât mai curată, presiunea duşurilor la clătire să fie cât mai ridicată şi să se asigure o spălare uniformă. Pentru îmbunătăţirea operaţiei se pot adăuga substanţe detergente cu condiţia ca faza de clătire să fie mai intensă. Maşinile se spălat diferă între ele în funcţie de tipul produsului ce urmează a fi spălat. •
Pentru spălarea fructelor cu textură tare şi semitare (mere, pere, prune,
caise, roşii) se folosesc maşini de spălat cu bandă şi ventilator. Spălarea se realizează prin înmuiere, barbotarea apei cu aer care produce o mişcare a produselor supuse spălării şi stropire cu apă. Impuritatile aderente sunt inmuiate iar barbotarea aerului accelereaza desprinderea lor de pe suprafata produsului.La unele tipuri de maşini ventilatorul se înlocuieşte cu un compresor de aer, ambele având rol de a realiza barbotarea aerului în cuva de înmuiere în vederea măririi eficacităţii spălării( fig. 13)
56
2
5
Cuvă de inmuiere bandă conductă de aer ventilator duşuri
1 3 4
Fig.13 Masina de spalat cu banda si ventilator Pentru o mai buna spalare, pe linia de prelucrare a tomatelor, se folosesc masini de spalat cu cuva de preinmuiere. •
Produsele puternic impurificate cu pământ (rădăcinoase, cartofi) se
spală cu maşinile de spălat cu tambur. Tamburul este confecţionat din tablă perforată şi este montat puţin înclinat pentru a se asigura înaintarea produselor de la alimentare spre evacuare. În interiorul tamburului se găseşte un grup de ţevi longitudinale perforate pe lungime. Prin aceste ţevi se pulverizează apă pentru spălare.Spalarea se realizeaza prin inmuierea si frecarea produselor intre ele si de peretele tamburului. Spălarea se realizează continuu. Gradul de spălare depinde de timpul de şedere al produsului în tamburul perforat( fig. 14) •
Pentru spălarea fructelor şi legumelor cu textură moale se foloseşte
maşina de spălat cu duşuri formată dintr-o bandă transportoare confecţionată din plasă de sârmă prevăzută cu două grupuri de duşuri care pulverizează apa deasupra benzii pe care se află produsele supuse spălării. •
Produsele frunzoase ca de exmplu spanacul, la care adera o cantitate
mare de nisip, se spala in masini cu debit mare de apa, in 2-4 etape.
57
1
2
gură de alimentare tambur evacuarea materiei prime evacuare apă 3
4
Fig. 14 Masina de spalat cu tambur
6.2 Prelucrarea mecanică
Urmăreşte îndepărtarea părţilor necomestibile sau greu digerabile ale materiei prime, obţinându-se produse cu grad de finisare cât mai înaintat. Eliminarea pieliţelor şi a cojilor la o serie de produse se poate realiza prin diferite procedee de curăţare. a) Curăţirea legumelor şi fructelor poate fi realizată prin următoarele procedee:
curăţire mecanică, curăţire prin tratare termică, curăţire cu gaze de ardere, curăţire cu radiaţii IR, curăţire prin flambaj, curăţire prin tratare la temperaturi reduse (-18/-20oC), curăţire crioenzimatică, curăţire chimică. •
Curăţirea mecanică se realizează prin frecarea cartofilor şi a altor
rădăcinoase pe suprafeţe abrazive realizate din carborundum. În urma frecărilor se îndepărtează suprafaţa exterioară a produsului realizându-se curăţirea. Curăţirea mecanică prezintă dezavantajul unei productivităţi reduse şi a furnizării unor cantităţi mari de deşeuri (de exemplu la cartofi piederile ajung la 25-30%). •
Curăţirea prin tratare termică se bazează pe faptul că prin încălzire
rapidă are loc transformarea protopectinei în pectină solubilă, coagularea proteinelor şi eliminarea aerului din spaţiile intercelulare, procese care permit eliminarea uşoară a pieliţei. Procesul de curăţire este mult uşurat în cazul în care se face o răcire rapidă, ceea ce evită înmuierea fructului. Se preferă curăţirea cu apă deoarece la tratarea cu 58
apă caldă la 95-100oC au loc pierderi mari de substanţe solubile.Curatirea cu abur se poate aplica la un numar mare de fructe si legume: tomate, radacinoase, cartofietc. Rezultate foarte bune se obtin prin tratarea cu abur supraincalzit, deoarece se reduce durta operatiei. Tabel nr.7 Regimul de lucru al instalaţiei de decojire cu vapori Specia de fructe
Capacitatea (kg/h)
Durata tratamentului termic (s) în funcţie de presiunea aburului (at) 3,5-5
5-6
6-7
Mere
1500-1800
30-35
25-30
20-25
Pere
1300-1500
40-45
35-40
30-35
Gutui
1000-1300
45-50
40-45
35-40
Piersici
1500-1800
30-35
25-30
20-25
Tomate
1500-1800
30
28
25
Ardei kapia
1500-1800
35
30
25
•
Curăţirea chimică constă în dezintegrarea pieliţei fructului sub
acţiunea acizilor sau alcaliilor la o temperatură ridicată. Prin folosirea unei soluţii alcaline sau acide la o temperatură corespunzătoare se îndepărtează pieliţa fructelor fie complet (pere, gutui, ţelină), fie numai stratul parenchimatos al celulelor de sub pieliţă (tomate, piersici). Pieliţa slăbită sau desprinsă poate fi uşor îndepărtată prin răcire bruscă sau printr-o prelucrare mecanică corespunzătoare. Excesul de substanţă chimică este îndepărtat de pe fructul fără pieliţă în curent de apă sau prin neutralizare. În ultimul caz este necesar să se facă o ultimă spălare cu apă potabilă. Pentru curăţirea chimică a fructelor şi legumelor se folosesc instalaţii de tip rotativ şi tunel. Operatia de curatire chimica cuprinde urmatoarele etape: -
Inmuierea initiala sau preincalzirea fructelor cu pielita tare
-
Slabirea sau desprinderea pielitei pe cale chimica 59
-
Spalarea cu apa pentru indepartarea substantelor chimice si eliminarea pielitelor
La fructele de culoare deschisa care sunt expuse fenomenului de imbrunare oxidativa, in locul spalarii finale se face o neutralizare cu acid clorhidric 0,2% sau acid citric 0,5%, dupa care se spala in curent de apa.
5 1
Fig. 15 Instalaţie tip bandă (tunel): bandă bazin de colectare bazin de NaOH pompă centrifugă sistem de duşuri
2
3
4
La instalatia tip tunel (fig.15) produsele circula intr-un singur strat pe banda, dupa care sunt preincalzite cu abur, tratate cu solutie de hidroxid de sodiu prin pulverizare. Solutia este colectata si recirculata. Spre finalul benzii se face spalarea si eliminarea pielitei. Acest tratament combinat-chimic si termic- prezinta avantajul unei eficiente marite, totodata prin aburire se indeparteaza urmele de hidroxid de sodiu si se inactiveaza enzimele oxidative. Solutiile de hidroxid de sodiu au concentratii intre 3-20%, pentru fiecare produs existand o concentratie si o temperatura optima. O alta instalatie folosita este instalatia tip rotativ (fig.16)
60
Fig. 16 Instalaţie tip rotativ: 1
2 3 4
5
6 7
1- cuvă de alimentare 2- caracasa propriu-zisă 3- tambur interior cu palete de antrenare 4- gură de evacuare a produsului 5- fund perforat sub care există: 6- conducta de încălzire 7- baie de NaOH
Tabelul 8 Parametrii optimi la decojirea chimică a fructelor si legumelor Specia de fructe
Concentraţia soluţiei de hidroxid de sodiu (%)
Temperatura
5-7 5-7 3-5 4-6 4-6 5-7 10 10 5 8 18
90-95 90-95 90-95 90-95 90-95 90-95 95-98 95-98 95-98 95-98 95-98
Mere Pere Gutui Piersici Prune Nuci verzi Morcovi Patrunjel Tomate Ardei kapia Telina
(oC)
Durata (minute) 1-3 1-3 1-2 0,5-1 0,5-1 3-4 0,5-1 1-2 0,5-1 0,5-1 2
• Curăţarea cu gaze de ardere la 340-400oC, cu o viteză de 84 m/s, timp de 10-12 secunde. Se produce o evaporare instantanee a apei din straturile de sub pieliţă, care se desprinde cu uşurinţă. • Curăţarea cu radiaţii infraroşii se bazează pe proprietatea acestora de a trece prin stratul de celuloză, ceea ce duce la o desprindere rapidă a pieliţei ca urmare 61
a evaporării apei din straturile de sub pieliţă. • Curăţarea prin flambaj constă în carbonizarea pieliţei fructelor prin diferite procedee, resturile fiind eliminate prin frecare, periere şi stropirea fructelor cu apă sub presiune. Arderea se poate realiza la flacără directă sau în cuptor electric la 1100oC. • Curăţarea prin tratare la temperaturi reduse se bazează pe faptul că prin trecerea produsului pe suprafeţe răcite, la -30...-40oC, se realizează o desprindere uşoară a pieliţei de pulpă. • Curăţarea prin procedeul crioenzimatic are în vedere că prin imersarea fructelor sau legumelor într-o soluţie de saramură răcită la -12 oC, timp de 30-40 secunde, se congelează numai pieliţa şi un strat de celule vecin cu ea. Microcristalele de gheaţă străpung pieliţa, favorizând desprinderea sa ulterioară. Prin imersia produsului în apă la 30-40oC, se realizează decongelarea stratului şi activizarea enzimelor pectolitice care hidrolizează substanţele pectice, favorizând desprinderea pieliţei. b) Eliminarea pedunculilor. La majoritatea fructelor (caise, piersici, prune) codiţele
se îndepărtează foarte uşor, în multe cazuri chiar în timpul transportului, deoarece nu au o adeziune mare faţă de fructe. La fructe ca cireşele, vişinile, căpşuni, îndepărtarea codiţelor se face mai greu. Pentru îndepărtarea codiţelor la cireşe şi vişine se utilizează maşina de scos codiţe care are partea activă formată din vergele îmbrăcate cu cauciuc care se învârtesc în sens contrar, două câte două, prinzând codiţele şi smulgându-le. Fructele rămân deasupra vergelelor în timp ce codiţele sunt aruncate în partea de jos.
Masina de scos codite si caliciu la capsuni are ca piese principale un sir de role imbracate in cauciuc si alt sir de role imbracate in material plastic, cu suprafata striata, fiind asezate alternativ: o rola de cauciuc si una din material plastic. Aceste role se invart in sensuri opuse, prinzand codita o smulg. Eliminarea pedunculului la tomate, căpşune se realizează cu un dispozitiv hidraulic 62
(hidrant), care este format dintr-o microturbină care acţionează un cuţit, ce decupează zona pedunculară a fructului. c) Eliminarea sâmburilor şi a casei seminţelor. Îndepărtarea sâmburilor se poate realiza prin mai multe metode: - evacuarea sâmburilor prin împingere cu ajutorul unor ponsoane speciale lafructe cu diametru mic: cireşe, vişine, corcoduşe, prune, etc. - prin tăierea fructului în două jumătăţi urmată de eliminarea sâmburelui - extragerea sâmburelui. d) Divizarea legumelor şi fructelor se aplică fructelor şi legumelor diferenţiat, în funcţie de operaţiile ulterioare ale proceselor tehnologice ale produselor finite. Se folosesc în acest scop diverse tipuri de agregate pentru tăierea în felii, cuburi, tăiţei, maşini de răzuit, zdrobitoare. Pentru taierea in rondele a morcovilor, dovleceilor, vinetelor se folosesc masini de taiat cu cutite tip disc; pentru taierea verzei, a cepei sub forma de taietei, se folosesc masini de taiat cu cutite tip secera. Pentru razuirea fructelor se folosesc masini prevazute cu tambur pe care sunt dispuse cutite tip fierastrau. O orientare mai actuala este cea a utilizarii unor masini de taiat multifunctionale, care sa permita divizarea produselor in forme cat mai variate. Dispozitivele de taiere se aleg se aleg si se monteaza in functie de materialul ce trebuie prelucrat. e) Zdrobirea fructelor şi legumelor. La fabricarea unor produse din legume sau fructe produsele trebuie zdrobite, ceea ce se poate realiza în mai multe tipuri de instalaţii: - zdrobitor cu un valţ: construit dintr-un valţ care are pe o suprafaţă o serie de dinţi ce trec în timpul mişcării de rotaţie prin spaţiile libere a unei danturi fixe tip pieptene. Produsul este prins între dinţii ficşi şi mobili realizându-se zdrobirea. - zdrobitorul cu două valţuri este folosit pentru zdrobirea tomatelor şi a altor produse.Valţurile sunt prevăzute cu dinţi montaţi astfel încât dinţii de pe un tambur să vină în întâmpinarea celor de pe celălalt tambur. Cele două valţuri se rotesc în sens opus cu turaţii diferite asigurându-se în acest fel acţiunea combinată de tăiere şi zdrobire. - moara cu ciocane este folosită la zdrobirea fructelor cu consistenţă tare (mere, pere, gutui), în liniile de fabricare a sucurilor de fructe. 63
6.3. Prelucrarea termică a fructelor şi legumelor a. Opărirea se aplică fructelor şi legumelor întregi sau în segmente, asigurând următoarele efecte: inactivarea enzimelor( in special a celor oxidante), eliminarea aerului din ţesuturi pentru a preveni procesele de oxidare, reducerea numărului de microorganisme, fixarea culorii produselor vegetale, eliminarea gustului neplăcut unor legume, înmuierea texturii, spălarea suplimentară, utilizarea mai raţională a volumului ambalajului, îmbunătăţirea procesului de osmoză datorita transformarilor suferite de protoplasma celulara. In afara de aceste efecte pozitive, oparirea prezinta si unele dezavantaje: 1. reducerea valorii nutritive ca urmare a solubilizării sau a distrugerii termice a vitaminelor, a compuşilor cu azot şi al glucidelor. 2. pierderea de substanţe de gust şi aromă, sau apariţia unor substanţe volatile cu miros neplăcut. 3. distrugerea pereţilor celulari provocând dezechilibrul biologic al celulelor ce
poate afecta calitatea produselor finite, dacă acestea se depozitează mai mult timp la o temperatură mai mare de 20oC.Astfel se distrug cloroplastele si clorofila devine mai labila dupa oparire. În procesul de opărire, o importanţă deosebită prezintă calitatea apei. În apa dură, pierderile sunt mai mici, dar se poate recomanda numai pentru acele produse care au tendinţa de a se dezintegra la temperaturi ridicate; apa dură este contraindicată pentru majoritatea produselor vegetale.În prezenţa fierului din apă, apar procese de îmbrunare datorită reacţiei cu fenolii vegetali (în special cu derivaţii acidului cafeic). În plus, sărurile de fier şi cupru catalizează degradarea vitaminei C şi procesele de oxidare a grăsimilor.Deoarece pierderile de substanţe sunt mult mai mari în cazul opăririi în apă, există tendinţa extinderii procedeului de opărire în abur.Indiferent de procedeul aplicat, este necesar ca procesul de opărire să fie stabilit pentru fiecare produs în parte, în funcţie de starea materiei prime şi de procedeul de conservare aplicat. Opărirea se poate realiza în apă sau abur. La opărirea în apă pierderile se substanţă sunt mai mari faţă de opărirea în abur. Pentru fiecare produs este necesar ca aceşti doi factori să fie stabiliţi în funcţie de starea materiei prime şi de procedeul de 64
conservare aplicat. Temperatura de opărire este de 85-98oC, iar durata variază între 15 minute şi chiar mai mult (20 min la unele fructe). O supraopărire poate provoca o creştere a substanţelor solubile conţinute în procesul lor de degradare. Opărirea produselor se poate realiza în apă folosind mai multe tipuri de utilaje. Pentru opărirea în cantităţi mici se folosesc cazane duplex basculante(fig. 19), iar în cazul opăririi în cantităţi mari se folosesc opăritoarele continue cu tambur (fig. 17) sau cu bandă (fig. 18).
alimentar 2
abur
e
7 1
3 8
6
4
2
1
Fig. 17 Opăritor cu tambur: 1- cilindru orizontal 2- gură de alimentare 3- melc 4-conductă (realizezază barbotarea aerului) 5- plan înclinat (pt evacuare produs) 6- braţ de duşuri 5 7- hotă (pt evacuare abur) 8- variator de viteze
Fig. 18 Opăritor cu bandă este format dintr-o cuvă paralelipipedică ce are gura de alimentare
3
4 (2) şi o bandă cu cupe (1) care este scoasă
afară din aparat printr-un plan înclinat (4). Încălzirea apei se face cu ajutorul unei conducte (3). 65
Răcirea după opărire este obligatorie pentru a se evita înmuierea excesivă a ţesuturilor şi dezvoltarea microorganismelor remanente. Răcirea se face în apă rece pentru a reduce temperatura produsului cu cca. 30oC în răcitoare continue cuplate cu opăritoarele respective.In felul acesta se evita infectarea cu microorganisme, in special microorganisme termofile, care pot provoca alterari profunde. Produsele cu suprafata mare sau cele divizate, inregistreaza pierderi mai mari decat produsele cu suprafata mica. Pierderile sunt la nivelul cantitatii de de zahar total si substante minerale si vitamine.
Fig.19 Cazan duplicat Partile componente ale cazanului duplicat sunt: 1- cazan din inox cu fund semisferic 2- manta dubla racordata la abur 3- ventil siguranta 4- cazan perforat care se introduce in cazanul 1 5- maner de siguranta pentru fixarea cazanului perforat 6- racord eliminare apa uzata 7- eliminare condens 8- racord alimentare abur in mantaua dubla 9- racord alimentare apa in cazan 10- manometru 66
11- colectarea condens de pe armaturi b. Preîncălzirea În scopul înmuierii texturii fructelor pentru a uşura operaţiile ulterioare se aplică preîncălzirea acestora la temperaturi de 90-95oC timp de 5-30 min. Concomitent are loc inactivarea enzimelor şi reducerea numărului iniţial de microorganisme asigurând condiţiile igienice de lucru necesare. Preîncălzirea se realizează fie prin barbotarea directă a aburului, fie prin încălzire indirectă prin intermediul schimbătoarelor de căldură. Se pot utiliza preîncălzitoare multitubulare, cu serpentină, cu melc. Preincalzitorul multitubular (fig.20), realizeaza incalzirea produsului care circula prin tevi impins de o pompa, in timp ce aburul saturat circula prin spatiul dintre tevi.
3
Fig. 20 Preîncălzitor multitubular: 1
alimentare abur evacuare condens 2 alimentare produs evacuare produs 4
8
3 Fig.21 Preîncălzitor cu serpentină:
2
5
4
7
1- tambur orizontal încălzit prin intermediul unei manta interioare - 3 2- serpentină (dublu rol: antrenare produs şi încălzire) 4- alimentare abur 5- evacuare produs 6- eliminare condens
7- vas tampon (cu rol de a recircula produsul în cazul în care s-a
1
atins temp. stabilită latermoreglare) 8- alimentare cu produs
6
67
alimentar e produs
abur
manta încălzire melc
de
Fig. 22 Preîncălzitor cu melc: este format dintr-un
tambur prevăzut cu o manta, în interior fiind introdus un
melc. Mantaua are 3 secţiuni pentru a realiza o mai
evacuar
bună distribuţie a căldurii. Este utilizat atât la tratarea
e
fructelor zdrobite cât şi a celor întregi. Durata de
produs
tratament variază între 3 şi 10 minute.
Preincalzitorul cu serpentina (fig. 21) este format dintr-un tambur orizontal, prevazut cu manta de incalzire impartita in trei compartimente. In interiorul tamburului se gaseste un arbore pe care este infasurat o teava in spirala (serpentina). Antrenarea produsului este asigurata de rotirea axului si a spiralei. Incalzirea se efectueaza prin introducerea concomitenta a aburului saturat prin manta, arborele central si serpentina, ceea ce asigura aducerea masei zdrobite la 90°C si mentinerea la aceasta temperatura 3-6 min. Preincalzitorul cu melc (fig. 22) are corpul format din doi cilindrii coaxiali, care formeaza intre ei o manta dubla de incalzire cu abur. In interiorul cilindrului se misca axul orizontal prevazut cu un melc sau palete, dispuse dupa o spirala, cu rolul de a asigura antrenarea si amestecarea produsului. Incalzirea se realizeaza atat indirect, prin introducerea aburului in mantaua de incalzire, cat si direct prin barbotarea aburului in masa produsului. c.Prăjirea urmăreşte îmbunătăţirea calităţii legumelor prin formarea unei coloraţii specifice şi a unui gust plăcut de prăjit ca urmare a transformărilor ce au loc în complexul substanţelor azotoase şi glucidelor. Prăjirea conduce şi la o reducere substanţială a microflorei. Operaţia de prăjire se face la temperatură de 130- 160oC, iar durata depinde de: felul şi dimensiunea legumelor, cantitatea de apă evaporată, mărimea unei şarje, temperatura uleiului. Timpul de prăjire este cuprins între 10-20 minute. Uleiul folosit la prăjire suferă o serie de transformări degradative care după o folosinţă îndelungată pot duce la reducerea valorii alimentare, la schimbarea 68
proprietăţilor fizico-chimice şi senzoriale şi chiar la efecte nocive. Aceste transformari constau in descompunerea gliceridelor si apoi a glicerolului cu formarea acroleinei, o aldehida nesaturata toxica si urat mirositoare avand actiune iritanta asupra mucoaselor. Acizii grasi liberi formati in reactia de descompunere a gliceridelor, maresc indicele de aciditate al uleiului modificandu-i caracteristicile de calitate. Alte modificari degradative ce au loc sunt oxidari, polimerizari ale acizilor grasi nesaturati care favorizeaza inchiderea la culoare auleiului prajit mai ales in contact cu resturi carbonizate din produsele vegetale supuse prajirii. Pentru a evita degradarea înaintată a uleiului se recomandă înlocuirea periodică a sa, deoarece, produsele de descompunere în uleiul degradat accelerează degradarea uleiului proaspăt adăugat.Stabilirea momentului de inlocuire a uleiului la instalatia de prajire, se face prin calcularea coeficientului K, care reprezinta raportul dintre consumul zilnic de ulei si capacitatea baii de ulei. Acest coeficient nu trebuie sa depaseasca valoarea 1,2.Nu se recomanda inlocuirea partiala a uleiului deoarece compusii de descompunere din uleiul degradat accelereaza degradarea celui proaspat.Prelungirea caracteristicilor calitative ale uleiului utilizat la prajire se poate realiza prin adaos de antioxidanti ca vitamina E. Pe de alta parte au loc transformari in produsele vegetale supuse prajirii. Astfel, datorita incalzirii puternice are loc evaporarea apei, reducerea volumului si greutatii produsului. Reducerea greutatii poate fi intre 40-70%, dar concomitent are loc o absorbtie de grasime de 10-12%. La suprafata produsului se formeaza o crusta caracteristica de grosime si culoare ce depind de grosimea produsului si de temperatura si timpul de prajire. Transformarile biochimice ce au loc la prajire sunt: •
caramelizarea glucidelor cu formare de caramelan ceea ce cauzeaza inchiderea la culoare
•
coagularea proteinelor cu formarea unei mase granuloase
•
hidroliza protopectinei pana la pectina solubila
•
transformarea clorofilei in feofitina
•
solubilizarea carotenului in uleiul folosit la prajire
•
pierderi de vitamine Prăjirea legumelor se poate face în instalaţii de prăjire discontinue şi de tip 69
continuu prin următoarele metode: -
în stat subţire de ulei
-
în strat gros de ulei
-
prin pulverizare de ulei încălzit
-
cu radiaţii IR
-
prăjire sub vid
Prajitoarele cu functionare continua( fig. 23, 24), se compun in principiu dintr-o baie de ulei prin care circula continuu un transportor cu lant pe care se incarca cosurile cu fund perforat in care se gaseste produsul pentru prajit.Cosurile pot fi fixe sau detasabile. Incalzirea uleiului pana la temperatura de prajire se realizeaza cu ajutorul unor serpentine cu abur montate in baia de ulei. La partea inferioara a baii de ulei se gaseste o perna de apa care colecteaza reziduurile de ulei, evitandu-se carbonizarea si reducandu-se degradarea acestuia. Viteza benzii este reglabila, obtinandu-se astfel timpul necesar prajirii diferitelor sortimente intre capatul de alimentare si cel de evacuare a produsului.
alimentare
Fig. 23 Instalaţie cu bandă cu coşuri fixe baie de ulei coş
70
Fig. 24 Instalaţie cu bandă cu alimentar
coşuri detaşabile
e
baie
de
ulei
O prajire in conditii mai bune se obtine daca se folosesc instalatiile sub vid si cu radiatii IR. Intrebari de autoevaluare: 1. Care sunt operatiile ce alcatuiesc faza tehnologica de conditionare a fructelor si legumelor si care este scopul lor? 2. Cum functioneaza triorul cilindric si pentru ce tip de produse este folosit? 3. Care este principiul curatirii (decojirii) prin aburire? Ce alte procedee de curatire pot fi folosite? 4. Precizati scopul si dezavantajele oparirii legumelor si fructelor.Utilaje de oparire. 5. Care este scopul prajirii in industria conservelor din legume si fructe?
7.Tehnologia semifabricatelor conservate cu substante antiseptice( semiconserve) 71
Semifabricatele din fructe sunt produse obtinute in urma unei prelucrari mecanice, mai rar termice, urmata de o conservare temporara cu substante chimice (antiseptice) in vederea industrializarii ulterioare. Semifabricatele se fabrica in perioada de varf de recolta, cand este depasita capacitatea de productie a fabricilor, pentru a putea fi prelucrate sub forma de diverse produse in tot timpul anului. Principalele semifabricate sunt pulpele, marcurile si sucurile de fructe ce nu se consuma ca atare ci urmeaza a fi prelucrate in produse finite ca : gem, marmelada, jeleu sau sirop. 7.1 Substantele antiseptice Folosirea antisepticilor pentru distrugerea microflorei de alterare s-a practicat din cele mai vechi timpuri, fara a se cunoaste compozitia chimica si mecanismul de actiune al acestor substante (ex. sulfitarea vinului la romani si egipteni). In prezent exista un numar mare de substante chimice ce pot fi folosite ca si conservanti, dar avand in vedere actiunea toxica asupra organismului uman, legislatia din domeniu este foarte stricta in ceea ce priveste doza si modul de utilizare. Astfel aceste substante sunt utile si admisibile numai daca utilizate in doze mici de pana la 0,3%, nu influenteaza calitatile senzoriale si fizico-chimice ale produselor. In raport u concentratia lor si specia de microorganisme, conservanii pot avea efect bacteriostatic ( principiul antisepto-anabiozei) sau bactericid (principiu antisepto-abiozei). Actiunea antiseptica aconservantilor este influentata de urmatorii factori: Factori proprii antisepticelor •
Compozitia chimica a substantei: acid, baza, sare, compus organic sau anorganic
•
Concentratia antisepticului: in doze mici poate fi stimulativ pentru unele microorganisme, in doze moderate pot avea efect bacteriostatic iar in doze mari ( doza letala) efect bactericid.
Factori proprii microorganismelor
72
•
Specia microbiana- substantele antiseptice actioneaza diferit asupra diferitelor specii microbiene.Uneori poate apare o acomodare a speciei microbiene cu antisepticul, de aceea doza trebuie stabilita in functie de durata de conservare. o
SO2 si derivatii sai actioneaza asupra bacteriilor, drojdiilor si mucegaiurilor, de aceea sunt considerati conservanti universali
o Acidul benzoic si derivatii sai actioneaza mai eficient asupra bacteriilor o Acidul formic si sorbic e mai eficient asupra drojdiilor si mucegaiurilor •
Numarul initial de microorganisme- eficacitatea conservantului este cu atat mai mica cu cat produsul e mai contaminat; de asemenea trebuie retinut ca
un
conservant nu poate opri o infectie deja produsa de aceea trebuie folosite materii prime de calitate care trebuie prelucrate in conditii igienice.Daca SO2 se leaga de produse rezultate din fermentatie lactica sau alcoolica devine inactiv. •
Faza de dezvoltare a microorganismelor- conservantul e mai eficace in faza de lag – faza proprie microflorei epifite a fructelor si legumelor- deoarece inactiveaza enzimele necesare inmultirii microbiene; sporii sunt foarte greu de distrus si dupa incetarea actiunii conservantului ei pot intra in stare vegetativa. Factori specifici produselor vegetale
•
Compozitia chimica a produsului – influenteaza prin compuii chimici prezenti; astfel o proteinele usor coagulabile sunt mai greu de conservat o produsele cu mai multa apa se conserva mai usor o
prin reactii de combinare dintre conservant si diversi compusi chimici din produs actiunea conservantului este inhibata (ex. SO2 se leaga de grupari carbonilice libere )
•
pH-ul: cu ca valoarea de pH este mai mica, activitatea conservantului este mai pronuntata
•
starea fizica si gradul de divizare- cu cat gradul de dispersie a conservantului in masa produsului e mai mare, cu atat absorbtia si difuzia in membrana celulara e mai buna. Factori diversi
73
•
temperatura- in majoritatea cazurilor, eficacitatea conservantului creste cu temperatura; totusi la microorganismele termofile, cresterea temperaturii poate avea efecte stimulatoarea asupra dezvoltarii acestora iar unii conservanti volatili sau gazosi inregistreaza pierderi. In acest caz doza conservanta se stabileste in functie de temperatura produsului si caracterul microflorei prezente
•
Timpul- actiunea distrugatoare a antisepticului se manifesta timp indelungat ( saptamani). Deci un produs tratat cu o anumita doza bine stabilita, poate deveni steril in timp daca nu intervin factori de sa modifice concentratia antisepticului sau suprainfectii Conservantii nu actioneaza numai asupra microorganismelor ci se constata o actiune inhibitoare si asupra unor enzime; ex.SO2 se foloseste impotriva enzimelor oxidative ce dau imbrunarea la unele fructe sau legume.Alte efecte sunt decolorarea, prevenirea oxidarii nenezimatice, intarirea texturii. Cel mai utilizat conservant in industria semifabricatelor din fructe este dioxidul de sulf, care are actiune asupra tuturor microorganismelor in concentratie de 0,02% si actiune conservanta asupra vitaminei C. Este folosit si la prevenirea mucegairii fructelor care sunt pastrate la temperaturi scazute (se folosesc tablete de metabisulfit de sodiu sau potasiu care se introduc in laditele cu fructe).Se mai foloseste in doze de 0,02-0,2 % pentru pastrarea culorii, aromei, si vitaminelor din unele fructe si legume supuse deshidratarii. Actiunea sa conservanta se manifesta in moduri diferite: Ca substanta reducatoare influentand potentialul de oxido-reducere (rH), inhiband reactiile enzimatice, deoarece se poate lega de diferite grupari carbonil ale enzimelor Dezechilibrarea proceselor de sinteza prin blocarea acetaldehidei intr-un compus sulfitic
Pe plan mondial, in urma cercetarilor extinse asupra eficacitatii antibioticelor exista semnale ca acestea pot preveni alterarea microbiana a alimentelor. In multe tari se folosesc cu success: nizina, tilozina, pimaricina ca atare sau in asociere cu conservanti chimici. Totusi exista obiectii serioase referitoare la utilizarea antibioticelor in aceste scopuri. 74
7.2 Procesul tehnologic al semifabricatelor de fructe Dupa modul de prelucrare, conditionat si de destinatia lor, se poate face urmatoarea clasificare: 1. Pulpe nestrecurate: nefierte si fierte 2. Pulpe strecurate (marcuri): nefierte si fierte 3. Sucuri pentru siropuri de fructe 4. Sucuri gelifiante 7.3 Fabricarea pulpelor si marcurilor de fructe Pulpele si marcurile se obtin din fructe proaspete, coapte . Avand in vedere ca aceste sortimente servesc in special la fabricarea unor produse gelifiate (marmelada, gem) cel mai utilizat conservant este dioxidul de sulf pentru ca acesta nu degradeaza pectina. 7.3.1
Pulpe nestrecurate, nefierte
Sub aceasta denumire intelegem fructe intreg, jumatati sau fragmente, cu sau fara parti necomestibile, care se conserva fara un tratament termic prealabil cu ajutorul conservantilor chimici. Destinatia acestui semifabricat este obtinerea marmeladei (dupa o prealabila strecurare) si a gemului, in care trebuie sa se regaseasca fructe sau fragmente de fructe intregi. Prin acest procedeu se conserva: capsuni, visine, cirese, caise, prune, mere, pere, gutui, fructe de padure. Sortarea-se face pentru indepartarea fructelor verzi si a celor putrezite sau mucegaite; daca pulpa este destinata fabricarii gemului, in afara alegerii de mai sus se vor admite numai fructe cu o forma caracteristica, care se vor sorta dupa marime cu ajutorul masinilor de sortat, pentru a asigura un produs finit uniform. Spalarea- se face cu ajutorul masinilor de spalat pentru indepartarea impuritatilor nisip, frunze, pamant.
PULPE NEFIERTE
MARCURI FIERTE
FIERTE
NEFIERTE 75
FRUCTE SORTARE SPALARE
ZDROBIRE
CURATARE
FIERBERE
DIVIZARE FIERBERE
RACIRE
RACIRE
STRECURARE
UMPLERE IN RECIPIENTI ADAUGARE CONSERVANTI DEPOZITARE Fig. 23 Schema tehnologica de obtinere a pulpelor si marcurilor Curatirea- consta in indepartarea coditelor de cirese, visine, prune, a samburilor de caise, cirese, visine, prune, piersici sau a cojii de la mere, pere, caise, piersici iar la alte semintoase se indeparteaza casa semintelor. Unele fructe, ca gutuile, pot fi divizate in cuburi, felii etc., asa cum vor fi folosite la fabricarea gemului.La mere divizarea se inlocuieste cu o zdrobire. Toate aceste operatii de prelucrare mecanica se executa la masini ce pot lucra in serie sau separat. Umplerea recipientelor. Recipientele utilizate pentru semiconserve (semifabricate) sunt butoaie de lemn de 100-200l ce au fost in prealabil spalate si aburite. Se practica parafinarea interioara, prin turnare de parafina topita si miscarea prin rostogolire a butoaielor pentru ca parafina sa se depuna in strat subtire continuu pe peretele interior al butoiului. Operatia urmareste reducerea permeabilitatii doagelor fata de vapori si aer. In aceste butoaie se introduc fructele intregi sau divizate si apoi solutia de conservant chimic. Doza adaugata este in functie de durata de conservare: •
la 100 kg fructe se adauga 90g SO2 pentru o conservare pe 3 luni
•
la 100 kg fructe se adauga 120g SO2 pentru o conservare pe 6 luni
•
la 100 kg fructe se adauga 180g SO2 pentru o conservare pe 9 luni 76
Bioxidul de sulf se foloseste sub forma de solutie 6% (60 g/l solutie), din care se adauga conform dozajului de mai sus. Pentru a asigura o mai buna amestecare a fructelor cu conservantul si pentru ca solutia sa acopere fructele, in solutie se mai adauga apa pana la maximum 10% din greutatea fructelor iar in butoi se mai adauga in 2-3 etape astfel: o parte se toarna pe fundul butoiului peste care se adauga fructele si o parte din solutia de conservant apoi un al doilea strat de fructe si ultima parte de conservant. Cand se folosesc fructe cu textura moale (capsuni) se pot folosi saruri de calciu care prin formarea pectatului de calciu intaresc tesuturile dar e necesara micsorarea corespunzatoare a cantitatii de SO2. Dupa umplerea butoaielor acestea se rostogolesc pentru o mai buna amestecare cu fructele apoi se stivuiesc pentru depozitare. Depozitarea se face in depozite racoroase, aerisite, curate unde butoaiele trebuie ferite de lumina si caldura solara care ar usca doagele butoaielor si r cauza pierderi de conservant prin evaporare, dar si de inghet. Daca conservantul folosit este benzoatul de sodiu se utilizeaza dozele: 120g /3 luni, 150g/ 6 luni, 200g /12 luni. 7.3.2
Pulpe nestrecurate fierte
Se fabrica din fructe cu samburi sau cu seminte sau din fructe de padure, de calitate superioara, care pe langa operatiile de pregatire mecanica sunt supuse si operatiei de fierbere pentru a inlatura actiunea enzimelor pectolitice in vederea mentinerii proprietatilor gelifiante ale pulpei. Toate operatiile de prelucrare mecanica (sortarea, spalarea, curatirea, scoaterea samburilor, casei semintelor si divizarea) se executa ca la pulpele nefierte. Fierberea- se face scurt timp la 100°C cu adaos de 5-10% apa, care se evapora in timpul fierberii. Prin fierbere se inmoaie textura fructelor si se evacueaza cea mai mare parte a aerului, ceea ce usureaza amestecarea cu conservantul. Enzimele pectolitice sunt inactivate si proprietatile gelifiante ale pulpei es mentin mai bine. Racirea- inainte de adaugarea conservantului se face o racire a pulpelor pana la 40°C daca se foloseste SO2 sau pana la 80°C daca se foloseste benzoat de sodiu.Doza de conservant e aceeasi ca in cazul pulpelor nefierte, nestrecurate. 7.3.3
Pulpe strecurate fierte (Marcurile)
Sunt folosite exclusiv la obtinerea marmeladelor.Produsul are avantajul ca se poate 77
transporta usor prin pompe si conducte si poate fi depozitat usor. Se obtin de mere, pere, prune, caise, visine, gutui care dupa operatiile preliminare mecanice se zdrobesc in vederea usurarii fierberii si strecurarii. Se utilizeaza fructe bine coapte, sanatoase iar la sortare se vor indeparta fructele imature, stricate. Fierberea- are ca scop pe langa inactivarea enzimelor pectolitice si inmuierea texturii in vederea strecurarii usoare, cu un randament mai bun. Fierberea se face in aparate cu functionare continua iar strecurarea cu ajutorul masinilor de strecurat cu palete cu arc ( pentru fructele cu samburi), cu palete rigide ( pentru semintoase), obtinandu-se pe de-o parte marcul de fructe si pe de alta parte partile necomestibile (seminte, samburi, cozi, codite). Racirea- se face pana la 40°C apoi se transporta cu ajutorul pompelor prin conducte pana la depozitare. Apoi se adauga conservantul in portiuni mici fie in regim discontinuu ( in vase separate) sau in mod continuu (in conductele pe care le traverseaza marcul) pentru o mai buna uniformizare. Depozitarea- se face in silozuri sub/supraterane cu celule din beton armat: 30-50 celule a cate 40-60 t capacitate.Pentru a proteja peretii celuleor, cestea se captusesc cu rasini sintetice. 7.3.4
Pulpe strecurate nefierte (marcuri crude)
Se prepara din fructe cu textura moale: zmeura, capsuni, mure, afine, coacaze) care permie strecurarea fara o fierbere prealabila. In acest mod aroma fructelor se pastreaza mai bine. Fructele se sorteaza, se spala apoi se direct la masina de strecurat, unde se separa partile necomestibile si rezulta marcul. Conservarea se face cu bioxid de sulf 120-150g/100 kg marc. Depozitarea se face cel mai des in butoaie dar si-n celule de siloz daca exista cantitati suficiente sa umple celula. 7.4 Fabricarea sucurilor de fructe Schema tehnologica generala este prezentata in figura 24. SUC PENTRU SIROPURI
SUC GELIFIANT
FRUCTE 78
SORTARE SPALARE CURATARE ZDROBIRE
FIERBERE
PRESARE LIMPEZIRE
RACIRE
FILTRARE ADAOS CONSERVANT AMBALARE DEPOZITARE Figura nr. 24 Schema tehnologica de obtinere a sucurilor pentru siropuri si a sucurilor gelifiante 7.4.1
Fabricarea sucurilor de fructe pentru siropuri
Sucul semifabricat pentru siropuri se prepara dintr-un amestec de fructe conservate, in general cu adaos de conservanti chimici, in vederea transformarii lui ulterioare prin adaos de zahar in sirop de fructe pentru bauturi racoritoare.Acest suc se obtine prin presarea la rece a fructelor pentru a-i asigura o cantitate cat mai redusa de pectina, a carui prezenta nu e dorita la fabricarea siropurilor. Principalele tipuri de fructe folosite sunt: zmeura, visinele, murele, capsunile, afinele. Sortarea si spalarea se exexcuta ca in cazul pulpelor si marcurilor. Presarea- se executa cu ajutorul preselor hidraulice cu pachete, randamentul extractiei fiind 60-70%.Sucul astfel obtinut are particule in susoensie si trebuie limpezit, intrucat acestea inrautatesc conditiile de conservare si din motive senzoriale. 79
Limpezirea- se poate realiza prin mai multe metode: •
Sedimentarea particulelor in timpul depozitarii, urmata de o decantare; sedimentarea dureaza cateva saptamani si e stimulata de adaosul de conservanti
•
Enzimatic, prin tratarea sucului cu preparate
enzimatice pectolitice care
degradeaza substantele pectice din suc, se micsoreaza vascozitatea si se usureaza sedimentarea si filtrarea. •
Cu ajutorul taninurilor si a gelatinei
In practica curenta limpezirea se realizeaza prin asocierea mai multor metose urmate de o filtrare la filtru cu rame si placi. Adaos de conservanti- conservarea sucului limpezit se realizeaza cu conservanti chimici: dioxid de sulf (0,12-0,18%), sorbat de potasiu (0,15-0,25%) sau benzoat de sodiu (0,12-0,2%) Procedeul cel mai intalnit este de adaugare a conservantului sucului de la presa urmata de depozitarea lui fie in butoaie mari de 800-1000l, fie in celule de siloz. Dupa o depozitare mai lunga, el este decantat si filtrat. 7.4.2
Fabricarea sucurilor gelificatoare
Este un sortiment care trebuie sa fie bogat in pectina. Se fabrica din fructe bogate in substante pectice iar prepararea lui se face la cald. Astfel se obtine o solubilizare a protopectinei din fructe si trecerea ei in suc, care astfel se imbogateste in pectina gelificatoare. Aceste sucuri se folosesc la obtinerea jeleurilor, peltelelor. Se folosesc gutui, mere, coacaze. Operatia care difera fata de celalalt tip de suc este fierberea care se efectueaza in cazane duplicate- unde se adauga 50-100% apa fata de fructe, sau in aparate de fierbere continui. Durata fierberii e 1/2h si nu trebuie sa fie prea intensa, pentru a evita degradarea pectinei. Presarea se realizeaza tot cu prese hidraulice , apoi este racit si conservat. Limpezirea se face prin decantare si filtrare.
Intrebari de autoevaluare: 1.Ce factori influenteaza actiunea antisepticilor? 80
2. Cum se clasifica semifabricatele dupa modul lor de prelucrare? 3.Precizati scopul si parametrii tehnologici la obtinerea marcurilor? Care este diferenta fata de pulpe? 4.Ce diferenta exista intre sucurile de fructe pentru siropuri si cele gelifiante? Descrieti procesul tehnologic in ambele cazuri.
8.Conservarea prin tratament termic Cea mai mare parte a produselor care apartin industriei conservelor din legume si fructe sunt ambalate in recipiente ermetic inchise, care au fost supuse actiunii tratamentului termic in vederea anularii activitatii microorganismelor. Intre nivelul de inactivitate al microorganismelor si nivelul de pastrare al proprietatilor naturale specifice, trebuie sa existe un echilibru care stabileste rapotul dintre regimul termic aplicat si pastrarea calitatii produsului conservat. Scopul conservarii prin tratament termic este deci asigurarea stabilitatii produsului dar cu pastrarea calitatilor organoleptice si nutritive ale produsului la un nivel maxim posibil. In functie de temperaturile aplicate, metodele de conservare prin tratament termic pot fi: Sterilizarea- aplicarea unor temperaturi mai mari de 100°C,un timp limitat, care asigura distrugerea tuturor formelor vegetative si sporulate, stabilizand produsele pe termen lung. Pasteurizarea- aplicarea unei temperaturi de pana la 100°C, un timp limitat, care asigura distrugerea formelor vegetative si inactivarea unor formelor sporulate mai putin rezistente la caldura. Tindalizarea- aplicarea unor incalziri repetate la temperaturi subletale; asigura distrugerea formelor vegetative si a sporilor, care intre doua incalziri germineaza si trec in forma vegetativa, astfel ca la urmatoarea incalzire vor fi distrusi; nu se aplica industrial(pt. Medii de cultura si uz casnic). 8.1 Factorii ce influenteaza procesul de tratament termic 81
Pot fi grupati astfel: I.
Factori de care depinde rezistenta microorganismelor a. Numarul si natura microorganismelor b. Natura produsului c. Reactia mediului d. Timpul si temperatura de sterilizare
II.
Factori care influenteaza termopenetratia a. Natura si consistenta produsului b. Modul de aranjare a produsului in recipient c. Materialul din care e confectionat ambalajul d. Dimensiunile recipientului e. Gradul de agitare al recipientului
I.Factori de care depinde rezistenta microorganismelor a. Numarul si natura microorganismelor Materia prima, legumele si fructele, are o microflora epifita provenita din sol, apa, aer precum si din contactul cu ambalajele sau uneltele de recoltare. Daca la surafata legumelor si fructelor exista leziuni ale tegumentelor- lovituri, crapaturinumarul microorganismelor este mai mare si acestea se altereaza mult mai rapid. De aceea este necesara o sortare riguroasa inainte de introducerea in fabricatie, urmata de executarea unor spalari si curatari cat mai atent realizate pentru indepartarea surselor de infectie. Pe parcursul fluxului tehnologic materia prima poate fi infectata prin contactul cu utilajele, benzile transportoare, tavile de stocare etc. Oparitoarele continue, cazanele duplicate, fierbatoarele care utilizeaza aburul tehnologic pot deveni de asemenea focare de dezvoltare a microorganismelor termorezistente, in special in zonele mai putin expuse temperaturilor ridicate sau in perioadele cand utilajele nu functioneaza, dar temperatura lor ramane la valori apropiate de temperatura optima de dezvoltare a majoritatii microorganismelor. 82
Ventilatia defectuoasa poate provoca acumularea de condens pe tavane, ferestre cu formare de picaturi de apa care pot vehicula cel mai des mucegaiuri. Astfel intrega sectie de prelucrare a materiei prime are o microflora specifica ce poate deveni contaminanta. Salile de fabricatie si modul de amplasare al utilajelor trebuie sa permita o igienizare perfecta, cat mai riguros efectuata, pentru a reduce riscul infectarii materiei prime. Termorezistenta microorganismelor variaza functie de specie si stadiul de dezvoltare. Astfel microorganismele pot fi impartite in doua categorii: •
celule vegetative ale mucegaiurilor, drojdiilor si bacteriilor
•
spori bacterieni:
foarte rezistenti- membrana rigida, dimensiuni mici
mai putin rezistenti- membrana fina, dimensiuni mari
Mucegaiurile au o termoezistenta scazuta, fiind in general distruse la temperaturi de pana la 80°C, iar la 100°C sunt inactivate in cateva minute. Drojdiile au termorezistenta mai mica decat a mucegaiurilor, fiind in general distruse la 60-70°C, in 1-20 min; exceptie fac drojdiile osmofile care pot rezista 30 min la 100°C. Sporii de drojdii se distrug la temperaturi cu 5-10°C mai mari decat temperaturile letale formelor vegetative. Bacteriile nesporulate au o slaba rezistenta la actiunea caldurii, fiind distruse la 6080°C. Pentru inactivarea sporilor sunt necesare temperaturi mai mari de 100°C. Distrugerea microorganismelor sub actiunea caldurii are loc dupa o reactie monomoleculara, care poate fi descrisa de relatia: n=N0/2.3*10kt, unde: n- numarul final de microorganisme; N0- numarul initial de microorganisme; t-timpul, min; k- constanta; Se constata ca distrugerea m.o. sub actiunea caldurii are loc dupa o expresie 83
logaritmica si poate fi reprezentata grafic prin curba de distrugere termica, care este caracterizata prin panta D ce reprezinta timpul de reducere zecimala, adica timpul necesar la o anumita temperatura pentru reducerea cu 90% a numarului de m.o. Se observa ca distrugerea m.o. depinde de numarul initial de m.o. si ca in acelasi interval de timp , in conditii asemanatoare, reducerea numarului de m.o. se face in aceeasi proportie. Daca intr-un interval de 10 min numarul de m.o. se reduce de 100 de ori atunci cand exista initial 100 000 de m.o. , dupa tratarea termica vor ramane 1000 iar cand exista 1000 vor ramane 10. Realizarea sterilizarii absolute (100%) este teoretic imposibila. Aceasta se datoreaza caracterului logaritmic al curbei de distrugere a microorganismelor (numarul lor, in functie de timp), ceea ce inseamna ca „zero” microorganisme vor exista cand durata procesului va fi infinita. Cu cat numarul initial al microorganismelor va fi mai scazut, cu atat va fi mai scazut si riscul supravietuirii celulelor bacteriale viabile, sau a sporilor acestora, la sfarsitul procesului termic. Daca se pastreaza constanta o anumita temperatura, caracterul logaritmic al curbei distrugere / timp permite stabilirea urmatoarei reguli: 90% din celulele si sporii unui microorganism existente la un moment dat sunt distruse intr-un anumit timp D. In urmatorul interval de timp D vor fi distruse 90% din microorganismele si sporii care au supravietuit perioadei D precedente. In al treilea interval de timp D vor dispare 90% din supravietuitorii perioadei precedente, si asa mai departe. In consecinta cu cat vom avea un numar de microorganisme mai mic in materia prima cu atat va exista o siguranta mai mare a conservabilitatii produsului. b. Natura produsului Produsele
supuse
tratamentului
termic
pot
influenta
rezistenta
microorganismelor prin compozitia lor chimica. Astfel substantele proteice,grasimile, 84
glucidele, sarea pot creste sau descreste rezistenta microbiana. Substantele proteice, gelatina si albumina, si grasimile maresc
rezistenta microbiana, exercitand un efect protector. De exemplu, Bacillus mesenterius care in apa e distrus la 130°C, la aceasi temperatura in ulei este mai rezistent. Salmonella si Bacillus rezista in ulei 30 min la 100°C si in apa sunt distruse la 60-65°C. Glucidele- glucoza si zaharoza- pot favoriza unele specii de bacterii. Drojdiile osmofile au rezistenta marita in siropuri cu 30% zahar, in timp ce in apa sunt distruse la t<100°C. Prezenta clorurii de sodiu mareste rezistenta microorganismelor la concentratii mici de 1-2%, dar la o concentratie de 8% are o influenta pozitiva asupra distrugerii microbiene. Aerul din tesuturi, jucand rol de strat izolator in jurul celulelor, creste termorezistenta microbiana. c. Reactia mediului Dupa valoarea de pH, conservele se pot grupa in: 1. conserve acide pH< 4.6 2. conserve slab acide pH= 4.6-6.3 3. conserve aproape neutre pH>6.3 In functei de valoarea de pH, microorganismele prezinta un maxim de rezistenta la valori cuprinse intre 6-7. La un pH =4.5-6, pentru distrugerea germenilor sunt necesare temperaturi mai mari de 100°C iar la pH<4.5, temperatura de 100°C este in general suficienta. Descresterea termorezistentei m.o. in mediul acid se explica prin hidroliza partiala a membranei,
modificarea
reactiilor
intracelulare,
schimbarea
potentialului
oxidoreducator. Deci acidificarea produsului fara a influenta calitatile gustative poate duce la reducerea temperaturii si duratei de sterilizare. Astfel, cunoasterea reactiei mediului este un auxiliar pretios al regimului de sterilizare; produse cu o reactie acida, ex. compot de visine cu pH<3, pot fi sterilizate la temperaturi sub 100°C, in timp ce cele cu o reactie slab acida, ex. conserve de mazare pH>6, necesita valori de 120°C. 85
Cateva din valorile de pH ale conservelor din legume- fructe sunt: •
compoturi, gemuri, sucuri pH=3.6-4.8
•
produse pe baza de tomate pH= 4.0-4.2
•
conserve de legume in bulion pH=4.3-5.7
•
conserve de legume in saramura pH=5.0-6.6
•
conserve de legume in ulei pH= 4.3-5.6
d. Timpul si temperatura de sterilizare Timpul in care se aplica temperatura de sterilizare este hotarator pentru a asigura distrugerea microorganismelor.Cu cat temperatuta mediului ambiant este mai aproape de temperatura optima de dezvoltare a m.o. cu atat acestea au o viteza de inmultire si dezvoltare mai mare. La valori de temperatura peste temperatura optima, se observa o scadere rapida a vitezei de dezvoltare, urmata de o inhibare totala si de moartea celulei microbiene. Intre temperatura si timp trebuie sa existe o corelare optima, atfel pot apare urmatoarele situatii: suprasterilizarea-prelungirea duratei de sterilizare ceea ce duce la
degradarea proprietatilor organoleptice substerilizarea- mentinerea un timp prea scurt a duratei de sterilizare ceea
ce duce la alterarea produsului Echilibrul optim intre temperatura-timpul de sterilizare se obtine daca se tine cont de toti factorii ce influenteaza procesul ( mai sus enumerati). Intre aceste doua valori exista o relatie logaritmica definita prin ecuatia curbei timpului de distrugere termica (TDT): log t/F=(T-121.1)/z, unde: t-timpul,min T- temperatura, °C z-panta curbei F= 121.1°C Astfel s-a introdus notiunea de timp de distrugere termica TDT= timpul necesar 86
pentru ditrugerea completa a tuturor microorganismelor dintr-o suspensie, in anumite conditii determinate. Efectul cumulativ al celor doi parametrii temperatura-timp se exprima prin „valoarea de sterilizare“, care de obicei se raporteaza la un microorganism de referinta, Clostridium botulinum, ales ca cel mai rezistent la caldura, din gama sporilor patogeni.Distrugerea prin tratament termic a acestuia implica distrugerea tuturor celorlalte catgorii de spori mai puin termorezistenti. Distrugerea completa a sporilor de Clostridium botulinum are loc la 121.1°C, timp de 1 minut.
Pentru a asigura conservarea produsului este necesar ca distrugerea termica a microorganismelor sa se realizeze in toata masa, inclusiv in zona cea mai greu accesibila fluxului termic, adica centrul geometric (termic) al recipientului. Reprezentarea grafica a variatiei temperaturii in interiorul recipientului, in functie de variatia temperaturii in autoclav, poarta denumirea de curba de termopenetratie. Trasarea cubelor de termopenetratie se realizeaza cu ajutorul termocuplelor care se fixeaza pe recipient.
87
Fig.25 Termocuplul Curba de variatie a temperaturii cuprinde trei portiuni distincte: 1- ridicarea temperaturii; 2- mentinerea temperaturii; 3- scaderea temperaturii. Din figura de mai jos, se observa ca temperatura in interiorul recipientului creste mult mai greu decat in autoclav, produsul ajungand la temperatura de sterilizare cu o anumita intarziere; in schimb scaderea temperaturii in interiorul recipientului se face mai greu.
Fig.26 Curba de termopenetratie
Caracterizarea procesului de sterilizare pentru un anumit produs ambalat intr-un 88
anmit tip de recipient, cutie 1/1, cutie ½, borcan etc, se face prin formula de sterilizare: A-B-C T Ex.
15-20-15 120
Unde: A- timp de ridicare a temperaturii , min; B- timp de mentinere a temperaturii la temperatura de sterilizare, min; C- timp de racire pana la 40-45°C. Pentru fiecare temperatura de sterilizare corespunde o valoare de sterilizare minimala, adica o valoare sub care un se poate cobori fara riscuri. II.Factori care influenteaza termopenetratia Termopenetratia este viteza de patrundere a caldurii in interiorul recipientului si influenteaza in mare masura eficacitatea sterilizarii. a. Natura si consistenta produsului Produsele supuse tratamentului termic pot fi omogene si eterogene.Cele omogene se caracterizeaza printr-o faza unica de ex. paste, gemuri, pireuri etc. Cele eterogene au o faza solida si una lichida, ex. mazare in saramura, fasole verde sau boabe etc. Cu cat canitatea partii solide este mai mare cu atat se mareste timpul de patrundere a caldurii; unele produse, bogate in amidon, absorb apa in timpul sterilizarii, ceea ce modifica raportul solid/lichid si ingreuneaza termopenetratia. In functie de proprietatile produselor termopenetratia se realizeaza diferit: In produsele lichide, ex. sucuri, transmiterea caldurii are loc prin convectie, rapid; In produsele solide, ex. gemuri, paste, transmiterea caldurii are loc prin conductie, lent datorita coeficientului redus de transmitere a caldurii. In produse mixte, solid+lichid,ex. compoturi, legume in saramura etc., transmiterea caldurii se face mixt atat prin curenti de convectie cat si prin curenti de conductie b. Modul de aranjare a produsului in recipient Circulatia curentilor de convectie in recipientul supus sterilizarii se face, in 89
general, pe o linie verticala. De aceea aranjarea compacta a produsului impiedica formarea curentilor de convectie si ingreuneaza termopenetratia. De exemplu conserva de fasole verde sau sparanghel la care aranjarea pastailor in pozitie verticala usureaza termopenetratia. Transmiterea caldurii se face mai rapid in materialele de dimensiuni mici.In cazul in care dozarea produsului s-a facut fara eliminarea aerului, pe timpul incalzirii aerul are tendinta de a se acumula in spatiile libere si de a reduce termopenetratia. c. Materialul din care e confectionat ambalajul Transmiterea caldurii in recipient depinde de natura materialului din care e confectionat ambalajul, adica de coeficientul de tranmitere al caldurii sau conductibilitatea materialului si de grosimea peretilor recipientului. In cazul cutiilor de tabla cositorita, grosimea peretelui variaza intre 0.20.36mm iar coeficientul de transmitere al caldurii este ridicat. La recipientele din sticla, grosimea peretilor este cuprinsa intre 2-6 mm iar coeficientul de transmitere al caldurii este mic. Materialul din care e confectionat ambalajul influenteaza termopenetratia si in functie de modul in care se transmite caldura. La incalzirea prin convectie, la produse lichide, ambalajul are o influenta mai mare decat la produsele solide, vascoase unde caldura se transmite prin conductie. d. Dimensiunile recipientului Pentru realizarea sterilizarii complete a continutului este necesar ca produsul din centrul geometric al recipientului sa atinga temperatura de sterilizare.In industrie se foloseste o gama larga de recipiente care difera prin forma si dimensiuni. La recipientele cu volum constant dar cu dimensiuni variabile se intalnesc cazurile: •
Inaltimea este mai mare decat diametrul , transmiterea caldurii se face pe directia razei;
•
Inaltimea este egala cu diametrul, caldura se transmite pe ambele directii, 2/3 prin suprafata laterala si 1/3 prin capace;
•
Inaltime este mai mica decat
diametrul, cutii plate, transmiterea
caldurii se face cel mai rapid 90
Timpul minim de incalzire s -a atins atunci cand raportul h/d=0.25. Pentru produsele care termopenetratia decurge lent se sterilizeaza mai usor in cutii plate. Termopenetratia decurge mai rapid la cutiile cu volum mai mic decat la cele cu volum mai mare. e. Gradul de agitare al recipientelor Din punct de vedere al termopenetratiei, regimul de sterilizare statica realizat in autoclavele clasice, prezinta dificultati in ceea ce priveste ridicarea lenta a temperaturii
respectiv aplicarea unor temperaturi mari intr-un interval de timp
ridicat.Atingerea temperaturilor de 121-122°C in centrul termic al produsului inseamna depasirea acestei valori in zonele periferice ale recipientului ceea ce conduce la fenomene degradative atat in ceea ce priveste caracteristicile organoleptice cat si cele nutritive. Singura modalitate de a ameliora sau indeparta aceste dezavantaje este de a accelera patrunderea caldurii in interiorul produsului si scurtarea duratei procesului termic.Odata atins punctul central al recipientului este suficient ca temperatura sa fie aplicata un timp scurt dar suficient pentru a steriliza produsul. Unul din mijloacele de accelerare a termopenetratiei, aplicat pe scara larga in industria conservelor este agitarea recipientelor. Prin rotirea recipientelor se imbunatateste transferul de caldura si creste termopenetratia. S-a demonstrat ca se poate obtine o termopenetratie rapida daca cutia se roteste in jurul unui ax perpendiular pe axul propriu. Variind vitezele de rotatie, spatiul liber al cutiei traverseaza produsul la inaltimi diferite. Daca viteza este astfel aleasa ca forta centrifuga sa egaleze greutatea continutului cutiei, spatiul liber trece aproximativ prin centrul cutiei. Se deosebesc trei cazuri: a. la o viteza mica, forta centrifuga este inferioara fortei de gravitatie b. la o viteza mare, forta centrifuga este mai mare decat forta de forta de gravitatie c. la viteza optima, forta centrifuga este egala cu cea de gravitatie. Aceste informatii sunt folosite in practica si exista doua procedee de rotire a recipientelor: rotirea in jurul axei cutiei si rotirea “peste cap”. In cazul rotirii in jurul axei proprii se realizeaza o micsorare insemnata a timpului de termopenetratie, datorita intensificarii curentilor de convectie. Fiecare tip 91
de produs si recipient este caracterizat de o turatie opima. Rotirea “peste cap” realizeaza o mai mare reducere a duratei de termopenetratie. In acest caz recipientele sunt dispuse pe un tambur la care axul longitudinal este perpendicular pe axul longitudinal al cutiei. Instalatiile moderne de sterilizare folosesc rotirea recipientilor e. Rotoclava, instalatiile de sterilizare tip rotomat etc. 8.2 Termosterilizarea produselor In practica industriala se deosebesc doua procedee de tratare termica a produselor alimentare: pasteurizarea si sterilizarea.Termosterilizarea se poate realiza inainte de ambalare sau dupa ambalare. 1. Termosterilizarea inainte de ambalare (vrac)- se folosesc schimbatoare de caldura de tip tubular sau cu placi.Cele cu placi au avantajul uni schimb termic foarte bun, tratare ultrarapida a produsului in strat subtire, posibilitate de control. Placile schimbatoarelor de caldura au forma dreptunghiulara si sunt confectionate din tabla de otel inoxidabil, pe care sunt imprimate canale cu ondulatii transversale ce asigura o curgere turbulenta, ceea ce favorizeaza schimbul termic. Pe fiecare fata a placii exista un canal marginal pentru montarea garniturilor si la colturi patru canale colectoare. Garniturile dirijeaza produsul si agentul termic care circula in contracurent, astfel ca pe o suprafata a placii se prelinge produsul iar pe cealalta agentul de incalzire (abur sau apa supraincalzita). O astfel de instalatie este prevazute cu trei zone: zona de recuperare a caldurii si de preincalzire, zona de tratare termica si zona de racire.
92
Fig.27 Placi si pasteurizator cu placi 2. Termosterilizare dupa ambalare- se realizeaza cu pasteurizatoare sau sterilizatoare 2a- Instalatiile de pasteurizare pot fi cuve (vane) de pasteurizare (discontinu) sau pasteurizator tunel (continuu).
Fig. 28 Vana de pasteurizare Temperatura necesara pasteurizarii se obtine prin barbotarea aburului in apa din cuva unde se introduc recipientele asezate in cosuri.
Fig.29 Pasteurizator tip tunel La pasteurizatoarele tip tunel, deplasarea recipientelor se face pe o banda fara sfarsit. Instalatia este impartita pe zone de incalzire si racire, iar recipientele cu produs trec succesiv prin acestea atingand temperatura de pasteurizare si apoi racindu-se. Sistemul de incalzire si racire a produsului ambalat depinde de natura ambalajului. •
Ambalaje metalice: incalzirea si racirea se realizeaza intr-o singura faza 93
•
Ambalaje din sticla: din cauza rezistentei la soc termic al sticlei, incalzirea si racirea se realizeaza treptat, pe zone, cu un salt maxim de temperatura intre zone de 25°C; pasteurizarea se poate face in 5-7 trepte, in functie de temperatura la care se face umplerea si temperatura de pasteurizare.
Incalzirea se poate realiza fie prin stropire cu apa fierbinte fie prin barbotare de abur saturat. Distributia agentului de incalzire se face prin duze, in cazul aburului, sau prin pulverizare in cazul apei. In zonele de racire, agentul de racire –apa- se pulverizeaza de sus in jos, temperatura scazand treptat pana la ultima zona unde de alimenteaza cu apa de la retea. Pentru pulverizarea de apa calda, tunelul este prevazut cu doua bazine montate lateral in care apa este incalzita prin barbotare direct cu abur, fiind pulverizata si recirculata cu pompe. 2b. Instaltiile de sterilizare sunt discontinui si continui. Instalatiile discontinui se numesc autoclave si pot fi: orizontale, verticale, rotative. Autoclavul vertical Este un cilindru construit din tabla de otel rezistenta la presiune ridicata (4 daN/cm2) care are la partea inferioara fundul sudat iar la partea superioara capac cu contragreutate.Inchiderea capacului se realizeaza cu surubuir iar ermeticizarea cu garnituri. Pe capac se gaseste un ventil de aerisire, un ventil de siguranta si racordul de alimentare cu apa de racire. Introducerea aburului se face pe la partea inferioara printr-o conducta care se prelungeste in interiorul autoclavului cu un barbotor tip cruce sau spirala.In interiorul autoclavei este o consola in forma de cruce pe care se aseaza cosurile cu recipiente (2-4 cosuri). Cosul este de forma cilindrica, din tabla perforata pentru a asigura buna circulatie a apei. Incarcarea cutiilor in cos se realizeaza cu un dispozitiv hidraulic. Pentru manipularea cosurilor exista electropalanul- ce permite miscarea pe orizontala si verticala. Autoclava este prevazuta cu instrumente de masura si control, termometru si manometru, pentru masurarea temperaturii si presiunii. Autoclavele sunt legate in baterii, putand fi asezate pe unul sau doua randuri. La sterilizarea cu suprapresiune de aer, bateria este legata la o statie de pompare compusa dintr-o pompa centrifuga cu mai multe trepte, pompa de abur de rezerva, rezervor de apa si un compresor cu rezervor. 94
Fig.30 Autoclava sterilizare
Rotoclava- permite rotirea recipientelor in timpul sterilizarii si astfel reducerea timpului
de
sterilizare
mai
ales
la
produse
termosensibile.
Accelerarea
termopenetratiei da posibilitatea efectuarii sterilizarii la temperatura ridicata (125135°C) cu reducerea corespunzatoare a timpului de sterilizare. Ca urmare se atenueaza procesele de degradare a culorii, gustului, aromei si valorii nutritive fata de sterilizarea clasica. Rotirea se efectueaza cu dispozitive speciale de rotirependulatoare- care fata de rotirea intr-un singur sens a cosurilor presupune rotirea alternativa in ambele directii.Aceasta rotire provoaca in recipiente o turbionare pronuntata. Instalatiile de sterilizare continue sunt mai avantajoase in special din considerente economice. Cele mai intalnite sunt sterilizatoarele hidrostatice si rotative. Metodele moderne de sterilizare sunt: sterilizarea cu flacara, cu radiatii infrarosii, cu aer cald si gaze de ardere, cu curenti de inalta frecventa. Conservarea prin ambalare aseptica- este o metoda tot mai des folosita cu rezulate foarte bune. Presupune: sterilizarea produsului la temperatura inalta 130-150°C, timp scurt 60-10 s, sterilizarea recipientilor si a capacelor, dozarea produsului sterilizat in recipiente sterile in conditii aseptice. Se poate aplica si produselor ce se consuma in 95
ambalaj individual dar si celor aflate in tancuri de mare capacitate. Se realizeaza in instalatii de ambalare aseptica. Intrebari de autoevaluare: 1.Ce este sterilizarea si pasteurizarea? 2.Comentati importanta pastrarii unui raport optim intre temperatura si durata de sterilizare. 3. Ce este formula de sterilizare si cum se deduce? 4. Care sunt partile componente constructive ale autoclavului si ce rol functional au? 5. Cum se realizeaza conservarea prin ambalare aseptica?
9.Tehnologia conservelor sterilizate de legume si fructe Prin termosterilizare se pot conserva toate tipurile de legume fructe prelucrate sub diferite forme. Sortimentele de conserve de legume sunt cuprinse în următoarele grupe: - conserve de legume în saramura; - conserve de legume in bulion sau sos tomat; - conserve de legume în ulei; - conserve de legume în oţet. Dupa modul lor de preparare, conservele se impart in urmatoarele categorii mari: 1. Conserve naturale (negatite) de legume •
In saramura: mazare, fasole verde, dovlecei, ardei umplut, sparanghel, ciuperci, conopida, spanac etc.
•
In bulion: ghiveci de gatit, ardei de umplut, bame, rosii intregi, vinete, rosii decojite
•
Sucuri: suc de tomate
2. Conserve gatite de legume: •
Salate: vinete tocate, salata de ardei grasi, zacusca, marinata de vinete, 96
salata de ardei rosii, gogosari taiati, gogosari in otet, sfecla rosie in otet, castraveti in otet; •
Supe si ciorbe, mancaruri de legume: ghiveci de legume, vinete impanate, ardei umpluti cu orez, rosii umplute cu orez, ardei umpluti cu zarzavat, tocana de legume, dovlecei cu orez etc.
3. Conserve din fructe: •
Compoturi: cirese, visine, afine, capsuni, piersici, caise, prune, pere, mere, gutui, zmeura, mure etc.
•
Sucuri: sucuri clare, sucuri cremogenate
Produsele trebuie să corespundă standardelor, normelor interne departamentale sau normelor tehnice de ramură în vigoare. Procesul tehnologic cuprinde următoarele faze: - spălare - sortare - curăţare divizare - tratamente termice preliminare (opărire, răcire, prăjire) - prepararea lichidului de acoperire (saramură, bulion, sos tomat, soluţie de oţet) - spălarea recipientelor - umplere - marcare - închidere - sterilizare - condiţionarea recipientelor pline - depozitare. Materia primă reprezintă factorul principal în asigurarea calităţii produselor finite. 9.1 Prepararea lichidului de acoperire •
Prepararea saramurii. Lichidul de acoperire pentru conservele de legume în apă este saramura cu
concentraţie de 1,5-2%. Prepararea saramurii se face în percolatoare, rezervoare metalice, care se încarcă cu sare în strat cu grosimea de 1 m, peste care curge apa. Pentru separarea impurităţilor, stratul de sare se aşează pe un filtru de pânză. După ce apa străbate stratul de sare se aşează pe un filtru de pânză. După ce apa străbate stratul de sare, se obţine o soluţie saturată de sare, conţinând 318 g de clorură de sodiu la litru. Pe măsură ce sarea este consumată, se adaugă altă cantitate de sare, astfel ca grosimea stratului să nu scadă sub 1 m. Saramura concentrată se trece în alt bazin, prevăzut cu sistem de încălzire (serpentină cu abur), unde se diluează până la concentraţia dorită. Temperatura saramurii cu concentraţia uzuală (1,5-2%) este de 85-90oC. Transportul saramurii de la instalaţia de preparare la dozatoare se face cu ajutorul pompelor sau 97
gravimetric. Pentru menţinerea temperaturii indicate la dozare, în bazinele dozatoarelor se montează serpentine de abur. •
Prepararea bulionului de tomate Bulionul de tomate utilizat la conservele de legume în bulion, se prepară din
tomate proaspete în instalaţia de fabricare a sucului din linia de pastă de tomate, cu adaos de 2% sare. În lipsa tomatelor proaspete, se poate folosi pasta de tomate diluată.Înainte de utilizare, sucul de tomate se pasteurizează prin fierbere în cazane duplicate sau prin trecere prin pasteurizatoare tubulare sau cu plăci, până la atingerea temperaturii de 85oC . Sarea se adaugă în sucul care fierbe în cazane duplicate sau în bazine speciale, prevăzute cu sistem de încălzire şi agitare. Conţinutul în substanţă uscată solubilă al bulionului este de 5 grade refractometrice. Bulionul de tomate preparat se foloseşte imediat după preparare. Durata maximă de staţionare este de 30 minute, după care se aduce la temperatura optimă de turnare de 85oC. •
Prepararea sosului tomat La prepararea sosului tomat pentru conservele de legume în ulei se folosesc
legume proaspete: ardei, morcov, ceapă şi pătrunjel frunze. După efectuarea operaţiilor preliminare (spălare, curăţire, divizare), legumele (ardei, morcov, ceapă) se călesc în ulei, în cazane duplicate, până la înmuiere. Se adaugă suc de tomate, preparat din tomate proaspete la linia de suc sau prin diluarea pastei de tomate în perioadele când nu există tomate în stare proaspătă. În acest amestec, se adaugă sarea şi piperul măcinat şi se fierbe până la concentraţia de minim 8 grade refractometrice. Sosul fierbinte se trece prin pasatrice, mori coloidale, microcutere, pentru a se obţine o masă omogenă şi apoi se aduce la temperatura de 85oC. Sosul se poate prepara folosind şi utilaje din linia continuă de tip Nebus. În acest caz, legumele (ardei, morcov, ceapă) prăjite se introduc în vasul de colectare al sucului, după care se face pasarea sosului. Sosul tomat trebuie utilizat în cel mult 30 minute de la preparare, pentru a evita creşterea acidităţii şi modificarea însuşirilor gustative. În cazul utilizării pastei de tomate sărată, la prepararea sosului din cantitatea de sare prevăzută în reţetă, se scade sarea din pasta de tomate. Pentru prepararea a 100 kg sos tomat se utilizează următoarea reţetă: 98
- suc de tomate ................................................ 95,0 kg - ardei mărunţiţi .............................................. 3,0 kg - morcovi mărunţiţi ......................................... 5,0 kg - ceapă tocată .................................................. 8,0 kg - ulei ................................................................ 3,0 kg - piper .............................................................. 0,04 kg - zahăr .............................................................. 0,5 kg - sare ................................................................ 1,5 kg Cantitatea de ulei adăugată în sosul tomat asigură în produsele finite (conserve de legume în ulei) un conţinut de circa 1-1,5% substanţe grase. Diferenţa de ulei până la limita din normativele de calitate ale produselor (ex. ghiveci în ulei: 5,5%) se completează prin adăugarea la dozare sau prin aportul legumelor prăjite sau a amestecurilor preparate. •
Prepararea soluţiei de oţet Soluţia de oţet pentru conservele de legume în oţet se prepară prin fierbere, în
cazane duplicate sau instalaţii speciale. Reţeta orientativă pentru 100 litri soluţie cu concentraţia de circa 2,5% acid acetic este următoarea: - oţet de 9o ................................................. 30 kg - sare .......................................................... 2 kg - apă .......................................................... 68 kg Pentru soluţii de oţet cu concentraţii mai reduse, se folosesc următoarele cantităţi de oţet pentru 100 litri soluţie: Concentraţia soluţiei
Cantitatea de oţet
în acid acetic (%)
de 9o (kg)
1,0............................................... 12 1,5............................................... 17 2,0............................................... 23 Temperatura soluţiei la turnare trebuie să fie minim 85oC. În producţia fabricilor de conserve o pondere importantă au: conservele de mazăre verde, fasole păstăi, tomate în bulion. 99
9.2 Fabricarea conservelor de legume in saramura 9.2.1 Tehnologia conservelor de mazare Pentru obtinerea unor produse de calitate superioara este necesar ca mazarea sa contina o cantitate mare de zahar si mica de amidon, deci bobul sa fie dulce, sa aiba o culoare verde intensa, consistenta fina, diametrul mic, gustul placut. Aceste calitati sunt specifice bobului de mazare la maturitate tehnologica.Caracteristic pentru mazare este ca perioada te dimp cat se mentine acest stadiu este foarte mica; este suficient sa se intarzie
numai cu 24h recoltarea mazarii si toate calitatile se
inrautatesc simtitor, ca urmare a transformarii rapide a zaharului in amidon. Prezenta amidonului in cantitate mare in bob determina aparitia gustului fainos si a defectului de amidonaj la produsul finit. Pentru determinarea maturitatii boabelor in fabrici se foloseste maturometrul sau tenderometrul Spalarea prin flotatie presupune amestecarea mazarii cu apa intr-un rezervor unde impuritatile usoare se ridica la suprafata apei iar impuritatile grele se lasa pe fundul bazinului si sunt eliminate printr-un racord. Sortarea(calibrarea) se realizeaza dupa dimensiune cu ajutorul trioarelor cu site, rezultand urmatoarele calitati de mazare: extrafina, foarte fina, fina, mijlocie, boabe (fig.31) Liniile moderne de fabricatie executa transportul hidraulic al mazarei, asigurandu-se conditii igienice superioare datorita spalarii materiei prime. Apa folosita la transportul hidraulic se recircula partial si pentru a evita infectiile se face clorinarea cu minimum 5 mg/l clor activ. Opărirea se realizează în aparate cu funcţionare continuă pentru toate categoriile de boabe, în afară de mazărea extrafină care se opăreşte în cazane duplicate. Opărirea trebuie să dureze, în funcţie de mărimea boabelor între 3 şi 10 minute, la o temperatură de 85-90◦C; opărirea se consideră terminată atunci când prin presarea între degete a boabelor de mazăre acesta se desface în cele două jumătăţi. Răcirea are loc imediat după opărire, pentru ca acţiunea prelungită a căldurii poate provoca degradări calitative şi poate înlesni alterările microbiologice. Pentru răcire, mazărea cade din opăritorul continuu într-un spălător cu flotaţie, care asigură în plus: îndepărtarea spumei, a pieliţelor şi a boabelor rupte. Umplerea recipientelor se realizează la maşini de umplut, unde mazarea este dozată volumetric. Saramura 100
provenita de la percolator, se adaugă la dozatorul de saramură şi are o concentraţie de 0.8-1.5%; facultativ pentru îmbunătăţirea gustului se poate adăuga 1-1.5% zahăr. In momentul umplerii saramura are o temperatura de 85◦C. Răcirea recipientelor se realizează la 45◦C pentru a asigura uscarea lor parţială. Recipientele sunt inchise la masini de inchis si dirijate spre sterilizare in autoclave discontinui sau continui.
PRESORTATOR SITA Ν= 9.3 mm
Ν > 9.3mm ( cca. 40%)
Ν < 9.3 mm ( cca. 60%)
Pompă
Pompă
Opăritor continuu
Trior
> 8.75mm
8.75 mm
8.2 m
Mazare
Mazare
Mazare
boabe
mijlocie
fină
f. fina
20%
15%
40%
20%
7.5mm
Mazăre Mazăre extra fină 5%
Fig. 31 Schema fluxului tehnologic la sortarea boabelor de mazare Defecte conservelor de mazare •
Amidonarea- consta in trecerea amidonului in solutie si tulburarea lichidului de acoperire. Cauzele care determina amidonarea sunt datorate atat materiei prime cat si procesului tehnologic. Masuri pentru evitarea acestui defect sunt: o
Recoltarea mazarii la stadiu optim de maturitate ( soiul de mazare zaharat nu provoaca amidonarea spre deosebire de cea nezaharata cu bobul neted) 101
o Sortarea atenta cu eliminarea boabelor imbatranite si sparte o Oparirea sa se realizeze un timp suficient pentru eliminarea aerului, in apa dedurizata, urmata de racirea rapida o Sterilizarea conservelor sa se realizeze la temperaturi ridicate –timp scurt MAZARE PRESORTARE
Opărirea mazărei fine, semifine, mijlocii, Boabe la oparitorul continuu
Opărirea mazărei extrafine la la cazane duplicate
Verificare pe masa de control Saramură
Maşini pentru umplerea recipientelor
Recipiente
Sterilizare şi răcire • •
instalaţie continuă autoclave discontinue
Depozitare produs finit
Fig. 32 Schema fluxului tehnologic la fabricarea conservelor de mazare Degradarea culorii verzi- se datoreaza formarii unei coloratii verzi prin transformarea clorofilei in feofitina. Procesul este influentat de temperatura, durata tratamentului termic, pH, oxigen. Cu cat tratamentul termic este mai dur cu atat degradarea este mai intensa.Procesul este accelerat de mediul acid si prezenta oxigenului. Sarurile de staniu formeaza cu clorofila o culoare cenusie-metalica iar cele de fier o culoare 102
maronie; cuprul in cantitati mici formeaza un complex de culoare verde inchis.
9.2.2
Tehnologia conservelor de fasole verde
Soiurile de fasole selecţionate, pentru industria conservelor sunt: Saxa şi Tendergreen, pentru că nu prezintă aţe şi pot fi prelucrate mecanic ( sunt fragede) în vederea curăţirii. Tipurile de fasole verde pentru conserve sunt prezentate in tabelul nr.9 Tabel nr.9 Tip Extrafină Fină Obişnuită Fasole grasă
Lăţime Până la 6 mm 6-8 mm Peste 8 mm Nu se sortează pe dimensiuni
Lungime 5-6 cm 6-8 cm Peste 8 cm 3 cm
Sortarea fasolei pastai se realizeaza cu un sortator care are ca parte activa un cilindru de sortare prevazut pe toata lungimea cu palete, unele fixe altele mobile. Paletele mobile au o miscare de rotatie in jurul axei lor, cu 30°, dand astfel posibilitatea reglarii deschiderilor necesare sortarii in functie de dimensiunile pastailor.Transportul fasolei de la un capat la celalat se realizeaza prin inclinatia cilindrului. Fasolea extrafina trece prin sortator si se colecteaza pe o banda transversala iar fasolea fina si obisnuita sun evacuate pe la capatul opus, direct in masina de taiat varfurile.Fasolea extrafina este ridicata de un elevator la masina de taiat varfuri. Masina de taiat varfuri este formata dintr-un tambur prevazut cu striuri sinusoidale cu sectiune trapezoidala. Cateta trapezului are o latime de 5mm pentru fasolea fina si 4mm pentru cea extrafina. Taierea varfurilor este executata de cutite triunghiulare care exercita om presiune uniforma pe suprafata tamburului, datorita suportului in care sunt fixate. Fasolea cade pe o banda unde se indeparteaza varfurile, atele si alte impuritati apoi este dirijata spre a doua sortare. In cazul in care se fabrica fasole bucati, fasolea obisnuita se trimite la o masina de taiat, care are forma unei turbine si pe partea interioara inferior are 103
montate cutite fixe din otel la distanta de 25-30 cm.Un ciur selecteaza bucatile mai mari de 25 cm si acestea sunt reintoarse la taiere. Opărirea se execută cu ajutorul opăritoarelor continue, timp de 3-8 min., la o temperatură de 90-95◦C. Opărirea se consideră încheiată atunci când prin îndoirea unei păstăi, aceasta nu se mai rupe, dar nici nu se mai desface pe linia de sudură. Fasolea extrafină, curăţată manual, se opăreşte în cazane duplicate într-un raport de 20 kg fasole la 120 l apă. Astfel se evită prelungirea fierberii şi decolorarea fasolei. Opărirea este urmată de răcire până la 50◦C prin stropire cu duşurile şi fasolea este dirijată la umplere.Umplerea se realizează cu maşini automate în cazul cutiilor sau manual în cazul borcanelor. In recipiente se adaugă saramură 2% , având temperatura de 80-85◦C cu ajutorul unor maşini de umplut cu valve.Inchiderea recipientilor se face la masini de inchis dupa care se procedeaza la sterilizare in autoclave discontinui sau continui. Defectele conservelor de fasole verde •
Inmuierea si destramarea pastaii de fasole datorita supraoparirii sau suprasterilizarii
•
Prezenta atelor datorita supramaturarii tesuturilor fibroase
•
Decojirea pielitei de la suprafata pastaii, de aceea se recomanda ca oparirea sa se faca la o temperatura mai scazuta
•
Inrosirea fasolei cu pastaia galbena ca urmare a transformarii leucoantocianelor in antociane; se previne prin adaugare de acid citric sau tartric ( 0,01%) in lichidul de umplere 9.2.3 Fabricarea conservelor de legume in sos tomat
Conservele in sos tomat cuprind un larg sortiment de produse, pregatite in functie de specificul fiecarei materii prime, folosind ca lichid de acoperire sosul tomat. Acesta imbunatateste gustul, ridica valoarea nutritiva si scade pH-ul, permitand o sterilizare mai sigura. Ghiveciul de legume se fabrica din minimum opt legume diferite, care pot fi: vinete, fasole, ardei, dovlecei, morcovi, verdeata, rosii, mazare. Toate legumele, în afară de roşii şi verdeaţă trebuie opărite, mazarea este cea conservată prin sterilizare. In recipiente se adaugă mai întâi 40% din bulionul de completare şi apoi se adaugă pe 104
rând toate legumele. La închidere se umple recipientul cu bulion de 8° refractometrice. 9.3 Tehnologia conservelor sterilizate din fructe (Compoturile) Compoturile sunt fructe sau parti de fructe conservate intr-un sirop de zahar prin tratare termica. Rolul siropului de zahar este de a imbunatati calitatile senzoriale si de a favoriza procesul de termopenetratie. Fructele folosite la fabricarea compoturilor trebuie sa fie proaspete, coapte dar nu moi, sanatoase, nevatamate, de culoare uniforma, cu aroma bine formata. Se pot folosi fructe samburoase (caise, piersici, cirese, visine, prune, corcoduse), semintoase (pere, gutui, mere) si bace ( capsuni, zmeura, mure, struguri) Procesul tehnologic de fabricare al compoturilor cuprinde următoarele faze: Spălare, calibrare, curăţare, sortare, divizare, opărire, prepararea siropului, spălarea recipientelor,
umplerea,
marcarea,
închiderea,
pasteurizarea,
condiţionarea
recipientelor pline, depozitarea. Sortarea, curatirea, divizarea se executa asa cum s-a prezentat intr-un capitol anterior. Divizarea se executa la fructele mari sau tari, deoarece usureaza sterilizarea, asigura compotului un aspect mai placut si umplerea recipientelor se face mai rational. Opărirea se realizează cu apa fierbinte sau cu abur şi se aplică la fructele cu textura tare pentru înmuierea ţesutului vegetal, facilitarea difuziei zaharozei, inactivarea enzimelor; astfel se împiedică apariţia unor modificari nedorite de gust, culoare şi scădere a conţinutului în vitamine. Astfel se realizeaza o dezaerare a fructelor. Se utilizează apă potabilă cu 10 ◦ duritate. Pentru întărirea fructelor moicăpşuni, zmeură, caise- se adaugă săruri de calciu în apa de opărire în proporţie de 50-150 mg/l. Apele prea acide se vor neutraliza înainte de folosire; se vor evita apele cu un conţinut ridicat de fier, care dau coloraţie prea intensă siropului. Dezaerarea realizata duce si la evitarea fenomenului nedorit de ridicare a fructelor in partea de sus a recipientului. Acest lucru se poate realiza si prin umplerea recipientelor cu sirop, sub vid, cu ajutorul unor masini de constructie speciala. Prepararea siropului de zahar-se face din apa si zahar prin fierbere si spumare 105
(asa se indeparteaza si impuritatile ajunse din zahar) si filtrare. Concentratia siropului este in functie de fiecare compot in parte, tinandu-se seama de concentratia finala a compotului, extractul refractometric al fructelor si proportia de fructe si sirop. Umplerea recipientelor se face aranjand mai intai fructele care trebuie sa reprezinte 55-60% din produsul conservat. Se adauga siropul fierbinte, bine limpezit peste fructe, astfel incat fructele sa fie complet acoperite. Umplerea cu sirop se face pana la 7-10mm de marginea superioara a recipientului.Este necesar ca la turnare siropul sa aiba 60°C pentru visine, cirese, prune ( pentru a aevita craparea fructelor) si 80-85°C pentru celelalte fructe. Exhaustarea se realizeaza in instalatii cu banda sau cu bari pasitoare si urmareste eliminarea aerului si asigurarea unui vid interior satisfacator pentru obtinerea unor produse de calitate.In prezent se extinde tot mai mult metoda de introducere a siropului fierbinte, urmata de inchiderea in masini speciale sub jet de abur sau sub vid. Tratamentul termic al compoturilor se realizeaza la 100°C, iar racirea la 40°C. Defecte de calitate •
Inmuierea fructelor ca urmare a suprasterilizarii sau a folosirii fructelor prea coapte
•
Compot cu gust nefirmat datorita folosirii fructelor necoapte
•
Compot cu culoare deosebita de a fructelor proaspete, se obtine atunci cand fructele de culoare inchisa se ambaleaza in amabalje metalice nelacuite ( staniu reactioneaza cu antocianii)
•
Compot cu fructe tari, se obtine atunci cand oparirea fructelor tari nu se face corespunzator
Recipiente
Pregătirea fructelor
Prepararea siropului
106
Umplerea recipientelor Exhaustare Marcare Capace
Inchidere Pasteurizare Conditionare Depozitare
Fig. 33 Schema tehnologica de fabricare a compoturilor Intrebari de autoevaluare: 1. Realizati o clasificare a tipurilor de conserve sterilizate din fructe si legume. 2.Ce operatii generale cuprinde procesul tehnologic la conservele sterilizate? 3. Realizati o schema a fluxului tehnologic pe linia de conserve de mazare verde. 4. Ce defecte pot apare la conservele de fasole verde pastai? 5. Descrieti procesul tehnologic general de obtinere al compoturilor.
10.Tehnologia produselor conservate prin reducerea continutului de apa Pentru dezvoltarea microorganismelor este necesar ca în mediu să se găsească o cantitate minimă de apă care pentru bacterii este de 35%, drojdii 25%, iar pentru mucegaiuri 10%. Starea de echilibru a unui produs este caracterizată prin faptul că 107
umiditatea sa este în echilibru cu cea a aerului, stare numită umiditate de echilibru (EHR) sau activitatea apei (aw). EHR =
pm ⋅ 100 pw
;
aw =
p m EHR = pw 100
Unde: Pm- presiunea vaporilor de apa ai umiditatii din produs Pw- presiunea vaporilor de apa din atmosfera În cazul în care în apă se găseşte dizolvată o cantitate mare de substanţe solubile, un număr mare de molecule de apă se leagă prin procese fizico-chimice, cantitatea de apă disponibilă este mai mică şi deci aciditatea apei va avea o valoare mai mică. Cu cât activitatea apei este mai mică cu atât conservabilitatea produsului este mai mare. În general intervalul de activitate a apei în care se constată dezvoltarea microorganismelor este cuprins între 0,62-1. Bacteriile prezinta cerinte mai mari de umiditate, fiind inhibate la o activitate a apei mai mica de 0,85, drojdiile sunt inhibate la 0,78 iar mucegaiurile la 0,65. În cadrul fiecărei grupe există specii de microrganisme, numite xerofite, care rezistă la activităţi mici ale apei, respectiv la umiditate redusă.Activitatea apei este influentata si de temperatura, presiune osmotica si pH. Prin reducerea umidităţii până la 10% pentru legume şi 18-24% pentru fructe, se poate asigura conservabilitatea produselor respective un timp îndelungat fără a fi atacate de microorganisme. Explicaţia constă în reducerea activităţii apei sub 0,7% la produsele uscate. Fructele fiind mai bogate în zahăr pot fi uscate la o valoare mai mare a umidităţii faţă de legume deoarece, zahărul are un efect de reducere a activităţii apei. Prin uscarea legumelor şi fructelor microorganismele sunt inactivate fără a fi distruse, ele putând rezista în stare latentă un timp îndelungat. Enzimele sunt parţial inactivate, dar în timpul depozitării pot fi reactivate provocând modificări ale produselor uscate. O măsură eficace şi sigură de inactivare a enzimelor este opărirea legumelor proaspete la 90-95oC sau sulfitarea fructelor destinate uscării. Conservarea produselor prin reducerea continutului de apa se poate realiza prin mai multe metode: 1. Prin eliminarea apei din produsele lichide, obtinandu-se produse 108
concentrate 2. Prin uscarea produselor 3. Prin adaugare de zahar 10.1Tehnologia produselor vegetale conservate prin uscare Metoda folosită în mod curent pentru deshidratarea fructelor şi legumelor este uscarea cu aer cald în diferite tipuri de uscătoare: tunel, bandă, cu zone. Alte metode de uscare folosite sunt: uscarea sub vid, uscarea pe valţuri, uscarea prin pulverizare, uscarea prin liofilizare etc. materia prima Recepţie Depozitare Condiţionare ( sortare, spălare, calibrare) Prelucrare ( decojire, eliminare codiţe, seminţe, sâmburi) Inactivarea enzimelor USCARE Echilibrare umiditate Cernere Sortare Depozitare
Fig.34 Schema tehnologica generala de uscare in aer cald In timpul uscarii produselor au loc urmatoarele fenomene de difuziune: •
Difuziunea externa care se caracterizeaza prin evaporarea apei de la suprafata produsului
•
Difuziunea interna, care consta in migrarea apei din straturile interioare spre cele exterioare, ca urmare a evaporarii apei de la suprafata si a a tendintei de egalizare a umiditatii din produs.
•
Termodifuziunea apei, care este procesul de deplasare a vaporilor si a apei 109
dinspre suprafetele incalzite spre suprafetele cu temperatura mai scazuta. Intre fenomenele de difuziune trebuie sa existe o corelatie. In cazul in care difuziunea externa este mai mare decat difuziunea interna, apa care exista la suprafata produsului se elimina rapid si ca urmare se formeaza o crusta ce va impiedica procesul de uscare. Deoarece sensul termodifuziunii este invers fata de sensul difuziunii interne, este necesar sa se ia masuri pentru a reduce efectul termodifuziunii. Aceasta se realizeaza prin oparirea produselor. In cursul procesul de uscare, viteza de evaporare a apei este variabila. La inceput are loc incalzirea produsului pana la stabilirea echilibrului dintre cantitatea de caldura transmisa de agentul de incalzire si cea consumata pentru evaporare. Aceasta faza are o durata redusa si nu influenteaza procesul. In fazele urmatoare uscarea are loc la viteza constanta, cand se elimina apa libera din produs. Aceasta faza dureaza pana la atingerea umiditatii critice a produsului, adica pana in momentul cand nu mai difuzeaza suficienta apa din interiorul tesutului exterior. In continuare uscarea se desfasoara cu viteza descrescanda si devine nula in momentul in care se atinge umiditatea de echilibru. In perioada uscarii la viteza constanta, viteza de evaporare nu depinde de natura produsului ci de modul, in care se face uscarea si de agentul folosit la uscare. Datorita acestui fapt se urmareste ca procesul sa fie condus astfel incat uscarea la viteza constanta sa dureze cat mai mult.Intensificarea procesului in aceasta perioada favorizeaza difuziunea sarurilor, zaharului si a acizilor spre suprafata, care in momentul in care produsul a ajuns la umiditatea critica, formeaza o crusta la suprafata ce intarzie uscarea. 10.1.1Factorii ce influenteaza uscarea fructelor si a legumelor 1. Temperatuta agentului- aerul are rol dublu: de a realiza transmiterea caldurii
si de a primi si transporta apa. Transmiterea caldurii este direct proportionala cu diferenta dintre temperatura agentului si a produsului. In acelasi timp prin ridicarea temperaturii agentului creste capacitatea de absorbtie a vaporilor de apa. Pentru a evita degradarea produselor, temperatura aerului nu depaseste 80-100°C, exceptie facand uscarea prin pulverizare, unde datorita duratei foarte reduse de contact dintre agent siprodus, temperatura aerului poate fi mai ridicata. 2. Umiditatea relativa a aerului- cu cat este mai redusa, cu atat aerul va avea o 110
capacitate de absorbtie a vaporilor mai mare. Pentru a evita formarea crustei, se recurge la ridicarea umezelii relative a aerului, realizand recircularea aerului intr-un raport de 70-80%. 3. Viteza aerului- cu cat agentul de uscare are o viteza mai mare cu atat uscarea
se va face mai rapid 4. Dimensiunile produsului- produsele maruntite au o suprafata mai mare de
evaporare si ca urmare se vor usca mai repede 5. Natura produsului- cea mai mare influenta asupra uscarii o exercita produsul
care se usuca. Merele si cartofii se usuca in cateva ore, strugurii in 24-30 ore. 10.1.2 Utilaje pentru uscare Ca utilaje principale pentru uscare cu aer cald sunt uscătorul cu zone, uscătorul tunel, uscătorul cu bandă.
7
6
1
2 3
zI 9
4
8
z II
5
Fig. 35 Uscătorul cu zone: 1- cadru metalic 2- zona I cu 4 site 3- zona II cu 6 site 4- baterie de încălzire 5- baterie de încălzire spate 6- clapetă de recirculare aer 7- clapetă de evacuare aer 9- cadru metalic cu ascensor 8
Uscătorul este împărţit în două zone: -
I zonă are 4 site, temperatura de lucru este 80oC;
-
II zonă are 6 site, temperatura de uscare este 50-60oC.
Sita cu produs proaspăt este introdusă la partea superioară a zonei I, automat ajunge în zona uşii de evacuare de unde este preluată şi introdusă în partea superioară a zonei II. Sitele coboară un rând şi ca urmare ultima sită cu produs uscat este evacuată pe uşă cu ajutorul ascensorului. Uscătorul cu zone este un uscător cu 111
circulaţie forţată a aerului şi recirculare. 3 4
Fig.36 Uscătorul cu benzi: 1- carcasă 2- bandă (prevăzută cu un sistem de încălzire)
2 1
3- ventilator 4- elevator
Uscătorul cu benzi se foloseşte în special pentru uscarea legumelor, deoarece asigură o bună utilizare a agentului şi desfăşurarea procesului în flux continuu. Sistemul de circulaţie a aerului este asigurat de un ventilator care asigură circulaţia continuă a aerului cald şi evacuarea aerului uzat în exteriorul tunelului. Instalaţia nu este prevăzută cu un sistem de recirculate a aerului. 4 1
5
3
2
Fig.37 Uscător tunel: 1- construcţie tunel 2- cărucioare 3- calorifer 4- racord aer proaspăt 5- ventilator racord recirculare
Uscatorul tunel este construit din caramida sau beton si are o lungime de 10-15 m si o latime de 1,8-2,1 m. El este impartit pe orizontala in doua zone: pentru circulatia produsului- tunelul- si canalul pentru circulatia aerului. Produsul este incarcat pe gratare de lemn ce se aseaza pe carucioare, care avanseaza lent prin tunel prin intermediul unui sistem de impingere pneumatic. Agentul de uscare este format dintrun amestec de gaze de ardere, aer proaspat si aer recirculat.procesul de uscare are loc in flux continuu si-n contracurent.Carucioarele incarcate cu produs se introduc periodic pe la un capat si sunt evacuate la capatul opus. 10.1.3 Tehnologia uscarii legumelor si fructelor in aer cald 112
Inactivarea enzimelor se realizeaza termic sau prin sulfitare. In cazul inactivarii termice, prin oparire, se obtin urmatoarele efecte favorabile: •
Micsorarea timpului necesar deshidratarii, oparirea contribuie la accelerarea evaporarii apei din tesuturi
•
Prevenirea obtinerii unui gust neplacut (ex. mazarea. fasolea, cartofii)
•
Indepartarea particolelor de amidon de pe suprafata materialului ex. cartofii
•
Favorizarea rehidratarii
•
Fixarea culorii produselor bogate in carotenoizi, ex. morcovii
Exista o stransa legatura intre intensitatea inactivarii enzimatice si pastrarea calitatii produselor Ex. fasolea oparita 2 min isi pastreaza calitatile 3 luni iar cea oparita 3-4 minute, 9 luni. Inactivarea enzimelor este urmarita in laborator prin determinarea activitatii oxidazelor si catalazelor. In unele cazuri pentru a mari eficacitatea oparirii seadauga in apa de oparire bicarbonat de sodiu pentru a mentine coloratia verde naturala (ex. fasolea) sau amidon pentru a evita innegrirea. Pentru a preveni schimbarile la culoare si degradarea vitaminei C se foloseste sulfit sau bisulfit de sodiu.Pentru a evita pierderile de substante solubile la oparirea in apa se practica inactivarea enzimatica prin tratare cu abur. Inactivarea enzimatica prin sulfitare se face mai ales la fructele deschise la culoare. Bioxidul de sulf inactiveaza oxidazele ceea ce duce la o pastrare mai buna a vitaminei C, beta-carotenului si culorii fructelor. Uscarea- fructelor si legumelor se face in doua etape. •
La produsele care au o structura capilar poroasa (mere, pere, majoritatea legumelor), la care umiditatea se poate indeparta usor,
in prima etapa
temperatura aerului este de 70-90°C iar in etapa a doua 50-60°C. •
La produsele care prin structura retin puternic apa (prune, visine, cirese, struguri, caise) datorita continutului mare in zahar si aromei specifice, se foloseste o temperatura mai scazuta de 45-55°C in prima etapa si de 60-70°C in etapa a doua.
•
Umiditatea finala a produselor este 10-12% in cazul legumelor si 25% pentru fructe. 113
Egalizarea umiditatii- urmareste uniformizarea umiditatii in toata masa produsului; se realizeaza prin introducerea lui in camere cu aer uscat unde se realizeaza si operatiile ulterioare. Cernerea- urmareste eliminarea bucatilor mai mici de 5mm, ceea ce se realizeaza cu o sita din plasa de sarma sau tabla perforata aflata in miscare de vibratie. Sortarea, calibrarea- se realizeaza in scopul separarii dupa marime, tot cu site vibratoare. Controlul urmareste eliminarea exemplarelor cu defecte si a impuritatilor (lemn, metalice); se executa manual pe benzi de cauciuc. Depozitarea- in stare ambalata la temperaturi de 0-15° si umiditate relativa de 75%. Alte metode de uscare Uscarea se mai poate face prin pulverizare, care se aplică produselor sub formă de suc şi creme fluide care sunt distribuite în particule de dimensiuni mici de 2-20 µm , ce sunt uscate într-un curent puternic de aer cald. În cazul produselor lichide sensibile faţă de temperaturile ridicate uscarea se poate realiza prin: strat fluidizant vibratoriu care previne lipirea particulelor produsului
-
uscat. Se foloseşte la obţinerea pulberilor de sucuri şi legume, durata de uscare fiind de ordiul secundelor. deshidratarea în strat de spumă se aplică la obţinerea pulberilor de
-
citrice, tomate, diferite fructe, ca atare sau sub formă de piureuri. deshidratarea prin liofilizare care se foloseşte la deshidratarea
-
materiilor prime scumpe şi foarte perisabile (citrice, fructe şi legume bogate în vitamine). Uscarea sub vid pentru fructe si legume asigura o pastrare mai buna a
-
calitatilor senzoriale deoarece vidul permite dezaerarea inaintata si realizarea uscariila temperatura scazuta, ceea ce impiedica desfasurarea proceselor de degradare oxidativa. 10.2
Tehnologia produselor conservate prin concentrare
Obtinerea produselor concentrate conduce la urmatoarele avantaje: 114
•
Se reduce cantitatea de produs ce urmeaza a se depozita, manipula si transporta
•
Se asigura conservabilitatea produsului daca acrivitatea apei a scazut sub 0,7 pentru a impiedica dezvoltarea microorganismelor de alterare.
În fucţie de gradul de concentrare se deosebesc: •
produse
semiconcentrate
cu
30-50%
substanţă
uscată
solubilă
se
caracterizează printr-o stabilitate redusă fiind necesar un procedeu de conservare suplimentar (congelare, pasteurizare, sterilizare); •
concentrate propriu-zise cu minim 65% substaţă uscată solubilă stabile în timp
fără alt procedeu de conservare. Pentru a evita transformările senzoriale şi reducerea valorii alimentare se recomandă răcirea rapidă până la 20oC iar păstrarea se face la temperaturi mai mici de 10oC. Concentrarea se poate realiza prin mai multe metode: prin vaporizare, prin congelare, prin osmoza inversa si ultrafiltrare. 10.2.1 Concentrarea prin vaporizare Concentrarea prin vaporizare realizează eliminarea apei din produs sub influenţa căldurii. De metoda de încălzire depinde viteza de concentraţie, gradul de inactivare a enzimelor, a microorganismelor şi metodele de conservare a vaporilor secundari. Concentrarea se poate face la trei trepte de temperatură: 1) concentrarea la temperatură redusă la 10-20oC – se aplică la produsele foarte
sensibile. Concentratele obţinute prin acest procedeu trebuie să se păstreze obligatoriu la rece deoarece nu sunt inactivate enzimele şi microorganismele. 2) concentrarea la temperatură medie 40-70oC – reprezintă procedeul cu cea mai
largă aplicabiliate în practică. 3) Concentrarea la temperatură ridicată 90-120oC se realizează în timp scurt 30-
40 secunde, asigurându-se inactivarea enzimelor şi microorganismelor şi o bună utilizare a vaporilor secundari. Tendinţa actuală de conservare a produselor vegetale este de areduce la minimum durata de concentrare din care cauză instalaţiile moderne sunt proiectate pentru a realiza următoarele condiţii: 115
-
mărirea vitezei de evaporare
-
expunerea de scurtă durată la acţiunea căldurii
-
folosirea temperaturilor reduse de lucru
-
obţinerea unor instalaţii cât mai compacte
-
comandă coplet automată
-
curăţirea fără demontare.
10.2.2Instalaţii de concentrare prin vaporizare În industria conservelor se folosesc instalaţii de concentrare cu vid care au următoarele avantaje: - micşorează temperatura de fierbere a produsului ce trebuie concentrat - evită fenomenele de fierbere a produsului ce trebuie concentrat - evită fenomenele ce apar datorită temperaturilor înalte (caramelizare, îmbrumare, degradări de gust şi aromă) - realizează economii de combustibil datorită pierderilor de căldură mici şi timpului scurt de realizare a produsului finit. Cele mai folosite instalaţii de concentrare în industria conservelor sunt: 1) concentratorul cu manta de încălzire, cunoscut şi sub denumirea de vacuum, este cea mai răspândită instalaţie de concentrare din fabricile de conserve. În aceste aparate se poate realiza un vid de 650- 680 mmHg, ceea ce face ca fierberea să se facă la 50oC.
7
9
8
3 1
6
2 1 0 5
4
Concentrator cu manta de încălzire: 1- corp cilindric 2- agitator tip ancoră 3- gură de vizitare de fructe şi legume 4- vizoare fructe şi legume 5- racord evacuare fructe, legume 6- introducere abur 7- evacuare condens 8- evacuare abur 9- conductă spre condensatorul barometric 10-manta de încălzire
116
Instalaţia se foloseşte la toate produsele vegetale inclusiv a celor cu viscozitate mare. Are dezavantajul că are o capacitate limitată de concentrare deoarece schimbul de căldură este mic. 2) Instalaţia de concentrare cu termocompresie (cu simplu efect): Este o variantă modernă şi utilizează 1,1kg abur pe 1kg apă evaporată. Ejectorul de abur preia o parte din aburul secundar şi îl reintroduce în suprafaţa de schimb de căldură prin amestecare cu abur (10- 12 atm). Se poate realiza economie de până la 50%. Dezavantajul instalaţiei este că necesită abur de presiune înaltă
Abur secundar suc
. abur condens Produs concentrat
3) Instalaţii cu dublu efect:
117
abur
abur
secundar
secundar
racord d
suc
apă
c
c
prod conc
produs concentra
I
Când se foloseşte dublul efect economia de abur poate ajunge la 0,45- 0,5kg abur/ kg apă evaporată. La triplu efect economia este de 0,33 kg abur/ kg apă evaporată. Instalaţiile pot funcţiona în curent paralel sau contracurent.
Principiu de lucru:
folosirea vaporilor din I efect pentru concentrarea produselor în al II-lea efect. 10.2.3 Tehnologia fabricării bulionului şi pastei de tomate In această grupă se includ : bulionul ( suc de tomate) – 18-20◦refractometrice pasta tomate tip C simplu concentrată)- 24◦ refractometrice pasta tomate tip B (dublu concentrată)- 28-30◦ refractometrice pasta tomate tip A ( triplu concentrată) 38-40◦ refractometrice Procesul tehnologic cuprinde următoarele faze : obţinerea sucului, concentrarea acestuia , condiţionarea şi ambalarea. Se lucrează cu instalaţii automatizate pentru fiecare dintre cele trei faze tehnologice iar concentrarea se realizează în instalaţii cu dublu sau triplu efect. TOMATE Recepţie Spălare Sortare Zdrobire
118
Separare
Suc , seminţe
Pulpă Preincalzire Zdrobire
Seminţe
Strecurare
Suc Rafinare Ultrafinare
Suc brut
Fig.38 Schema tehnologica de obtinere a sucului brut de tomate
SUC BRUT Sterilizare Centrifugare
Pulpă
Ser Concentrare 40% su
Amestecare Omogenizare PASTA TOMATE
Fig. 39 Schema tehnologica de obtinere a pastei de tomate Recepţia materiei prime se face cantitativ şi calitativ. Este necesar să se ţină o evidenţă a extractului refractometric deoarece andamentul în pastă depinde de conţinutul în extract a materiei prime. 119
Transportul intern al tomatelor se face hidraulic. Tomatele sunt colectate în buncăre metalice cu apă. Pentru a preveni strivirea roşiilor este necesar ca raportul dintre roşii şi apă să fie 2/1. Pentru transportul hidraulic al unui kg de produs sunt necesari 2,5- 4l apă care poate fi obţinută de la condensatoarele barometrice. Tomatele cad în maşina de prespălare de unde sunt preluate de tamburul de transfer şi trecute în maşini de spălare pentru eliminarea prafului, nisipului şi a altor impurităţi care se găsesc pe tomate. Sortarea se face pe banda de sortare cu role, realizându-se o spălare suplimentară cu duşuri. De la spălare roşiile cad în zdrobitor. Grupul de separare a seminţelor este format din zdrobitorul de tomate, separatorul de pulpă, zdrobitorul de pulpă şi un separator centrifugal pentru seminţe.
separato r zdrobitor de tomate
zdrobitor
de pulpă
de pulpă
pastă seminţe pulpă
+ centrifugă
suc
seminţe seminţe
suc
Preîncălzirea se realizează în schimbătoare de căldură cu serpentină. Ea se face în scopul trecerii protopectinei în pectină în vederea îmbunătăţirii consistenţei produsului finit, inactivării enzimelor (în special cele pectolitice), inactivării microflorei, creşterea capacităţii de strecurare. Rafinarea, ultrarafinarea se realizează cu pasatricea (rafinatricea), iar deşeurile rezultate sunt presate cu o presă cu şurub pentru valorificarea sucului rezidual. Concentrarea sucului brut se face în funcţie de tipul de produs obţinut: bulion cu 12%, 18% s.u. solubilă; pastă de tomate cu 24%, 28%, 36%, 40% s.u. solubilă. 120
Pentru concentrarea sucului de tomate se folosesc instalaţii de concentrare cu simplu efect, dublu efect sau triplu efect. Orientările actuale sunt spre instalaţiile de concentrare cu 3, 4 efecte în contracurent sau în curent paralel. Ambalarea pastei de tomate se face prin turanrea sa fierbinte în recipiente de 3 kg şi prin sterilizarea propriu-zisă a recipientelor mici: borcane, cutii de diferite gramaje. 10.2.4 Tehnologia sucurilor de fructe concentrate Materia primă o constituie sucurile de fructe cu aproximativ 10◦ refractometrice, care sunt supuse concentrării până la conţinut diferit în substanţă uscată, care depinde de sortiment, 65-70 ◦ refractometrice pentru suc de mere şi struguri sau 42-45◦ refr. pentru alte sucuri. In principal se urmăreşte reducerea efectului negativ al concentrării avansate asupra valorii nutritive a produsului. Concentrarea se poate realiza prin : evaporare, congelare, osmoză inversă, ultrafiltrare şi se aplică un procedeu suplimentar de conservare :
conservarea chimică,
conservarea şi ambalarea aseptică. La conservarea cu benzoat de sodiu, pentru un suc cu 42-45◦ refr se adaugă 0.2% benzoat de sodiu sub forma unei soluţii 50%. O operaţie importantă este recuperarea aromelor pentru obţinerea calităţilor senzoriale corespunzatoare, la sucurile de fructe concentrate.Gradul de concentrare al substanţelor de aromă , se exprimă printr-un raport având la numitor cantitatea de suc proaspăt din care se obţine 1 kg concentrat de aromă ; valoarea gradului de concentrare este cuprinsă între 1/60 şi 1/200, cel mai folosit fiind 1/100. Tehnologia de obţinere a sucului limpede este descrisă într-un capitol următor. SUC LIMPEDE
CONCENTRARE
CONCENTRAT
SUC
CONCENTRAT
RECUPERARE AROME
AROME
DEPOZITARE DILUARE
121
FABRICARE BAUTURI RACORITOARE SAU ALTE DESTINATII Fig.40 Schema tehnologica de obtinere a sucului concentrat
Intrebari de autoevaluare: 1.Cum influenteaza reducerea umiditatii dezvoltarea microorganismelor? 2.Ce metode de conservare au la baza reducerea continiutului de apa din produse? Exemplificati. 3.Schematizati procesul tehnologic de obtinere a legumelor uscate. Ce utilaje de uscare pot fi folosite? 4.Cum se clasifica sortimentele de pasta de tomate? 5. Cum functioneaza o instalatie de concentrare cu efect multiplu? 6. Ce particularitati prezinta obtinerea sucurilor concentrate?
11. Tehnologia produselor conservate cu zahăr Principiul care stă la baza acestei metode este osmoanabioza, adică zahărul adăugat contribuie la ridicarea presiunii osmotice a fazei lichide a produsului care blochează dezvoltarea microflorei de alterare. În aceste condiţii pentru anihilarea dezvoltării activităţii mucegaiurilor şi drojdiilor osmofile sunt necesare unele tratamente suplimentare produselor conservate cu zahăr, cea mai utilizată fiind pasteurizarea. Conservarea cu ajutorul zahărului se aplică unui număr mare de specii şi soiuri de fructe proaspete sau semifabricate conservate. Se utilizează metoda de fierbere cu adăugarea unei cantităţi determinate de zahăr, iar pentru unele produse, se adaugă pectină şi acizi alimentari. Cantitatea de zahăr adăugată, contribuie la ridicarea presiunii osmotice a fazei lichide a produsului, care blochează dezvoltarea microflorei de alterare, iar activitatea apei este de aprox. 0,84. În aceste condiţii, pentru anihilarea activităţii mucegaiurilor şi drojdiilor osmofile sunt necesare unele tratamente suplimentare produselor conservate cu zahăr, cea mai utilizată fiind pasteurizarea. Prin acest sistem de conservare pierderile de aroma si denaturarea substantelor componente sunt reduse. 122
Actiunea conservanta a zaharului este favorizata de : •
Continutul redus de umiditate
•
Procentul de zaharoza adaugat si gradul de invertire al acesteia
•
Continutul de zaharuri din materia prima
•
Temperatura si durata fierberii
Produsele conservate cu zahăr se clasifică în două categorii: 1) produse gelificate: gemuri, jeleuri, marmelada. Consistenţa acestor produse
este solid- elastică şi se datorează formării unui gel de pectină zahăr- acid. 2) produse negelificate: dulceaţa, siropul, magiunul, pasta de fructe, fructe
confiate. Procesul de realizare a structurii produsului are la baza mecanisme complexe ce sunt specifice grupelor de produse: difuzia-osmoza este caracteristica fabricarii dulcetii, pastelor de fructe, magiunului gelificarea este caracteristica gemului, marmeladei, jeleului dizolvarea e specifica fabricarii siropului 11.1 Tehnologia produselor gelificate Gelul pectic este un sistem coloidal format din pectina, zahar si acid (citric, tartric) care se propie de starea solida, isi pastreaza forma si adesea prezinta elasticitate. Pectină Zahar Acid
Fructe proaspete
Marc Pulpe
Suc fructe
Recepţie Spălare Sortare Prelucrare mecanică Strecurare 123
Pregatire soluţii
Prelucrare termică Dozare Inchidere Pasteurizare Depozitare
Jeleu
Gem
Marmeladă
Fig. 41 Schema tehnologica de obtinere a produselor gelificate Formarea gelului pectic se datoreaza deshidratarii particulelor de pectina de catre zaharul adaugat in solutie precum si datorita punerii in libertate cu ajutorul acizilor a grupelor carboxilice din molecula pectinei.Ca urmare, moleculele de pectina se apropie si formeaza un schelet de gel, fiind legate intre ele prin punti de hidrogen.In interiorul scheletelor pectice se gaseste solutia de zahar, acizi si componente. Gelul se obtine in urma fierberii de scurta durata a solutiei de zahar, pectina si acid. El se produce treptat, in timpul racirii, cand pectina trece din starea de solutie in starea de gel.In vederea gelificarii trebuie evitata orice actiune mecanica a timpului racirii produsului. Cei trei componenti ce participa la formarea gelului pectic sunt: Pectina –este un compus macromolecular format din molecule de acid galacturonic. Pectinele provenite din diferite produse vegetale nu au aceeasi actiune gelificatoare. Calitatea pectinei se exprima prin puterea gelificatoare, adica cantitatea totala de zahar care poate fi gelificata in gel de 65% de 1g pectina, la pH=3-3,3. Puterea gelificatoare a pectinei este influentata de gradul de metoxilare al pectinei, lungimea lantului moleculei de pectina. In functie de gradul de metoxilare exista: -
pectine puternic metoxilate, cu un grad de metoxilare de peste 50%, care au capacitatea sa formeze gel intr-o solutie de zahar de cel putin 60% si in 124
absenta acidului -
pectine slab metoxilate care gelifica in solutii de zahar de 30-40% dar in prezenta ionilor de calciu.In formarea gelului pectocalcic pH-ul nu are un rol hotarartor.
Zaharul- in cazul formarii gelului pectina-zahar-acid, zaharul are o actiune de absorbtie a apei. In functie de cantitatea si calitatea pectinei care se foloseste, variaza si cantitatea de zahar ce trebuie adaugata. Cu cat continutul de pectina este mai mare si calitatea acesteia mai buna, cu atat cantitatea de zahar folosita va fi mai mica. Aciditatea- in procesul de formare al gelului unul din factorii hotaratori este prezenta acidului in solutie. Pentru o gelificare optima este necesar un pH= 3,1-3,4. Temperatura este un factor secundar de formare a gelului, acesta putandu-se obtine si la rece. Totusi, in practica, procesul de gelificare se realizeaza prin fierbere deoarece operatia urmareste indepartarea apei in vederea realizarii raportului pectina-zaharacid. Gemurile reprezintă produse gelificate, ce se obţin din fructe proaspete sau semiconservate, fierte cu zahăr, cu sau fără adaos de acizi şi pectină, până la concentraţia stabilită de normativele în vigoare, ambalate în recipiente închise ermetic şi pasteurizate. Gemul se prepară dintr-o singură specie de fructe şi poartă denumirea fructului respectiv. Gemurile preparate din amestec de fructe, poartă denumirea de gem asortat. La fabricarea gemurilor se folosesc fructe proaspete recoltate la maturitatea tehnologică sau pulpe conservate cu dioxid de sulf. Procesul tehnologic de fabicare a gemurilor cuprinde următoarele faze: - spălare - sortare - curăţare - divizare - prepararea produsului - spălarea recipientelor - dozare - închidere - pasteurizare, condiţionarea recipientelor pline depozitare. Prepararea produsului este faza cea mai importantă din procesul tehnologic şi cuprinde următoarele etape: - alcătuirea şarjelor; - prepararea soluţiilor de pectină; - fierberea; - concentrarea. 125
Întocmirea reţetei de fabricaţie se face ţinând seama de următoarele considerente: - indicatorii organoleptici prevăzuţi în normativele de calitate în vigoare, respectiv: aspectul, culoarea, gustul şi aroma produsului finit; - normele de consum specific de materii prime şi auxiliare în vigoare; - substanţa uscată solubilă a fructelor; - substanţa uscată solubilă a produsului finit; - puterea de gelificare a pectinei folosite şi conţinutul de pectină al fructelor; - aciditatea fructelor. Obtinerea produsului prin fierbere trebuie condusa atent din urmatoarele considerente: •
pastrarea in cea mai mare masura a puterii gelificatoare a pectinei si a aromelor fructelor, ceea ce se realizeaza printr-o fierbere cat mai scurta
•
mentinerea formei fructelor- se realizeaza prin crearea conditiilor de difuziune in timpul fierberii iar la fructele cu textura slaba prin difuzie prealabila.
•
realizarea unei aciditati cerute prin adaos de acizi, care contribue la invertirea zaharozei
Fructele ce au parcurs operatiile pregatitoare- sortare, spalare, prelucrare mecanicasunt trecute la pregatirea termica, unde sunt supuse operatiei de fierbere cu zahar. Aceasta faza a procesului se poate realiza prin urmatoarele procedee principale: - difuzia prealabilă a fructelor cu zahăr, urmată de concentrare prin fierbere; - fierberea directă a fructelor cu zahăr sau în sirop de zahăr şi concentrarea produsului. Aceste procedee se pot transpune in umatoarele scheme de lucru: 1. FRUCTE + ZAHAR
DIFUZIE 24h
2. SIROP DE ZAHAR 75% + FRUCTE
3. FRUCTE + ZAHAR
FIERBERE FIERBERE
FIERBERE
Operatiile termice se realizeaza in cazul duplicat sau in aparate vaccum. Dupa introducerea fructelor si a zaharului in cazan se procedeaza la o incalzire rapida a continutului acestuia. Fierberea se realizeaza cu abur. Operatia se realizeaza cu agitare permanenta a componentelor pentru o buna uniformizare si reducerea duratei 126
tratamentului termic. Cantitatea de pectina ce trebuie adaugata se stabileste prin sarje de proba. Pectina se poate folosi sub forma de extract, dar mai ales pulbere.In cazul pectinei pulbere se poate proceda astfel: a. O parte pectina se amesteca cu trei parti zahar si sapte parti de apa b. O parte pectina cu doua parti de zahar se introduce treptat in 7 parti de apa. Adaugarea pectinei trebuie sa se faca cand produsul a ajund la concentratia finala, cautand a se malaxa astfel incat solutia de pectina sa se raspandeasca uniform. Adaugarea acidului se face la sfarsitul fierberii dupa ce pectina s-a omogenizat in masa produsului. Verificarea punctului final al gelificarii se face empiric prin analizarea unei mici cantitati de produs: daca gemul se apropie de gelificare scurgerea lui nu e continua ci fragmentata.Inainte de trecerea in bazinele de racire, gemul trebuie bine spumat. Racirea in bazine se face pana la 75-85°C , cu scopul de a creste vascozitatea si pentru a evita separarea de sirop. Marmelada este produsul obţinut prin concentarea cu zahăr a marcului de fructe proaspăt sau conservat, cu sau fără adaos de acizi alimentari şi pectină. Pentru ambalarea marmeladei se pot utiliza diferite tipuri de ambalaje: borcane de sticlă, lădiţe de lemn căptuşite cu hârtie pergament, ambalaje din materiale complexe. Marmelada se fabrică în trei calităţi: extra, superioară şi amestec. •
Marmelada extra se fabrică numai dintr-un singur fruct, aparţinând
oricărei specii, cu excepţia fructelor comune: mere, pere, gutui, prune, zarzăre. •
Marmelada superioară se fabrică din amestec de fructe minim 30%
fructe nobile şi maxim 70% fructe comune, din care proporţia de mere, respectiv prune să nu depăşească 50%. •
Marmelada amestec se fabrică din amestec de minim două fructe.
Proporţia de pere din amestec nu trebuie să depăşească 20%. De regulă, marmelada amestec se fabrică din fructe comune, în special mere şi prune, în acest caz, proporţia de mere trebuie să fie de maxim 70%. De cele mai multe ori se aplica procedeul de obtinere a marmeladei din fructe preconservate. Fructele preconservate sunt supuse initial unei prime faze de fierbere 127
pentru eliminarea conservantului (SO2).Fierberea se poate desfasura la presiune normala, sub vid sau cu suprapresiune. Cea mai utilizata este desulfitarea sub vid, care evita partial degradarea aromei si a vitaminei C. Marmelada se poate prepara cu sau fara adaos de pectina. Nu se adauga pectina atunci cand in compozitia marmeladei intra marcul de mere in proportie de 60% din totalul fructelor.Adaosul de pectina imbunatateste procesul de gelificare, reduce durata de fierbere si astfel produsele au un gust si o aroma mai bine exprimate. Jeleurile reprezintă produse gelificate, obţinute din sucuri de fructe în amestec cu zahăr, pectină cu sau fără adaos de acid citric, poartă denumirea fructelor din care provin sucurile utilizate. Materia primă utilizată la fabricarea jeleurilor de fructe se prezintă sub formă de fructe proaspete sau suc de fructe conservat cu dioxid de sulf. Procesul tehnologic de fabricare a jeleurilor se desfăşoară conform următoarei scheme: 1. fabricarea sucurilor de fructe care cuprinde: spălarea fructelor - divizare fierbere - presare - separarea sucului – limpezire ( procesul tehnologic va fi descris intr-un capitol ulterior) 2. prepararea jeleurilor care cuprinde: alcătuirea şarjelor - fierbere concentrare - spălarea recipientelor - dozare - închidere - pasteurizare – depozitare. Sucul limpede este prelucrat prin fierbere in cazanul duplicat sau in aparatul vaccum. Astfel, dupa introducerea lui in aceste utilaje se adauga cantitatea de zahar stabilita si se continua fierberea pana la atingerea concentratiei de 61°refractometrice. Pectina se adauga cu putin inainte de atingerea punctului final, in proportia stabilita de laborator.Aproape de terminarea fierberii se adauga acid citric sau tartric, sub forma de solutie. In cazul utilizarii aparatelor vaccum se va proceda la o preincalzire a sucului cu zahar, cu scopul usurarii dizolvarii si a invertirii partiale a zaharului sau se introduce glucoza sau zahar invertir in proportie de 20-30%. Dozarea produselor. Produsele gelificate fiind vascoase se dozeaza cu masini de umplut produse vascoase, care dozeaza cantitati precise si nu distrug consistenta gelului. Inchiderea recipientelor.Se realizeaza cu masina de inchis borcane care aplica capace Omnia sau Twist-Off. De asemenea se mai utilizeaza masini de dozat in 128
caserole de plastic, inchiderea realizandu-se prin termosudarea unie pelicule de folie metalizata.
Fig.42 Linie de ambalarea gemurilor în ambalaje de material plastic 1-folie pentru corp; 2-încălzire (înmuierea foliei); 3-formare; 4 - dozare şi umplere; 5 - folie pentru capac; 6 - termosudare; 7-ştanţare; 8-deşeuri (folie); 9-evacuarea produselor ambalate Folia luată de la bobină este plastifiată şi formată într-o matriţă răcită cu ajutorul aerului comprimat. Banda este împinsă automat sau manual la dispozitivul de umplere. Apoi ambalajele sunt închise cu ajutorul unei folii termosudabile. Centrarea unei folii preimprimate se face cu ajutorul unei celule fotoelectice. Desprinderea de bandă se face prin ştanţare. Funcţie de natura produsului, închiderea poate fi realizată aşa cum se arată în schemă, prin termosudarea unui capac din acelaşi material sau folie de aluminiu lăcuită sau cu ajutorul unui capac etanş, dar nu ermetic, care să permită o deschidere uşoară şi la nevoie să fie din nou aplicat. Pentru închidere se utilizează folii de aluminiu sau de hârite caşerată. Ambalarea realizată pe astfel de linii, permite o mai bună conservare a produselor, evitându-se totodată necesitatea stocării ambalajelor prefabricate. Pasteurizarea. Se aplica la produsele dozate in recipiente de sticla si urmareste in mod special realizarea vidului in interiorul recipientului, de aceea sunt suficiente temperaturi de 100°C, timp de 5-10 minute.Se folosesc pasteurizatoare continui. Racirea recipientelor este necesar a se realiza pentru ca astfel se efectueaza un control la inchiderii si pasteurizarii prin observarea formei capacului ce trebuie sa fie 129
usor concava, cand operatia s-a efectuat corect. 10.2 Tehnologia Produselor negelificate Sunt produse care nu au structura caracteristica de gel datorit absentei pectinei: dulceaţa , siropul de fructe şi pastele de fructe. Zahăr Acid fructe
Fructe proaspete
Suc
Recepţie Spălare Sortare Prelucrare mecanică Preparare soluţie
Prelucrare termică Dozare Inchidere Pasteurizare Depozitare Dulceaţă
Sirop
Fig. 43 Schema tehnologica de obtinere a produselor negelificate Dulceaţa reprezintă produsul obţinut prin fierberea fructelor în sirop de zahăr, cu adaos de acid citric şi concentrarea produsului, urmata de ambalarea în recipiente închise ermetic şi pasteurizate. Dulceaţa se prepară dintr-o singură specie de fructe şi poartă denumirea fructului din care provine. Procesul tehnologic de fabricare a dulceţii cuprinde următoarele faze: - Spălare - sortare - curăţare - divizare - operaţii preliminare specifice (întărirea texturii la fructele moi, înţeparea la fructele verzi, opărirea la fructele tari) 130
prepararea dulceţii - răcire - spălarea recipientelor - dozare - închidere - pasteurizare condiţionarea recipientelor pline - depozitare. La fabricarea acestui produs se are in vedere: Extractul refractometric final sa ajunga la max. 68% Proportia de fructe in produsul finit sa fie 45-55% Aciditatea minima 0,7% Pastrarea formei initiale a fructelor Prepararea dulceţei este faza cea mai importantă din procesul tehnologic şi se poate realiza prin mai multe procedee, în funcţie de materia primă: - difuzia fructelor în sirop de zahăr concentrat, timp de 2-8 ore care se aplică fructelor cu textura moale pentru a se evita destrămarea iar fructelor cu textura tare (fructe verzi) pentru a se evita zbârcirea; după efectuarea difuziei, produsul se concentrează; - fierberea fructelor în apă şi concentrarea prin adaos de zahăr; - fierberea fructelor în sirop de zahăr concentrat de aprox. 70 grade refractometrice; - concentrarea discontinuă a produsului, care constă în fierberea fructelor cu zahăr sau în sirop de zahăr, cu 2-3 întreruperi de câte 5-10 minute, până la atingerea concentraţiei finale Mecanismul procesului de difuzie-osmoza . Procesul se desfasoara intre siropul de zahar si fruct, la nivelul membranei protoplasmatice a celulelor din fruct, care lasa libera trecerea apei din interiorul fructului spre exterior. In acelasi timp, are loc trecerea zaharului sub forma de solutie in spatiile intercelulare ale tesuturilor. Este influentat de urmatorii factori: -
Suprafata fructelor supuse fierberii; cu cat suprafata acestora e mai mare cu atat viteza de patrundere a zaharului in fruct va fi mai mare
-
Temperatura, care accelereaza procesul de difuzi-osmoza
-
Diferenta intre concentratia de zahar din fruct si sirop; cu cat diferenta intre cele doua concentratii va fi mai mare, procesul va decurge mai repede. Ridicarea concentratiei solutiei de zahar este insa limitata de natura fructului, deoarece la unele fructe folosirea unei concentratii ridicate are efect invers, 131
provocand denaturarea membranei protoplasmatice a celulei, care franeaza ulterior procesele de difuziune. -
Vascozitatea solutiei care influenteaza viteza de difuziune
Siropurile sunt produse obţinute prin concentrarea sucurilor de fructe cu zahăr şi adaos de acid citric, ambalate în butelii de sticlă, închise cu capsule metalice. La baza fabricarii siropului sta procesul de dizolvare a zaharului in sucul de fructe si concentrarea acestuia. Acest produs se caracterizeaza prin: extract refractometric max. 66%, culoare, aroma, gust caracteristice fructului, aciditate exprimata in acid malic 1g/100cm3. Procesul tehnologic se desfăşoară în două etape: • oţinerea sucului de fructe; • prepararea siropului..
Prepararea siropului cuprinde următoarele faze tehnologice: desulfitare - fierbere concentrare - spălarea buteliilor de sticlă - dozare - capsulare - depozitare. Desulfitarea se aplică sucurilor conservate cu dioxid de sulf, prin fierbere la presiune atmosferică sau sub vid. Dupa aceasta prima faza se continua fierberea in cazane duplicate sau aparate vacuum prin adaugarea zaharului; are loc o fierbere scurta de 5-10 min pentru dizolvarea zaharului si invertirea lui.In aceasta faza siropul este o solutie foarte concentrata de zahar la care poate apare fenomenul de recristalizare a zaharozei. In vederea inlesnirii fenomenului de invertire si pentru ameliorarea gustului siropului i se adauga la fierbere acid citric sau tartric in cantitati ce depind de aciditatea initiala a sucului de fructe. Pentru evitarea zaharisirii o parte din zahar se poate inlocui cu sirop de glucoza. Siropurile se ambaleaza în butelii de sticlă, închise cu capsule metalice sau alte ambalaje închise ermetic. Pastele de fructe sunt produse obţinute prin concentrarea marcului de fructe, cu adaos de zahăr, ambalate în recipiente închise şi pasteurizate. Pasta de fructe se prepară dintr-o singură specie de fructe sau din amestec de fructe. Procesul tehnologic de fabricare a pastelor de fructe cuprinde următoarele faze:- alcătuirea şarjelor - desulfitarea marcului - concentrare - spălarea recipientelor dozare - închidere - pasteurizare. 132
Magiunul reprezintă un produs concentrat, rezultat din fierberea prunelor, fără adaos de zahăr. Fructele confiate se obţin printr-un proces de saturare osmotică a fructelor cu zahăr, până la un conţinut în zahăr al produsului finit de 65-70%. 10.3 Defecte de fabricaţie ale produselor gelificate •
Produse greşit gelificate. Negelificarea gemului poate să aibă loc atunci când:
-
s-a prelungit durata fierberii ducând la degradarea pectinei;
-
fructele nu au avut un conţinut suficient de pectină;
-
fructele au avut un conţinut suficient de pectină
-
fructele au avut o aciditate scăzută;
-
reţeta de fabricaţie a fost întocmită greştit. •
Conţinutul ridicat de dioxid de sulf în produsul finit (peste limita admisă de normativele în vigoare) are drept cauză aplicarea incorectă a operaţiei preliminare şi obligatorii de desulfitare a semifabricatelor de fructe.
•
Modificările de culoare. Pentru evitarea acestui neajuns trebuie să se utilizeze un timp scurt de fierbere şi să se asigure o omogenizare corespunzătoare a produsului, pentru a evita posibilităţile de supraîncălzire locală a anumitor porţiuni de produs.
•
Mucegăirea sau fermentarea sunt procese provocate de mucegaiuri şi drojdii aparţinând speciilor osmofile. Defectele pot fi evitate prin utilizarea unei materii prime corespunzătoare, închiderea ermetică a recipientelor şi respectarea regimului de pasteurizare.
•
Siroparea este un fenomen de sinereză, care se manifestă datorită acidităţii mărite a produsului. Există pericolul ca în siropul eliminat la suprafaţa produsului să se dezvolte microorganisme 10.4 Defecte de fabricaţie ale produselor negelificate
•
Caramelizarea dulceţii are loc datorită fierberii prelungite în cazanul duplicat, căpătând un gust amar neplăcut şi o culoare închisă. Pentru prevenirea acestei modificări nedorite este indicat să se reducă pe cât posibil temperatura şi durata tratamentului termic aferent concentrării produsului.
133
•
Zaharisirea dulceţii se produce datorită cristalizării zahărului. Pentru prevenirea acestui defect trebuie să se realizeze o inverire de 30-50% a cantităţii de zahăr folosite, conform reţei de fabricaţie. O atenţie deosebită trebuie acordată purităţii zahărului utilizat. Introducerea de sirop de glucoză în proporţie de 10-30% poate preveni sau întârzia în mare măsură zaharisirea, deoarece dextrina conţinută de glucoză, prin natura sa de coloid de protecţie, frânează formarea centrilor de cristalizare din soluţiile suprasaturate de zaharoză.
•
Gelificarea dulceţii se datoreşte unei fierberi prelungite sau conţinutului ridicat de pectină al fructelor. În acest caz, trebuie să se corecteze adaosul de acid citric, pentru ca să se realizeze un conţinut minim de aciditate a produsului finit.
•
Destrămarea ţesuturilor fructelor. Acest defect este pus în evidenţă în cazul utilizării unor fructe cu textură moale (căpşune, zmeură, fragi) sau în cazul când materia primă a depăşit stadiul de maturitate (caise, piersici, prune). Pentru evitarea acestui proces este indicat să se utilizeze fructe neajunse la maturitate deplină, depozitate o perioadă foarte scurtă de timp, să se evite degradarea protopectinei şi să se utilizeze o soluţie de CaCl2 0,5% pentru întărirea texturii.
•
Fermentarea dulceţii se datoreşte unor specii de drojdii osmofile. Pentru prevenire se indică pasteurizarea produselor, respectarea normativelor tehnologice în ceea ce priveşte conţinutul de substanţă uscată solubilă a produsului şi menţinerea unei stări igienico-sanitare corespunzătoare a sălilor de producţie, utilajelor, spaţiilor de depozitare.
•
Alte accidente de fabricaţie, care pot apare sunt: -
nerespectarea raportului de fructe faţă de masa netă (datorită dozării necorespunzătoare);
-
zbârcirea fructelor, ridicarea fructelor la suprafaţa recipientului, dulceaţă cu fructe tari se datoresc procesului de osmoză incomplet;
-
prezenţa spumei (obligatorie înainte de dozare);
-
mucegăirea (datorită acţiunii unor specii de mucegaiuri osmofile). 134
Intrebari de autoevaluare: 1.Clasificati produsele conservate cu adaos de zahar dupa structura lor. Exemplificati. 2. Explicati mecanismul formarii gelului pectic. 3.Care sunt mecanismele proceselor ce stau la baza formarii dulceturilor si siropurilor
12345678-
cantarirea materiei prime spalare sortare calibrare, decojire tratament termic la cazanul duplicat filtrare presarea fructelor pentru obtinerea sucului spalarea, sterilizarea recipientelor goale 135
9- umplerea recipientelor 10- inchiderea recipientelor cu produs 11- sterilizarea recipientelor in autoclave 12- etichetarea si ambalarea grupata a recipientelor Fig. 44 Schita unei sectii de produse conservate cu zahar
12. Tehnologia sucurilor de fructe şi legume Prin sucuri naturale de fructe definim acele sucuri nealcoolizate, obţinute din diferite specii de fructe, coapte şi sănătoase, printr-un procedeu mecanic (presare, centrifugare) sau prin difuzie şi care sunt conservate prin diferite procedee (concentrare, conservare chimică, pasteurizare). Fabricarea sucurilor de fructe s-a dezvoltat în două direcţii: • sucuri limpezi (fără particule în suspensie), care datorită eliminării suspensiilor au un grad mare de transparenţă; • sucuri cu pulpă (cu particule în suspensie), la care trebuie asigurată stabilitatea suspensiilor. Componentul principal al sucurilor de fructe este fructoza, un glucid usor asimilabil. Urmeaza acizii organici-malic, tartric, citric- care au o actiune stimulatorie asupra secretiei salivare, gastrice si intestinale, favorizand digestia. O importanta mare o au substantele minerale, substante tampon si vitaminele precum si substantele aromatizante. 12.1.Tehnologia sucurilor limpezi Se apreciază că fiecare specie de fruct urmează o tehnologie specifică, dar toate tehnologiile, indiferent de fruct şi de calitatea sa, cuprind operaţiile de obţinere a sucului printr-un procedeu mecanic sau prin difuzie şi de limpezire a sucului brut prin diferite procedee. Calitatea sucului de fructe este influenţată de corectitudinea realizării operaţiilor tehnologice dar mai ales de calitatea materiei prime. Compoziţia materiei prime influenţează prin componentul său solubil- zahărul- sub această denumire fiind incluse glucoza, fructoza şi zaharoza. Fructoza este în raport de 2.7 faţă de glucoză iar din zahărul total 20% este zaharoza. Fructele au în compoziţia lor 136
chimică acizi organici iar raportul între conţinutul de zahăr şi cel de acid trebuie să fie cuprins între 10/1 – 15/1. 12.1.1 Obtinerea sucurilor de fructe- metode de obtinere 1. Presarea este metoda cea mai folosită pentru obţinerea sucurilor. Înaintea operaţiei de presare majoritatea fructelor suferă o serie de tratamente preliminare constând în divizarea mai mult sau mai puţin avansată şi uneori un tratament enzimatic preliminar cu scopul distrugerii substanţelor pectice. Gradul de mărunţire influenţează în mare măsură randamentul presării.Operaţia de presare depinde de presiunea aplicată şi durata ei. Factorii care influenţează presarea sunt: suculenţa materiei prime, grosimea stratului de material, consistenţa şi structura stratului de presare, variaţia în timp a presiunii, materialele auxiliare folosite, metoda de prelucrare prealabilă a fructelor. Factorii care influenţează presarea sunt: - suculenţa materiei prime; - grosimea stratului de material; - consistenţa şi structura stratului de presare; - variaţia în timp a presiunii; - materialele auxiliare folosite; - metoda de prelucrare prealabilă a fructelor. Există un număr foarte mare de tipuri de prese, dar indiferent de tipul folosit trebuie să aibă un conţinut de substanţe solide insolubile care trebuie eliminate uşor prin decantare.
5
3
Fig.45 Presa cu coş şi şurub: 1
coş şipci de lemn ax melcat central suport presă (fontă) cap de presare
2
4
Fructele se introduc în coşul presei format din sipci de lemn ce alcatuiesc intre ele jgheaburi pentru scurgerea sucului. Capul de presare exercitând o presiune de până la 137
16kg/cm2, fie pe cale mecanica fie pe cale hidraulica. Sucul evacuat prin canalele dintre stinghii este colectat pe canalul colector al suportului presei.In figura 2 este prezentata schita unei prese cu cos la care presarea se face hidraulic.
Fig. 46 Presă la care presarea se face hidraulic: 1 4
3
cap de presare coş cu cărucior piston hidraulic cadru metalic
2
2. Centrifugarea În centrifugă materialul este supus aceeleraţiei centrifugale (forta centrifuga). Principalii factori care condiţionează extracţia sucului sunt: turaţia centrifugei, durata centrifugării, gradul de umplere a centrifugei şi gradul de mărunţire a materiei prime. Cele mai utilizate sunt centrifugele filtrante cu ax vertical şi tambur filtrant conic perforat. 3. Difuzia Prezintă avantajele unui randament mare în suc şi al unei productivităţi ridicate. S-a constatat că sucurile de fructe obţinute prin difuzie sunt de bună calitate, compoziţia chimică nu diferă substanţial de a celor obţinute prin presare, dar se consideră necesară specificarea pe etichetă a acestui procedeu. Limpezirea sucurilor de fructe Sucul brut obţinut la presarea fructelor are o vâscozitate ridicată şi conţine o cantitate mare de particule în suspensie, care sedimentează încet. Pentru a obţine sucuri limpezi este necesar să se elimine sedimentul din suc, operaţie care se poate realiza prin mai multe metode: autolimpezirea, limpezirea enzimatică, prin cleire, cu argile, prin încălzire rapidă, prin centrifugare etc.
138
Autolimpezirea se bazează pe proprietatea ce o au sucurile de a se
*0
limpezi spontan după un anumit timp. Rezultate bune se obţin în cazul sucului de struguri. Se practica in doua variante: -
Dupa presare sucul este trecut in rezxervoare metalice unde este mentinut cateva zile la temperatura scazuta (decantare)
-
Sucul pasteurizat se pastreaza in rezervoare de capacitate mare cateva luni, are loc decantare, filtrare si imbutelierea lui
*1
Limpezirea enzimatică se recomandă pentru tratarea sucurilor
bogate în substanţe pectice şi pentru obţinerea sucurilor concentrate. Se realizează cu preparate enzimatice pectolitice, care realizează sedimentarea şi reducerea vâscozităţii sucurilor în câteva ore, faţă de câteva luni necesare autolimpezirii. Acest tratament se realizeaza in functie de specificatiile tehnice ale preparatelor enzimatice folosite, la cald sau la rece. Se aplica sucurilor bogate in pectina- mere, coacaze- sau celor ce se concentreaza in vederea reducerii vascozitatii si evitarii fenomenului de gelificare. *2
Limpezirea prin cleire constă în adăugarea în suc a unor soluţii
coloidale care formează cu substanţele sistemului coloidal ale sucului combinaţii insolubile sau transformă coloizii hidofili ai sucului în coloizi hidrofobi; prin neutralizarea coloizilor naturali ai sucului are loc sedimentarea lor. Metoda de cleire cea mai utilizată este cea cu ajutorul soluţiilor de tanin şi gelatină.Se obtine o buna limpezire atat pentru sucurile bogate in pectine cat si pentru cele sarace. Se utilizeaza 1-5% gelatina care se prepara prin solubilizarea in apa calda; adaugarea solutiei de gelatina se face in fir subtire sub amestecare continua. Temperatura optima de limpezire este 15°C. *3
Limpezirea cu argile adsorbante, respectiv bentonite, reduce în
măsură mai mică conţinutul de coloizi din suc, de aceea se poate aplica tratarea combinată a sucului cu bentonită şi gelatină sau cu poliacrilamidă. *4
Limpezirea prin încălzirea şi răcirea rapidă a sucului duce la
separarea suspensiilor din sucul de fructe. Se recomandă ca încălzirea să se facă la 77-78oC, timp de 10-80 s, urmată de răcirea rapidă la temperatura camerei sau la 45oC. Se poate aplica sucurilor de mere, visine, struguri, metoda permitand realizarea unui flux continuu spre deosebire de celelalte metode. Este insa insuficienta pentru 139
obtinerea unei transparente cristaline dar usureaza filtrarea si asigura o imbunatatire a aspectului . *5
Limpezirea prin centrifugare se bazează pe acţiunea forţei
centrifuge, care duce la separarea rapidă a impurităţilor, a suspensiilor şi a microorganismelor. Prin acest tratament nu se realizează o reducere a vâscozităţii, deoarece substanţele coloidale nu sedimentează. Se folosesc centrifuge cu camere concentrice sau centrifuge cu talere. Filtrarea sucurilor După operaţia de limpezire, sucurile de fructe nu sunt perfect limpezi, de aceea este necesară filtrarea care asigură transparenţa şi stabilitatea produsului. Ca materiale filtrante se folosesc: pânza, celuloza, azbestul şi pământul de infuzori( kiselgur, diatomita, siliciu fosil). Sucurile de fructe se filtrează la temperatura camerei sau la rece, iar uneori se practică o încălzire la 50-60oC pentru accelerarea procesului de filtrare. În industria sucurilor de fructe se foloseşte o gamă mare de filtre: filtre cu umplutură de colmatare, filtre presă care pot fi: cu rame şi cu plăci. În ultimul timp, pentru a asigura o eficacitate mai bună a procesului de filtrare, s-a realizat operaţia de polifiltrare, care constă într-o dublă filtrare a sucului în acelaşi aparat.In prima etapa filtrarea se face pe placi din celuloza si azbest cu porozitate mare, care retin suspensiile grosiere. In a doua etapa se realizeaza filtrarea pe kiselgur care asigura un grad inaintat de limpezire.
Fig. 47 Filtru cu rame si placi
140
FRUCTE,
LEGUME
Presare, extracţie Centrifugare Clarificare( limpezire)
SUC LIMPEDE
Ambalare
Pasterurizare
Pasteurizare
Depozitare Aseptică
Depozitare
Concentrar e
Consevare chimică
Uscare Depozitare Praf fructe Indepa
rtare Conservant
Băuturi Racoritoare
Fig.48 Schema tehnologica generala de obtinere si conservare a sucurilor limpezi
Conservarea prin tratare termica a sucurilor s-a dezvoltat pe doua directii: •
Tratarea termica inainte de ambalare urmata de ambalare aseptica
•
Tratarea termica a produselor ambalate
Pentru pasteurizarea vrac a sucului se folosesc pasteurizatoare cu placi la temperaturi in jur de 80°C- 90°C timp de 10s. Pentru rezultate bue este necesar sa se asigure o igiena riguroasa aliniilor de fabricatie. 141
Ambalarea aseptica este o metoda mai moderna, cu rezultate foarte bune in ceea ce priveste calitatea sucurilor si care permite cupajarea pentru compensarea calitatilor senzoriale. 2.Tehnologia sucurilor cu pulpă Cremogenatele rezultă prin mărunţirea fină a fructelor, obţinându-se un produs sub forma unei creme omogenizate, având consistenţă diferită în funcţie de fructul din care se fabrică. Cremogenatele nu pot fi băute din cauza consistenţei groase. Nectarele se obţin prin diluarea cremogenatelor cu un sirop de zahăr, eventual adaos de acid citric şi acid ascorbic. Tehnologia sucurilor cu pulpă din materii prime vegetale este orientată în trei direcţii: •
Nectarele se obţin din fructe aparţinând diferitelor specii (caise,
piersici, vişine, gutui, pere, prune, struguri, coacăze, negre, zmeură, căpşuni, mure, afine, etc.) •
Sucurile cu pulpă obţinute din legume, prelucrează: tomate, sfeclă,
morcovi, ardei, ţelină, spanac, varză etc. •
Deoarece sucurile de legume nu au calităţi senzoriale suficient de
plăcute, se recomandă cupajarea acestora cu sucuri de fructe sau cu alte sucuri de legume, obţinându-se aşa numitele sucuri cupajate sau cocteiluri. Asa cum se observa din schema tehnologica de obtinere a sucurilor cu pulpa, in prima etapa are loc conditionarea fructelor : spalare, sortare, eliminarea partilor necomestibile etc., dupa care urmeaza preincalzirea la temperatura de 92-95°C in scopul inmuierii texturii, a maririi randamentului si pntru inactivarea enzimelor din tesutul vegetal. Pentru obtinerea sucului cu pulpa sau a cremelor se aplica operatia de strecurare care permite obtinerea unui produs omogen-pulpa maruntita- eliminanduse pielitele, semintele, samburii si resturile de tesut celular.
MATERII PRIME
MATERIALE
AMBALAJE 142
AUXILIARE Condiţionare (Spălare, sortare, eliminarea părţilor necomestibile etc.)
Condiţionare Dozare
Preîncălzire Obţinerea sucului cu pulpă sau a cremei Concentrare Conservare aseptică Conservare aseptică Cupajare [Centrifugare] Omogenizare Dezaerare Tratare termică Turnare fierbinte Închidere
Îmbuteliere Sterilizare Condiţionare recipiente Depozitare N E C TAR
Fig. 49 Schema tehnologica generala de obtinere a sucurilor cu pulpa
Instalatia folosita in acest scop este o pasatrice care este formata dintr-o sita cilindrica sau tronconica fixata rigid si inchisa intr-o manta de tabla prevazuta cu palnie de alimentare, un jgheab colector, o conducta de evacuare a masei strecurate si cu o gura 143
de evacuare a deseurilor. Palnia de alimentare este prevazuta cu un melc dozator, care asigura alimentarea uniforma a masinii, pentru a evita infundarea. In interiorul sitei se misca un ax antrenat de un electromotor, pe care sunt fixate sase palete inclinate la 1,5-2°. Functionarea pasatricei se bazeaza pe miscarea periferica a produsului in interiorul unui cilindru perforat, miscare obtinuta datorita rotatiei unor palete fixe. Sub actiunea fortei centrifuge sucul si pulpa trec prin orificiile sitei, in timp ce pielitele si semintele sunt evacuate de paletele inclinate, in afara cilindrului. Pasatricele au in dotare mai multe site cu ochiuri cu dimensiuni diferite, care se pot schimba. Pentru a realiza un grad de maruntire mai avansat se folosesc grupuri de strecurare formate din 2-3 agregate suprapuse, prevazute cu site cu orificii, din ce in ce mai fine.Intr-un astfel de grup cel de-al doilea agregat se numeste rafinatrice (ochiuri de 0,6-0,8mm) iar ce de-al treilea superrafinatrice (ochiuri cu 0,4-0,6 mm). Pentru fructele cu samburi se pot folosi masini speciale care permit protejarea sitelor prin rotatia turatiei rotorului iar paletele rigide sunt inlocuite cu arcuri din sarma inoxidabila. Pentru obtinerea unui grad mai inaintat de maruntire, in special in cazul produselor destinate alimentatiei copiilor, se folosesc morile coloidale. Moara coloidala cu suprafata riflata este construita dintr-un rotor de forma tronconica care se intrepatrunde cu un stator. Rotorul are o miscare de 12000 rot/min; distanta dintre rotor si stator se poate regla intre 1,2-0,02 mm. In mod obisnuit se practica maruntirea in doua etape, respectiv trecerea prin doua
mori coloidale care difera prin
profunzimea riflurilor si distanta dintre rotor si stator.
Fig. 50 Moara coloidala Cupajarea este operatia prin care se corecteaza calitatile senzoriale
si
proprietatile fizice ale produsului. In mod obisnuit sunt legate in baterie 2-3 vase(tancuri) de cupajare pentru a asigura desfasurarea procesului in flux continuu. In unele cazuri vasele de cupajare sunt prevazute cu manta dubla si serpentina de 144
incalzire. Problema principală ce apare la fabricarea nectarelor este evitarea sedimentării particulelor. Ca urmare, trebuie să se acorde o atenţie deosebită operaţiei de omogenizare. Sucurile cu pulpă, chiar la un grad de mărunţire de 0,4 mm, au tendinţa de a sedimenta în timp, ceea ce înrăutăţeşte aspectul comercial. Pentru a se evita aceste neajunsuri, este necesar să se micşoreze dimensiunile particulelor până la 50-100 µ . Astfel se asigură obţinerea unei suspensii stabile în timp şi o îmbunătăţire a gustului şi asimilabilităţii produsului. Pentru a se atinge un grad de mărunţire atât de înaintat, se folosesc mai multe tipuri de omogenizatoare, cele mai utilizate fiind omogenizatoarele cu pistoane (cu plunger). Omogenizarea se realizeaza prin faptul ca produsul, introdus in blocul cilindrului sub presiune ridicata, este trecut fortat printr-o fanta foarte ingusta, dupa care este destins brusc la o presiune redusa. Intr-un interval foarte scurt de timp, lichidul sufera o accelerare intensa si paraseste fanta, fiind proiectat aproape perpendicular pe suprafata inelara a unui reflector ce inconjoara fanta de ejectare. Inainte de ejectare produsul are o presiune de 200-300 daN/cm2 iar dupa ejectare, o presiune aproximativ egala cu cea atmosferica. Unele linii tehnologice, ca linia Bertuzzi, folosesc o instalaţie de centrifugare, care elimină părţile celulozice şi realizează o stabilitate a produsului mai bună în timp. Procesul de omogenizare fină, determină o saturare a produsului cu aer, care datorită oxigenului conţinut, duce la oxidarea substanţelor organice din produs, micşorând conţinutul de vitamine, respectiv valoarea nutritivă. Pentru eliminarea aerului din produs se folosesc procedee termice, sub vid sau combinate. Cea mai utilizată este metoda combinată de dezaerare, prin care produsul este supus în acelaşi timp efectului termic şi vacuumului. Dezaerarea are rolul de a elimina aerul din produs, care datorita oxigenului provoaca oxidarea substantelor organice, prin aceasta micsorandu-se continutul in vitamine si respectiv valoarea sa nutritiva. Dozarea se poate face in urmatoarele variante: •
Ambalarea in recipiente mici- dupa preincalzirea la 87°C, aceasta se dozeaza cu ajutorul unei masini pentru produse vascoase, in recipiente de sticla cu capacitatea de 200-1000g, dupa care urmeaza inchiderea si 145
pasteurizarea produsului. •
Daca dozarea se face in conditii aseptice este suficient ca dupa pasteurizare, dozare si inchidere sa se faca racirea si depozitarea
Tendinţa actuală în ce priveşte ambalarea nectarelor este spre folosirea materialelor complexe (sistem Tetra-pak) pe principiul dozării şi conservării aseptice a produselor. 2.1 Defecte de fabricaţie ale sucurilor de fructe şi legume •
Schimbarea gustului se datorează degradării uleiurilor eterice (care au
caracter lipidic) la sucurile de citrice sau lipsei dezaerării, care duce la pierderea gustului la sucul de mere şi struguri după 5 luni de depozitare. •
Transformările de culoare apar ca urmare a unui proces oxidativ
enzimatic sau neenzimatic: - enzimele neinactivate acţionează asupra polifenolilor (polifenoloxidaze) şi dau o coloraţie brună; - procesul neenzimatic are drept cauză reacţiile Maillard. •
Defectele pot fi evitate dacă se realizează o inactivare eficientă a
enzimelor, dacă se aplică corect dezaerarea şi/sau se utilizează acid ascorbic drept antioxidant. •
Culoarea închisă poate apare şi ca urmare a depăşirii regimurilor
termice. Prevenirea acestui defect se realizează prin: -
evitarea stagnării materiei prime între fazele procesului tehnologic;
-
dezaerarea produsului în condiţii de vid de 400 mm coloană mercur;
-
corectarea acidităţii produsului;
-
răcirea produselor finite după pasteurizare până la temperatura indicată de tehnologie.
146
•
Pierderile importante de vitamină C sunt accentuate când se face dozarea sucului în ambalaje necorespunzătoare (ambalaje metalice care nu au fost protejate cu lac acidorezistent), când s-a aplicat un tratament termic dur sau când ascorbinoxidaza neinactivată acţionează asupra acidului ascorbic. Cu cât temperatura de depozitare este mai mare (peste 20oC, temperatura prevăzută de normative), cu atât pierderile de vitamine sunt mai mari. Studiile arată că pierderile de acid ascorbic pot ajunge până la 50%, iar de tiamină la 20%, carotenul se păstrează mai bine.
•
Mucegăirea produselor apare când nu s-a realizat corect pasteurizarea; concomitent poate acţiona Bacillus thermoacidurans, care duce
şi la
modificarea gustului sucului. •
Separarea sucului de pulpă în cazul sucurilor tulburi (nectarelor). Pentru evitare se recomandă: -
o mărunţire avansată a produsului, cât şi o omogenizare corespunzătoare;
-
adăugarea de 0,1% pectină pulbere, datorită rolului său de stabilizator al sistemelor coloidale.
Intrebari autoevaluare: 1. Prezentati metodele de obtinere a sucurilor de fructe. 2. Ce metode de limpezire se pot folosi pentru sucurile de fructe? 3. Schematizati procesul tehnologic de obtinere a nectarului. 4. Care este scopul operatiei de omogenizare? 5. Ce modificari sufera continutul in vitamina C al sucurilor ambalate?
12. Tehnologia produselor conservate prin acidifiere Conservarea prin acidifiere este metoda care asigura pastrarea si conservarea anumitor legume- varza, castraveti, tomate verzi etc.- in perioada sezonului rece, precum si valorificarea completa a intregii productii de legume. Aceasta metoda de conservare se poate realiza in trei variante: conservarea prin acidifiere naturala, conservarea prin acidifiere mixta si conservarea prin acidifiere artificiala. 147
12.1 Tehnologia produselor conservate prin acidifiere naturala Prin conservarea prin acidifiere se urmăreşte cearea unor condiţii care să favorizeze dezvoltarea bacteriilor lactive în detrimentul celorlalte microorganisme existente şi în special în detrimentul bacteriilor de putrefacţie. Bacteriile lactice se găsesc pe suprafaţa legumelor în cantităţi mari, putând realiza procesul fermentativ spontan. Bacteriile lactice pot fi însămânţate şi sub formă de culturi starter ceea ce duce la un produs constant calitativ. Componentul principal al fermentaţiei lactice este acidul lactic, care se formează din glucide, trecâd printr-un număr mare de faze intermediare: C6H12O6 2 CH3-CH-COOH OH Prin formarea acidului lactic se schimbă reacţia mediului care devine acidă, pH-ul fiind de 3-3,5, împiedicându-se astfel dezvoltarea bacteriilor de putrefacţie, realizand o actiune conservanta. În cadrul unei fermentaţii spontane datorită faptului că participă un număr mare de microorganisme diferite, în afară de acidul lactic se formează şi alcool (0,2-0,5%) şi cantităţi mici de acid acetic şi butiric (0,1%). Pentru favorizarea fermentaţiei lactice se adaugă 2-3% sare. La această concentraţie bacteriile se dezvoltă foarte bine, iar sarea adăugată permite extragerea substanţelor nutritive din celulele produsului. Materia prima Este reprezentata de legume ajunse la maturitate tehnologica: varza, castraveti, tomate verzi etc. Teoretic, toate legumele au un continut de minimum 1,5% zaharuri si pot fi supuse fermentatiei lactice. Castravetii trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: lungime de maximum 1015 cm, sa aiba culoarea verde-inchis, sa fie de forma cilindrica sau ovoida, sa contina circa 1,5-2,2% zaharuri, care sa asigure desfasurarea fermentatiei lactice, sa nu aiba un gust amar.
148
CASTRAVETI Componente gust
SARE
APA
TOMATE VERZI Preparare Recepţie
saramură
Depozitare Spălare Calibrare Umplerea recipientelor Fermentare Controlul si Oprirea fermentaţiei Depozitare produs finit Fig. 51 Schema tehnologica de obtinere a castravetilor si tomatelor verzi murate Varza trebuie sa fie de culoare alba. Continutul de zahar al acesteia (2-4%), permite desfasurarea in conditii normale a fermentatiei lactice. Tomatele verzi trebuie sa fie fara crapaturi si abia intrate in parga. In afara acestor legume in functie de reteta de fabricatiese pot adauga urmatoare componente: ardei, morcovi, telina, pepeni verzi, varza rosie etc, in scopul imbunatatirii aspectului, gustului si aromei produselor obtinute.
149
VARZA
SARE
APA Recepţie Preparare saramură Depozitare Curăţire de frunze Sortare
Tocare căpăţână
Scoatere /crestare cotor
Umplere recipiente Fermentare Pritocire Control fermentare Depozitare produs finit Fig. 52 Schema tehnologica de obtinere a verzei murate Materii auxiliare: sarea, mararul, frunze de telina, frunze de patrunjel, hrean radacina. Toate trebuie sa indeplineasca conditiile de calitate prevazute de normativele in vigoare. Depozitarea temporara pentru cazurile in care materia prima nu se poate preluca imediat. Castravetii se depoziteaza la 2-4°C timp de 2-3 saptamani.Depozitarea se poate face si pe o perioada mai mare de 2-3 saptamani, la 1°C si in conditii de atmosfera controlata: 5% CO2 si 5% O2. Manipularea mecanica a acestora, care ar determina deprecierea calitativa a lor. Varza se depozitarea in gramezi de circa 1m inaltime, pe pardoseala de ciment sau 150
lemn, in magazii curate. In aceste conditii se produce autoincalzirea verzei, care creaza conditii optime desfasurarii procesului de fermentare. Durata de pastrare nu trebuie sa depaseasca 4-5 zile, in caz contrar, se produce o depasire a consumului specific. Tomatele verzi se pot pastra maximum 5 zile; la o depozitare mai indelungata cresc pierderile la prelucrare si consumul specific. Pregatirea materiei prime Castravetii sunt supusi unei prespalari, care se realizeaza in bazine de otel inoxidabil cu scopul de a indeparta impuritatile aderente de pe suprafat acestora.Apoi, castravetii se spala in masini cu perii si cu barbotare de aer. In afara de scopurile generale ale spalarii, in cazul castravetilor este importanta indepartarea resturilor de inflorescenta pe care le prezinta castravetii care, datorita enzimelor pectolitice continute, influenteaza negativ calitatea produselor, afectand textura acestora. Urmeaza sortarea calitativa, indepartandu-se exemplarele necorespunzatoare din punct de vedere al aspectului si calibrarea. Castravetii spalati se inteapa cu ajutorul unui dispozitiv mecanic, cu scopul de a usura patrunderea saramurii, care extrage o parte din sucul celular. La Varza
se indeparteaza foile exterioare necorespunzatoare, se sorteaza dupa
dimensiunile capatanilor in scopul obtinerii unui produs omogen. Daca nu se face aceasta sortare este posibil ca, alaturi de capatanile mici fermentate, sa se gaseasca si capatani mari care sa nu fie fermentate in centru. Calibrarea se face astfel pe doua grupe de calitate: •
Capatani mai mici de 1,5 kg
•
Capatani mai mari de 1,5 kg
Dupa calibrare, capatanilor li se scoate cotorul, cu ajutorul unei masini cu burghiu sau se cresteaza manual cu un cutit special cu patru lame din otel inoxidabil, asezate in cruce. Indepartarea cotorului se face in scopul usurarii difuziei sucului din centrul capatanii si pentru a favoriza o fermentare egala in toata masa produsului. Datorita continutului ridicat in substanta uscata si acid ascorbic, o parte din cocean se poate diviza fin si se poate adauga la fermentare.Nu trebuie depasit un procent prea mare de cocean deoarece datorita continutului mare in celuloza influenteaza negativ calitatea 151
produsului finit. La varza destinata tocarii, capatanile se taie in 4-6 bucati si apoi se toaca. Cu cat taierea este mai fina si mai uniforma, cu atat calitatea produsului este mai buna. Masinile de taiat asigura o taiere de 1-2 mm. Tomatele verzi sunt supuse operatiilor de prespalare, spalare si sortare. Umplerea recipientilor Castravetii se introduc in butoaie de lemn de fag sau stejar sau in bazine de beton captusite cu un strat protector. Butoaiele noi se spala repetat cu apa calda timp de 1-2 ore pentru extragerea substantelor tanante. Inainte de utilizare sunt supuse si unei aburiri timp de 10 minute. Varza dupa ce a suferit operatiile de prelucrare descrise anterior, este introdusa in bazine de beton, captusite cu materiale acido-rezistente sau in butoaie. La suprafata se lasa un spatiu gol de 15-20 cm inaltime, in care se vor monta gratare de presare a verzei, pentru mentinerea ei sub nivelul saramurii. Varza tocata se introduce in portiuni mici, amestecata cu sarea corespunzatoare. La tomate se procedeaza ca la castraveti. Saramura –la prepararea acesteia prezinta importanta duritate apei, acre trebuie sa fie de 15-20°D. Folosirea unei ape cu o duritate mai mica duce la obtinerea unui produs cu textura slaba, iar o duritate mai mare de 20°D incetineste rocesul fermentativ, fapt ce creaza conditii optime de dezvoltare bacteriilor de alterare. In cazul castravetilor se prepara o saramura de concentratie 6% care se raceste pana la 40°C si se toarna peste acestia. In cazul verzei odata cu varza se adauga 2-2,5% sare marunt macinata. Soluţia de sare cu o concentratie de 4.5-6%, se prepară prin amestecarea cantităţii de sare cu apa necesară în diferite tipuri de vase- pentru unitaţile mici- sau în instalaţii speciale formate din : •
Bazin pentru prepararea soluţiei saturate de sare ;
•
Bazin pentru diluarea saramurii ;
•
Filtre pentru saramură ;
•
Pompă pentru transportul saramurii
Fermentarea produselor Este operatia principala din procesul tehnologic, in care se formeaza caracteristicile de baza ale produsului finit. 152
Biochimismul fermentatie lactice Este un proces complex la care participa concomitent diferite tipuri de bacterii lactice, care reprezinta microflora de baza, precum si drojdii, mucegaiuri si bacterii de putrefactie. Sub actiunea bacteriilor lactice are loc transformarea zaharurilor din produs in acid lactic C6H12O6 2 CH3-CH-COOH OH In procesul fermentatiei odata cu formarea acidului lactic are loc si sinteza unor produsi secundari ca etanol, acid acetic, propionic, butiric. Microorganismele care provoaca fermentatia lactica sunt bacteriile numite generic bacterii lactice. Exista un numar relativ mare de asemenea bacterii, care nu au aceeasi capacitate de fermentare. Ele pot fi grupate in doua grupe mari: Bacterii lactice adevarate, care transforma
aproape intreaga cantitate de
zaharuri in acid lactic si se subimpart in: o Homofermentative- produc numai acid lactic o Heterofermentative-produc 50% acid lactic si in plus acid acetic, alcool etilic si hidrogen Pseudobacterii lactice, care transforma numai o mica parte din zaharuri in acid lactic, din restul zaharurilor producand alte substante, in special in stare gazoasa.
Fazele fermentatiei: 1.
Faza preliminara, turbulenta, caracterizata prin degajari puternice de gaze (CO2, H2) si formare de alcool etilic initial, sub actiunea drojdiilor salbatice care consuma o mica cantitate de glucide. In continuare procesul se desfasoara sub actiunea bacteriilor lactice heterofermentative, care produc cantitati apreciabile de acid lactic dar si produse secundare. Astfel actioneaza Leuconostoc mesenteroides, bacterie care se dezvolta la o temperatura mai mare 5°C si la o aciditate ce nu depaseste 1%. Datorita actiunii bacteriei 153
asupra glucidelor se formeaza acid lactic, acid acetic, bioxid de carbon, alcool si substante de aroma. In aceasta faza se acumuleaza 0,3% acid lactic.In momentul in care aciditatea mediului ajunge la 0,7-1%, bacteriile care au declansat aceasta prima faza isi inceteaza activitatea. Formarea dioxidului de carbon prezinta importanta datorita faptului ca creaza conditii de anaerobioza. In acest mod se franeaza dezvoltarea mucegaiurilor si a drojdiilor si se favorizeaza pastrarea continutului de acid ascorbic, in cazul verzei. Aceasta faza dureaza 2-4 zile in functie de natura produsului si temperatura. 2. Faza principala, este mai putin turbulenta si caracterizata prin cresterea
concentratiei de acid lactic pana la 1,5-2% si atingerea unui pH=3,7-4,2, conditii la care activitatea altor microorganisme- bacterii butirice sau de putrefactie- este oprita In aceasta faza isi desfasoara activitatea bacteriile lactice homofermentative- Lactobacillus plantarum- care transforma glucoza si manita in acid lactic. Se pot forma si mici cantitati de acid acetic. Lactobacillus pentoaceticus rezista pana la o aciditate de 2,4% si formeaza acid lactic, acetic, etanol si manitol. Faza dureaza 3-4 saptamani. 3. Faza finala-este caracterizata de faptul ca bacteriile lactice slabite de acidul
produs
prin
activitatea
metabolica,
permit
dezvoltarea
altor
microorganisme.Acidul lactic este transformat treptat de mucegaiuri-Oidium lactis- si de drojdii salbatice de la suprafata mediului, astfel ca aciditatea scade si pH-ul creste usor.Aceasta face ca in timp sa se creeze posibilitatea unor fermentatii butirice sau fenomene de putrefactie in masa produsului care sa cauzeze alterarea lui. Sub influenta diferitilor compusi chimici formati in timpul fermentatiei se formeaza gustul si mirosul specific muraturilor, iar textura legumelor murate se modifica caracteristic. Daca se utilizeaza culturi de bacterii lactice homofermentative, in timp scurt se obtine mai mult acid lactic cu efect conservant; insa celelalte substante –alcooli, aciziintalniti la fermentatia spontana, apar in cantitate mai redusa, de aceea gustul si aroma acestor produse sunt calitativ inferioare. Din acest motiv este mai bine sa se procedeze ma o fermentatie lactica cu microflora existenta pe materia prima si in salile de fabricatie, dar cu masuri stricte de igiena. 154
Factorii ce influenteaza fermentatia lactica Temperatura – influenteaza in cea mai mare masura viteza de fermentare si calitatea produselor. Temperatura optima de fermentare este 10-25°C. La temperaturi ridicate procesul s-ar termina in 7-10 zile dar ar fi afectata calitatea; temperatura ridicata de fermentare afecteaza textura produselor ca urmare a actiunii enzimelor pectolitice, care determina un proces de autoliza. De asemenea, prin distrugerea lui Lactobacillus plantarum,se obtine un lichid cu consistenta mucilaginoasa. La temperaturi mai mici de 10°C, durata procesului va fi de cateva luni, iar produsele ce se obtin au o textura foarte buna. Clorura de sodiu( sarea)- influenteaza in mare masura calitatea produselor obtinute, precum si compozitia acestora. Aceasta are un rol selectiv, favorizeaza dezvoltarea bacteriilor lactice si creaza un mediu optim dezvoltarii acestora, datorita extragerii sucului celular impreuna cu substantele solubile fermentescibile.Concentratii ridicate de sare inhiba dezvoltarea bacteriilor de putrefactie. S-a constat ca, un continut de 1% clorura de sodiu favorizeaza dezvoltarea bacteriilor Leuconostoc mesenteroides si Lactobacillus pentoaceticus. Prin cresterea concentratiei de sare la 3,5% este franata dezvoltarea lui Lactobacillus brevis in ultima faza a procesului de fermentare. S-a observat ca, la concentratii mai mici de 3% se obtine o aciditate mare, insa exista pericolul unei fermentatii defectuoase. Peste aceasta valoare este favorizata difuzia mai rapida a sucului celular si obtinerea unui produs cu o textura mai buna, dar din cauza incetinirii procesului de fermentare, se modifica culoarea si gustul produsului finit. Continutul de zaharuri- un continut de 3,6-4,9 g/100 ml de glucide reducatoare din varza asigura desfasurarea unei
fermentatii normale. Dupa fermentare, in sucul
obtinut din varza murata se mai gasesc glucide reducatoare, intr-o proportie redusa, indiferent de acidul lactic obtinut. Continutul de proteine-un continut ridicat de proteine, dar redus de glucide, favorizeaza dezvoltarea bacteriilor de putrefactie in detrimentul celor lactice. Nu este indicat nici un continut scazut de proteine, deoarece prolifereaza drojdiile. Continutul de substanta uscata- un continut de 7% su la varza, permite obtinerea unui produs fermentat de buna calitate si cu un continut mai mare de acid lactic, decat in cazul unui continut de su mai redus. 155
Desfasurarea fermentatiei- pentru a asigura si mentine temperatura optima fermentarii butoaiele se aseaza in locuri racoroase, in pivnite. In bazinele de fermentare, temperatura se mentine de regula la 20°C chiar si-n anotimpul rece. La vasele deschise, la suprafata saramurii se poate dezvolta o pelicula de microorganisme aerobe, care consuma acidul lactic format si glucidele nefermentate, ceea ce conduce deprecierea calitativa a acestora. Indepartarea acestei pelicule de microorganisme se face periodic la 2-3 zile sau suprafata se acopera cu parafina sau folie de material plastic. Fermentatia preliminara are loc la 20-25°C si se continua la 15-18°C. Pritrocirea – pentru omogenizarea saramurii şi creşterea aerobiozei la 2-3 zile se face pritrocirea, care constă în recircularea saramurii de jos în sus cu ajutorul unei pompe. Controlul fermentării – fermentarea se consideră terminată când aciditatea rămâne constantă timp de 10 zile la aceeaşi temperatură de fermentare. Depozitarea se face la temperaturi mai mici de 10oC când activitatea microorganismelor este aproape oprită, caracteristicile produsului păstrându-se 4-5 luni.In cazul vaselor de fermentare de mare capacitate, scaderea temperaturii se poate realiza prin montarea unor serpentine in interiorul lor sau recirculand saramura prin agregate frigorifice. Defecte de fabricatie 1. Innegrirea verzii- se datoreaza: a. Expunerii produsului o perioada mai mare de timp la aer b. Concentratii prea mari de sare c. Temperatura prea mare in timpul fermentarii, care favorizeaza dezvoltarea unor bacterii ce produc innegrirea 2. Inmuierea verzei- s-a folosit sare in concentratii mai mici, temperatura de este ridicata sau produsul a fost expus la aer. 3. Balosirea verzei- temperatura de fermentare ridicata si in mediu se dezvolta cu
rapiditate specii de Lactobacillus plantarum 4. Balonarea castravetilor- se produce sub actiunea gazelor care se formeaza in
interiorul lor sau de specii bacteriene ca Lactobacillus brevis 5. Inmuierea castravetilor- ca urmare a scindarii enzimatice a pectinei sub
actiunea mucegaiurilor Fusarium, Penicillium, Alternaria, ce se intalnesc la castravetii infloriti 156
6. Innegrirea muraturilor-apare atunci cand mediul de fermentare este sarac in azot si la reactia neutra sau slab acida a acestuia. Pigmentul este solubil in apa si produce inchiderea culorii, atat la saramura cat si la muraturi.
12.2 Tehnologia produselor conservate prin acidifiere artificial Se aplică în mod deosebit legumelor (castraveţi, gogoşari, sfeclă roşie, conopidă, morcovi). Prelucrarea lor cuprinde spălarea, sortarea calitativă, înţeparea la castraveţi, dozarea soluţiei acide, închiderea şi pasteurizarea. Pentru obţinerea lichidului de umplere se folosesc oţet alimentar, sare, zahăr, diferite condimente, piper, foi de dafin, boabe de muştar, care îmbunătăţesc gustul, menţin textura produselor şi durata de conservabilitate. Prepararea soluţiei de oţet pentru conservele de legume în oţet. Se prepară din oţet, apă şi sare; temperatura soluţiei la turnare trebuie să fie minimum 85◦C. 100 l soluţie de oţet 2.5% -
oţet 9◦………………………………30 kg
-
sare…………………………………..2 kg
-
apă…………………………………. 68 kg
Procesul tehnologic cuprinde operatii ce au fost descrise la capitolul conservele sterilizate. OTET
CASTRAVETI
CONDIMENTE
Sortare Spălare Umplerea recipientelor Inchiderea recipienţilor Pasteurizare Răcire 157
Castraveţi în oţet
Fig. 52 Schema tehnologica de obtinere a castravetilor in otet 12. 3 Tehnologia produselor conservate prin acidifiere mixtă Aceasta duce la obţinerea unor produse cu calităţi organoleptice superioare care îmbină atât calităţile produselor fermentate lactic, cât şi a celor conservate cu oţet. În cazul aplicării acestui proces asupra castraveţilor se face mai întâi o fermentaţie lactică până la 0,5% acid lactic, după care se scot din saramură, se spală, se svântă şi se introduc în recipiente mici. Adaosul de oţet aromatizat se afce la temperatura de 70oC a lichidului, urmărindu-se atingerea unei acidităţi a produsului finit de 3% exprimat în acid acetic. Se continuă cu operaţia de închidere a recipientelor şi pasteurizare. Pe baza acestui procedeu se pot obţine diferite sortimente de salate de legume condimentate diferit. Intrebari de autoevaluare: 1. Care sunt etapele fermentatiei lactice si ce microorganisme sunt implicate. 2. Precizati modul de preparare a saramurii si rolul acesteia in proces. 3.Schematizati procesul tehnologic al produselor acidifiate artificial. 4. enumerati si explicati defectele de fabricatie ale produselor acidifiate natural.
14.Tehnologii speciale 14.1 Tehnologia fabricarii mustarului Muştarul este un produs condimentatdes intalnit in alimentatie, care datorita substantelor pe care le contine, actioneaza ca un excitant al mucoaselor stomacale provocand o puternica secretie a sucurilor gastrice. Se prezinta sub formă de pastă si este realizat in mai multe variante, dintre care trei sunt mai des intalnite: obişnuit, extra (dulce şi iute) sau superior (dulce şi iute). Ca materii prime se pot folosi seminţele de muştar alb, muştar negru şi muştar de sarpeta. Ele se caracterizează printr-un conţinut ridicat de ulei (24- 30%), proteine (25- 30%) şi uleiuri alilice care conferă gustul iute caracteristic şi o puternică acţiune fitoncită.Depozitarea semintelor de mustar se face in magazii uscate, bine aerisite, 158
deoarece, datorita continutului mare in ulei, pot avea loc alterari. Spatiul de depozitare trebuie sa fie impartit in compartimente cu pererti din lemn, astfel incat semintele de mustar sa poata fi manipulate mai usor. Din timp in timp se face aerarea pentru a evita incingerea si aparitia mirosului de mucegai. Grosimea stratului de seminte nu trebuie sa depoaseasca 50 cm Materiile auxiliare folosite pot fi: sare, oţet, zahăr, ulei, piper, usturoi, făină grâu, coloranţi alimentari, etc. Curăţirea urmăreşte îndepărtarea cojilor şi a impurităţilor (nisip, pamant, bucati de lemn, paie, buruieni). Se folosesc masini care combina separarea pe baza de marime cu separarea in curent de aer. Măcinarea si prepararea maceratului urmăreşte mărunţirea materiei prime la dimensiunea cerută de reţeta de fabricaţie. Semintele sunt macinate la moara cu discuri obtinandu-se faina de mustar care este trecuta in vasele de preparare a plamezii unde se obtine amestecul (macerat) cu toate componentele care iau parte la reteta (apa, ote, sare, zahar, condimente, coloranti).Cantitatea de apa ce se adauga depinde de tipul mustarului si de samnata. Astfel, semintele folosite imediat dupa recoltare si semintele de mustar negru absorb mai putina apa. Vasul de plamada este din otel inoxidabil, prevazut cu agitator cu elice; amestecul stationeaza in acest vas 8 ore sub agitatiepentru a realiza o buna macerare a componentelor. La final maceratul ete trimis cu o pompa cu piston si introdus la operatia de macinare umeda. Prin această operaţie se realizează punerea în libertare a sistemului enzimatic, care scindează hidrolitic glicozizii singrină şi sinalvină, formându-se în acest scop şi mirosul caracteristic de iute. In functie de calitatea mustarului (mustar de masa sau mustar fin) se folosesc utilaje diferite: Pentru mustarul de masa se face macinare umeda la moara coloidala Pentru mustarul fin extra se face macinare la moara coloidala umeda urmata de trecerea prin trei mori cu piatra La moara coloidala macinarea se realizeaza prin faptul ca plamada este prinsa intre conul de carborundum, care se roteste cu 5500 rot/min si o piesa fixa de carborundum. La morile cu pietre o singura trecere printre cele doua pietre de 159
macinare 9 una fixa si alta mobila ) nu este suficienta pentru a obtine finetea dorita a particolelor, de aceea se monteaza in serie trei asemenea pietre, mustarul fiind trecut dintr-o piatra in alta cu ajutorul pompelor cu piston. Piatra mobila se invarte cu 70 rot/min Omogenizarea produsului- are loc la trecerea plamezii prin pompa care realizeaza transportul spre etapele de macinare.În cursul omogenizării pasta nu trebuie să depăşească temperatura de 50oC, deoarece temperaturile mai ridicate depreciază calitatea muştarului obţinut prin evapoarea substanţelor de aromă volatile. Daca temperatura depaseste aceasta valoarea, se mareste debitul pompei. Umplerea recipientelor se face mecanic cu ajutorul maşinii de umplut produse vâscoase, când muştarul se dozează în recipiente cu capacitate mică, sau direct de la pompă când se introduce în recipiente cu capacitate mare.Se pot folosi recipiente din material plastic sau sticla- borcane, pahare, tuburi, cutii de capacitate mai mare- iar inchiderea recipientelor se poate face cu capace metalice sau din material plastic Depozitarea produsului se face la temperaturi care să nu depăşească 20oC. Defecte de fabricatie Pasta neomogena- datorita mentinerii insuficiente la omogenizare Culoare inchisa-datorita nerespectarii proportiei intre mustarul alb si negru Gust si miros necaracteristic- din cauza nerespectarii retetei de fabricatie SEMINTE MUSTAR
MATERII AUXILIARE
Curăţare
Măcinare
Măcinare
FAINA DE MUSTAR
Preparare macerat Măcinare la moara 160
coloidală umedă
Macinare mori cu pietre • Piatra I • Piatra II • Piatra III
Omogenizare Dozare în recipienţi-Inchidere
Fig. 53 Schema tehnologica de fabricare a mustarului 14.2 Tehnologia fabricării băuturilor răcoritoare Prin băuturi răcoritoare se înţeleg produsele fabricate din concentrate aromate, sucuri de fructe, sucuri de legume, siropuri de fructe, din plante aromatice, substanţe aromatizante (naturale sau sintetice), apă sau apă minerală de masă, îndulcitori (zahăr, glucoză, zaharină sau alţi îndulcitori), acizi alimentari, vitamine sau alte substanţe, cu sau fără adaos de dioxid de carbon. Băuturile răcoritoare se clasifică astfel: •
După conţinutul în dioxid de carbon: - băuturi răcoritoare carbogazoase cu conţinut de dioxid de carbon min. 4 g/l; - băuturi răcoritoare carbogazoase cu conţinut redus de dioxid de carbon,
min. 2 g/l; - băutură răcoritoare fără dioxid de carbon (plate). •
După natura materiilor prime folosite pentru gust şi aromă: - pe bază de concentrat tip Cola; - pe bază de sucuri sau sucuri concentrate de fructe şi/sau legume; - pe bază de siropuri din fructe şi plante aromatice; - pe bază de arome naturale (macerate sau uleiuri) şi/sau sintetice (aromă de migdale, rom, etc.);
•
După natura îndulcitorului folosit: -
băuturi răcoritoare îndulcite cu zahăr sau cu zahăr şi glucoză; 161
-
băuturi răcoritoare îndulcite cu zaharină sau cu alţi îndulcitori admişi de Ministerul Sănătăţii, cu sau fără adaos de cantităţi reduse de zahăr (hipocalorice);
•
După natura apei folosite: -
băuturi răcoritoare preparate cu apă potabilă;
-
băuturi răcoritoare preparate cu apă minerală de masă, cu menţiunea că pentru apele feruginoase se procedează la eliminarea parţială a fierului.
Adaosurile de substanţe aromatizante, îndulcitori sintetici (zaharină, acesulfam K, aspartam), coloranţi sintetici (tartrazină, Orange S, azorubină, Ponceau 4R, eritrozină, Patent blau V), acizi alimentari (citric, tartric, ascorbic, fosforic), conservanţi (benzoat de sodiu) sau de alte substanţe se vor face cu avizul Ministerului Sănătăţii şi în concentraţiile stabilite prin normele de igienă. 14.2.1 Caracteristicile produselor finite. Proprietăţile organoleptice specifice fiecărui sortiment se stabilesc prin normele tehnice de ramură. Nu se admite gust şi miros străin, de mucegai, fermentat etc. Proprietăţile chimice pentru băuturile îndulcite cu zahăr sau cu zahăr şi glucoză prevăzute în standardul de calitate (STAS 10547-83) sunt conform tabel 10. Tabelul 10. Caracteristicile chimice ale băuturilor răcoritoare Caracteristici
Substanţă
uscată
solubilă,
grade
refractometrice Dioxid de carbon,
Pe bază de
Pe bază de sucuri
Pe bază de
Pe bază de
concentrat
sau sucuri
siropuri din
arome
tip Cola
concentrate de
fructe şi plante
naturale
fructe şi/sau
aromatice
şi/sau sintetice
CO2
legume CO2 CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
5g/l
4g/l
2g/l
4g/l
2g/l
4g/l
2g/l
8-9
6-9
6-9
6-9
6-9
6-9
6-9
5
4
2
4
2
4
2
200
200
200
200
200
200
200
g/l min. Benzoat de sodiu, exprimat în acid
162
benzoic,mg/l, max. Aciditate,exprimată
1-3
1-3
1-3
1-3
1-3
1-3
1-3
în acid citric, % Arsen, µg/l max. Plumb, µg/l, max. Cadmiu, µg/l, max. Cupru, µg/l max.
50 100 10 1
50 100 10 1
50 100 10 1
50 100 10 1
50 100 10 1
50 100 10 1
50 100 10 1
Băuturile răcoritoare hipoclorice cu zaharină sau alţi îndulcitori, cu sau fără adaos redus de zahăr, păstrează caracteristicile chimice prevăzute în tabel, exceptând substanţa uscată solubilă, grade refractometrice, 1-2; zaharina, mg/l, 110-150. Băuturile răcoritoare fără dioxid de carbon (plate) se pot fabrica în cadrul tuturor categoriilor prevăzute mai sus, cu excepţia dioxidului de carbon care lipseşte. Termenele de garanţie pe sortimente de produse: nepasteurizate, fără conservant – 24 ore, nepasteurizate cu conservant – 7 zile, pasteurizate – 30 zile. In cadrul fiecărei categorii de băuturi răcoritoare pot fi fabricate diverse sortimente. Fazele tehnologice şi principalele aspecte ce trebuie avute în vedere, la obţinerea acestor produse, sunt prezentate în continuare. Prepararea siropului de zahăr se realizează prin dizolvarea zahărului în apă, care se poate face la rece sau la cald, cu apă obişnuită, potabilă dar se recomandă cea dedurizată. Prepararea siropului la rece se face atunci când siropul se foloseşte în maximum 24 de ore de la preparare. Nu trebuie ca siropul să aibă o concentraţie mai mică de 50 grade refractometrice, în acest caz fiind uşor expus alterării microbiene, şi nici mai mare de 60 grade refractometrice, în care caz, filtrarea este anevoioasă. Prepararea siropului la cald se face atunci când siropul se foloseşte şi după o durată de păstrare mai mare de 24 de ore. Se realizează şi o sterilizare a siropului, cu rezultate bune la păstrarea lui şi a băuturilor răcoritoare; în plus, filtrarea se efectuează mai uşor. Filtrarea siropului are drept scop obţinerea unui sirop limpede, se realizează cu ajutorul filtrelor cu pânză sau cu plăci. Fiecărei şarje de sirop de zahăr filtrat i se verifică refractometric concentraţia, limpiditatea şi caracteristicile organoleptice. Cupajarea constă în amestecarea tuturor componentelor conform reţetei de 163
fabricaţie, în bazine de cupajare prevăzute cu agitator. Cupajul obţinut se lasă în repaos timp de 24 de ore, după care se trece în fabricaţie. Se are în vedere ca substanţa conservantă, adusă de ingrediente sau adăugată în cupaj, să asigure în produsul finit o cantitate de 0,3 g/l. Cupajul se verifică din punct de vedere al conţinutului de substanţă uscată solubilă şi se prepară o probă de băutură la care se verifică proprietăţile senzoriale şi fizico-chimice. Tratarea apei pentru prepararea băuturilor răcoritoare duce la obţinerea apei potabile dezaerate, dedurizate şi răcite, condiţii necesare în primul rând unei bune împregnări cu CO2. Dezaerarea apei se face cu scopul îndepărtării aerului dizolvat în apă, ceea ce asigură o conservare mai bună a băuturii faţă de acţiunea microorganismelor şi de păstrarea aromelor. Se face într-un dezaerator sub vid. Dedurizarea apei se face în instalaţii de dedruizare cu schimbători de ioni. Apa care se foloseşte la prepararea băuturilor răcoritoare trebuie să aibă o duritate de maximum 6 grade germane, ceea ce contribuie la limpiditatea şi la calitatea gustativă a acestora. Răcirea apei se face la o temperatură de +5oC, în schimbătoare de căldură multitubulare sau cu plăci. Impregnarea apei cu dioxid de carbon se face într-un saturator. Dioxidul de carbon se introduce în saturator la presiunea de 5-6 bar şi are o circulaţie în contracurent cu apa. Impregnarea băuturilor răcoritoare cu CO2 s-a dezvoltat pe două direcţii: impregnarea separată a apei, care se amestecă ulterior cu siropul de cupaj şi impregnarea concomitentă a siropului de cupaj cu apa. Primul procedeu se aplică în prezent în instalaţiile de capacitate mică, iar al doilea, care se extinde din ce în ce mai mult, se aplică la instalaţiile moderne, de mare capacitate. Dozarea-închiderea băuturilor răcoritoare foloseşte butelii de sticlă spălate, în maşina de spălat sticle şi controlate. Formarea spumei la dozare se poate evita, urmărind ca atât siropul cât şi apa să fie aproximativ la aceeaşi temperatură. Sticlele se capsulează cu capsule metalice, prevăzute în interior cu rondele de plută sau de material plastic. Tendinţa actuală la ambalare este de folosire a buteliilor de material plastic sau de materiale complexe, cu închidere cu buşon filetat, condiţionate în 164
prealabil. Navetele cu sticle se depozitează în spaţii curate, răcoroase, ferite de razele solare sau de înghet. Defectele de fabricaţie ale băuturilor răcoritoare •
Opalescenţa, ce apare datorită unei limpeziri incorecte a sucului de fructe, filtrării
necorespunzătoare
a
siropului
de
zahăr
sau
proliferării
microorganismelor; •
Impregnarea necorespunzătoare, datorită nerespectării temperaturii apei, durităţii sau presiunii dioxidului de carbon.
Apa
Zahar
Concentrat sau
Macerate alcoolice CO2
suc de fructe
uleiuri aromate esente
Tratare apa Preparare sirop Filtrare Cupajare Impregnare cu CO2 Dozare Inchidere Depozitare Fig. 54 Schema tehnologia de obtinere a bauturilor racoritoare
165
14.3 Tehnologia fabricării pectinei Pectina este un material auxiliar valoros pentru industria alimentară fiind indispensabil pentru fabricarea produselor gelificate conservate cu zahăr. Ea poate fi obţinută din tescovina de mere care rezultă ca subprodus de la fabricarea sucului de mere. Preparatele pectice sunt soluţii apoase concentrate, cu un conţinut de 2- 3% pectină, conservate prin pasteurizare sau cu conservanţi alimentari (extracte pectice), sau pot fi pectină pulbere obţinută prin uscarea extractelor pectice sau prin precipitare a pectinei prin uscare. După gradul de metoxilare se împart în pectine putermic metoxilate şi pectine slab metoxilate. •
Pectine puternic metoxilate, cu un grad de metoxilare mai mare de 50%, care formeaza gel intr-o solutie de zahar de cel putin 60% si in prezenta acidului; se impart o Pectine cu gelificare rapida, cu grad de metoxilare cuprins intre 7282%, care realizeaza gelificarea in cateva minute, la temperatura de 77-85°C o
Pectine cu gelificare lenta, cu grad de metoxilare de 62-70%, care realizeaza gelificarea dupa o ora la temperatura de 85°C.
•
Pectina slab metoxilata, cu grad de metoxilare de 30-40%, care realizeaza gelificarea in solutie de zahar de 30-40% sau in absenta acestuia dar in prezenta ionilor de calciu
In general se fabrica urmatoarele tipuri de pectine: pectina inalt metoxilata, de valt, pectina inalt metoxilata, purificata, pectina slab metoxilata.
166
Tescovină spălare extracţie separare extract pectic filtrare purificare concetrare extract concentrat spălare uscare măcinare ambalare depozitare Pectină pulbere Fig. 55 Shema tehnologica de obtinere a pectinei Materia primă, tescovina de mere, conţine 0,7- 1,2% substanţe pectice şi 60- 70% apă. Pentru conservarea sa se pot utiliza două metode: conservarea chimică cu SO2 sau uscarea până la 5% umiditate în uscător tambur. Calitatea tescovinei este determinata de continutul in pectina si de puterea de gelificare a pectinei obisnuite. Acesti indicatori sunt influentati de urmatorii factori: materia prima utilizata, din merele ajunse la maturitate industriala se obtine o tescovina superioara din punct de vedere calitativ fata de merele imature sau aflate in postmaturare procesul tehnologic de deshidratare a tescovinei umede conditiile de pastrare a tescovinei deshidratate 167
Tescovina de mere deshidratata trebuie sa: se prezinte sub forma unor fragmente de coaja si casa seminala, cu textura elastica, fara particule arse sau mucegaite sa aiba un continut de umiditate de 6-12% sa contina minim 6,5% substante pectice deshidratarea tescovinei sa se faca sincronizat cu prelucrarea sucului si sa se evite caramelizarea tescovinei si degradarea substantelor pectice in timpul deshidratarii Compozitia chimica medie a tescovinei deshidratate este: •
substanta uscata-92,90%
•
aciditate, exprimata in acid malic-1,55%
•
zahar total, -25,54%
•
saruri minerale-1,87%
Materii auxiliare utilizate la fabricarea pectinei sunt: acizii (clorhidric, azotic, citric, sulfuros), baze (hidroxid de sodiu), alcooli (metilic, etilic, izopropilic), kiselgurul; toate trebuie sa indeplineasca conditiile de calitate inscrise in normativele in vigoare. Spălarea tescovinei se practică pentru a înlătura substanţele de însoţire de substanţele pectice, care în cazul în care trec în produsul finit îl depreciază. Spălarea se face cu apă rece timp de 18- 24h, folosind o proprţie de 10- 20 ori mai multă apă decât cantitatea de tescovină. Extracţia are rolul de a realiza hidroliza protopectinei şi extracţia substanţelor pectice solubilizate. Tescovina deshidratata se dozeaza in tancurile extractoare cu apa si acid. Amestecul de tescovină, apă şi acid se menţine timp de 18- 24h în tancurile de extracţie, sub agitare continuă, timp de în care are loc trecerea soluţiei în pectină. Tancurile sunt confectionate materiale acido-rezistente si sunt izolate
pentru
mentinerea temperaturii necesare procesului de extractie. Separarea şi tratarea extractului pectic- din tancurile extractoare amestecul este trecut la presare unde se separă turtele de tescovină epuizate din extractul pectic brut. Acesta se clarifica prin filtrare iar pentru marirea eficientei filtrarii, in prealabil se supun unei separari centrifugale. Se obtine un extract pectic cu 1,5-2,5% substanta uscata solubila. 168
Purificarea extractelor pectice este o operaţie necesară în special la prelucrarea tescovinei din mere insufucient coapte se face prin două metode: tratarea cu preparate enzimatice sau absorbţia pe cărbuni activi. Concentrarea se desfăşoară într-o instalaţie de concentrare cu vid unde nu trebuie să depăşească temperatura de 45- 50oC ce ar produce demetoxilarea pectinei. Extractul pectic concentrat astfel obţinut are un conţinut de 1,5% substanţă uscată şi 3- 4% substanţe pectice. Precipitarea se efectuează cu alcool etilic sau alcool metilic cu o concentraţie de 90%. Uscarea pectinei se realizează în instalaţii de uscare sub vid la temperaturi de max 7580oC până la umiditatea produsului de 4- 5%. Se mai pot folosi uscatoare cu valt, la care agentul de uscare este aburul ce circula in interiorul valturilor. Pelicula de pectina se desprinde de pe valturi cu ajutorul unor cutite, este preluata de un snec transportor si dirijata spre operatia de macinare. Măcinarea pectinei se face până la dimensiuni de max. 2 mm, cu ajutorul unor mori cu ciocane si este transportata pneumatic la un buncar tampon. Aceasta este pectina inalt metoxilata de valt. Pentru pectina purificata, pulberea rezultata la operatia de macinara se amesteca cu o solutie alcoolica si se pompeaza la centrifuga.Purificarea are rolul de a elimina substantele de balast ca: zaharuri, saruri minerale care impurifica pectina. Aceasta se realizeaza prin spalari repetate ca solutii de alcool metilic sau etilic de concentratii crescande.Pentru obtinerea pectinei slab metoxilate , dupa o singura spalare se executa demetoxilarea la temperaturi scazute, in mediu puternic alcalin de amoniac sau hidroxid de sodiu. Pectina demetoxilata este, apoi, purificata ca mai sus. Pentru obţinerea unui produs cu acelaşi grad de gelificare, pectina pulbere se amestecă cu zahăr pudră în cantităţi variabile. Ambalarea pectinei se face în recipiente confecţionate din materiale destinate produselor deshidratate şi higroscopice (pungi sau saci) si se depoziteaza la max. 25°C.
169
