UNIVERSITATEA “ DUNĂREA DE JOS “ G ALAŢI F AC. SIA SPECIALIZAREA IPA GRUPA 6.20.2.4
PROIECT TE HNOLOGIA HNOLOGIA
FABRICĂRII DULCEŢE I DE CIREŞE
Î N D R U M Ă T O R P R E P . D R D . I N G . P R I C O P E U G E N I A , A N U N I V E R S I T A R 2 0 1 1 - 2 0 1 2
STUDENT, B O U R C E A N U A L I N A
SĂ SE EVIDENŢIEZE ŞI ŞI SĂ SE DETALIEZE M ETODELE DE CONS CONSER ERVAR VARE E APLI CATE L A
FABRICAREA DULCEŢEI DE CIREŞE
CUPRINS
1. Introducere 2. Schema tehnologică de fabricare a dulceţei de cireşe cu detalierea operaţiilor tehnologice tehnologice 3. Bazele teoretice ale proceselor de conservare a dulceţurilor 3.1. Aspecte fizico-chimice 3.2. Aspecte biochimice 3.3. Aspecte microbiologice 3.4. Alte aplicaţii ale metodelor de conservare utilizate la producerea dulceţ urilor 4. Instalaţii şi echipamente utilizate în cadrul proceselor de conservare 5. Defecte şi accidente ce pot avea loc în cadrul proceselor de conservare 6. Bibliografie 7. Anexe
1. I NTRODUCERE NTRODUCERE
Dulceaţa este un produs negelificat obţinut prin fierberea fructelor într -un sirop de zahăr, cu adaos de acid citric, având drept scop concentrarea produsului, ambalat în recipient închise ermetic şi pasteurizate. Dulceaţa se prepară dintr -o singură specie de fructe şi poartă denumirea fructului din care provine. Pentru a se asigura conservarea produsului dulceaţa trebuie să atingă 70-75˚ refractometrice, produse de zahărul existent în mod natural în fructe, dar în mod special de zahărul adăugat. Dulceaţa se fabrică din următoarele fructe : afine, agrişe, caise, caise verzi ,căpşuni, cireşe, cireşe amare, coacăze, fragi, gutui, mure, nuci verzi, pere ,prune, mere, struguri, vişine, zmeură, petale de trandafir, dar şi din gogonele şi morcovi. Cireşele, fructele din care se fabrică dulceaţa des pre care vom vorbi în acest referat, conţ in vitamina C, un puternic antioxidant, care previne îmbătrânirea prematură şi stimulează metabolismul, vitamina A, care îmbunătăţeşte vederea şi previne apariţia unor forme de cancer, cum ar fi cel de stomac, cel de esofag sau cel genital şi, în cantităţi mici, vitamine din complexul B. Acestea mai conţin şi minerale; ele sunt bogate în potasiu, care stimulează activitatea inimii şi a muşchilor. Aceste fructe sunt bogate în glucide, motiv pentru care diabeticilor li se recomandă să consume cu moderaţie cireşele. Au efect antiinflamator, alcalin şi deci combat aciditatea gastric, tratează guta. Tehnologia de fabricare cuprinde operaţii de prelucrare care pot fi grupate astfel: pregătirea sau condiţionarea materiilor p rime, divizarea-tăierea fructelor, fierberea dulceţei, răcirea şi dozarea dulceţei în ambalaje. Caracteristicile produsului produsului şi procesul de fabricaţie depind de:
Caracteristicile materiilor prime (culoare, integritate etc.) Procedeul folosit în vederea facilitării fenomenului de difuzie şi osmoza şi respectiv a însiropării fructelor fructelor cu zahăr z ahăr Raport fruct-sirop Mărimea şarjei Cantitatea de acid adăugată Momentul adăugării acidului Temperatura de fierbere Durata fierberii Concentraţia finală a produsului. produsului.
Scopurile urmărite la fabricarea dulceţurilor se pot referi la: ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼
Culoarea fructului Culoarea siropului Gust şi miros Proporţia de fructe Aciditate Grade refractometrice Costuri de producţie, consumuri specific etc. Aspect Consistenţa fructelor Consistenţa siropului
constă în răcirea produselor alimentare până la temperaturi apropiate de punctul de congelare, ceea ce înseamnă o răcire fără formare de gheaţă în produs. În cele mai multe cazuri, refrigerarea este aplicată în scopul conservării propriu -zise a produselor. Refrigerarea poate fi însă utilizată şi în scopul asigurării condiţiilor optime de desfăşurare a unor procese biochimice necesare fabricării unor produse alimentare (unele lactate, unele preparate d in carne etc.) sau a unor procese fizico-chimice necesare în anumite faze ale unor tehnologii alimentare. În sfârşit, sfârşit, refrigerarea poate constitui o fază preliminară preliminară de răcire în cazul tehnologiilor de congelare a produselor alimentare. Refrigerarea
În cazul produselor alimentare în care au loc procese metabolice (produse vii), cum ar fi de exemplu legumele, fructele, ouăle, conservarea prin refrigerare se realizează în special prin acţiunea temperaturilor scăzute asupra proceselor metabolice, respective micşorarea vit ezelor de reacţie şi a activităţii enzimelor endogene. Şi în acest caz este foarte important asigurarea condiţiilor de eliminare a posibilităţilor de contaminare microbiologică a produselor în toate etapele premergătoare aplicării refrigerării. Un proces tehnologic de refrigerare poate cuprinde următoarele faze: tratamentul sau tratamentele preliminare, refrigerarea propriu-zisă, depozitarea în stare refrigerată, încălzirea superficial în vederea condensării vaporilor de apă din aer pe produse la scoaterea din depozit, transportul. În funcţie de natura produselor, a procedeului de refrigerare şi a
destinaţiei produselor, una sau mai multe dintre fazele de mai sus pot să lipsească. Tratamentele preliminare refrigerării propriu -zise diferă esenţial în funcţie de natura produsului produsului şi pot consta în spălare, sortare, calibrare, tăiere, afumare, dezinfectare, pasteurizare, sterilizare, sterilizare, ambalare ş.a.m.d. Alegerea metodei de conservare în cazul produselor horticole se face în funcţie de gradul lor de perisabilitate. Ţinând seama de perisabilitatea lor, se pot clasifica în: a. Produse extreme de perisabile: af ine, ine, căpşuni, co acăze, mure, zmeură, dude, smochine proaspete, spanac b. Produse foarte perisabile: caise, cireşe, gutui, mere timpurii, pere timpurii, piersici, prune, struguri cu pieliţă fină, ceapă verde, ciuperci, dovlecei, păstăi verzi Concentrarea presupune
evaporare, fierbere, sedimentare sau centrifugare, care conduc la creşterea concentraţiei unor componente ale alimentului. Combinată cu tratamentul termic şi ambalarea ermetică, poate mări durata de pă strare a alimentului cu mai multe zile sau săptămâni. Este considerată operaţia principal a în procesul tehnologic de fabricare a dulceţei, întrucât de modul în care se conduce această operaţie depinde în cea mai m are măsură calitatea produsului finit.
Concentrarea se realizează în următoarele scopuri:
Asigurarea conservabilităţii produselo conservabilităţii produselor, r, caz în care concentrarea se realizează până la minim 65% substanţă uscată. Se realizează astfel economie în ceea ce priveşte spaţiile de depozitare, precum şi de manoperă; Economie de energie în cazul în care concentratul este ulterior supus uscării. Acest lucru conduce la creşterea randamentului instalaţiilor de uscare. Concentrarea trebuie astfel realizată încât să se menţină proprietăţile senzoriale şi nutriţionale ale produsului, produsului, să nu aibă loc denaturări ale proteinelor şi depunerea lor sub formă de precipitate. Aceste aspecte se pot pot realiza prin optimizarea optimizarea relaţiei temperatură-timp.
Conservarea cu ajutorul zahărului se bazează pe principiul biologic Saccharoosmoanabioza Saccharoosmoanabioza şi se realizează prin adăugarea unei cantităţi suficiente de zahăr, >60%, care să conducă la creşterea presiunii osmotice în faza lichidă a produsului. Cu cât presiunea osmotică este mai mare, cu atât este mai intens fenomenul de plasmoliză a celulei microbiene. În timpul plasmolizei are loc eliminarea apei libere şi a unei părţi din apa legată coloidal de citoplasma celulei microbiene pe de ală parte adaosul de zahăr conduce şi la deshidratarea parţială a produsului astfel încât valoarea activităţii apei scade sub limita de dezvoltare a microorganismelor de alterare. Cu cât raportul zaharoză -zahăr invertit este mai mare, cu atât acţiunea conservantă a zahărului total va fi mai mare. Având în vedere că în cazul acestui tip de conservare activitatea apei este mai mică de 0.845, nu pot acţiona bacteriile şi drojdiile neosmofile, dar pot acţiona mucegaiurile. Din acest
motiv se recomandă pasteurizarea şi/sau sterilizarea produselor astfel conservate sau tratarea suprafeţei cu agenţi chimici. are drept scop principal distrugerea germenilor patogeni şi a majorităţii microorganismelor, icroorganismelor, forme vegetative, sporii nefiind afectaţi.
Pasteurizarea
Prin închiderea, capsularea recipientelor vaporii cuprinşi în spaţiul dintre dulceaţă şi capac pot condensa. Se produc astfel picături de apă la suprafaţa dulceţei şi se creează condiţii de dezvoltare a microorganismelor. Pentru acest motiv în principal principal şi pentru acela de a se realiza un oarecare vid, dulceţurile se pasteurizează. Pasteurizarea trebuie să fie de scurtă durată, deoarece nu se referă la conţinutul recipientului, recipientului, ci doar la aerul saturat cu vapori.
2. SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE FABRICARE A
DULCEŢEI DE CIREŞE
Apă
Zahăr
Acid Citric
Sirop
Cireşe Recepţie Depozitare Refrigerare, t = -1...0.5˚C
Spălare Calibrare
Eliminare părţi necomestibile Fierbere - concentrare
Răcire, t = 70˚C Dozare - închidere
Pasteurizare, t = 100˚C, τ = 5 min Ambalare Depozitare
D etal i er ea sche schemei mei tehnol tehn ologice ogice
Recepţie şi depozitare
Recepţia fructelor urmăreşte, pe lângă verificarea stării sanitare şi prospeţimii, încă două obiective principale: controlul varietăţilor şi al stadiului de maturitate. Controlul carietăţii are drept scop identificarea acesteia, deoarece nu toate varietăţile sunt la fel de indicate p entru diferitele procedee tehnologice. Stadiul de maturitate al fructelor are de asemenea o mare însemnătate, deoarece pentru majoritatea lor se cere maturitatea comestibilă., la care fructele au plinătatea lor de gust şi aromă. O deosebită atenţie se acordă şi formei, aspectului şi uniformităţii uniformităţii fructelor care urmează a fi conservate, în special sub formă de compoturi şi gemuri. Depozitarea fructelor trebuie să fie de scurtă durată, având în vedere pierderile de aromă şi modificările de textură care pot in terveni în acest timp. Din acest punct de vedere fac excepţie unele varietăţi de pere de toamnă care sunt recoltate înaintea maturităţii lor comestibile şi în acest caz se recomandă depozitarea lor pentru completarea stadiului de maturitate. Depozitarea fr igorifică igorifică este întotdeauna de preferat păstrării în condiţii naturale.
Păstrarea produselor horticole la temperaturi scăzute se bazează pe inhibarea activităţii microorganismelor microorganismelor şi chiar chiar distrugerea distrugerea unor bacterii bacterii de alterare. alterare. În acelaşi timp, timp, se reduc reacţiile de natură chimică şi biochimică, astfel încât se micşorează foarte mult consumul de componente nutritive şi de vitamine. Păstrarea în stare pro aspătă a legumelor şi fructelor se realizează prin refrigerare, sub o ventilaţie active, procese care nu pot fi separate. Refrigerarea constă practic în transferul căldurii de la produse spre agentul de răcire, care de regulă este aerul rece.
În tabelul de mai jos sunt ilustrate valorile optime ale parametrilor esenţiali de păstrare a cireşelor:
Denumirea produsului
Temperatura
Ventilaţia Ventilaţia
C
Umiditatea relativă
Durata păstrării, zile
Cireşe
-1
+ 0.5
90 – 95
Medie
14 – 21 21
Asigurarea temperaturilor scăzute se poate face utilizând instalaţii frigorifice cu detenţă direct (mai puţin utilizată), sau instalaţii frigorifice folosind agenţi intermediari, cum ar fi CaCl, etilen 15000 m3 aer glicol, glicerină, NaCl etc. Depozitele frigorifice pot fi de capacitate mică (1500 – 15000 răcit) sau mare (>15000 m 3 aer răcit). Furnizarea frigului poate fi realizată în sistem centralizat de către o centrală frigorifică sau folosind instalaţii monobloc funcţionând independent şi automat pentru fiecare tunel sau depozit în parte.
Spălarea
Prin operaţiunile de curăţire nu se pot elimina toate impurităţile din materiile prime. De asemenea, conţinutul de microorganisme este considerabil. Eliminarea practic completă a impurităţilor de pe suprafaţa materiilor prime nu poate fi realizată decât prin spălare. Această operaţie se realizează cu ajutorul unei maşini de spălat cu duşuri (Fig. 1.). Calibrarea
Această operaţie reprezintă o sortare după dimensiuni, masă sau culoare. Cerinţele de bază ale calibrării constau în sortarea, pe cât mai multe calităţi, cu vătămare redusă a produselor, în condiţii de productivitate productivitate ridicată. Calibrarea după dimensiuni se poate realiza în condiţii asemănătoare cu cele ale materiilor prime cerealiere sau oleaginoase, respectiv în trioare sau maşini rotative de sortat. Din cauz a dimensiunilor mai mari ale fructelor şi a formelor neregulate, se poate realiza calibrarea pe mărimi şi pe următoarele principii:
După un singur diametru, folosind benzi cu ecartament divergent sau benzi paralele cu ecartamente progresive După doua diametre, folosind plăci perforate escamotabile, cu orificii semirotunde şi cu punct fix de sprijin
După mai multe diametre, utilizând orificii circulare extensibile, degete cu deschidere variabilă, plăci perforate escamotabile, rulouri spirale, cilindri cu plăci perforate, având ochiurile din ce în ce mai mici.
Triorul pentru calibrarea fructelor reprezintă un jgheab cilindric înclinat, alcătuit din manta perforată, sub formă de sită cu perforaţii crescânde din 2 în 2 mm. El are 4 -5 zone active de lucru. Un agitator lent cu palete asigură înaintarea produsului în maşină, alunecare fiind uşurată şi prin stropire cu apă. O astfel de maşină are o productivitate de 1t/h fiind acţionată de un motor de 0.8 kW. Consumul de apă este de 1 m 3/h.
Eliminare părţi necomestibile – Scoaterea – Scoaterea codiţelor la fructe
Operaţia face parte din operaţiile preliminare de pregătire a fructelor pentru prepararea compoturilor, dulceţurilor şi pulpelor de fructe. Spre deosebire de alte fructe (caise, prune, piersici) la care desprinderea codiţelor este foarte uşoară (chiar în timpul manipulărilor), manipulărilor), la vişine şi cireşe se întâmpină o anumită rezistenţă, care poate fi înfrântă prin mijloace mecanice (prin smulgere). În acest scop se foloseşte o maşină de scos codiţe . Scoaterea sâmburilor – pentru – pentru această operaţie se poate utiliza o anumită gamă de maşini în funcţie de destinaţia dată semifabricatului semifabricatului rezultat: compoturi, dulceaţă, marcuri, astfel:
Maşini de scos sâmburi prin perforarea pulpei şi presarea sâmburilor (cireşe, vişine, prune, caise) – Maşină Maşină de scos sâmburi sâmburi cu ponsoane Maşini de tăiat pulpa şi îndepărtat sâmburele Maşină de tăierea pulpei până la sâmbure şi îndepărtarea sâmburelui prin presare
Fierbere-concentrare
În principiu, fierberea dulceţei este un proces complex de difuziune şi osmoză între fructe şi siropul de zahăr. Fenomenul de difuziune este reglementat de legea lui Fick care se referă la factorii ce influenţează procesele de difuziune şi este exprimată de relaţia:
⁄ (1)
în care:
dg – cantitatea – cantitatea de substanţă difuzată, în g, în ţesutul fructului într -un anumit interval de timp ’’dt’’ şi exprimat în secunde; D – coeficient coeficient de difuziune; F – suprafaţa – suprafaţa de difuziune; ⁄ - gradient de concentraţie sau mărimea concentraţiei raportată la o anumită suprafaţă de difuziune aşezată pe direcţia de deplasare a substanţei.
Această operaţie se realizează în aparate vacuum (Fig. 2.) deoarece acest procedeu prezintă numeroase avantaje, care îi conferă o netă superioritate în raport cu metodele clasice de obţinere a dulceţei. Ele au la bază:
Folosirea vidului, care conduce la posibilitatea utilizării unor temperaturi mai scăzute de prelucrare pentru pentru acelaşi efect de concentrare ca şi la metodele clasice; Utilizarea unui anumit regim termic, prin reglarea vidului folosit; Folosirea vidului pentru obţinerea intermitenţei regimurilor termice cald -rece şi invers; Eliminarea aerului şi evitarea astfel a riscului de oxidare a unor compuşi; Evitarea caramelizărilor ca urmare a utilizării unor temperaturi mai joase de concentrare; Scurtarea duratei de concentrare şi deci creşterea productivităţii producţiei de dulceaţă.
Toate avantajele menţionate mai sus determină ca acest procedeu să fie con siderat cel mai indicat pentru obţinerea obţinerea unor dulceţuri dulceţuri de calitate superioară. superioară. Răcirea
Răcirea apare ca o necesitate şi pentru următoarele motive:
Se evită caramelizarea Se creează condiţii pentru continuarea procesului de difuziune şi deci evitarea ridicării fructelor la suprafaţă Ambalarea făcându-se de regulă în recipiente de sticlă se evită spargerea acestora Manipularea dulceţei la temperatură mare este mai dificilă.
Răcirea însă nu trebuie exagerată şi practic aceasta trebuie să fie până la cca. 70˚C. În caz contrar, vâscozitatea creşte, operaţiunile de umplere fiind îngreunate. Dozare + Închidere
Dozarea dulceţei se realizează mecanic sau manual în ambalaje din sticlă (borcane). Varianta cea mai moderna utilizează maşini automate de dozat şi închis. Asigurarea unei conservabilităţi îndelungate se obţine printr -o operaţie de pasteurizare a borcanelor închise ermetic. Pasteurizarea produselor ambalate
Această operaţie se face la 100˚C timp de maximum 5 minute fără prealabila perioadă de preîncălzire recomandată recomandată în multe lucrări de specialitate. Răcirea recipientelor recipientelor este foarte necesar
a se executa, cu care ocazie se va putea face şi un control al închi derii – uşoară – uşoară formă concavă ca rezultat al realizării unui vid de cca. 500 mmHg. Pasteurizatoarele pentru produsele ambalate se folosesc de obicei pentru pasteurizarea joasă a produselor îmbuteliate. În acest scop scop se folosesc instalaţii instalaţii discontinue discontinue (Fig. 3.) şi continue. Etichetarea şi Ambalarea
Borcanele de dulceaţă după ce au fost pasteurizate sunt supuse unei operaţii de răcire şi apoi sunt etichetate corespunzător conform normelor STAS în vigoare, apoi sunt ambalate în boxpalete, care uşurează transportul acestora către magazinele de desfacere. Ambalarea se face în folie cu duritate ridicată, în funcţie de numărul borca nelor dorite într-un bax. De asemenea, ambalarea gemului se se mai poate realiza şi în recipiente recipiente de PVC. Pentru această etapă este utilizată o linie automată pentru formarea, umplerea şi închiderea ambalajelor termoformate (Fig. 4.). Depozitarea
Depozitarea conservelor de fructe se face în magazii curate, uscate, bine aerisite, ferite de îngheţ, la temperaturi de maxim 200˚C şi umiditate relativă a aerului de maxim 80%. Temperaturile mai ridicate provoacă degradarea culorii, gustului, consistenţei şi reducerea conţinutului de vitamine. Temperaturile scăzute frânează procesele de degradare, dar în cazul în care produsele îngheaţă îngheaţă se depreciază calitatea prin modificări esenţiale ale consistenţei. Umiditatea aerului influenţează în special procesele de coroziune la cutii. Depozitarea produselor se face paletizat după efectuarea operaţiilor indicate mai sus. Paletele cu conserve se protejează cu folie din polietilenă.
3. Baz Ba zel e teore teor eti ce ale al e pr oces ocesel or de conser conser vare var e
a dulceţurilor Influenţa refrigerării asupra agenţilor fizico -chimici Cei mai importanţi agenţi fizico -chimici sunt oxigenul atmosferic şi lumina. Ei pot acţiona singuri sau în combinaţie cu alţi agenţi (metale grele, apa) şi pot duce la modificări de culoare, gust, miros, la scăderea valorii nutritive prin inactivarea sau d istrugerea unor vitamine existente în fructe. La temperaturi scăzute, reacţiile chimice catalizate de aceşti agenţi încetează sau se desfăşoară cu o viteză mult mai scăzută. Influenţa refrigerării asupra însuşirilor însuşirilor fizico -chimice ale fructelor Modificările fizice sunt, în special, psihosenzoriale şi pierderi în greutate. Pentru fructe, transformările care duc la maturarea lor sunt foarte mult încetinite refrigerare, procesul de maturare nefiind însă oprit. Modificările fizice cum sunt zbârcirea suprafeţei ca urmare a evaporării intense a apei din straturile exterioare pot apărea accidental în timpul depozitării. Modificările chimice sunt legate de procesele fiziologice de maturare care continuă, precum şi de procesele microbiologice. În cursul de pozitării se produce o scădere a substanţei uscate totale, a acidităţii şi a conţinutului de zaharuri, iar conţinutul de vitamina C scade ca urmare a proceselor de oxido-reducere. Influenţa temperaturilor scăzute asupra enzimelor biogene Viteza majorităţii reacţiilor catalitice creşte odată cu creşterea temperaturii până la o anumită limită superioară determinată de temperatura de inactivare a enzimei respective. Coeficientul de temperatură al reacţiilor biochimice este cuprins între 1.4 şi 2 faţă de 2 -3 pentru reacţiile chimice. Asta înseamnă că reacţiile biochimice pot să se desfăşoare şi la temperaturi scăzute spre deosebire de reacţiile neenzimatice. Scăderea temperaturii duce la scăderea vitezei reacţiilor enzimatice fără a produce inactivarea termică a enzimelor care le catalizează. Deci, activitatea enzimatică nu este nulă la temperaturi foarte mici, chiar mai mici de 0˚C, însă î nsă este foarte lentă. Influenţa temperaturilor scăzute asupra microorganismelor microorganismelor Acţiunea agenţilor biologici este cauza principală a modificărilor profunde din alimente. Dacă în prima fază ele reprezintă numai înrăutăţirea unor caracteristici organoleptice şi fizico -chimice şi diminuarea valorii nutritive, în ultimă fază ea determină alterarea produselor făcându -le improprii consumului uman. Concentraţiile mari de săruri şi valorile valorile nefavorabile nefavorabile de pH au o acţiune mai puţin inhibitoare la temperaturi scăzute în comparaţie cu cele obişnuite. Acţiunea substanţelor bacteriostatice nu creşte cu scăderea temperaturii. Acţiunea agenţilor dezinfectanţi scade odată cu scăderea temperaturii. Supuse la temperaturi mai scăzute decât cele minime
necesare supravieţuirii, microorganismele încetează să se mai înmulţească dar pot supravieţui cu un metabolism scăzut. Se ajunge astfel la starea de hipobioză care permite microoganismelor să supravieţuiască supravieţuiască sub temperatura minimă. Efectul conservant al pasteurizării este asigurat dacă produsele sunt ambalate în astfel de ambalaje care să nu permită recontaminarea externă a produsului şi dacă acestea sunt păstrate la temperaturi scăzute de 3 -4˚C. Factorii care influenţează viteza de termo - penetraţie, penetraţie, adică viteza de pătrundere a căldurii în ambalajul cu produs supus pasteurizării sunt dimensiunile şi materialul din care sunt confecţionate ambalajele, starea produsului, temperatura iniţială a produsului, sistemul de încălzire. În ceea ce priveşte influenţa stării produsului, produsului, trebuie avută în vedere consistenţa produsului produsului dată de compoziţia sa, raportul solid-lichid şi vâscozitatea fazei lichide. Influenţa temperaturii iniţiale a produsului prezintă o importanţă mare mai ales în cazul conservelor cu consistenţă mare la care transferul de căldură se face prin conducţie.
Influenţa temperaturilor ridicate asupra enzimelor Creşterea temperaturii conduce la creşterea vitezei de reacţie, aceasta atingând un maxim la o anumită temperatură specifică fiecărei enzime, numită temperatură optima. Peste această temperatură optimă, viteza de reacţie scade, devenind nulă la o anumită temperatură, temperatura de inactivare. Factorii care influenţează rezistenţa la căldură a microorganismelor sunt temperatura de pasteurizare, gradul gradul de infectare al produselor produselor înaintea tratamentului, tratamentului, aerul, zahărul. În avantajul calităţii produselor este utilizarea unor temperaturi înalte d e pasteurizare, concomitent cu reducerea duratei de pasteurizare. Între concentraţia de microorganisme, forme vegetative şi spori, şi durata tratamentului termic există o corelaţie manifestată prin creşterea duratei de tratament termic pe măsura creşterii concentraţiei de microorganisme. microorganisme. Gradul de infectare al produselor înainte tratamentului termic depinde de: gradul de infectare al materiilor prime, auxiliare, al ambalajelor şi de condiţiile de depozitare, respectarea procesului tehnologic (curăţire, sortare, spălare, blanşare), gradul de igienizare al ambalajelor, evitarea întreruperilor proceselor tehnologice, gradul de igienizare al secţiei de prelucrare, igiena individuală a personalului.
Aerul rămas în recipient după închidere sau în ţesuturi, în afară de efectele nefavorabile pe care le poate produce (creşterea presiunii, intensificarea coroziunii cutiilor din tablă de oţel, cositorite şi nevernisate, scăderea conţinutului de vitamina C, modificarea gustului şi mirosului), aerul poate exercita şi un rol protector asupra microorganismelor, crescând rezistenţa lor la căldură.
Acest rol se explică prin formarea unui strat izolator în jurul microorganismelor conducând la accidente de alterare. Rezistenţa microorganismelor la căldură va fi cu atât mai mare cu cât este mai mare concentraţia de zahăr. La alegerea regimului de pasteurizare trebuie să se ţină seama de următoarele:
Termorezistenţa microorganismelor în mediu cu pH diferit (produse acide, produse cu aciditate moderată, produse neacide). Cu cât aciditatea este mai mică, cu atât se poate aplica un tratament termic mai lejer. Termorezistenţa microorganismelor microorganismelor în funcţie de tipul tipul acestora (mezofile, termofile), termofile), de starea lor ( forme vegetative, spori). Siguranţa alimentară a produselor pasteurizate este asigurată atunci când se atinge o anumită valoare de pasteurizare, valoare ce poate fi dedusă matematic sau experimental sau poate fi preluată din tabele din literatura de specialitate în funcţie de produs şi de condiţiile de păstrare ale acestuia.
Factorii care influenţează pozitiv acţiunea conservantă a zahărului: - conţinutul de apă din produsele finite (cu cât este mai mic, cu atât acţiunea conservării este mai bună) - cantitatea procentuală de zaharoză adăugată şi gradul de inversie realizat - cantitatea procentuală de zaharuri din materia primă - temperatura de fierbere şi durata acesteia din timpul procesului tehnologic potenţează acţiunea conservantă a zahărului - prezenţa peptinei conduce la creşterea vâscozităţii fazei lichide îngreunând îngreunând astfe l accesul celulei microbiene la nutrienţi şi apă - pH-ul acţionează indirect prin formarea gelului pectină, zahăr, pH acid
Factorii care influenţează negativ acţiunea conservantă a zahărului : - scăderea presiunii osmotice favorizează dezvoltarea microorgan ismelor de alterare mai ales în cazul produselor neambalate, păstrate în spaţii cu umezeală mare a aerului - cristalizarea unuia dintre zaharurile aflate în exces (va conduce la scăderea concentraţiei de zahăr şi a presiunii osmotice) - fermentarea produselor finite caramelizate în timpul procesului tehnologic, deoarece caramelizarea este însoţită de reducerea potenţialului de oxido -reducere, iar un potenţial redox scăzut este favorabil acţiunii drojdiilor, care vor fermenta marmelada ş i gemurile
Factorii care influenţează procesul de difuziune al zahărului sunt natura substanţei care difuzează, concentraţia siropului şi temperatura. Natura substanţei care difuzează intervine prin mărimea moleculelor care difuzează şi prin nivelul vâscozităţii dinamice. Cu cât moleculele substanţei ce difuzează vor fi mai mari, cu atât
viteza de difuzie va fi mai mică. Astfel, dacă se iau în discuţie câteva substanţe cu greutăţi moleculare din ce în ce mai mici, vom observa evoluţia inversă a vâscozităţi i. Creşterea concentraţiei siropului de zahăr accelerează difuziunea, astfel încât, cu cât concentraţia siropului de zahăr este mai mare, cu atât diferenţa dintre concentraţia siropului şi cea a sucului celular din fructe va fi mai mare, iar procesul de difuziune va decurge mai rapid. Difuziunea se produce deoarece membrana celulelor vegetale este semipermeabilă şi este supusă permanent unei diferenţe de presiune osmotică. În cazul în care soluţia de zahăr este foarte concentrată această presiune osmotică devine foarte mare, ridicându-se la sute de atmosfere şi poate conduce la apariţia fenomenului de plasmoliză a celulelor vegetale şi care se manifestă printr -o zbârcire a fructelor. De aceea, concentraţia siropurilor de zahăr la fabricarea dulceţei se alege în funcţie de structura şi natura ţesutului fructelor prelucrate. Difuzia de la exteriorul spre interiorul fructelor se va produce prin menţinerea acestora în sirop anumite intervale de timp, care pot varia de la 2 la 8 ore. În acest timp, datorită existenţei capilarelor din structura fructelor, prin difuzarea soluţiei de zahăr în acestea se produce o îmbibare a fructelor cu sirop de zahăr. Difuzia zahărului este accelerată dacă operaţia se execută în vid. În principiu creşterea temperaturii accelerează procesul de difuziune, viteza maximă de difuziune înregistrându-se în jurul temperaturii de 100˚C. la această temperatură, concomitent cu difuziunea, are loc şi un proces de evaporare a apei. Din această cauză, dacă fructele se menţin timp îndelungat la temperaturi de fierbere, atunci în interiorul acestora se va crea o tensiune mare de vapori, care împiedică procesul de difuziune. Astfel, se ajunge la situaţia că în loc să crească concentraţia în substanţa uscată ca urmare a efectului de difuziune şi de penetraţie a zahărului, creşterea concentraţiei să se facă pe seama evaporării apei. Dacă această evaporare este intensă se produce zbârcirea fructelor şi se va înrăutăţi calitatea dulceţei din punct de vedere al aspectului comercial. Din această cauză, temperaturile de lucru sunt astfel alese încât să se evite aceste fenomene. Reducerea volumului fructelor prelucrate ca urmare a evaporării apei se poate calcula prin determinarea unui coeficient de deformare K: K = Vd / Vi În care: Vd – volumul – volumul fructelor din dulceaţă Vi – volumul – volumul iniţial al fructelor Acest coeficient are valori cuprinse între 0.7 – 0.9 şi ne dă indicaţii asupra randamentului de producere al dulceţei. dulceţei.
De asemenea, la fabricarea dulceţurilor trebuie trebuie să exist e un anumit raport între cantitatea de fruct şi cea de zahar care este reglementată de STAS astfel: 50% fructe şi 50% sirop de zahăr. Conservarea prin concentrare sub vid este net superioară concentrării prin fierbere la presiune atm deoarece: -
Se reduce durata de concentrare
-
Temperatura la care are loc concentrarea este mai mică Se păstrează proprietăţile de aromă volatile Se pot recupera substanţele de aromă volatile
Alte aplicaţii ale metodelor de conservare utilizate la producerea dulceţei
Refrigerarea în aer este procedeul cel mai utilizat pentru refrigerarea produselor solide precum carne, produse din carne, brânzeturi, lactate, păsări, peşte, legume, fructe, ouă, semipreparate culinare, etc.
Refrigerarea cu două nivele de temperatură de utilizează pentru carcasele de carne, păsări, unele fructe, temperatura aerului fiind de -8…-9˚C la unele fructe, -5…-6˚C la bovine, -10…-12˚C la porcine.
Imersia în agenţi intermediari se utilizează pentru refrigerarea unor produse vegetale, a păsărilor sau a peştelui. Ca agenţi utilizaţi pentru imersie se utilizează apă la 0.5…2˚C, apă de mare la -2…0˚C. Refrigerarea prin contact cu gheaţă hidrică se utilizează ca procedeu industrial, la refrigerarea peştelui, a legumelor sau a altor produse care necesită o răcire rapidă şi menţinerea suprafeţei în stare umedă cât mai mult timp. Refrigerarea în vid este o metodă modernă de păstrare a produselor cu un conţinut ridicat în apă şi suprafaţă mare de răcire. Se utilizează în special pentru legume ca spanacul şi salata sau pentru alge marine comestibile. Pasteurizarea se poate aplica următoarelor produse: lapte şi derivate în stare proaspătă, fructe şi legume din aşa zisa gamă a5a de pasteurizare, băuturi (bere, sucuri de fructe, compoturi şi alte lichide alimentare), produse de ou, semiconserve de carne şi peşte, preparate culinare, preparate din carne.
Produsele conservate cu ajutorul zahărului se clasifică în două categorii : - Produse negelificate: sirop, dulceaţă, magiun, paste de fructe şi fructe confiate; -
Produse gelificate: gem, marmeladă, jeleu, peltea, produse a căror consistenţă solid -acid. elastică se datorează formării unui gel de pectină -zahăr -acid.
4. INSTALAŢII ŞI ECHIPAMENTE UTILIZATE ÎN CADRU CA DRU L PROCESEL PROCESEL OR DE CONSERV CONSERV ARE
Fig. 1. Maşină de spălat cu duşuri
1) 2) 3) 4) 5) 6)
Masă de alimentare Bandă Duşuri Role de susţinere bandă Masă produs finit Cuvă colectoare apă
Maşina de spălat cu duşuri se foloseşte pentru spălarea fructelor şi legumelor cu textură moale şi care nu necesită o spălare intensă. Maşina poate fi folosită şi pentru spălarea finală a produselor. Spălarea se face numai prin stropire, eficacitatea operaţiei fiind determinată de presiunea cu care ajunge apa la suprafaţa produsului. Presiunea apei este de circa 0.2 bari. Constructiv maşina se compune din:
Bandă transportoare înclinată, confecţionată din plasă de sârmă (v =0.2 m/s) 2 grupuri de duşuri de spălare Cadru de susţinere Motoreductor
Fig. 2. Aparate Vacuum
Practic în aparatul vacuum se introduce sirop de zahăr, peste care se alimentează cu fructe, după care se fierbe amestecul timp de 10 minute, la un vid de 100 mmHg. În continuare este oprită încălzirea, reducând vidul treptat până la 600 mmHg şi se menţine la acest nivel circa 10 minute, după care se reia procesul prin creşterea vidului la 100 mmHg (ciclul de reluare durând până se asigură nivelul de substanţă uscată dorită). În timpul preparării dulceţei, la aparatul vacuum trebuie evitată amestecarea produsului cu ajutorul agitatoarelor tip ancoră, deoarece conduce la modificări nefavorab ile ale structurii fructelor. De aceea există posibilitatea unei barbotări cu aer a amestecului. Regimul termic trebuie astfel dirijat încât să nu permită o evaporare intensivă, cu consecinţa zbârcirii fructelor, evaporarea lentă ducând la obţinerea unei dulcețe limpezi şi necaramelizate. Fig.3. Pasteurizator discontinuu pentru produse ambalate
1. Conductă abur
2. Conductă aer comprimat 3. Ejector 4. Orificii de absorbţie a apei
Fig. 4. Prezentarea schematică a unei linii automate pentru formarea, umplerea şi închid erea ambalajelor termo-formate, utilizată pentru ambalarea dulceţei în ambalaje din material plastic
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Folie pentru corp Încălzire (înmuierea foliei) Formare Dozare şi umplere Folie pentru capac Termosudare Ştanţare Deşeuri (folie) 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 pre-imprimate se face cu ajutorul unei celule fotoelectrice. Desprinderea Desprinderea de bandă se face prin ştanţare. În 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. Astfel de linii sunt utilizate pentru prelucrarea materialelor termoplastice (polistiren, PVC etc.), putându-se obţine forme de ambalaj din cele mai variate. Pentru închidere se utilizează folii de aluminiu sau de hârtie. Ambalarea realizată pe astfel de linii permite o mai bună conservare a produselor, evitându-se totodată necesitatea stocării ambala jelor prefabricate.
5. Defecte şi accidente ce pot avea loc în cadrul pr oces ocesel or de cons con ser vare var e a)
este un accident care se poate produce dacă conţinutul în zahăr al siropului este mai mic de 60%, în special în situaţiile în care din neglijenţă se produc contaminări ale materiilor prime cu drojdii osmofile, care se pot dezvolta atunci când în mediu avem concentraţii ridicate de zahăr. sursele de infectare pot fi ambalajele murdare sau utilajele neigienizate. b) Zaharisirea. Siropul din dulceaţă are substanţă uscată formată în cea mai mare parte din zahăr, a cărui solubilitate în apă este diferită în funcţie de nivelul temperaturii siropului. De exemplu, la temperatura de 100˚C soluţiile se saturează cu zahăr până la 82 -97%, iar la 0˚C soluţiile se saturează până la 64%, deci odată cu scăderea temperaturii scade şi solubilitatea zahărului. Din această cauză, la temperaturi de depozitare foarte scăzute zahărul poate cristaliza instalându -se fenomenul de zaharisire, care este favorizat de prezenţa unor centre de cristalizare existente atunci când zahărul adăugat nu a fost în întregime dizolvat. Fenomenul poate f i evitat prin păstrarea produselor finite la temperatura mediului ambiant. Fermentarea
Vâscozitatea ridicată a produsului dublată de existenţa unei stări de agitare favorizează viteza de difuziune a zahărului către centrele de cristalizare ce pot apărea şi măreşte ast fel pericolul apariţiei zaharisirii. Fenomenul este accelerat de prezenţa în sirop a unor zaharuri din categoria dextrinei sau zaharozei, în defavoarea glucozei. Din acest motiv prevenirea zaharisirii produselor negelificate are în vedere solubilitatea dif erită erită a hidraţilor de carbon. Astfel, experienţele arată că zahărul invertit are o solubilitate mai mare în soluţie decât zaharoza şi din această cauză pentru prevenirea zaharisirii se recomandă o invertire parţială a zahărului, pentru a se crea un raport corespunzător între zaharoză, glucoză şi fructoză. Este recomandat un raport de zaharoză:zahăr invertit de 1:1. c)
Gus Gu st de muce mu cegai gai . Defectul
este provocat de utilizarea în fabricaţie a unor materii prime
mucegăite. d)
Gust de f iert . Acest accident poate
fi provocat de fierberea prea îndelungată a produselor produselor sau de o desulfitare prin tratament termic îndelungat, atunci când se folosesc în fabricaţie materii prime conservate cu SO2. e) Alte defecte de fabricaţie fabricaţie la prepararea prepararea dulceţei : Diminuarea gradului refractometric Caramelizarea produsului Destrămarea fructelor Nerealizarea raportului fruct-sirop Zbârcirea fructelor Ridicarea fructelor în recipient
Fructe tari Fructe brunificate Prezenţa spumei Deformarea capacelor Modificarea culorii naturale Recipiente fără vid sau vid insuficient f) Bombajul recipientelor . Prin bombaj se înţelege schimbarea aspectului exterior al recipientului datorită deformării capacelor care capătă o formă convexă în urma unei presiuni interioare ridicate. Bombajul poate fi unilateral sau complet; unilateral atunci când un singur capac este bombat, iar când îl apăsăm deformarea se transmite capacului opus, şi complet atunci când ambele capace au o formă convexă.
Se deosebesc 3 tipuri principale de bombaj: fizic, chimic şi microbiologic. Primele două nu prezintă întotdeauna pericol deosebit pentru consumator, pe când bombajul microbiologic microbiologic poate provoca toxiinfecţii deosebit de periculoase. În general, bombajul este considerat rebut de fabricaţie, recipientele neputând fi introduse în consum, cu excepţia conservelor cu bombaj fizic, dar acestea numai în urma unui control riguros şi cu aprobarea organelor sanitare.
