Лабораторно - практична робота № 3 Тема : методи підвищення виходу соку з рослинної сировини
1. Ціль роботи:
1.1 Вивчити і зробити оцінку ефективності методів підвищення виходу соків з рослинної сировини.
У результаті вивчення даної роботи студент повинен:
З н а т и:
а) способи підвищення виходу соків з рослинної сировини;
б) переваги та недоліки кожного способу.
В м і т и:
підвищувати вихід соку з рослинної сировини різними способами.
2. Самостійна підготовка до заняття.
За підручником та лекційним курсом вивчити технологію виробництва плодово – ягідних соків, та існуючи способи підвищення виходу соків.
3.Питання для самоперевірки.
3.1 Наведіть технологічну схему виробництва плодово –ягідних соків.
3.2 Назвіть існуючи способи підвищення виходу соків з рослинної сировини.
3.3 За рахунок чого підвищується вихід соку з плодів при механічній обробці?
3.4 За рахунок чого підвищується вихід соку з плодів при тепловій обробці ( бланшуванні )?
3.5 За рахунок чого підвищується вихід соку з плодів при заморожуванні?
3.6 За рахунок чого підвищується вихід соку з плодів при обробці ферментними препаратами ?
3.7 За рахунок чого підвищується вихід соку з плодів при обробці електричним струмом?
Матеріальне забезпечення.
1. Соковижималка електрична.
Парова баня.
Морозильник.
Електроплазмолізатор.
Хімічна склянка ємністю 300 мл.
Мірний циліндр ємністю 300 мл.
Терези технічні.
Ніж.
Яблука, морква, гарбуз, буряк та інші плоди чи овочі.
Теоретичне обгрунтування.
При виробництві овочевих та плодово – ягідних соків проблема отримання потрібного виходу соків при пресуванні є одною з найважливіших. Не дивлячись на значний вміст соку в рослинній сировині ( 80 … 90 % ), при його віджиманні після механічного подрібнення вдається отримати всього тільки 60 … 70 % соку, що приводить до великих втрат сировини з відходами виробництва.
Різні види овочів, плодів, ягід при тих самих умовах пресування виділяють неоднакову кількість соку. Значний вихід соку відзначається при пресуванні винограду, яблук, вишень, малини, чорниці і полуниці. У слив, абрикосу, чорної смородини, айви вихід соку при пресуванні дуже малий.
Ступінь отримання соку обумовлена фізико – біологічними та фізико–хімічними властивостями рослинної тканини. Рослинна сировина являє собою живий багатоклітинний організм. Протоплазма живої клітини, маючи виборчу проникність, перешкоджує виходу соку на поверхню. Пектинові речовини, які входять до складу клітин, впливають на вологоутримуючу здатність тканини, що також заважає виходу соку. Напівпроникність протоплазми притаманна тільки живій клітині та втрачається при її відмиранні. Відмирання тканин може бути викликано різними факторами: механічним подрібненням, впливом електричного струму, обробкою ферментними препаратами, ультразвуком, іонізуючим випромінюванням та ін.
Механічне подрібнення.
Майже всі види овочів і плодів до пресування підлягають тій чи іншій механічній обробці: подрібненню, роздавлюванню, різанню і т.д. Механічне подрібнення тільки тоді дає технологічний ефект, коли ушкоджується більша частина клітин. Але через малий розмір клітин, механічна дія зачіпає тільки невелику їх кількість. Так, при подрібненні яблук на шматочки з розміром сторін 0,3 см безпосередньому ушкодженню піддається всього біля 15% клітин. Одначе, вихід соку при цьому становить 60…65 %. Це пояснюється тим, що у багатьох рослинних об’єктів ушкодження однієї клітини викликає відмирання сусідніх. В таких випадках на вихід соку, звичайно, впливає ступінь подрібнення.
Разом з тим, занадто дрібне подрібнення дає мезгу, яка забиває пори фільтруючого матеріалу і погано пресується. Сік із такої мезги віджимається тільки із її зовнішніх шарів. При недостатньому подрібнені, для видалення соку необхідний більший тиск, але все рівно з великих шматочків тканини не вдається віддавити увесь сік. Мезга повинна бути пухкою та однорідною, складатися із соку і невеликих шматочків плодів, які забезпечують дренаж (проходи, канали) мезги під час її пресування.
Ступінь подрібнення встановлюється пробним подрібненням для кожного виду овочів і плодів.
Теплова обробка ( бланшування ).
Цей метод заснований на денатурируючій дії високої температури на білки протоплазми, в результаті чого клітина гине і проникність протоплазми підвищується. Крім того, при нагріванні порушуються ферменти. Режим і спосіб нагрівання підбирають для кожного виду сировини. Довгострокове нагрівання при високій температурі сприяє екстрагуванню дубильних речовин, підвищує вміст розчинного пектину, що погіршує смак соку і утрудняє пресування та фільтрування. Високі температури можуть викликати також потемніння соку.
Краще за все бланшувати плоди та овочі не у воді, де втрачаються розчинні речовини, а паром.
Тепловій обробці звичайно піддають томати, вишню, сливи, абрикоси, черешню, чорну смородину. В залежності від виду об’єкту температура нагрівання лежить у межах 60…850С, а тривалість процесу коливається від 15 до 20 хвилин.
Бланшування значно підвищує вихід соку. Наприклад, у непідігрітих абрикосів вихід соку становить всього 6%, а у оброблених паром – 70%.
Заморожування.
Заморожування впливає на рослинну сировину потужною ушкоджуючою дією. При цьому діє цілий ряд факторів: механічна дія льодоутворення, обезводнення протоплазми, підвищення концентрації електролітів. Все це призводить до денатурації білків протоплазми, загибелі клітин, легкому в більшій кількості виділенню соку після розморожування. Вважається, що тривалість витримки сировини у замороженому стані не впливає на вихід соку.
Заморожують, переважно, ягоди полуниці, малини, червоної та чорної смородини.
Не дивлячись на ефективність цього методу, широкого розповсюдження він не отримав у зв’язку з тривалістю процесу і слабкою забезпеченістю консервних заводів штучним холодом і морозильною технікою.
Обробка електричним струмом.
Електромагнітне поле викликає рух іонів в рослинній тканині, але їх вільному переміщенню заважає напівпроникна протоплазма. В результаті цього, білкові речовини протоплазми піддаються дії високої концентрації накопичених біля її поверхні іонів, та денатурують.
Цей метод, названий електроплазмолізом, відрізняється високою ефективністю і швидкістю ушкодження клітин.
В теперішній час розроблені транспортні, шнекові, роторні і проточні електроплазмолізатори, які дозволяють вести процес в потоці.
Електроплазмоліз дозволяє збільшити вихід соку із яблук до 81,5%, із винограду до 82,7%, із моркви до 70%, із абрикосів до 71%, із сливи до 67%. Крім того полегшується подальше пресування мезги, тому, що переважна кількість соку вилучається із сировини шляхом самовільного витікання при завантаженні пресу і під час першого віджиму.
Ферментна обробка.
В останній час для підвищення виходу соку успішно використовують обробку мезги пектолітичними ферментними препаратами.
Пектинові речовини підвищують вологоутримуючу здатність клітин і перешкоджують виділенню соку. При обробці мезги пектолітичними ферментними препаратами пектинові речовини руйнуються, в результаті чого полегшується пресування мезги і підвищується вихід соку. Крім того, знижується кількість осаду, покращується освітленість соку.
Таким чином, вихід соку залежить від властивостей сировини, методу її попередньої обробки, структури і консистенції мезги.
Мезга, добре подрібнена до розділу має губчастий склад із скелетом, утвореним твердими клітинними стінками. Звилисти канали цього скелету заповнені клітинним соком. При стисканні такої губки її скелет деформується, але не руйнується. Клітинний сік протікає по каналам, легко відділяючись від скелету. Якщо ж мезгу погано підготувати до розділення, наприклад розварити, то скелет її пом’якшується, структура втрачає губчастість. При стисканні така мезга утворює суцільну масу, в якій відсутні канали для витікання соку.
Вихід соку, який очікується у залежності від будови тканини сировини і підготування мезги може бути визначений за формулою:
,
де В0 – вихід соку, %;
Y1 – ступінь ушкодження тканини при підготуванні мезги.
Коливається від 0 ... 1; різання 0,2…0,3; бланшування 0,6…0,65; заморожування 0,7…0,85; електроплазмоліз 0,8…0,9.
Y2– ступінь ушкодження протоплазми , яка становить від 0,1 до 0,2.
I – вміст соку у сировині, %.
K – ступінь цілості скелету мезги; для яблук, винограду, моркви і вишні К знаходиться в межах від 0,8 до 1; для слив – від 0 до 0,7
A – коефіцієнт, який враховує втрати соку у відходах внаслідок запресовування соку у вижимках і змочування мезги, знаходиться у межах 0,85… 0,95.
Із цієї формули видно, що вихід соку залежить головним чином від його вмісту в сировині, ступеня руйнування протоплазми в процесі попередньої обробки, та від структури мезги.
Фактичний вихід соку визначається за формулою:
,
де Вф- фактичний вихід соку, %;
Мс- маса виділеного соку, г;
Мм- вихідна маса мезги ( сировини ).