Перед протиркой яблоки подвергают шпарке, чтобы нагреванием добиться размягчения их до такой степени, при которой делается возможным протирание их через сита.
Яблоки размягчаются при шпарке, так как под влиянием нагревания и кислоты, присутствующей в них, развивается гидролиз протопектина, находящегося в клеточных стенках и в межклетниках. Прочие склеенные протопектином клетки плодов слегка разъединяются, часть клеточек разрывается, плоды размягчаются, не теряя формы. При слишком слабой тепловой обработке, когда яблоки недостаточно прогреты по всему слою, они оказываются после шпарки слишком твердыми, недошпаренными. При слишком сильном и длительном воздействии тепла в яблоках с высоким содержанием кислоты происходит глубокий распад пектиновых веществ, который проявляется в разваривании яблок и может привести к большему или меньшему ослаблению студнеобразующей способности пюре. Последнее получается при этом со слишком жидкой консистенцией.
В процессе шпарки достигается и стерилизация яблочной массы. Яблоки несут на своей поверхности микрофлору, состоящую главным образом из дрожжевых грибков. Последние являются возбудителями порчи яблочного пюре. Они разрушают необходимые для производства ценные составные части яблока (сахар, пектин, кислоту). То же относится з известной мере к плесеням и бактериям, находящимся на поверхности плодов. При температуре 100° дрожжи и прочие микроорганизмы яблока погибают, при температуре же 115—120° и выше и продолжительном нагревании погибают не только микроорганизмы, но и их споры. Температура и продолжительность шпарки рассчитаны в производстве таким образом, что они обеспечивают полную практическую стерилизацию яблочной массы. Это значительно увеличивает стойкость яблочного пюре в последующем хранении.
Из других биохимических изменений под влиянием шпарки необходимо отметить разрушение оксидазной системы яблок (обозначаемой обычно как фермент малаза), от которой зависит образование темноокрашенных продуктов окисления дубильных веществ в яблоках — флобафенов. В здоровом яблоке дубильные вещества его и окисляющая ферментная система не находятся в состоянии контакта, необходимого для химического взаимодействия. При повреждении ткани плода дубильные вещества приходят в соприкосновение с ферментами, окисляются при этом, что приводит к потемнению ткани. Существование малазы в яблоках создавало бы опасность их потемнения, в особенности при протирке, благодаря получающемуся при этом широкому развитию поверхности яблочной мякоти. Высокая температура шпарки парализует действие малазы, так же как и других ферментов, содержащихся в яблоке. Из последних следует указать на пектолитические ферменты, расщепляющие пектиновые вещества, а также на аскорбиназу и инвертазу, которые разрушаются при шпарке.
Из второстепенных явлений при шпарке следует еще отметить удаление воздуха из ткани шпареных яблок, разрушение некоторых красящих веществ, содержащихся в яблоке. С другой стороны, вследствие частичной карамелизации сахаров (в частности, фруктозы) под действием нагревания прошпаренная яблочная масса принимает желтоватую окраску. Это пожелтение тем сильнее, чем выше температура и давление в шпарочном аппарате.
Шпарку яблок производят паром или водой. Преимущественно пользуются шпаркой паром низкого давления (около 1 — 2 ати). Давление внутри шпарочного аппарата не должно превышать 0,1—0,2 ати. При работе под более высоким давлением возможно глубокое расщепление пектина, а также некоторое пожелтение пюре под влиянием карамелизации сахара.
Продолжительность шпарки составляет 10—20 мин.
С точки зрения сохранения витамина С в яблочном пюре весьма важно, чтобы шпарка яблок проходила при возможно более умеренном температурном режиме. По данным ВКНИИ [10], повышение температуры в шпарочном пространстве на 1— 2° сверх 100° ведет к резкому увеличению потерь витамина С яблок. При шпарке яблок должны быть созданы условия, обеспечивающие быстрое прогревание яблок, чтобы общая продолжительность процесса не превышала 10 мин. Таким образом, для получения более полноценно™ пюре необходимо сочетать быстрое прогревание яблок с режимом шпарки, исключающим воздействие на яблоки температуры выше 100°.
Ускорение прогревания крупноплодных яблок при шпарке достигается высеканием сердцевины яблока по его продольной оси с помощью специальной машины.
На небольших предприятиях практикуется шпарка яблок в воде в обыкновенных паровых котлах. При этом способе работы пюре значительно разбавляется и, кроме того, вода, идущая для шпарки, извлекает из. яблочной массы значительное количество ценных экстрактивных веществ. Шпарочная вода должна быть использована для растворения консерванта, добавляемого к пюре, или для заливания вытерок при вторичной шпарке, перед их протиркой; в противном случае получаются значительные потери экстрактивных веществ яблока. При водяной шпарке неизбежно теряется витамин С, который легко переходит из яблок в воду.
Известным достоинством водяной шпарки является то, что она обеспечивает более умеренный гидролиз пектиновых веществ, чем паровая, так как в первом случае температура яблока не поднимается выше температуры кипения воды.
Для паровой шпарки яблок применяют на крупных предприятиях аппараты непрерывного действия различных типов: Основные требования, предусматриваемые в отношении этих аппаратов, сводятся к следующему: а) максимальное облегчение загрузки и выгрузки яблок на шпарку, б) недопущение смятия и слеживания яблок внутри шпарителя в процессе шпарки, в) равномерное прошпаривание всех яблок, г) минимальное соприкосновение яблок с корродирующими металлами,
д) снижение потерь путем правильного отвода шпарочной воды и конденсата и использования их, е) устранение выделения пара из шпарителя в производственное помещение.
Советскими инженерами разработан ряд конструкций непрерывно действующих шпарителей шнекового и шахтного типа.
На станции приготовления фруктово-ягодного пюре Житомирской кондитерской фабрики установлены два шпарителя шнекового типа.
Шнековый аппарат (рис. 4) состоит из шнека 1, заключенного в одном или двух расположенных один над другим корытообразных корпусах 2, 3. Последние изготовляют из нержавеющей стали (или из дерева) с герметически закрытой крышкой. Шнек из нержавеющей стали имеет полый вал 4, соединенный с паропроводом. По поверхности вала расположены отверстия для барботирования пара. Загрузка яблок в шнек производится через бункер 5.
В процессе шпарки яблоки продвигаются шнеками через верхний, а затем нижний корпус; прошпаренные яблоки разгружаются через люк 6.
При шпарке сульфитированных яблок в этом шпарителе необходимо предусмотреть вытяжные устройства для удаления сернистого ангидрида.
Шпарители этого типа отличаются своей компактностью при высокой производительности до 12 т яблок в смену.
Рис. 4. Шнековый шпаритель.
Большого внимания заслуживают шпарители шахтного типа. В них непрерывная шпарка осуществляется путем передвижения яблок (или иных крупных плодов) за счет силы тяжести прошпариваемого сырья и статического напора вышележащих слоев яблок на нижележащие.
Эти шпарители отличаются дешевизной (простая деревянная конструкция) и отсутствием движущихся рабочих частей внутри аппарата. Они хорошо оправдали себя на практике.
Шпаритель Лысянского (рис. 5) состоит из вертикальной приемной коробки 2, которая заканчивается наклонным коробом — шпарителем 1. Угол наклона дна шпарителя к горизонту 20°. По дну шпарителя проложены паровые барботеры. Сырье подается с помощью ковшового элеватора сверху в приемную часть аппарата, откуда оно поступает в шпаритель. У выхода из шпарителя упорная заслонка 3 ускоряет, замедляет или временно прекращает выход прошпаренного сырья. Этим достигался регулирование времени и степени шпарки. Привод заслонки тс юн г из зубчатой передачи с маховичком. По выходе из шпарителя прошпаренные яблоки направляются непосредственно и нагрузочную воронку протирочной машины.
Рис. 5. Шпаритель Лысянского.
Шпаритель Дмитриева (рис. 6) работает по тому же принципу, но отличается некоторыми деталями устройства. Он представляет собой деревянную вертикальную трубу, разделенную продольной перегородкой на две шахты. Яблоки элеватором непрерывно подаются в верхнее отверстие аппарата, а из нижнего выпускного отверстия непрерывно выходят шпареные яблоки.
В каждом отделении аппарата по вертикальной оси его расположена труба барботера, не доходящая примерно на 0,5 м до верхнего края аппарата. Пар в барботер подается снизу. Узкое сечение шахты (0,5 X 0,5 м) и центральное (осевое) расположение барботера создают условия для равномерного ошпаривания яблок. Отверстия на трубе барботера расположены в убывающем количестве по направлению снизу вверх, что обеспечивает максимальную подачу пара внизу шахты и минимальную — вверху.
Во избежание разжижения пюре конденсатом и получающимся при шпарке соком в нижней конусообразной части аппарата, в задней его стенке, находящейся против разгрузочного отверстия, сделаны продольные щели шириной около 10 мм, через которые смесь конденсата и сока стекает в воронку и оттуда через желоб собирается тем или иным способом.
Для обеспечения равномерного оседания яблок по сечению шахты и для направления смеси конденсата с соком на решетку для отекания их со стороны разгрузочного отверстия устроен выступ.
Разгрузочное отверстие выполнено в виде слегка выдающегося вперед патрубка, перекрываемого металлической задвижкой, связанной через гребенку и шестерню со штурвалом. Продолжительность шпарки регулируется при помощи этой задвижки.
В описанных аппаратах шпарка плодов осуществляется непосредственным воздействием пара. Этим обеспечивается лучшее использование тепла пара. Однако при конденсации пара в прошпариваемой массе последняя соответственно разжижается. Поэтому в шпарителях Дмитриева и др. предусматривается вывод образующейся жидкости из шпареных яблок с целью повышения содержания сухих веществ в пюре. Сцеживаемую из шпарителя смесь конденсата с яблочным соком собирают отдельно от пюре и используют различными способами. Так, например, его подвергают сгущению и добавляют в пюре. Очень полезно для уменьшения количества получаемого конденсата организовать предварительное прогревание яблок до 50—60° перед шпаркой глухим паром в специальных шнековых подогревателях или в ваннах с горячей водой.
На небольших предприятиях для паровой шпарки яблок применяют шпарители шкафные, ящичные, закрытые, обычные и типа запарника Генца, употребляемого для запарки картофеля в спиртовом и крахмало-паточном производствах. Эти шпарители отличаются друг от друга по способу загрузки яблок (непосредственная загрузка, загрузка в решетах на вагонетки), по способу выгрузки шпареных яблок, способу обогрева паром (змеевиками или барботерами) и т. д.
Режим шпарки яблок в конкретных условиях производства устанавливается в зависимости от типа применяемого шпарители, давления пара, сорта яблок, их размеров и степени зрелости.
В практической работе при шпарке нужно руководствоваться следующими положениями: все яблоки должны быть по возможное и одинаково прошпарены, после шпарки яблоки должны выходить цельными, так как этим предотвращается потеря сока яблока в особенности в тех случаях, когда шпаритель не находится в непосредственном соединении с протирочной машиной. При перегреве яблок, т. е. при перешпарке их, часть яблок разваривается. Если яблоки недошпарены, то в зоне, прилегающей к центральной части яблока, остаются участки, неподвергшиеся действию высокой температуры, содержащие нетронутые оксидазы. Вследствие этого возможно потемнение яблочной массы, обычно начинающееся с сердцевинного слоя.
Протирка шпареных яблок
Шпареные яблоки направляют на протирку, основная цель которой заключается в отделении несъедобной части (плодоножек, семян, семенной коробки и др.) от мякоти и в измельчении последней.
Яблоки протирают на машинах различных конструкций. Наиболее распространена протирочная машина горизонтального типа (рис. 7).
Рис. 7. Схема устройства протирочной машины для шпареных яблок.
Подготовленные шпаркой яблоки (или иные плоды) поступают через загрузочную (воронку 6 в цилиндрический корпус машины, укреплен — ный на валу 3 и состоящий из двухстворчатого сита 1.
На вал с входной стороны машины насажен шнек, продвигающий посту — пившие яблоки к дробящей лопасти 4, оттуда предварительно раздробленные яблоки, поступают через распределяющую решетку 5 в рабочее пространство машины, в котором вращаются два или четыре била, смонтированные с помощью особых держателей на том же валу. Вдоль наружной кромки бил 2 прикреплены резиновые накладки. Выступающие наружные края последних образуют с внутренней поверхностью ситчатого цилиндра небольшой зазор, величина которого может быть отрегулирована в пределах 2— 5 мм путем смещения держателей бил.
Число оборотов вала 500, в минуту.
Под действием центробежной силы, развиваемой вращением бил, шпареные плоды отбрасываются к периферии, прижимаются к сетке цилиндра и мякоть плодов продавливается наружу через отверстия в приемник машины.
Остающиеся внутри цилиндра части яблока (т. е. «вытерки»), задержанные ситом, выводятся из машины через лючок.
Продвижение вытерок к (выходу происходит благодаря тому, что плоды, поступающие в корпус машины, получают, помимо вращательного, также и поступательное движение в направлении от загрузочного бункера к отверстию для выброса вытерок. Это достигается смешением бил по отношению к образующей цилиндра машины на некоторый угол, т. н, угол сдвига или опережения. С увеличением этого угла поступательная скорость плодовой массы увеличивается, уменьшая при этом выход плодовой мякоти через сетку за счет увеличения количества вытерок. С уменьшением этого угла уменьшается количество вытерок за счет увеличения выхода плодовой мякоти. На практике величину угла выбирают в зависимости от вида и сорта плодов в пределах от 1,5 до 5° таким образом, чтобы вытерки содержали минимальное количество плодовой мякоти.
Скорость продвижения вытерок зависит также и от величины отверстий рабочего сита машины, которой регулируют прохождение протертой мякоти и степень измельчения последней.
Для протирки шпареных яблок применяют сетки с диаметром отверстий 1,5—2 мм. При вторичной протирке пюре непосредственно перед употреблением его в производстве мармеладо-пастильных изделий применяют сетки с меньшими отверстиями (от 0,5 до 3 мм).
Протирочные машины изготовляют различных размеров с производительностью от 1 до 10 т/час (по яблокам).
Все рабочие части, соприкасающиеся с пюре, должны быть изготовлены из неокисляющегося металла. Часто медные сетки, применяемые на протирке, являются источником загрязнения фруктово-ягодного пюре медью. Применение деталей из меди или железа отрицательно влияет на стойкость витамина С исходного сырья. Наиболее подходящим для данной цели материалом является нержавеющая сталь.
При работе на протирочных машинах необходимо уделять внимание равномерному и по возможности непрерывному поступлению шпареных яблок, так как в противном случае возможна перегрузка сетки машины. Особого внимания требует предохранение от попадания посторонних предметов в протирку из-за опасности порчи пюре и разрыва сетки.
Весьма важен контроль за выходом пюре, который зависит от качества вытерок (вытерки должны быть по возможности полнее освобождены от мякоти). Нельзя допускать дробления семян, так как это может привести к переходу амигдалина из семян и пюре п появлению в последнем горького привкуса.
Первичные вытерки содержат около 24—32% сухих веществ, в том числе 3—6% сахара, 1,0—1,5% пектина по пектату кальция, 10—12,5% сырой клетчатки.
Вытерки обычно подвергают вторичной протирке для извлечения из них дополнительного количества студнеобразующего пюре. Для этой цели их следует собирать тут же из-под протирочной машины в сборники, оборудованные змеевиками для подогревания. Вытерки заливают двух- трехкратным количеством воды по весу вытерок, и вся масса вторично прошпаривается в течение 30 мин., затем вновь направляется на протирочную машину. Полученное пюре используется для низших сортов мармелада, отходы — вторичные вытерки — на производство пектина. При слишком малом содержании в них пектина или при невозможности переработать их на месте на пектин они тут же утилизируются в корм.
Для транспортирования пюре с протирки на следующие стадии производства применяют насосы преимущественно коловратного типа.
Иногда оказывается выгодным (в зависимости от расположения оборудования) пользование шнековыми устройствами для перемещения пюре. Шнеки могут также служить для транспортировки шпареных яблок на протирку и вытерок с протирки.
Консервирование яблочного пюре
Яблочное пюре, как и другие виды фруктово-ягодного пюре, является субстратом преимущественно углеводного характера, благоприятным для развития дрожжей, плесеней и некоторых кислотообразующих бактерий. Попадая в пюре, дрожжи вызывают в нем спиртовое брожение. Так как первоначальная микрофлора яблок погибает в процессе шпарки их, то загрязнение пюре указанными микроорганизмами возможно только в результате так называемой «вторичной» инфекции на дальнейших стадиях производства, следующих за шпаркой. Естественными защитными факторами от микробиологической порчи пюре служит его кислотность, сравнительно высокая концентрация водородных ионов (pH) и густая, вязкая консистенция. Чем выше кислотность и вязкость пюре, тем лучше оно противостоит развитию в нем дрожжей. Однако для предохранения от порчи пюре, предназначенного для длительного хранения, возникает необходимость искусственного консервирования его, для чего могут быть применены следующие способы.
Стерилизация теплом
Фруктово-ягодное пюре стерилизуют в банках (емкостью около 10—15 л) из белой жести или стекла аналогично другим фруктово-ягодным консервам. При правильной стерилизации достигается полное обеспложивание и наилучшая сохранность яблочного пюре. Недостатками этого способа консервирования являются его трудоемкость и дороговизна, которые делают его нерентабельным для массовой заготовки.
Сушка. Снижение содержания воды в пюре до 15—20% путем сушки дает также необходимую гарантию от порчи его при хранении. (Метод сушки пюре будет описан отдельно).
П о д в а р к а с сахаром. При подварке яблочного пюре с сахаром в соотношении, обеспечивающем концентрацию сахара в продукте не ниже 60—65%, развитие микроорганизмов сильно задерживается. Заготовка яблочного пюре, а также и иных видов фруктово-ягодного пюре в виде подварок практикуется широко в кондитерской промышленности. Однако при этом способе заготовки теряются в некоторой степени ароматические и студнеобразующие свойства пюре. Поэтому яблочное пюре, заготовленное путем уваривания с сахаром, малопригодно для производства мармеладо-пастильных изделий, оно используется в таком виде главным образом для начинок.
Замораживание
Пюре, подлежащее замораживанию, сразу после шпарки смешивают с сахаром в количестве около 25% к весу всей смеси. Залитое в бочки (или в жестяные банки, а также в банки из специального спрессованного картона) пюре подвергают быстрому замораживанию в незакупоренных бочках в морозильных камерах при циркуляции воздуха. После замерзания пюре бочки или банки закупоривают. В данном случае важное значение имеет скорость замерзания пюре, которая зависит от температуры, движения воздуха, размеров и материала тары для пюре. Замораживание яблочного пюре не влияет на его студне- образующие и вкусовые свойства при условии, что пюре не подвергается длительному теплому хранению после оттаивания.