Вакуумные пасты – источник биологически активных веществ

 А.А. Емельянов, А.Г. Золотарев, В.В. Долженокв, К.А. Емельянов
Технологический институт Орловского государственного технического университета

Широко известны пасты из бахчевых культур и винограда. Виноградный мед (бекмес) получают в результате уваривания сока на паровой бане до загустения [1]. Уваривая сок мякоти спелого арбуза, получают арбузный мед (нардек), содержащий 20 % сахарозы и 40 % расщепленного сахара [2]. Фруктовые меды богаты углеводами, однако практически не содержат биологически активных веществ. Уваривание натуральных соков при температурах, превышающих 50 ○С, разрушает биологически активные вещества фруктовых медов.

Для сохранения органических кислот, витаминов, клетчатки и др., содержащихся в натуральных фруктовых и ягодных соках, необходимо уваривать их при пониженных температурах. Обезвоживание натуральных соков при температурах, не превышающих 50 ○С, позволит максимально сохранять биологически активные вещества получаемых в результате фруктовых и ягодных паст. Для обеспечения температур ниже 50 ○С выпаривание следует осуществлять при пониженном давлении.

В [3] разработана установка для выпаривания влаги из жидких пищевых продуктов в вакууме. Применение форвакуумного насоса обеспечивает разрежение в системе ~ 10 Па, что существенно снижает температуру кипения выпариваемой жидкости и обеспечивает высокую производительность удаления свободной влаги. Выполнены исследования температурных режимов выпаривания свободной влаги [4]. Показано, что при удельной мощности нагрева 0,22 кВт/кг выпаривание происходит при температурах  ○С с производительностью 1,4 кг/(кВт∙час). Результаты по выпариванию свободной влаги дают основания для получения фруктовых и ягодных паст при пониженных температурах в вакууме.

С целью получения биологически активных вакуумных паст из натуральных соков выполнены исследования по увариванию фруктовых и ягодных соков при температурах, не превышающих 50 ○С.

Эксперименты выполнены на сырье, произрастающем в Орловской области:    рябина обыкновенная, рябина черноплодная, боярышник, виноград сорта “Изабелла”, − а так же на волгоградских арбузах. После предварительной обработки, включавшей очистку от посторонних примесей, мойку и сушку, сырье подвергалось механической обработке. Из мякоти арбуза и остальных ягод методом сепарирования получены натуральные соки. Соки загружались в камеру испарителя и после создания в системе разрежения  Па осуществлялся их нагрев. Нагрев натуральных соков сопровождался образованием пены, препятствовавшей выпариванию. Пену подавляли, регулируя давление в испарителе путем отсоединения и подсоединения форвакуумного насоса.

После прогрева и подавления пены уваривание соков выходило в стационарный режим. Стационарный режим соответствовал удалению свободной влаги. На этапе удаления свободной влаги температура кипения определялась остаточным давлением в испарителе и составляла  (30 − 32) ○С. Процесс уваривания характеризовался постоянной скоростью поступления влаги в приемник конденсата. При удалении связанной влаги, характеризовавшейся падающей скоростью поступления конденсата в приемник, температуру рабочей жидкости в рубашке испарителя поддерживали равной 50 ○С путем регулирования подведенной мощности. Точность регулирования составляла  %.

В ходе эксперимента измерялась масса влаги Gвл, содержавшейся в соке, и определялась влажность   по отношению к массе Gc абсолютно сухого вещества. Содержание сухих веществ в исходном продукте рассчитано из [5], при этом начальная влажность используемых соков лежала в диапазоне от четырех у рябины до двенадцати у арбуза.

Кривые сушки и скорости сушки сока мякоти спелого арбуза приведены на рис. 1.

Из кривой   следует, что через время запаздывания  мин, необходимое для испарения, конденсации и движения пара и конденсата, начинается удаление свободной влаги. Установившийся режим выпаривания характеризовался температурой  ○С и скоростью    час-1. Из кривой   следует, что после достижения первой критической влажности   началось удаление связанной влаги, характеризовавшейся падающей скоростью сушки. Стадия равномерно падающей скорости сушки соответствует уменьшению влажности до второй критической величины, составившей  . На этапе падающей скорости осуществлялся контроль температуры ( ) увариваемого сока.

В результате низкотемпературного выпаривания получены ягодные и виноградная пасты. Вакуумные пасты исследованы с помощью стандартных методик на содержание биологически активных веществ. Свойства вакуумных паст и кратность содержания по отношению к натуральному соку приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что, в отличие от паст, получаемых увариванием при атмосферном давлении, вакуумные пасты богаты биологически активными веществами. Кратность превышения содержания сухих веществ в вакуумных пастах относительно натуральных соков лежит в диапазоне от четырех у бекмеса до двенадцати у нардека. Содержание органических кислот выросло от четырех до сорока крат, аскорбиновой кислоты – от 1,5 до 4,4. Наблюдалось снижение содержания аскорбиновой кислоты у боярышника и пищевых волокон для всех паст кроме нардека.

Низкая влажность вакуумных паст дает основания для их длительного хранения в обычных условиях при комнатной температуре. Учитывая, что из приведенных параметров наибольшей термолабильностью обладает аскорбиновая кислота, в процессе хранения паст контролировалось ее содержание. Контроль осуществляли через каждые три месяца. В течение полугодового хранения содержание аскорбиновой кислоты в вакуумных пастах оставалось неизменным. После девяти месяцев хранения при комнатной температуре содержание аскорбиновой кислоты уменьшилось по сравнению с исходной величиной:

    Таким образом, методом низкотемпературного ( ) выпаривания натуральных соков в вакууме получены фруктовые и ягодные пасты. Выполнены лабораторные исследования состава паст. Показано, что вакуумные пасты являются источником биологически активных веществ. В обычных условиях при комнатной температуре пасты сохраняют в полном объеме биологически активные вещества в течение полугодового хранения. В результате девятимесячного хранения при комнатной температуре содержание аскорбиновой кислоты уменьшилось от 2,3 % у пасты из рябины обыкновенной до 5,2 % у пасты из рябины черноплодной. Высокое содержание органических кислот, витамина С, пищевых волокон, а так же возможность длительного хранения в обычных условиях дают громадные преимущества вакуумным пастам, как источнику биологически активных веществ. Вакуумные пасты являются продуктом готовым к непосредственному употреблению и могут найти широкое применение в детском, диетическом и специальном питании, а так же при производстве кондитерских и молочных продуктов.

Список литературы
[1]    Кулинарный клуб. Виноградный мед //htpp//cookingclub.ru/recipes/madeof/127/13/1175.
[2]    Каталог кулинарных рецептов. Арбузный мед //htpp://po-var.ru/wp/258.htm.
[3]    Патент RU N 2276314. Устройство для удаления влаги в вакууме / А.А. Емельянов, К.А. Емельянов, Я.А. Морозов. Опубл. 10.05.2006, бюл. N 13.
[4]    Емельянов А.А., Гаранжа И.В., Золотарев А.Г. Температурный режим выпаривания влаги в вакууме. // Материалы XIII НТК «Вакуумная наука и техника». Сочи, 2006,       С. 304–305.
[5]    Химический состав пищевых продуктов. Виноград. http://www.sunduk.ru/receipts/prods/p10337.htm.

Статья опубликована в журнале "Хранение и переработка сельхозсырья", 2010, N3, С. 24-25