Стабильное производство продуктов прикорма промышленного производства на фруктовой основе для детского питания независимо от сезонности может быть обеспечено только при наличии сырья высокого качества с учетом особенностей обмена веществ и пищеварения детей раннего возраста. Для производства яблочного пюре для детского питания пригодны сорта, плоды которых созревают одновременно. Они должны быть однородными по форме и размеру. Предпочтительны плоды среднего размера, массой не менее 80 г. Более мелкие дают большие отходы при протирании. Яблоки убирают и перерабатывают по достижении зрелости, близкой к потребительской, когда они имеют наиболее интенсивный аромат и хороший гармоничный вкус. [34]

Требования к качеству яблок для промышленной переработки представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Требования к качеству яблок согласно ГОСТ 27572-87 «Яблоки свежие для промышленной переработки. Технические условия»

Наименование показателя

Норма для товарного сорта первого

Внешний вид

Плоды здоровые, свежие, целые чистые, вполне развившиеся, без повреждений с/х вредителями, без механических повреждений, типичной для данного помологического сорта формы и окраски, с плодоножкой или без неё

Запах и вкус

Свойственные данному помологическому сорту, без постороннего запаха и привкуса

Степень зрелости

Техническая, потребительская. Плоды однородные по степени зрелости

Размер плодов по наибольшему поперечному диаметру, см, не менее

6,0

Для производства пюреобразных консервов предпочтительны сорта яблок с крупными или средними по массе плодами и светлой мякотью.

Содержание сухих растворимых веществ в яблоках хорошего качества должно быть не менее 12%, сахаров – не менее 8, кислот – 0,5-1%; отношение количества сахаров к количеству кислот 10-20; общее количество пектиновых веществ не менее 0,8 % (таблица 4).

Таблица 4 – Массовая доля веществ (%) в яблоках рекомендуемых сортов

Сорт

Сухие вещества, %

Сахара, %

Титруемые кислоты (по яблочной кислоте)

Антоновка

14,4

8,9

1,0

Кальвиль снежный

15,2

10,7

0,5

Папировка (белый налив)

12,1

7,9

0,8

Джонатан

16,7

11,6

0,6

Пармен зимний золотой

15,7

11,7

0,5

Пепин лондонский

15,0

9,5

0,6

Ренет Симиренко

15,3

11,0

0,6

Ренет шампанский

13,5

8,8

0,7

Консервы на фруктовой основе для питания детей раннего возраста занимают важное место в питании детей. Они по питательной ценности должны быть равноценны свежим фруктам, а по усвояемости даже превосходить их. [12]

Базовая технологическая схема производства пюреобразных консервов на фруктовой основе для питания детей раннего возраста представлена на рисунке 3.

Подготовка плодов

(мойка, сортировка, калибровка)

Очистка от кожицы, удаление плодоножек

Протирание

Разваривание

Дозирование, смешивание компонентов

Гомогенизация

(тонкое измельчение мякоти до размера частиц 10-30 мкм)

Стерилизация (тепловая обработка)

(после деаэрации массу подогревают до температуры фасования 800С±30С)

Фасование

(пюре для питания детей раннего возраста фасуют только в предварительно подготовленную герметично укупоренную стеклянную тару)

Подготовка тары и крышек

Стерилизация укупоренных банок с продуктом и их охлаждение

Укупоривание

(наполненные стеклянные банки герметично укупоривают металлическими лакированными крышками на автоматических паровакуумных машинах)

Деаэрация

(протертую или гомогенизированную массу подвергают деаэрации для удаления воздуха из продукта)

Рис. 3 – Базовая технологическая схема производства консервов на фруктовой основе для питания детей раннего возраста

Консервы вырабатывают на сборных линиях, состоящих из машин различных типов или комплексов оборудования для подготовки отдельных видов сырья, по технологической схеме, разработанной для производства пюреобразных консервов для детского питания.

Поступающее сырье вначале сортируют, удаляя незрелые, загнившие, мятые, пораженные вредителями и болезнями плоды, а также посторонние примеси. Как правило, сортировку проводят вручную. Затем моют в двух последовательно установленных машинах. Далее плоды измельчают на дробилках на кусочки размером 3-5 мм. Дробление яблок обычно производят в атмосфере пара для сохранения витаминов и других биологически активных веществ. [7]

Подготовленное и измельченное сырье подают на разваривание в бланширователь. Разваренные плоды сразу же направляют на протирание.

Гомогенизация имеет важное значение для сохранения однородной консистенции пюреобразных продуктов. При недостаточном измельчении частицы мякоти выпадают в осадок, происходит расслаивание продукта, что портит внешний вид и нарушает гомогенность. При производстве пюреобразных консервов продукт измельчают на частицы размером 100 мкм и менее. [37]

Общими целями тепловой обработки являются: размягчение ткани сырья, инактивирование ферментов, удаление воздуха, увеличение клеточной проницаемости, изменение объема и массы сырья, придание продукту специфических вкусовых свойств и повышение его усвояемости.

Промышленно стерильными считаются консервы в герметичной таре, выработанные по технологии, обеспечивающей отсутствие в продукте микробиальных токсинов и микроорганизмов, способных вызывать порчу продукта при обычных условиях хранения, или образовывать опасные для здоровья человека продукты своей жизнедеятельности. [9]

Современный способ производства пюреобразного яблочного концентрата включает мойку и инспекцию плодов, удаление из яблок 40% сока, разваривание плодов в течение 6...15 мин при температуре 90...96°С, двухступенчатое протирание: вначале через отверстия диаметром 1,0...1,5 мм, а затем через сита с диаметром отверстий 0,5...0,8 мм экструдера. Полученную после удаления сока мякоть подсушивают до влажности 45% путем сброса давления и испарения образующихся паров. В подсушенное яблочное пюре вводят 70%-ный сахарный сироп в количестве 30% к массе яблочного пюре и 0,1% бензоата натрия к массе яблочного пюре, перемешивают и нагревают образовавшуюся смесь до 85...90°С при давлении 8500 Па до получения пюреобразного концентрата с влажностью 40%. Затем полученное пюре стерилизуют путем его нагревания до 95...97°С и укупоривают в тару. [22]

Яблочное пюре представляет собой протертую массу плодов, освобожденную от косточек, плодоножек, веточек и других несъедобных частей плодов. Пюре получают из яблок одного вида и используют для производства разнообразных продуктов, имеющих густую или желеобразную консистенцию.

Яблоки для производства пюре должны быть свежими, здоровыми, желательно светлой окраски, с высоким содержанием пектина, органических кислот и сухих растворимых веществ, что необходимо для обеспечения желирующей консистенции и надлежащего выхода готовых продуктов, получаемых из пюре. Зрелость яблок должна быть технической или близкой к потребительской; недозрелые и перезревшие плоды дают плохо желирующее пюре с пониженным вкусом и ароматом. [29]

Форма яблок и их внешний вид значения не имеют. По размеру желательно применять более крупные плоды, в которых косточка и семенная камера занимают меньший удельный вес по отношению к массе плода, чем в мелких плодах, и, следовательно, отходы при измельчении будут ниже. Для производства яблочного пюре используют также свежие, без каких-либо признаков порчи (плесневение, забраживание) отходы (кожицу, сердцевину), образовавшиеся при подготовке плодов для компотов и варенья, дефектные по форме яблоки и т.п. Эти отходы добавляют к яблокам и обрабатывают вместе с ними. При комплексной переработке яблок на сок и пюре получают пюре из выжимок после отделения примерно 40% сока. Это пюре характеризуется высоким содержанием пектина, но имеет более густую консистенцию.

Способ производства пюреобразного яблочного концентрата осуществляют следующим образом. Яблоки подвергаются мойке в моечной машине. Для более интенсивной мойки загрязненных яблок создается бурление посредством подводимого в перфорированные трубы сжатого воздуха. Затем мытые яблоки инспектируют и сортируют вручную на сортировочно-инспекционном транспортере. Доброкачественные яблоки после ополаскивания подвергаются обработке в экструдере. [18]

В экструдере яблоки подвергаются уплотнению и постепенному сжатию. В нем происходит постепенное увеличение давления и уплотнение пюреобразной массы продукта вследствие уменьшения размеров винтового канала шнека экструдера. При вращении шнека плоды измельчаются, образующийся сок уходит через нижнюю перфорированную часть экструдера в сборник сока. Полученная отжатая мякоть попадает в предматричную зону и продавливается через матрицу экструдера. После выхода сжатой пюреобразной массы из экструдера в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается со скоростью, примерно равной скорости взрыва, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема экструдата (вспучиванию). Выходящая из экструдера пюреобразная масса направляется в вакуум-камеру. При этом происходит подсушивание полученной мякоти до влажности 45% за счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры.

При этом в пюреобразную массу вводятся 70%-ный сахарный сироп в количестве 30% к массе яблочного пюре и 0,1% бензоата натрия к массе яблочного пюре, которые не только повышают пищевую ценность измельченных частиц плодов, но и способствуют существенным изменениям их структуры.

Бензоат натрия (С6H5COONa) оказывает значительное бактерицидное действие, особенно на дрожжи и продукты с небольшим содержанием азотистых веществ и с кислой реакцией, оптимально при рН - 2,5...3,5. Доза, достаточная для консервирования яблочного пюре и других фруктово-ягодных заготовок, составляет около 0,1% к массе пюре. Если бензоат натрия содержится в продуктах в небольших дозах, то он не оказывает вредного действия на организм человека.

За счет нагрева пюреобразной массы до 85...90°С и поддержания величины разряжения 8500 Па происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров. Если пюреобразная масса продукта имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию до получения пюреобразного концентрата с влажностью 40%. Нагревание инактивирует ферменты, способствующие окислению дубильных веществ кислородом воздуха и образованию темноокрашенных продуктов окисления - флобафенов. Таким образом, получают пюреобразный яблочный концентрат заданного состава с влажностью 40%, который направляют на фасовку и хранение. [35]

Исходное сырье (семечковые плоды яблок) моют в моечной машине. Для более интенсивной мойки загрязненных яблок в моечной ванне машины создается бурление посредством подводимого в перфорированные трубы сжатого воздуха. Вымытые яблоки из моечной ванны перемещаются наклонным конвейером, в верхней части которого (перед выгрузкой) они ополаскиваются водой из душевого устройства. При обработке сильно загрязненных яблок можно увеличить время их пребывания в зоне отмывки путем периодических остановок транспортера.

Затем мытые яблоки подвергаются инспекции и сортированию, которые проводят вручную на сортировочно-инспекционном транспортере. Яблоки по нему движутся в один слой, т.к. при многослойной загрузке верхние плоды закрывают нижние и их трудно осмотреть. Одновременно с сортированием проводится инспекция сырья, при которой удаляют дефектные экземпляры (загнившие, поврежденные, битые, заплесневелые, сильно загрязненные), посторонние примеси и предметы, а также вырезают поврежденные участки. Доброкачественные яблоки после ополаскивания подвергаются обработке в экструдере.

В экструдере плоды подвергаются уплотнению и постепенному сжатию. За счет того, что витки шнека экструдера имеют переменный шаг и возрастающую толщину, межвитковое пространство постепенно уменьшается. В нем происходит постепенное увеличение давления и уплотнение пюреобразной массы продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала. Здесь измельченные частицы плодов сжимаются и начинается образование пюреобразной массы за счет возрастания давления. Нижняя часть экструдера выполнена перфорированной и соединена со сборником сока. Для дополнительного измельчения в середине шнека экструдера может быть установлена дополнительная решетка с отверстиями. На выходе из экструдера установлена матрица с отверстиями заданного размера. При вращении шнека плоды измельчаются, образующийся сок уходит через нижнюю перфорированную часть экструдера в сборник сока. При этом происходит протирание частиц яблок и завершается формирование пюреобразной массы. Затем полученная отжатая мякоть попадает в предматричную зону и продавливается через матрицу экструдера. После выхода сжатой пюреобразной массы из экструдера в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается со скоростью, примерно равной скорости взрыва, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема экструдата (вспучиванию). При этом в результате «взрыва» продукта (или «декомпрессионного шока») происходят глубокие преобразования его структуры: разрыв клеточных стенок, деструкция, гидролиз. Выходящая из экструдера пюреобразная масса направляется в вакуум-камеру. При этом происходит подсушивание полученной мякоти до влажности 45% за счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры. [21]

Подсушивание полученной мякоти до большей влажности, например, 55%, приводит к дополнительным энергозатратам при дальнейшем нагревании и выпаривании под разряжением, что существенно удорожает себестоимость готового продукта.

Подсушивание полученной мякоти до меньшей влажности, например, 35%, приводит к необходимости дополнительного последующего увлажнения, так как в противном случае не будет получен пюреобразный яблочный концентрат с конечной влажностью 40%.

Затем в пюреобразную массу вводят 70%-ный сахарный сироп в количестве 30% к массе яблочного пюре и 0,1% бензоата натрия к массе яблочного пюре, которые не только повышают пищевую ценность измельченных частиц плодов, но и способствуют существенным изменениям их структуры.

В качестве консерванта, т.е. вещества, предотвращающего порчу пюреобразного яблочного концентрата, вызываемую микроорганизмами, предлагается использовать натриевую соль бензойной кислоты (бензойно-кислый натрий или бензоат натрия - C6H5COONa). Бензойно-кислый натрий получают, смешивая бензойную кислоту с раствором бикарбоната натрия примерно в соотношении 122:84 (или около 10:7) в соответствии с уравнением

С6Н5СООН+NaHCO3=C6H5COONa+Н2О+CO2

В пищевой промышленности консерванты применяют для фруктово-ягодных заготовок (свежих фруктов и ягод, пульпы, пюре и др.). Бензоат натрия (С6Н5COONa) разрешен органами здравоохранения РФ в качестве консерванта. Его используют при консервировании фруктово-ягодных заготовок. Бензоат натрия (C6H5COONa) оказывает значительное бактерицидное действие, особенно на дрожжи и продукты с небольшим содержанием азотистых веществ и с кислой реакцией, оптимально при рН -2,5...3,5. Доза бензоата натрия, достаточная для консервирования яблочного пюре и других фруктово-ягодных заготовок, составляет около 0,1%.

Если бензоат натрия содержится в пюреобразном яблочном концентрате в небольших дозах, например, менее 0,1%, то он не оказывает вредного действия на организм человека, так как не задерживается в нем. Он вступает в реакцию с одной из распространенных аминокислот - гликоколем - и превращается в гиппуровую кислоту, которая образуется в почках и выводится из организма с мочой.

Если бензоат натрия содержится в пюреобразном яблочном концентрате в больших дозах, например, 0,15%, то он оказывает существенное негативное влияние на органолептические показатели качества (вкус, запах, цвет, консистенцию). Более того, органами здравоохранения РФ не допускается содержание бензойной кислоты и ее производных более 0,07% в готовых пищевых продуктах (мармеладе, пастиле и других кондитерских изделиях - при условии, что яблочное пюре входит в рецептуру наряду с другими компонентами - сахаром, патокой и др.).

Натриевая соль бензойной кислоты отличается хорошей растворимостью в воде - 63 части в 100 частях воды. Поэтому при консервировании фруктового пюре, особенно с высокой кислотностью, предпочитают употреблять бензоат натрия. Свободные кислоты, содержащиеся в кислом пюре, вытесняют из бензоата натрия в свободном виде бензойную кислоту, более слабую, чем кислота плодов.

За счет нагрева пюреобразной массы до 88°С и поддержания величины разряжения 8500 Па происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров. Если пюреобразная масса продукта имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию до получения пюреобразного концентрата с конечной влажностью 40%. Основное назначение нагревания - не только доведение пюреобразного концентрата до конечной влажности 40% путем испарения избыточной влаги под разряжением 8500 Па при температуре 88°С, но и инактивация окислительных ферментов. Под влиянием нагревания и органических кислот, присутствующих в яблоках, происходит гидролиз протопектина, находящегося в срединных пластинках и клеточных стенках. Прочная связь между клетками нарушается, часть их стенок разрушается и ткань размягчается.

Продолжительность и температура тепловой обработки должны подбираться в зависимости от вида плодов и степени их зрелости. Если продолжительность нагревания будет чрезмерна, то в пюре происходит глубокий распад пектиновых веществ, оно получается жидким и утрачивает или сохраняет в недостаточной степени желирующие свойства.

Нагревание инактивирует также ферменты, способствующие окислению дубильных веществ кислородом воздуха и образованию темноокрашенных продуктов окисления - флобафенов. Наличие в плодах активных окислительных ферментов создавало бы опасность потемнения пюре благодаря нарушению при этом целости клеточной ткани и широкому развитию поверхности плодовой мякоти.

Использование большего давления, например, 10500 Па, приводит к повышению температуры пюреобразного концентрата и, как следствие, ухудшению его качества.

Использование меньшего давления, например, 5500 Па, приводит к необходимости установки более мощного вакуум-насоса и повышению энергозатрат на производство пюреобразного концентрата, что ведет к повышению его себестоимости.

Ведение процесса нагревания при температуре пюреобразного яблочного концентрата менее 85°С, например, 80°С, приводит к увеличению продолжительности нагревания, что, в свою очередь, может вызвать глубокий распад пектиновых веществ в пюре, оно получится жидким и утратит свои желирующие свойства. [33]

Ведение процесса нагревания при температуре пюреобразного яблочного концентрата более 90°С, например, 95°С, приводит к ускоренному разложению термолабильных веществ в пюре и ухудшению его качества.

Получение пюреобразного яблочного концентрата с конечной влажностью 40% обусловлено следующими соображениями.

Если конечная влажность пюреобразного яблочного концентрата будет менее 40%, например, 35%, то его консистенция будет недостаточно нежной и мягкой. Пюреобразный яблочный концентрат будет иметь высокую вязкость, что может создать дополнительные трудности (необходимость его нагревания для снижения вязкости и повышения текучести) при использовании в кондитерской и хлебопекарной промышленности в качестве фруктово-ягодной начинки.

Если конечная влажность пюреобразного яблочного концентрата будет более 40%, например, 45%, то яблочный концентрат будет иметь высокую текучесть, что также создает дополнительные трудности при использовании его в кондитерской и хлебопекарной промышленности в качестве фруктово-ягодной начинки.

Таким образом, получают пюреобразный яблочный концентрат заданного состава, который направляют на фасовку и хранение. Горячий пюреобразный яблочный концентрат фасуют в подготовленные стеклянные банки, герметично укупоривают прокипяченными крышками и выдерживают уложенными на бок 10...15 мин, затем охлаждают. Охлаждение до 40°С проводят путем обдува банок снаружи холодным воздухом или орошения водой с постепенно понижающейся температурой. Продолжительность охлаждения не более 60 мин. При медленном охлаждении в пюре под действием высокой температуры происходят процессы карамелизации сахаров, разрушаются витамины и красящие вещества, что отрицательно сказывается на качестве пюре. [14]

В готовом пюреобразном яблочном концентрате нормируется содержание сухих веществ в пределах 7...13% в зависимости от вида и сорта используемых яблок, содержание спирта - до 0,4%, минеральных примесей (песка) - не более 0,01%, содержание солей тяжелых металлов допускается не более (в мг/кг): меди - 5, олова - 100, свинца - 0,4.

Таким образом, использование предложенного способа производства пюреобразного яблочного концентрата позволяет:

- получать пюреобразный яблочный концентрат заданного состава с введением необходимых дополнительных компонентов (сахарного сиропа, консерванта - бензоата натрия) для их дальнейшего использования при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий;

- снизить энерго- и трудозатраты на производство пюреобразного яблочного концентрата вследствие совмещения технологических операций измельчения, протирания, уваривания, введения и перемешивания дополнительных компонентов путем использования процесса экструзии;

- снизить материальные затраты вследствие устранения вспомогательных и перегрузочных операций;

- повысить качество пюреобразного яблочного концентрата за счет исключения многоэтапной и продолжительной обработки продукта на каждой стадии технологического процесса. [36]

Способ производства пюреобразного яблочного концентрата, предусматривающий мойку и инспекцию плодов, удаление 40% сока, разваривание плодов в течение 6...15 мин при температуре 90...96°С, двухступенчатое протирание: вначале через отверстия диаметром 1,0...1,5 мм, а затем через сита с диаметром отверстий 0,5...0,8 мм путем экструдирования, стерилизацию полученного пюре путем его нагревания до 95...97°С, укупорку в тару и хранение, при этом полученную после удаления сока мякоть подсушивают до влажности 45% путем сброса давления и испарения образующихся паров, в подсушенное яблочное пюре вводят 70%-ный сахарный сироп в количестве 30% к массе яблочного пюре и 0,1% бензоата натрия к массе яблочного пюре, перемешивают и нагревают образовавшуюся смесь до 85...90°С при давлении 8500 Па до получения пюреобразного концентрата с влажностью 40%.