Сушка для сохранения фруктов
Сушка, пожалуй, самый старый и самый распространенный способ консервирования фруктов. С доисторических времен фрукты, овощи, рыба и мясо сохранялись путем сушки. В тропических и других теплых регионах эти продукты сушили на подносах на солнце. В более прохладных и влажных регионах использовались огонь и дым. Каждый метод в более широком масштабе используется и сегодня. Современные методы лиофилизации (сушки из замороженного состояния), а также холодная и вакуумная импульсная сушка дают более качественные продукты, чем традиционные методы.
Как избежать порчи фруктов?
К сожалению, за последние годы было проведено мало исследований по изучению микробиологии сушеных консервированных фруктов. Хотя желательны стандартизированные методы микробиологического исследования этих продуктов, ввиду их более широкого использования в пищевой промышленности, этой области уделяется меньше внимания, чем другим сегментам пищевой промышленности.
Наличие воды обязательно для того, чтобы фрукты или любые другие продукты питания подверглись микробной порче. Все организмы нуждаются в воде для осуществления своих жизненных процессов. Если микроорганизм не может получить необходимую ему воду, он либо погибает, либо прекращается его дальнейший рост. Таким образом, потенциальная порча сухофруктов зависит от того, насколько вода доступна микроорганизмам, вызывающим порчу. Степень доступности воды выражается термином «активность воды», то есть давление паров раствора (плода или фруктового продукта), деленное на давление паров растворителя (воды).
Удаление воды из фруктов снижает доступность воды для микроорганизмов. Во влажном твердом веществе давление водяного пара ниже, чем давление пара свободной воды при той же температуре, потому что в твердом веществе вода реагирует с полярными группами, такими как -СО-, -NH и -ОН. Кроме того, давление пара внутри капилляров (между клетками растения) ниже, чем давление пара над плоской поверхностью воды. Поскольку сухие растворимые вещества, присутствующие в плодах, растворяются в воде, давление пара снижается.
При любой заданной температуре уменьшение активности воды для плесеней вызывает снижение скорости прорастания спор. Это снижение скорости прорастания проявляется двояко. Во-первых, увеличивается латентный период или время, необходимое для первого появления зародышевых трубок. Во-вторых, происходит снижение скорости удлинения зародышевой трубки.
Ингибирование брожения дрожжами увеличивается почти в линейной зависимости по мере уменьшения активности воды. Дрожжам нужно больше воды, чем плесени, но меньше, чем бактериям. При снижении активности воды ниже оптимального для организма уровня происходит увеличение лагового или латентного периода, уменьшение скорости роста и, следовательно, уменьшение количества синтезируемых клеточных веществ.
Рост подавляющего большинства бактерий, дрожжей и плесени невозможен при активности воды ниже 0,85, 0,80 и 0,60 соответственно. Однако каждый организм имеет свой характерный оптимум, при котором будет происходить рост.
Таким образом, контроль активности воды является очень важным средством стабилизации плодов против порчи микробов. Способность микроорганизма размножаться в том или ином плоде при определенных условиях обычно зависит от факторов, связанных с плодом. В зависимости от продолжительности операции сушки сокращение микробной популяции может быть значительным. Существуют определенные «осмофильные» (требующие растворения) дрожжи и определенные «ксерофильные» (требующие небольшого количества воды) плесени и грибы. Очевидно, эти микроорганизмы способны жить и размножаться при низких значениях активности воды. Это микроорганизмы, ответственные за порчу сухофруктов.
Концентрация растворимых твердых веществ, возможно, является наиболее важным фактором, влияющим на устойчивость к микробной порче после сушки и обработки чернослива. Кожица сушеного чернослива может быть барьером против диффузии молекул воды в мякоть чернослива, а диффузия в самом черносливе может быть даже очень медленной. В сухофруктах на хранении, эти два фактора очень важны для предотвращения повышения значения активности воды, которое могло бы позволить размножаться микроорганизму. Наиболее важными группами осмофильных дрожжей и ксерофильных плесеней, поражающих чернослив, являются Av-pergillus glaucus, Saccharomyces rouxii, Xeromyces bisporus,и Хризоспориумвиды (Питт и Кристиан, 1968; Танака и Миллер, 1963a,b). Финики и инжир поражаются главным образом видами дрожжей, принадлежащих к родам Zygosaccharomyces и Hansertiaspora (Phaff, 1946).
Концентрированные соки, сухофрукты, специальные продукты, такие как «солодовый экстракт», мед, сахарные консервы и кондитерские изделия из сахара, обладают двумя общими характеристиками: высоким содержанием сахара в сочетании с низким содержанием воды, что дает значения активности воды порядка 0,75 или меньше. Общая природа и количество присутствующих углеводов определяют рост дрожжей в таких условиях. Такая степень физиологической сухости совершенно препятствует росту обычных микроорганизмов, так что порчу производят осмофильные дрожжи Микроорганизмы, ответственные за порчу сушеных фруктов, иногда могут быть присущи самим фруктам, так что порча не зависит от характера инфекции, которой впоследствии подвергается плод. Пример этого можно увидеть на инжире, который имеет практически стерильную внутреннюю ткань, пока его не посетит оса-опылитель Blastophaga. Эта оса заносит специфическую микрофлору Candida guilliermon-dii var carpophila и Serratia plymuthica. Однако эти микроорганизмы не вызывают порчи, а служат для повышения привлекательности плодовых мух инжира, главным образом, Drosophila melanogaster, которая действительно переносит дрожжи на своих внешних частях и заносит эти организмы в полость плода. Эти дрожжи почти полностью состоят из апикулярных дрожжей, которые могут вызывать активную ферментативную порчу. Таким образом, микроорганизмы, вызывающие порчу, могут присутствовать во фруктах еще до того, как начнется процесс сушки. В дополнение к некоторым насекомым-переносчикам, микроорганизмы, вызывающие порчу, могут заражать фрукты через воздух, пыль, почву, млекопитающих, птиц и путем перекрестного заражения другими испорченными фруктами или при повторном использовании ранее зараженных контейнеров.
Кутикула неповрежденных фруктов предотвращает доступ микроорганизмов, таких как дрожжи, которые способны размножаться в кислой среде мякоти фруктов. Однако, когда грибок поражает неповрежденный плод, он повреждает внешнюю структуру и, таким образом, делает возможным проникновение дрожжей. В процессе диссимилируются кислоты, содержащиеся в тканях плода. Это вызывает повышение pH и позволяет некислотоустойчивым штаммам участвовать в процессе порчи. Метаболизм микроорганизмов обычно также приводит к выделению воды, что приводит к локальному увеличению активности воды. Таким образом, некоторые из менее ксерофильных организмов, ранее ингибированных, могут расти. Развитие ксерофильной плесени на сушеных фруктах может в конечном итоге позволить нексерофильным видам принять участие в ассоциации порчи. Так же, рост осмофильных дрожжей в плодах с высокой концентрацией сахара снижает общее содержание сухих веществ и, таким образом, делает возможным рост несколько менее осмофильных организмов. Последующая порча является в первую очередь результатом дрожжевого и плесневого брожения. Осмофильные дрожжи производят много полиспиртов в процессе брожения.
Самый простой и наиболее часто используемый метод удаления загрязняющих организмов — промывание. Однако следует указать на некоторые необходимые меры предосторожности и ограничения этого метода. Мойка может вызвать распространение микроорганизмов из зараженного участка в незараженный. Кроме того, водная пленка, оставшаяся на поверхности продукта, может способствовать росту микроорганизмов, а сама вода может быть источником загрязнения. Следовательно, использование гермицида в воде целесообразно. Хлорированная вода при концентрации активного хлора 50-125 ppm достаточно эффективна для обеззараживания поверхностей и предотвращения распространения микроорганизмов с одной части продукта на другую.
Дегидроуксусная кислота в воде при концентрации от 0,5 до 1,5% весьма эффективна в снижении заболеваемости гнилью персиков, клубники, малины, вишни и ежевики. Другие кислоты, такие как сорбиновая и надуксусная, также уменьшают порчу различных продуктов при применении в водном растворе в виде послеуборочных промывок, растворов и спреев.
Пропитка оберточной бумаги и вкладышей в ящики дифенилом оказалась высокоэффективной против Penicillium и организмов, вызывающих стеблевые отростки у цитрусовых.
Паровое и химическое бланширование фруктов перед сушкой
Часто для подавления поверхностной микрофлоры фрукты перед промышленной сушкой подвергаются паровому бланшированию в конвейерных бланширователях. К тому же, если не проводить операцию бланширования, некоторые химические изменения, вызванные активностью ферментов и воздуха, приводят к обесцвечиванию плодов во время обезвоживания. По этой причине большинство небланшируемых фруктов, подлежащих сушке, за исключением некоторых нарезанных, обрабатывают парами горящей серы или испаряющейся жидкой двуокисью серы. Менее пригодны растворы сульфитов, так как они плохо проникают в плоды и выщелачивают сахар. Подсчитано, что срок хранения сушеных абрикосов прямо пропорционален начальному содержанию SO2.
Газ исчезает при хранении со скоростью, примерно пропорциональной логарифму его концентрации. Сохранение зависит от времени воздействия и температуры. Оптимальная температура 43—49°С при использовании SO2.
Невозможно дать общую рекомендацию относительно крепости раствора для окунания или времени, в течение которого следует погружать продукт, поскольку существует множество переменных, и для получения удовлетворительных уровней в плодах требуются эксперименты. Рекомендуемые уровни SO2 в некоторых конкретных сушеных и обезвоженных фруктах в начале периода хранения составляют 2000 ppm для абрикосов, персиков и нектаринов; изюм, отбеленный серой, 1500 частей на миллион; 1000 частей на миллион для груш; и 800 частей на миллион для золотистого изюма и яблок.
Однако обнаружено, что порция от 0,3 г до 1 г сернистых фруктов в день вызывает у некоторых людей признаки вредного воздействия в течение нескольких месяцев. Симптомы включали увеличение мочевой кислоты, разрушение форменных элементов в крови, отрыжку сернистым газом, воспаление слизистой оболочки рта, симптомы недомогания, головную боль, боль в спине, болезненный вид, тошноту, альбумин в моче, ощущение холода, анемию, помутнение глаз и вялость.
Промышленное (производственное) оборудование для сушки фруктов
Первоначально фрукты сушили на подносах на солнце. Это часто приводило к микробной порче, особенно когда в засушливые сезоны выпадал дождь. В настоящее время для сушки фруктов используют исключительно промышленные сушилки. В производственной сушилке для фруктов можно применять тепло в соответствии с измерением времени термической гибели. У чернослива, поскольку загрязнение находится практически на поверхности, сушку проводят при 75°С в течение 18-24 часов. Чернослив, извлеченный из дегидратора, свободен от жизнеспособных дрожжей и плесени. Инжир, с другой стороны, редко выходит из дегидратора свободным от жизнеспособных микроорганизмов из-за его полой структуры.
Потребители хотят, чтобы сухофрукты, такие как изюм и чернослив содержали много влаги, но это также увеличивает их восприимчивость к плесени и росту дрожжей. Сорбат калия, наносимый погружением или распылением, эффективно защищает изюм, чернослив и инжир. Коммерчески продаваемые финики обычно содержат 12-25% влаги. Порча фиников дрожжами обычно происходит при содержании влаги более 23-25% и наблюдается на всех стадиях переработки от сбора урожая до упаковки и реализации. Порчу дрожжами можно не заметить, поскольку процесс идет медленно, даже если могут присутствовать нежелательные запахи. Выделенные дрожии Zygosaccharomy-ces cavarae. В основном в мягких финиках обнаруживаются Hanseniaspora valbyensis и Candida guilliermon-dii. Виды Saccharomyces отсутствуют, вероятно, из-за короткого времени инкубации или низкого содержания сахара в восстановительной среде. Все дрожжи в изобилии растут при температуре от 20°С до 37,5°C, оптимальная около 30°C. Сушка фиников до влажности 23% или пастеризация при 71°C и относительной влажности 71% предотвращает порчу фиников.
В дополнение к тому, что финики сильно подвержены порче осмофильными дрожжами, финики также часто загрязняются и иногда портятся нитчатыми грибами Aspergillus flavus, A. niger, Penicillium rubrum, P. oxalicum, Rhizopus stolonifer, Stemphylium verruculosum и Fusarium sp. Дрожжевые грибки, которые чаще всего выделяют из внешней оболочки сухофруктов, представляют собой Candida krusei и Hanseniaspora valbyensis. Популяции дрожжей значительно увеличиваются во время сушки на солнце в неблагоприятных погодных условиях или в более прохладном климате.
При хранении на сушеном инжире и черносливе часто образовывался белый «сахароподобный» налет, а также образовывались газовые карманы. Это покрытие представляет собой смесь сахара и дрожжей и чаще образуется на фруктах, хранящихся в контейнерах, чем на упакованных фруктах.
Когда высушенный на солнце чернослив храниься в закрытых банках при температуре 26,7°C, ферментация и газообразование происходидт через несколько месяцев, но свежевысушенный чернослив не ферментируется в этих условиях, если только он не был инокулирован видами Zygosaccharomyces.
В целом можно сказать, что в сушеных фруктах микроорганизмы, вызывающие порчу, будут активны всякий раз, когда вода доступна в количестве, необходимом для роста. Если фрукты не хранить при низком уровне влажности и не подвергать фумигации для уничтожения любых жизнеспособных спор, порча вскоре будет вызвана различными дрожжами, плесенью и грибками, способными выдерживать условия низкого содержания воды и высокого содержания сахара. Поэтому так важно для сохранения высокого качества собранного урожая как можно скорее снизить в плодах активность воды методом обезвоживания. Наилучшие качество высушенных фруктов дают холодные сушилки и/или сушилки с тонкой настройкой процесса сушки в основных его фазах, например, конвективные сушилки с температурным зонированием. Полее подробно ознакомиться с оборудованием для бережной сушки можно на сайте sushilka22.