Технология производства томатного сока
Томатный сок вносит значительный вклад в питание человека в качестве сока на завтрак или закуски, подаваемой в любой прием пищи в течение дня. Он содержит от 15 до 25 мг/100 г витамина С и в четыре раза превышает содержание витамина А в апельсиновом соке. Это хороший источник железа, марганца и меди.
Томатный сок – это неконцентрированная жидкость, извлеченная из зрелых помидоров красных или красноватых сортов, с ошпариванием или без него. При экстракции такой жидкости нагревание может применяться любым способом. Такая жидкость фильтруется и после этого уже не содержит кожуры, семян и других грубых или твердых веществ, но содержит мелкодисперсные нерастворимые твердые вещества из мякоти помидора. Извлеченный томатный сок может быть гомогенизирован и приправлен солью. В 1925 году первый томатный сок был упакован в фабричных условиях в рамках обычных производственных операций. Впервые он был распространен в значительных коммерческих количествах в 1928 году. Производство консервированного томатного сока и комбинированных овощных соков, содержащих 70% и более томатного сока, быстро увеличивалось перед Второй мировой войной.
Характеристики качества томатного сока, то есть вкус, цвет, консистенция и питательная ценность, в значительной степени зависят от сорта, климата, агротехники в поле, процедуры сбора урожая, степени зрелости во время сбора урожая, продолжительности хранения перед обработкой, промывкой и сортировкой, а также перед каждым этапом процедуры обработки. Помидоры, используемые для производства сока, должны обладать яркой окраской, насыщенным вкусом и высокой общей кислотностью.
Подготовка к обработке
При производстве томатного сока и кетчупа помидоры подвергают тем же операциям, которые применяют при подготовке томатов к консервированию, включая сухую сортировку, промывку, окончательную сортировку и обрезку. Во время операций по сортировке и обрезке следует проявлять большую осторожность, чтобы удалить плесень и гниль. Включение стеблей или незрелых частей может придать конечному продукту неприятные вкусовые характеристики.
Измельчение/дробление томатов (помидоров)
После обрезки (перед извлечением сока) помидоры подаются в измельчитель. Помидоры обычно нарезают до размеров около 10 мм перед нагреванием. Их можно раздавить под давлением, но это не слишком эффективно, если помидоры спелые. Метод «горячей паузы» позволяет получить более качественный продукт из томатного сока по сравнению со старым методом «холодной паузы». Некоторые описывают эти два метода как нагревание ниже 66°С для «холодной паузы» и выше 76°С для «горячей паузы». Некоторые считают, что температура горячей паузы должна быть выше 93 °С, чтобы быть действительно эффективной.
В методе «горячей паузы» помидоры быстро нагреваются сразу после измельчения или дробления. Преимущество «горячей экстракции» в том, что получается больший выход и более вязкий продукт, который не расслаивается при хранении.
В процессе холодного перерыва томат нарезается или измельчается, а затем экстрагируется после мягкого нагревания. Этот продукт имеет более натуральный томатный цвет и более свежий томатный вкус. Тем не менее, этот продукт не сохраняет столько своего естественного содержания витамина С, и он может расслоиться в упаковке.
Принято считать, что при горячем отжиме получается сок со вкусом и консистенцией вареных томатов, но более стабильный в хранении: более плотный, более однородный, потому что тепло разрушает ферменты и позволяет более эффективно экстрагировать пектин. Расщепление пектиновых веществ в томатном соке под действием ферментов дает продукт низкой консистенции. Поэтому наиболее важна термостабильность пектиновых ферментов при термической обработке. Пектинэстераза менее стабильна при нагревании, чем полигалактуроназа. Следует отметить, что активность пектиновых ферментов значительно возрастает при повышении температуры примерно от 60° до 66°С. За пределами этой точки, активность замедляется до тех пор, пока не будет достигнута инактивация при температуре около 82°С. Пектиновые ферменты вызывают расщепление пектина, что приводит к разжижению. Температуру следует поднять как минимум до 82°C на 15 секунд., чтобы получить плотный томатный сок.
Самый быстрый способ инактивации ферментов — инжекция пара. Однако этот метод не рекомендуется для томатного сока, поскольку он разбавляет сок конденсатом. Инъекция пара сохранит не менее 95% потенциальной вязкости сока свежих помидоров.
Для инактивации пектиновых ферментов, содержащихся в томатах, могут подойти и трубчатые теплообменники. В этом типе оборудования разрушается большая часть пектина.
Многие теплообменники, в том числе трубчатые, имеют дополнительный недостаток, заключающийся в том, что измельченные помидоры содержат растворенный и закупоренный воздух, что заметно снижает содержание аскорбиновой кислоты (витамина С) во время нагревания. Этой проблемы можно избежать путем деаэрации перед нагревом.
Утверждается, что процедура холодной экстракции, при которой температура плодов составляет менее 60 ° C, дает более яркий цвет сока, особенно если сырые помидоры не полностью окрашены. В этих условиях экстракции можно ожидать получение более ароматного сока. Витамин С также лучше сохраняется при процедуре холодной экстракции, поскольку его разрушение ускоряется под воздействием высоких температур в присутствии воздуха. Помидоры перед холодной экстракцией обычно сначала ошпаривают, чтобы ослабить кожицу, чтобы мякоть помидоров не прилипала к ним во время процесса извлечения сока. Отсутствие ошпаривания в этот момент снижает выход сока. Помидоры передаются непосредственно из ошпаривателя по инспекционной ленте в измельчитель и затем в экстрактор. Быстрая обработка отжатого сока необходима для производства высококачественного томатного сока методом холодного отжима
Извлечение томатного сока
Экстракция томатного сока может осуществляться с помощью двух основных типов имеющихся в продаже экстракторов: винтового и лопастного типа. Экстракторы шнекового типа прижимают помидоры между шнеком и сеткой. Прижимное действие соковыжималки заключается в расширяющейся спирали внутри сита для томатного сока, в котором томатная мякоть прижимается к сетке при постоянном и возрастающем давлении. Отверстия в сетке различаются, но обычно имеют диаметр от 500 до 750 мк. Это прижимающее действие не приводит к измельчению продукта; поэтому в отжатом соке содержится очень мало воздуха. Экстракторы лопастного типа бьют помидоры о сетку. Некоторые установки оборудованы встряхивающим экраном перед экстрактором, с помощью которого можно удалять зеленые участки вместе со стеблями, сердцевинами и другим посторонним материалом.
Выход томатного сока, извлеченного из свежих помидоров, колеблется от 29,4 до 91,5% в зависимости от типа используемого оборудования. Отжимное действие шнековой соковыжималки дает средний выход 78,9%, тогда как взбивающее действие лопастного измельчителя (финишера) дает средний выход 82,4%. Любой из этих типов соковыжималок может быть настроен на получение либо высокого, либо относительно низкого процента извлечения сока. Качественная экстракция даст 3% кожуры и семян и 97% сока. Однако коммерчески целесообразно извлекать только 70-80% сока, процедура, которая дает очень влажный остаток, содержащий полезные томатные материалы, которые можно повторно экстрагировать для использования в других томатных продуктах.
Деаэрация
Поскольку нагревание томатного сока, содержащего растворенный или закупоренный воздух, ухудшает удержание витамина С, многие консервные заводы используют деаэраторы, в которых продукт деаэрируется под вакуумом. В идеале деаэрацию следует применять как можно скорее после измельчения томатов, потому что с этого момента окисление происходит быстро, особенно при высоких температурах. Однако из практических соображений вакуумная деаэрация происходит сразу после извлечения сока. При использовании метода горячей экстракции эффективность деаэрации на этом этапе теряет часть своих преимуществ. Однако деаэрация по-прежнему способна предотвратить серьезную потерю витамина С при последующей стерилизации сока.
После завершения деаэрации важно спроектировать технологическую линию, чтобы предотвратить повторение аэрации. Это требует использования надлежащим образом герметичных насосов, чтобы предотвратить попадание воздуха в продукт во время перекачивания.
Подкисление
Томатный сок можно подкислять любой безопасной и подходящей органической кислотой. Наиболее логичной органической кислотой для использования является лимонная кислота, так как это натуральная кислота томата. Количество лимонной кислоты, добавляемой в томатный сок, зависит от состава используемых сортов. Рекомендуется добавлять достаточное количество кислоты, чтобы привести продукт к хорошему вкусу. То есть, если содержание растворимых твердых веществ составляет 5,5%, содержание кислоты должно составлять от 0,35 до 0,55%. Если содержание растворимых твердых веществ должно достигать 6,5%, то содержание кислоты должно составлять от 0,40 до 0,65%. Наилучший вкус в любом случае будет около средней точки, то есть при 5,5% растворимых сухих веществ кислотность должна быть на уровне 0.45%, а для сока с содержанием растворимых сухих веществ 6,5% кислотность должна составлять 0,50%. Подкисление — отличный способ улучшить вкус томатного сока.
Добавление соли
Соль можно добавлять в отжатый сок путем прямого растворения порциями, с помощью таблеток, добавляемых в каждую банку во время заполнения, или путем введения концентрированного рассола, полученного путем растворения соли в томатном соке или сыворотке. Использования солевых таблеток устраняет необходимость накапливать томатный сок в емкостях, таким образом исключая операцию посола из производственной линии.
Хлористый натрий, добавляемый в томатный сок, составляет от 0,5% до 1,25% по весу. Среднее содержание хлорида натрия в товарных образцах томатного сока составляет 0,65% по массе.
Несолёный томатный сок может найти естественный рынок, по крайней мере, для пожилых людей и тех, кто придерживается диеты с низким содержанием натрия.
Гомогенизация
Томатный сок иногда гомогенизируют перед консервированием в машинах, подобных тем, которые используются для молока и других молочных продуктов. Гомогенизация замедляет или предотвращает осаждение твердых частиц и дает более густой сок. Обычно его используют для сока холодной экстракции. Сок продавливается через узкие отверстия под давлением от 100 атм до 250 атм и при температуре около 66°C для разрушения взвешенных твердых частиц. Томатный сок также можно измельчить с помощью роторно-пульсационного аппарата, чтобы контролировать разделение и консистенцию продукта.
Термическая обработка томатного сока
Хотя томатный сок является кислым продуктом, он часто подвергался порче. Порча вызывается термостойкими штаммами Bacillus thermoacidurans и известна как кисло-сладкая порча.
Коммерчески консервированный томатный сок должен быть подвергнут достаточной термической обработке до или после розлива, чтобы предотвратить порчу. Мгновенная стерилизация является самым безопасным методом, используемым при консервировании томатного сока. Обычной практикой является обеспечение времени стерилизации и температуры, эквивалентных примерно 0,7 мин при 121°C. Сок должен быть охлажден ниже точки кипения перед розливом, но все же должен быть достаточно горячим, чтобы обеспечить стерилизацию контейнеров. Предлагается минимальная температура закрытия 93°C, после чего тара должна быть перевернута и выдержана минимум 3 мин при этой температуре перед водяным охлаждением. Маленькая тара после наполнения должна обрабатываться от 5 до 10 минут при температуре 100°C. Хотя эта процедура обработки сводит к минимуму возможность порчи, она не обязательно гарантирует стерильность консервированного продукта. Предотвращение порчи зависит от контроля возможного повторного загрязнения и строгого соблюдения правил санитарии во всех операциях, следующих за предварительной стерилизацией сока.
Современным способом упаковки является упаковка в асептических условиях на специальных асептических упаковочных машинах.