Этапы производства яблочного сока: центрифугирование, термическая обработка сока, осветление и фильтрация
Сок, полученный после отжима, содержит много взвешенных частиц и механических примесей, поэтому перед дальнейшей переработкой и хранением его необходимо грубо осветлить. Взвешенные частицы удаляются из сока с помощью центробежной силы. В промышленности для такого грубого осветления соков обычно применяют центробежные сепараторы - центрифуги, с автоматической разгрузкой.
После центрифугирования сок пастеризуют кратковременным нагреванием в течение нескольких секунд при температуре около 90°С. Этот кратковременный нагрев уменьшает количество микроорганизмов, инактивирует пектолитические ферменты, способствует депектинизации сока и коагулирует белки в соке, что облегчает последующие операции осветления и фильтрации. Воздействие высокой температуры должно быть кратковременным из-за деградации цвета плодов и осаждения белка.
Сок пастеризуют в пластинчатых или трубчатых теплообменниках. Пластинчатый теплообменник состоит из прямоугольных нержавеющих рельефных пластин. Между пластинами есть узкое пространство, через которое протекает среда, с отверстиями на каждом углу для входа и выхода сока. Большая поверхность пластин и тонкий слой, через который стекает сок, позволяют быстро его нагревать до необходимой температуры. Пластинчатые теплообменники, используемые в производстве фруктовых соков, имеют три секции: подогрева, поддержания температуры и охлаждения. Для более экономичной работы в секции предварительного нагрева сок нагревается термически обработанным соком, который одновременно охлаждается. В зависимости от необходимости каждую секцию можно увеличить, уменьшить или полностью отключить, добавив или убрав пластины. В качестве наиболее подходящего теплоносителя используется горячая вода или перегретый водяной пар
Яблочный сок обычно мутный из-за присутствия нерастворимых в воде растительных остатков (целлюлоза, гемицеллюлоза, протопектин, крахмал и жиры) и коллоидных макромолекул (пектин, белок, растворимые фрагменты крахмала, некоторые полифенолы и их окисленные или конденсированные производные). При производстве чистых соков эти дисперсные вещества необходимо частично или полностью удалять во избежание последующего помутнения и выпадения осадка, а также для повышения органолептических характеристик (вкуса, запаха, цвета). Но, по некоторым данным, антиоксидантная активность и содержание фенольных соединений в конечном сокосодержащем продукте значительно ухудшаются в процессе осветления при производстве яблочного сока.
Фруктовый сок можно осветлить физико-химическими и механическими методами или их комбинацией. При осветлении образуются сложные агрегаты макромолекул, которые в дальнейшем удаляются путем осаждения. Оптимальная температура для качественного осветления сока 48°С, время осветления 1 час. Более высокие и более низкие температуры не дают удовлетворительных результатов осветления ни в плане сокращения времени осветления, ни требуемого количества осветляющих препаратов.
В процессе осветления фруктовых соков должны разлагаться так называемые защитные коллоиды (пектины, крахмал, арабаны, белки), так как они препятствуют образованию агрегатов дисперсных частиц и их осаждению. При гидролизе эти макромолекулы теряют свойство защитных коллоидов; тем самым обеспечивается осаждение дисперсных частиц. В дополнение к этой основной цели депектинизация оказывает и другие положительные эффекты на производство сока. Ингредиенты, образующиеся в результате гидролиза пектина, такие как галактуроновая кислота, остаются в соке, что способствует приданию соку большей «полноты». Гидролиз пектина снижает вязкость сока и выпадает меньшее количество осадка, что облегчает последующую операцию фильтрования. Необходимое количество ферментных препаратов, необходимых для этой фазы процесса, зависит от содержания пектиновых веществ. Необходимое количество пектолитического препарата точно определяется испытанием в лаборатории, причем для каждой части сока отдельно. Осветление этими препаратами продолжается 1—2 ч при температуре около 50°С. При производстве прозрачного яблочного сока особое внимание необходимо уделять гидролизу крахмала и арабана.
В процессе осветления используются желатин и танин. Взвешенные частицы после проведения гидролиза осаждаются при добавлении желатина. Желатин с танином образует комплекс «танин — желатин». Нейтральный танин — желатин комплекс перестает быть стабильной фазой и медленно выпадает в осадок, нарушая баланс всей системы. Выпадая в осадок, этот комплекс слипается с другими частицами, что облегчает осветление. Чтобы избежать потери вкуса сока из-за удаления дубильных веществ, которые связываются с желатином, перед осветлением можно добавить немного дубильной кислоты. Требуемое количество желатина и танина определяется лабораторным путем. На практике необходимое количество желатина колеблется от 0,02% до 0,03%. В случае, когда желатин остается свободным, осветлить сок будет очень трудно; фильтрация будет затруднена, а в дальнейшем может произойти помутнение сока.
Наряду с желатином для более полного и быстрого осаждения на практике обычно применяют также бентонит. Эта комбинация дает очень хорошие результаты. Бентонит (кларол) отрицательно электризуется и при контакте с положительно электризованными катионами металлов теряет наэлектризованные катионы и быстро выпадает в осадок, оставляя после себя кристально чистый сок. Эту реакцию нейтрализации электрического разряда бентонита можно провести и с желатином. Бентонит суспендируют в воде или прозрачном соке и добавляют суспензию при интенсивном перемешивании. Чаще всего требуется 700—1500 г/т сока. При производстве прозрачного яблочного сока поливинилполипирролидон также можно использовать для осаждения полифенолов или для удаления темного цвета яблочного сока в процессе ферментативной обработки яблочного сусла.
После процесса осветления фруктового сока все частицы, которые делают сок мутным и не отделились в осадок при осветлении, удаляются в процессе фильтрации. Если осветление и фильтрация проведены правильно, то в последующем при хранении сока не происходит выпадения осадка или появления опалесценции. Для фильтрации фруктовых соков чаще всего используются рукавные фильтры, грубые сетки, фильтры-отстойники или песочные фильтры. В последнее время этот классический очистительный процесс осветления все чаще заменяется мембранными методами: микрофильтрацией и ультрафильтрацией. Эти методы позволяют одновременно проводить осветление и фильтрацию. Для продления действия мембран сок перед фильтрацией обычно обрабатывают ферментами. В ультрафильтрационных установках мембранный процесс разделения суспензии осуществляется на мембранах с пористостью от 1 до 20 нм при давлении около 10 бар, где в качестве предфильтра используется микропористая мембрана. На сегодняшний день все современные линии по производству сока и концентратов из яблок отдают приоритет ультрафильтрационному оборудованию, так как было показано, что оно значительно влияет на сохранение питательных и органолептических характеристик получаемого сока.
О прессовании яблок при производстве яблочного сока можно узнать здесь.
Заказать оборудование для вакуумной сушки яблок и яблочного жмыха, отжима и осветления яблочного сока: +7-906-968-1922