Консервирование обезвоживанием — сушка

Консервирование обезвоживанием — один из наиболее старых и легкодоступных методов длительного сохранения пищевых продуктов, особенно фруктов и рыбы, а также мяса и овощей.

Консервирующее действие обезвоживания основано на прекращении жизнедеятельности микроорганизмов при снижении содержания влаги в пищевых продуктах ниже 15 %. Большинство микроорганизмов нормально развивается при содержании в пищевом продукте не менее 30 % воды. При консервировании обезвоживанием микроорганизмы впадают в состояние анабиоза, а при увлажнении продукта вновь получают способность развиваться.

В пищевых продуктах под влиянием сушки возникает ряд изменений структурного и химического характера, сопровождаемых значительным разрушением таких биологических систем, как витамины и ферменты. Консервирование обезвоживанием может быть произведено в условиях атмосферного давления и в условиях вакуума.

Обезвоживание в условиях атмосферного давления

Обезвоживание в условиях атмосферного давления может быть естественным и искусственным. Естественная солнечная сушка — старый способ сохранения продуктов, используемый до настоящего времени. Посредством естественной солнечной сушки заготавливают высококачественные сухие фрукты (абрикосы, изюм). Разновидностью естественной сушки является вяление, посредством которого готовят воблу и тарань, рыбец и белорыбицы.

Естественная сушка — процесс достаточно длительный, в связи с чем высушиваемые продукты могут подвергнуться инфицированию и общему загрязнению. Солнечная сушка возможна только в местностях с большим количеством солнечных дней. Все это ограничивает промышленное применение методов естественной сушки в массовом масштабе.

Искусственная сушка в условиях атмосферного давления может быть струйной, распылительной и пленочной. Струйный метод — наиболее простой вид промышленной сушки. При этом используются сушильные камеры различных систем, в которых высушиваемые продукты подвергаются действию непрерывной струи горячего воздуха, нагреваемого в специальных калориферах. Движение воздуха и удаление влаги обеспечиваются системой вентиляционных устройств.

Высушивание жидких продуктов — молока, яиц, томатного сока — производится методом распыления. Эти продукты через форсунку распыляются в тонкую взвесь (величина частиц 5-125 мк) в специальной камере с движущимся горячим воздухом (температура 90-150°). Взвесь мгновенно высыхает и в виде порошка оседает в специальные приемники.

Сушка методом распыления может быть произведена в камерах с вращающимся диском, на который направляется тонкой струей подогретое молоко. Быстро вращающийся диск под влиянием центробежной силы разбрызгивает жидкость в мелкую пыль, которая высушивается идущим навстречу горячим воздухом. Несмотря на высокую температуру, в связи с кратковременностью действия при методе распыления высушиваемый продукт подвергается незначительным изменениям своего состава и легко восстанавливается.

Известен контактный, пленочный, метод сушки, при котором высушивание производится путем контакта (нанесения) высушиваемого продукта (молока) с нагретой поверхностью вращающегося барабана и последующего снятия высушенного продукта (пленки) с помощью специального скребка (ножа). Этот метод сушки характеризуется существенными структурными изменениями в высушиваемом продукте, денатурацией его составных частей и меньшей восстанавливаемостью при его оводнении. Так, растворимость сухого молока, полученного пленочным способом, составляет 80-85 %, тогда как молоко распылительной сушки растворяется в количестве 97-99 %.

Вакуумная сушка

Вакуумная сушка ведется в условиях разрежения при невысокой температуре, не превышающей 50°. Она имеет ряд преимуществ по сравнению с атмосферной сушкой. При вакуумной сушке обеспечивается в наибольшей степени сохраняемость природных свойств высушиваемого продукта.

В высушиваемом продукте полностью сохраняются витамины и природные вкусовые свойства. Так, в результате сушки яиц при атмосферном давлении разрушение витамина Α достигает 30-50 %, а при вакуумной сушке эти потери не превышают 5-7 %.

Сублимационная сушка

Сублимационная сушка (лиофилизация) — наиболее современный и перспективный метод консервирования пищевых продуктов. При этом методе обеспечивается наиболее совершенное высушивание с максимальным сохранением природных, пищевых, органолептических и биологических свойств продукта. Особенностью метода является то, что удаление влаги производится из замороженных продуктов непосредственно из кристаллов льда, минуя жидкую фазу. Такой метод высушивания получил название сублимационного, или лиофилизации.

Впервые метод сублимационной сушки был использован в 1935 году для получения сухих лечебных сывороток. В дальнейшем этим методом начали получать сухие сыворотку и кровяную плазму, а также биопрепараты — эндокринные, ферментные и трансплантаты различных тканей.

В дальнейшем метод сублимационной сушки внедрили в производство сухих пищевых продуктов. При сублимационной сушке хорошо сохраняются витамины, в том числе и такой неустойчивый витамин, как аскорбиновая кислота.

В современных сублимационных установках основной частью является сублиматор, представляющий собой металлическую, цилиндрической формы со сферическими дисками камеру, в которую помещают высушиваемые пищевые продукты и создают глубокий вакуум. Для конденсации водяных паров применяют специальные конденсаторы — вымораживатели, охлаждаемые компрессорными фреоновыми или аммиачными холодильными установками. Установки снабжаются ротационными масляными вакуум-насосами с газобаластным устройством. Во время работы установки обеспечивается герметичность сублиматора, конденсатора, всех трубопроводов и частей, входящих в вакуум-систему.

В сублимационной сушке различают три периода высушивания. В первом периоде после загрузки высушиваемого продукта в сублиматоре создается высокий вакуум, под влиянием которого происходит бурное испарение влаги из продуктов и последние самозамораживаются. Температура в продуктах при этом резко понижается, достигая -17° и ниже. Самозамораживание протекает в течение 15-25 мин со скоростью 0,5-1,5° в минуту. Самозамораживанием из продуктов удаляется 15-18 % влаги.

Остальное количество влаги (около 8,0 %) удаляется из сублимируемых продуктов во втором периоде сушки, который начинается с момента установления в продуктах устойчивой температуры порядка -15-20°. Сушка сублимацией производится во втором периоде путем нагрева плит, на которых расположены высушиваемые продукты. При этом самозамороженные в первом периоде продукты не размораживаются, а кристаллы льда в продукте испаряются, минуя жидкую фазу. Продолжительность второго периода зависит от характера высушиваемого продукта, его веса, содержания влаги и колеблется от 10 до 20 ч.

Третий период представляет собой тепловую ваккумную сушку, в процессе которой из продукта удаляется оставшаяся абсорбционно связанная влага. В процессе тепловой вакуумной сушки температура высушиваемых продуктов постепенно повышается до 45-50° при давлении в сублиматоре 1,5-2,5 мм ртутного столба. Продолжительность тепловой вакуумной сушки составляет 3-4 часа. Важным свойством сублимированных продуктов является их легкая обратимость, то есть восстановление при добавлении воды.

Наиболее перспективна сублимационная сушка продуктов питания с использованием диэлектрического нагрева токами высокой частоты. В настоящее время лиофилизация пищевых продуктов производится на ряде консервных заводов.