Томатный сок получают из зрелых томатов в виде однородной массы, содержащей мякоть, в которой находится провитамин А — каротин.
Сок консервируют в натуральном виде, а иногда добавляют к нему поваренную соль в количестве 0,6—1%.
Консервированный томатный сок содержит ценные для человеческого организма химические вещества — сахара, кислоты, витамины, минеральные вещества, в частности железо, и микроэлементы — медь и марганец.
Высокие вкусовые качества имеет продукт, изготовленный из чистосортных томатов Колхозный 34, Таманец 172, Одесский 19, Еревани 14, Новый Анант 19, Маяк, Краснодарец, Брекодей, Марглоб Крупноплодный 220, Ахтубинский, Чудо рынка, Южанин, Первенец, Симферопольский, Салатный, Харьковский 55.
Для производства сока должны быть использованы отборные зрелые плоды. При переработке недозрелого сырья сок имеет кислый привкус, перезрелые томаты делают его безвкусным (пресным). Наилучшие вкусовые качества имеет сок из томатов, у которых соотношение сахар: кислота составляет около 8.
Для того чтобы сохранять витамины и другие ценные компоненты томатов, выработку томатного сока ведут в закрытой системе, что исключает возможность аэрации продукта. Все детали аппаратуры, соприкасающиеся с измельченными томатами, изготовляют из некорродирующих материалов — таких, как нержавеющая сталь и высокохромистый чугун.
Выработку томатного сока ведут по следующей схеме: мойка плодов; сортирование и инспекция; ополаскивание; дробление; подогревание дробленой массы; отжатие сока; гомогенизация; подогревание сока; розлив сока в тару; укупорка тары; стерилизация и охлаждение; мойка и сушка банок; оклейка этикетками; упаковка в ящики; складское хранение. На некоторых заводах за границей дробленую томатную массу после подогрева пропускают через вибрационное сито для отделения грубых частиц ткани, а затем отжимают на экстракторе. После гомогенизации сок иногда деаэрируют под вакуумом.
Мойка плодов. Томаты моют в вентиляторной моечной машине. Иногда используют гидравлический транспортер, как на линиях производства концентрированных томатных продуктов. После обработки в моечной машине за границей практикуют иногда ополаскивание томатов струями воды, подаваемой под напором 2060— 2256 кн/м2 (21—23 ат).
Сортирование и инспекция. Для выработки томатного сока должны поступать плоды высокого качества. Сортировку ведут на инспекционном конвейере с тем, чтобы лучшие по цвету и консистенции плоды использовать для получения сока, а остальные (кроме дефектных)— для производства концентрированных продуктов. Наряду с сортированием отбраковывают испорченные, негодные для переработки плоды. Некоторые зарубежные авторы рекомендуют очищать томаты от кожицы и удалять из них сердцевину. Однако это мало влияет на качество сока и у нас не практикуется.
Ополаскивание. Для ополаскивания плодов над транспортером устанавливают души, в которые вода подается под напором не ниже 196 кн/м2 (2 ат). Душевые точки располагают за 1—2 м от конца транспортера, чтобы вода с плодов успела стечь.
Дробление. Томаты дробят, чтобы облегчить подогрев и улучшить условия отжима сока. Кроме того, дробленую массу удобно транспортировать насосом по трубам.
Для дробления используют дробилку с серповидными ножами, дробилку-насос или быстроходную ножевую дробилку.
Подогревание дробленой массы. Дробленую массу подогревают, чтобы удалить воздух, который содержится в межклеточных ходах плодов и остается в дробленой массе, вызывая разрушение витаминов. В результате подогрева протопектин расщепляется до растворимого пектина, что облегчает последующий отжим сока, а также протирание отходов. Повышение количества растворимого пектина в соке препятствует расслоению продукции в процессе хранения.
Томаты содержат фермент пектазу (пектилгидролазу), вызывающий выпадение пектина и оседание содержащихся в соке частиц мякоти, что ухудшает консистенцию продукта. Подогрев дробленой томатной массы до 70° С значительно снижает активность пектолитических ферментов, а до 82° С практически ее прекращает. Применяемый иногда подогрев до 60° С мало влияет на активность ферментов и поэтому является недостаточным.
Для подогревания дробленых томатов применяют односекционные или двухсекционные трубчатые вакуум-подогреватели непрерывного действия. В двухсекционном подогревателе обе секции смонтированы на общей станине одна над другой: одна из них служит для подогревания дробленой массы, другая — для подогревания отжатого сока.
Каждая секция регулируется и работает самостоятельно. Секция состоит из цилиндра, в котором горизонтально расположены трубки, последовательно соединение между собой каналами, имеющимися в крышках подогревателя.
В односекционном подогревателе часть трубок (50%) используется для подогревания дробленой массы, а часть — для подогревания сока.
Дробленая масса насосом подается в аппарат через нижний штуцер, находящийся с торцовой сторону подогревателя. Пройдя все трубки, масса выходит из аппарата через верхний штуцер.
В паровом пространстве аппарата поддерживается давление 91—84 кн/м2 (вакуум 75—125 мм рт. ст.). Сравнительно низкая температура греющего пара (94— 97° С) в сочетании со значительной скоростью прохождения массы через аппарат предупреждает образование нагара в трубках. Требуемая температура подогревания достигается благодаря большой длине пути массы в аппарате и высокому коэффициенту теплопередачи.
Вакуум-подогреватель снабжен автоматическими приборами регулирования температуры подогрева (терморегулятор), а также вакуума в греющей камере (вакуум-редукционный клапан).
Аппарат оборудован системой принудительного отвода конденсата, который проходит конденсационный горшок и поступает в вакуум-сборник, откуда отсасывается водяным эжектором. Эжектор питается водой, подаваемой пропеллерным насосом из бака, в который возвращается смесь воды и конденсата.
Отжатие сока. Сок отжимают на прессе непрерывного действия — экстракторе, который состоит из шнека, вращающегося в горизонтально расположенном сетчатом цилиндре. На 1 см2 сита приходится 110 отверстий диаметром 0,5 мм каждое. По мере удаления от загрузочного бункера шаг шнека постепенно уменьшается, а диаметр шейки шнека увеличивается. В результате этого при продвижении масса испытывает все возрастающее давление и продавливается через сито.
Выжимки выходят из машины через кольцевое отверстие между внутренней поверхностью корпуса машины и усеченным конусом кольца шнека. Степень отжатая сока регулируют изменением величины кольцевого отверстия, передвигая шнек по его оси.
Выход томатного сока при использовании экстрактора может достигать 94%. Однако ввиду того что томатный сок является напитком, его отжимают так, чтобы выход был 60—70% и продукт получился не слишком густым. Отходы, полученные после отжатия сока, пропускают через протирочную машину, используя протертую массу для выработки концентрированных томатных продуктов. Протертая масса из отходов от производства сока содержит повышенное количество клетчатки, в связи с чем ее перерабатывают не самостоятельно, а равномерно добавляют к поступающей на выпаривание томатной массе, полученной непосредственно из плодов.
Оптимальной температурой томатной массы во время отжима сока является 60—70° С. При температуре, превышающей 90° С, происходят значительные изменения коллоидной системы томатного сока, возрастает количество растворимого пектина и резко увеличивается вязкость сока.
На некоторых заводах США перед отжимом сока томатную массу пропускают через машины с вибрационными ситами, удаляя затвердевшие ткани и недозрелые части плодов.
В ФРГ практикуют отжим томатного сока не в экстракторе, а при помощи центрифуги.
Гомогенизация сока. Для придания томатному соку однородности во избежание его расслоения продукт целесообразно подвергать гомогенизации, при которой происходит тонкое измельчение взвешенных в соке частиц.
Наиболее распространенный гомогенизатор типа ОГБ представляет собой горизонтальный трехплунжерный насос, который нагнетает продукт под высоким давлением через капиллярный зазор между притертыми поверхностями гомогенизирующего клапана и его седла. Оптимальные условия гомогенизации томатного сока следующие: давление 6,86 Мн/м2 (70 кГ/см2), температура продукта 65° С.
Имеются гомогенизаторы и других конструкций. В струйном гомогенизаторе продукт захватывается потоком перегретого пара или сжатого воздуха, распыляется и, двигаясь с большой скоростью, проходит через мелкую сетку. Недостатком такого гомогенизатора является то, что пар вызывает разжижение продукта, а воздух — сильную его аэрацию.
Гомогенизация может быть достигнута также обработкой продукта ультразвуком. Однако озвучивание вызывает разрушение аскорбиновой кислоты при Последующем хранении, что особенно характерно для томатных продуктов.
Наряду с положительным влиянием на томатный сок гомогенизация имеет и некоторые недостатки — повышает вязкость сока и аэрирует его.
Деаэрация сока под глубоким вакуумом способствует сохранению витамина С. Аналогичный результат достигается при подогреве продукта перед расфасовкой, в связи с чем на наших заводах томатный сок механической деаэрации не подвергают.
Подогревание сока. Отжатый сок подогревают во второй секции вакуум-подогревателя до 85° С. При нагревании продукт расширяется. Одновременно образуются водяные пары, которые, выделяясь из томатного сока, вытесняют содержащийся в нем воздух. В результате количество воздуха в томатном соке снижается с 5—6,7 до 0,7—1,2% об. Кроме того, при нагревании уничтожаются вегетативные формы микроорганизмов, что позволяет смягчить режим стерилизации томатного сока после его расфасовки в тару. Повышение режима температурной обработки сока до 120—125° С перед расфасовкой позволяет отказаться от последующей стерилизации.
Агрегаты для производства томатного сока. Производственные операции, начиная от дробления томатов и кончая подогревом сока, осуществляют на агрегатах КТСА-10; КТСА-30 и КТСА-60 одесского завода «Продмаш» производительностью соответственно 10, 30 и 60 л сока в минуту.
Агрегат КТСА-10 состоит из дробилки-насоса, односекционного трубчатого вакуум-подогревателя, экстрактора, сборника для сока и насоса. Все аппараты смонтированы на одной станине и обслуживаются общим электродвигателем. Подогреватель имеет 12 трубок, разбитых на две группы по 6 штук, для обработки дробленой массы и сока.
Измельченные в дробилке томаты прогоняются через первую группу трубок подогревателя в экстрактор. Отжатый сок собирается в сборнике, откуда насосом перекачивается через вторую группу трубок подогревателя и поступает на расфасовку. Устройства для обработки отходов агрегат КТСА-10 не имеет.
Агрегат КТСА-30/3 состоит из дробилки-насоса, односекционного трубчатого вакуум-подогревателя, экстрактора, протирочной машины, двух сборников (для отжатого сока и протертой массы, полученной из отходов) и двух пропеллерных насосов. Все оборудование смонтировано на общей станине и обслуживается пятью электродвигателями.
Дробилка-насос измельчает томаты и перекачивает дробленую массу через шесть нижних трубок подогревателя.
Подогретая масса поступает в экстрактор, отжатый сок собирается в сборник, при помощи насоса прогоняется со скоростью 0,58 м/сек через шесть верхних трубок подогревателя и поступает на розлив. Сборника для подогретого сока агрегат КТСА-30/3 не имеет.
Выходящие из экстрактора отходы поступают непосредственно в протирочную машину агрегата, имеющую сито с отверстиями диаметром 0,75 мм. Протертая из отходов масса стекает в сборник, откуда откачивается насосом на линию производства концентрированных томатных продуктов.
Агрегат КТСА-60 состоит из дробилки с серповидными ножами, двухсекционного вакуум-подогревателя, экстрактора, протирочной машины, трех сборников (для дробленой томатной массы, отжатого сока и протертой массы, полученной из отходов) и трех насосов. Аппараты агрегата обслуживаются пятью индивидуальными электродвигателями. Все оборудование смонтировано на одной станине. Сито протирочной машины имеет форму усеченного конуса, что позволяет легко регулировать зазор между бичами и ситом.
Агрегат КТСА-60 работает аналогично агрегату КТСА-30.
Расфасовка сока. Томатный сок расфасовывают в горячем виде в бутылки, трехлитровые бутыли, стеклянные или жестяные банки. Тару с продуктом герметически укупоривают. Для удаления воздуха из банок укупоривать их следует на вакуум-закаточных машинах.
На некоторых консервных заводах в США с целью улавливания посторонних примесей томатный сок подвергают перед розливом магнитной сепарации, а также пропускают через сетчатый фильтр, который помещают на трубопроводе, подающем сок в наполнитель. Продукцию в жестяной таре подвергают массовой инспекции при помощи электронных аппаратов.
Для того чтобы предупредить действие световых лучей на химические вещества продукта, в ФРГ практикуют розлив томатного сока в бутылки из темного стекла.
На консервном заводе имени 1 мая в Тирасполе был испытан следующий метод консервирования: томатный сок охлаждали до 15—20° С и расфасовывали в пакеты (тетрапаки) из бумаги, которая покрыта с внутренней стороны полиэтиленом низкой плотности, а с наружной — тонким слоем пищевого парафина. Пакеты емкостью 0,5 л с томатным соком замораживали до температуры минус 18° С и хранили при этой температуре.
Стерилизация. Томатный сок в герметической таре (банки, бутылки) как продукт, обладающий высокой активной кислотностью, стерилизуют при 100° С. Продолжительность стерилизации в зависимости от вида и размера тары составляет от 25 до 60 мин.
Время стерилизации томатного сока в жестяной таре можно сократить путем применения непрерывно действующих стерилизаторов, через которые банки проходят потоком одна за другой. Одновременно с поступательным движением банка в стерилизаторе вращается вокруг своей оси. Благодаря этому сок перемещается, что обеспечивает быстрое распространение тепла по всей банке.
Стерилизация томатного сока после расфасовки обеспечивает стойкость продукта при хранении, но несколько ухудшает вкус, аромат и цвет сока. Кроме того, стерилизация сока, особенно в 3-литровых бутылях, усложняет производственный процесс.
Хотя томатный сок является кислотным продуктом, он требует более жесткого режима стерилизации, чем фруктовые консервы. Объясняется это тем, что иногда порча томатного сока вызывается стойкими к нагреванию спорообразующими микроорганизмами, как, например, Bacillus thermoacidurans и Clostridium pasterianum.
Для томатного сока может быть применен высокотемпературный режим пастеризации сока до его розлива в тару.
На консервных заводах Калифорнии сок пастеризуют мгновенно при 118—121°С, наполняют банки при 95—99° С, после чего закатывают их, перевертывают для стерилизации крышки и охлаждают. Практикуют также пастеризацию сока в потоке в течение 45 сек при 121° С, наполнение банок при 99° С и выдержку при этой температуре в течение 3 мин перед охлаждением.
Аналогичный метод консервирования испытан у нас на консервном заводе в г. Алма-Ате, Херсонском консервном комбинате и др.
Качество томатного сока. Томатный сок представляет собой однородную массу, состоящую из сока, в котором взвешены мелкоизмельченные частицы мякоти. Продукт должен обладать хорошим натуральным вкусом и запахом, иметь красивый красный или оранжево-красный цвет и содержать не менее 4,5% сухих веществ по рефрактометру.
Тяжелые металлы отрицательно влияют на витамин С, которым богат томатный сок. Поэтому содержание меди и олова в нем нормируется в более ограниченных пределах, чем для большинства других консервов. Количество меди не должно превышать 5 мг, олова — 100 мг в 1 л томатного сока.
По химическому составу томатный сок близок к сырью. Он содержит 4,5% и более сухих веществ, 2—4% сахара, 0,2% клетчатки, до 1% азотистых веществ, имеет общую кислотность 0,3—0,5% при pH 3,1—4,1 и до 1 % золы.
Минеральный состав томатного сока следующий (в мг%): К — 286, Na — 165, Ca — 13, Mg — 26, Fe — 0,7, Р — 32, Mn — 0,1, J — 150 γ/кг. По сравнению с исходным сырьем томатный сок содержит меньше железа и марганца и больше кальция, магния, калия и йода. Изменения в минеральном составе связаны в основном с удалением кожицы и семян.
Аромат томатного сока обусловлен содержанием спиртов и карбонильных соединений. В состав ароматических веществ входят ненасыщенные соединения, с изменением которых может ухудшаться вкус томатного сока. В пастеризованном томатном соке содержатся сложные эфиры, количество которых в пересчете на этилацетат составляет 2 мг/л.
Консервированный томатный сок содержит следующее количество витаминов (в мг%): капотин (в пересчете на витамин A — 0,5—1,0; B1 — 0,01; В2 — 0,01; РР — 0,2; С — 14—21; пантотеновая кислота — 0,25.
Потери витамина С наблюдаются на всех производственных операциях и в сумме достигают 20—30%. Большая часть этих потерь имеет место при розливе и пастеризации сока. Если в процессе производства устранить контакт сока с воздухом (путем нагревания массы перед отжимом до кипения или немедленной деаэрации отжатого сока под глубоким вакуумом) и стерилизовать сок в потоке до розлива, то можно сохранить в продукте 94% исходного количества витамина С.
При длительном хранении томатного сока может происходить дальнейшее уменьшение количества аскорбиновой кислоты. Эти потери при хранении тем больше, чем больше остается воздуха в банках или бутылях с соком. Поэтому повышенные потери витамина С в томатном соке наблюдаются при недостаточном заполнении тары, а также при малой величине образующегося в ней вакуума. Пониженный вакуум в таре с соком может быть при расфасовке недостаточно нагретого продукта.
Для обеспечения высокой пищевой ценности томатный сок следует выпускать с нормированным содержанием витамина С, количество которого должно быть не ниже 10 мг%.
Потери каротина при выработке томатного сока достигают 10—20%, в основном при подогревании дробленой массы и при отжиме сока. Дальнейшие процессы переработки, а также хранение готовой продукции не увеличивают потерь каротина.
Потери витамина B1 происходят на всех производственных операциях и в сумме составляют 20%. Хранение готовой продукции дальнейших потерь витамина B1 не вызывает.
Витамин В2 при переработке томатов весьма устойчив. Однако при длительном хранении томатного сока происходят потери его, достигающие за 10 месяцев 12%.
Степень сохранения витаминов в томатном соке зависит от условий хранения продукта. Если температура в складе не превышает 20—22° С, то значительных потерь витамина С не происходит. При более высоких температурах хранения эти потери резко возрастают. Особенно значительны они в первый период хранения.
Важным показателем качества томатного сока является его цвет, который зависит в первую очередь от зрелости сырья.
Цвет консервированного томатного сока связан и с технологическим процессом. Кислород воздуха вызывает окисление ликопина и ухудшение окраски сока. Длительный подогрев при высокой температуре способствует меланоидиновым реакциям, карамелизации сахаров, коагуляции белков и нарушению коллоидной системы сока, что приводит к изменению цвета продукта. Потемнение сока может явиться следствием реакции между танином и солями железа.
Томатный сок, консервированный в жестяной таре, лучше сохраняет цвет, чем в стеклянной, так как олово связывает остаточный кислород, препятствуя окислительным процессам.
Объективное определение цвета томатного сока может быть произведено при помощи .колориметра, спектрофотометра, системы цветных дисков.
В СССР томатный сок выпускается одним товарным сортом. В США качество сока определяют по следующей балловой системе:
Томатный сок, получивший 85 баллов, оценивается при отсутствии дефектов высшим сортом, а получивший 70 баллов считается стандартным.
Дефекты томатного сока. При хранении томатного сока иногда наблюдается его расслоение — мякоть оседает на дно тары, а сверху собирается прозрачный желтоватый сок. В некоторых случаях мякоть располагается в соке слоями. Такой сок вполне пригоден в пищу, но по внешнему виду он является непривлекательным.
Томатный сок представляет собой полидисперсную систему. Частицы мякоти в нем находятся во взвешенном состоянии благодаря наличию высокополимеров коллоидной степени дисперсности (пектиновые вещества). Стойкость суспензии против расслоения будет тем выше, чем больше содержится в соке пектиновых веществ и чем меньше размеры частиц мякоти.
Подогрев дробленой массы перед отжимом сока вызывает распад протопектина, увеличивая этим количество растворимого пектина в соке.
Подогрев дробленой массы важен также и потому, что он инактивирует ферменты, разрушающие пектин, который повышает вязкость сока и препятствует соединению мелких частиц мякоти в более крупные агрегаты, сравнительно легко оседающие.
Вязкость сока зависит от количества, размеров и формы взвешенных частиц, что в известной мере определяется условиями отжима сока. При очень малых размерах частиц силы их взаимного притяжения уравновешивают силу тяжести и суспензия является относительно стойкой против расслоения. Для измельчения взвешенных в томатном соке частиц он может быть подвергнут гомогенизации.
Бактериальная порча томатного сока. Микроорганизмы, вызывающие порчу томатного сока, могут развиваться в широком диапазоне температур как в аэробных, так и в анаэробных условиях.
Иногда в томатном соке появляются осадки или плавающие хлопья серо-белого или желто-зеленого цвета, которые представляют собой скопления бактериальных тел. Такой сок, хотя и не образует бомбажа, но может быть резко кислым, или иметь затхлый вкус и запах.
Томатный сок является одним из немногих кислотных продуктов, в которых развиваются теплоустойчивые микроорганизмы — как бесспоровые (молочнокислые бактерии), так и спороносные сапрофиты, легко приспособляющиеся к разным условиям. Одним из видов микроорганизмов, вызывающих скисание томатного сока, является В. coagulans. Скисание продукта может быть вызвано использованием недоброкачественного сырья, антисанитарными условиями работы, нарушением установленного технологического режима.
В результате деятельности микроорганизмов томатный сок может приобрести фенольный привкус. Это явление сопровождается газообразованием, наблюдающимся главным образом в начале сезона работы, а также после продолжительных остановок линии.