Метод сублимационного обезвоживания в вакууме скоропортящихся пищевых продуктов относится к одному из наиболее прогрессивных современных методов консервирования.
После кофе шампиньоны оказались первым продуктом, законсервированным таким способом, причем были получены весьма удовлетворительные результаты, открывающие новые возможности для консервирования продуктов питания.
Структурно указанный метод сублимационного обезвоживания состоит из двух широко практикуемых методов консервирования: а) замораживания, б) сушки в вакууме. В ходе замораживания сведены к минимуму всевозможные нежелательные изменения свойств продукта. Преимущество же второго метода — сушки в вакууме — заключается в том, что структура, состав и, что наиболее важно, питательные свойства пищевых продуктов почти не подвергаются изменению сравнительно с иными методами. Возможность продолжительного хранения продуктов, подвергнутых сублимационной сушке, в условиях нерегулируемой температуры обеспечивает их герметичная упаковка. Кроме того, к достоинствам рассматриваемого метода консервирования скоропортящихся пищевых продуктов необходимо отнести минимальные расходы при их транспортировке, так как в результате сублимационной сушки масса продуктов уменьшается в 5—10 раз сравнительно с исходной.
В ряде зарубежных стран промышленное производство консервированных пищевых продуктов является бурно развивающейся отраслью пищевой промышленности. Открывая широкие экономические перспективы, метод сублимации применяется в настоящее время на основе высокоразвитой технологии. Об этом свидетельствует, в частности, объем производства продуктов сублимационной сушки. Очевидные преимущества метода сублимационной сушки скоропортящихся пищевых продуктов и реально ожидаемый экономический эффект стимулируют создание в нашей стране высокоразвитой отечественной промышленности по консервированию пищевых продуктов методом сублимации.
Известно, что при замораживании в основном сохраняются исходные свойства продукта и после размораживания они по многим характеристикам приближаются к свежим. Сублимированные продукты также сохраняют после восстановления основные качества свежих продуктов, однако сравнительно с замороженными они имеют гораздо более высокие качественные характеристики. Кроме того, далеко не последнюю роль в оценке сравниваемых методов играют и экономические характеристики основанных на них технологических процессов. Так, при указанных качественных преимуществах метода сублимации затраты на производство, хранение и транспортировку сублимированных продуктов равны соответствующим затратам относительно замороженных продуктов и лишь в отдельных случаях превышают последние на 5—10%.
Удаление воды из продукта при сушке происходит, как известно, посредством перевода ее в парообразное состояние. Данный процесс может быть осуществлен по двум схемам: а) жидкость — пар; б) жидкость — твердая фаза (лед) — пар. Обычная тепловая сушка осуществляется по первой схеме, сублимационная — по второй. Для сублимационной сушки характерно использование более совершенной техники, современных технологических процессов, высокой автоматизации производства, глубокого вакуума, быстрого размораживания, инфракрасных источников. При этом сублимационная сушка как новый, более высокий современный уровень решения проблемы консервации скоропортящихся продуктов обеспечивает:
- высокие качественные характеристики продуктов, их биологическую полноценность (в частности, сохранение цвета, объема, формы, вкуса, аромата, витаминного и ферментного содержания и др.);
- гигроскопичность обезвоженных продуктов, что обеспечивает их быструю и наиболее полную восстанавливаемость;
- малую массу (1/5 – 1/10 начальной массы);
- возможность длительного хранения как различных продуктов, так и готовых сублимированных блюд в специальной упаковке в любых климатических зонах без применения холода.
Одним из наиболее скоропортящихся продуктов, с хранением которого для последующей обработки и приготовления готовых блюд либо полуфабрикатов через более или менее продолжительный промежуток времени возникают трудности, являются грибы. Указанные трудности хранения легко преодолимы в настоящее время посредством внедрения отечественной технологии сублимационной сушки грибов. Сублимационная сушка грибов происходит в три фазы: а) самозамораживание, б) сублимация, в) удаление остаточной незамороженной влаги. Естественно, что качество сублимированных продуктов во многом зависит от продолжительности периода хранения продукта до начала сушки. Поэтому на сублимационную сушку должны поступать свежесобранные грибы. При температуре 3—4° С срок хранения грибов равен от 24 до 48 ч. Немаловажно также, чтобы поступающие партии грибов были однородны по сортности и размеру.
Процесс подготовки грибов к сублимации состоит из следующих этапов. Прежде всего, грибы моют вручную в двух-трех водах, а затем подают на обрезку ножек, которая также производится вручную, после чего грибы бланшируют. Продолжительность бланшировки грибов зависит от их размера: мелких — 3 мин, средних — 5, крупных — 8 мин. После бланшировки грибы охлаждают, а затем они поступают на сушку. Как уже указывалось, первой фазой сублимационного процесса является самозамораживание, которое следует за сушкой.
Самозамораживание происходит в сублимационном аппарате, представляющем собой вакуумную камеру. При этом в сублимационном аппарате непрерывно понижается давление. В ходе замораживания в вакууме происходит интенсивное испарение влаги и грибы охлаждаются до температуры кристаллизации воды. Во время самозамораживания из продукта удаляется от 10 до 15% влаги. Структура плодового тела гриба при сублимационной сушке не изменяется, поскольку охлаждение происходит быстро и равномерно, что исключает образование крупных кристаллов льда. Энергетические затраты на процесс самозамораживания минимальны, так как в материале при кристаллизации жидкости происходит выделение теплоты плавления льда. Это тепло впоследствии используется для сублимации, что уменьшает его расход. Наиболее оптимальной для самозамораживания шампиньонов является температура —25° С.
Фаза сублимации происходит в обратном температурном режиме: температура продукта изменяется от максимальной низкой, достигнутой в первой фазе, до 1° С. В данной фазе из продуктов удаляется более 50% влаги. В сублимационной фазе основополагающим фактором является массообмен, который в свою очередь определяет и теплообмен. Интенсивность подачи тепла дифференцируется сообразно с двумя факторами: температурой окружающей среды в сублиматоре и температурой продукта в центре и на поверхности.
Для всякого определенного объекта, подвергающегося сублимационной сушке, существует максимально допустимая температура нагрева. Определение такой температуры производится с учетом физико-химических, биохимических и структурно-механических свойств продукта. Интенсивность же сублимации льда в ходе сушки продукта определяется в зависимости от двух температурных показателей: а) температуры продукта и конденсатора, б) температуры общего давления паровоздушной смеси в сублиматоре. В сублимационной фазе устанавливается максимально допустимая температура поверхности продукта, при которой не отмечены тепловые повреждения шампиньонов (за пределами допустимой температуры происходят значительные потери питательных веществ, аромата и ухудшаются качественные показатели).
В дальнейшем при испарении оставшейся влаги скорость сушки уменьшается. Температура же материала непрерывно повышается. В сущности этот этап представляет собой обычную сушку в среднем вакууме. Окончание сушки шампиньонов происходит при достижении 2% влажности.
Как отмечалось выше, продукты, обработанные методом сублимации, легко оводняются. Это качество сублимационных продуктов обеспечивается образованием пористого каркаса с ячейками. Размеры последних соответствуют величине кристаллов испарившегося льда либо несколько превышают их. В ходе сублимационного процесса определяющее значение на качество конечного продукта оказывает период замораживания. При этом оптимальным результатом замораживания будет создание мелкокристаллической равномерно распределенной структуры льда со сквозными порами.
Ввиду своей высокой гигроскопичности сублимированные шампиньоны нуждаются в герметической упаковке для последующего хранения. Однако хранение грибов в герметической упаковке уменьшает содержание в них витамина С. Сублимированные шампиньоны при доступе кислорода можно хранить в течение 6 месяцев. В случае замены воздуха инертным газом срок хранения увеличивается в 2 раза. Кроме того, установлено, что во всех продуктах качественные показатели интенсивно ухудшаются в первые 6 месяцев хранения сравнительно с последующими 6 месяцами. Происходит это вследствие того, что в таре содержится кислород воздуха, который вступает в длительные реакции с грибами. В этой связи шампиньоны хранят в атмосфере азота. Опытным путем было установлено, что в случае хранения сублимированных шампиньонов в атмосфере азота на протяжении года уменьшение содержания в них витамина С не превышало 7%.
Все изложенные выше преимущества метода сублимационной сушки проявляются при внедрении указанного метода на крупных предприятиях, где суточная переработка грибов составляет 5—10 т. Немаловажное значение имеет и узкая специализация предприятий. Большим спросом пользуются шампиньоны сублимационной сушки. Так, французская фирма «Бланшо» перерабатывает в сутки до 20 т шампиньонов, большая часть которых в сублимированном виде экспортируется в другие страны, причем экспорт шампиньонов в сыром виде прекращен.
В заключение следует отметить пока еще слабое промышленное внедрение и распространение метода сублимационной сушки шампиньонов. Однако в будущем, по нашему мнению, рассмотренный метод позволит существенно расширить гамму методов консервирования грибов.