Пищевая ценность растительных продуктов сублимационной сушки

Сублимационной сушке большинства растительных пищевых продуктов предшествует их термическая обработка (нагревание, замораживание). Если замораживание является неотвратимым с точки зрения сублимационного обезвоживания процессом, то тепловая обработка вызывается стремлением получить, с одной стороны, сухие продукты длительного срока хранения без существенного изменения качества и, с другой — обладающие высокой степенью потребительской готовности. Глубокой термической обработке подвергают, например, некоторые овощи при использовании их в быстроразваривающихся пищевых концентратах, кулинарно готовые закусочные и обеденные блюда, продукты детского питания и др.

Во всех случаях в результате действия теплового фактора происходит изменение нативных свойств сырья, причем характер и степень этих изменений зависят как от температуры нагревания, так и от продолжительности ее действия.

Как видно из приведенных ниже данных, в процессе сублимационной сушки лука увеличивается содержание ацет- и формальдегида, алканалей, алкан-2-онов и карбонильных соединений в сумме, тогда как содержание глиоксаля уменьшается. Возможно, это связано с тепловым воздействием на продукт в период удаления абсорбционно-связанной влаги.

Содержание карбонильных соединении в репчатом луке, мг/100 г

До сушки                  После сублимационной сушки

Монокарбонилы

Ацетальдегид + формальдегид 7,08    10,89

Алканали 5,38         21.22

Алкан-2-оны 15,58 20,89

Алк-2-енали 2,67    2,09

Алка-2,4-диенали 1,34      1,59

Дикарбонилы

Глиоксаль 14,73     5,07

Неидентифицированные 1,71   0,63

Карбонильные соединения в сумме 48,49     62,38

При дегустационной оценке образцов сухого лука было отмечено, что продукт быстро восстанавливается, сохраняет форму, цвет и запах, близкие свежему продукту.

Физико-химические показатели репчатого лука

До сушки      После сушки

Влажность, %          85,5    2,3

Коэффициент поглощения воды          —        5,0

Аскорбиновая кислота, мг %      55,4    52,4

Летучие редуцирующие вещества, мг % 2,74±0,24 2,05±0,09

Углеводы, % на абсолютно сухое вещество

всего  61,6    60,9

редуцирующие сахара     21,2    20,8

сахара           40,4    40,1

Таким образом, сублимационная сушка не вызывает ощутимых изменений качественных показателей репчатого лука. Незначительное снижение содержания аскорбиновой кислоты и углеводов связано с действием низкой температуры на молекулы аскорбиновой кислоты, моно- и дисахаров и их разрушением. Снижение содержания летучих редуцирующих веществ, на наш взгляд, связано с частичной их потерей при сушке в вакууме.

Сушку продукта методом сублимации можно разбить на три периода: испарение влаги при замораживании, собственно сублимация и тепловая досушка. Удаление влаги по этим периодам

Это обстоятельство необходимо учитывать при оценке сублимационного обезвоживания. Метод сублимационного обезвоживания пищевых продуктов способствует наибольшей сохраняемости питательных компонентов, хотя частично и воздействует на некоторые показатели качества, причем наибольшая стабильность качественных показателей соответствует периоду сублимации, а наименьшая — периоду тепловой досушки продукта.

При вакуум-сублимационной- сушке готовых к употреблению блюд основные процессы, связанные с изменением их качества, происходят на стадии кулинарной подготовки. Глобулярные белки пищевых продуктов подвергаются необратимой денатурации цепей, однако даже сильное нагревание (до 90— 100° С) не вызывает полной потери растворимости белков. Можно предположить, что тепловая обработка приводит к определенной стабилизации белков, которые мало изменяются как в процессе сублимационной сушки, так и при хранении обезвоженного продукта. К весьма важным превращениям, влияющим на пищевую ценность продуктов, относится изменение аминокислотного состава. Продукты распада аминокислот: амиды, амины, аммиак, сероводород и др. — могут оказать существенное влияние на органолептические свойства.

В период теплового воздействия происходит также частичное расщепление крахмала как в результате ферментативных процессов, так и под влиянием содержащихся в продукте и вводимых в смесь кислот. Нагревание крахмала сопровождается разрушением структуры крахмальных зерен, частичным их набуханием, отделением полисахаридов и клейстеризацией.

В период кулинарной подготовки липиды подвергаются воздействию органических кислот, солей и щелочей, растворенных в жидкой фазе, следствием чего может быть частичный гидролиз их, сопровождающийся отделением свободных жирных кислот, а иногда и продуктов их окисления.

В зависимости от условий кулинарной подготовки сырья изменяется витаминный состав продукта. Так, весьма лабильная аскорбиновая кислота разрушается меньше всего при быстром нагреве, приводящем к инактивации аскорбиназы.

Витамины группы В частично разрушаются, а частично переходят в отвары. При варке овощей разрушается до 20% витаминов Вь В2 и PP. Кулинарная обработка капусты, моркови и картофеля приводит к разрушению витамина В6 соответственно на 36, 22 и 27%.

Неправильно проведенная кулинарная обработка сырья приводит иногда к появлению неспецифической окраски продукта. Причиной этого являются изменения цвета пигментов.

В процессе тепловой обработки происходит изменение летучих компонентов, обусловливающих образование запаха, соответствующего готовому блюду.

В результате термической обработки получается, по существу, качественно новый продукт, отличающийся от свежего как по химическому составу и структурно-механическим свойствам, так и по органолептическим показателям. Поскольку входящие в состав многокомпонентных блюд ингредиенты после предварительной кулинарной обработки представляют собой качественно новые объекты сушки со специфическими физическими и физико-химическими характеристиками и при нагревании их почти полностью разрушаются ферментные системы, изменение качества таких блюд в процессе сублимационной сушки и особенно при хранении сопровождается в основном окислительными процессами, реакциями неферментативного потемнения и др.

При использовании сырья, однотипного по составу и свойствам, качественные показатели кулинарно подготовленных полуфабрикатов будут одинаковыми, однако качество обезвоженных продуктов в значительной мере зависит от тех изменений, которые полуфабрикаты претерпевают в процессе замораживания и сублимационной сушки.

Исследования показали, что перегрев продуктов на конечной стадии сушки может привести к гидролизу глицеридных фракций липидов, разрушению аскорбиновой кислоты, появлению компонентов реакции неферментативного потемнения, что в свою очередь создает предпосылки для быстрой порчи в процессе хранения.

Как видно, содержание жира во всех исследованных продуктах несколько уменьшилось, вероятно, из-за потерь части низкомолекулярных свободных жирных кислот, а также частичного гидролиза жира. Уменьшилась и общая кислотность, что связано с потерей ароматических веществ при сублимационном обезвоживании, и в частности с потерей летучих кислот. В сухих щах из щавеля, кислотность которых обусловлена наличием нелетучей щавелевой кислоты, этот показатель несколько выше по сравнению с исходным продуктом. Потери витамина С в процессе сушки составляют 10—15% от исходного его содержания в продукте. Содержание витаминов и В2 в процессе сушки снижается незначительно, в среднем на 11—16% и 5,0— 14,5% соответственно.

При сублимационной сушке цветной капусты потери аскорбиновой кислоты составили 15,4%, общего сахара 5,0, редуцирующих Сахаров 11,6, сахарозы 7,0%, а при сушке репчатого лука теряется аскорбиновой кислоты 5,41%, летучих редуцирующих веществ 25,2, общего сахара 1,13, редуцирующих Сахаров 2,0 и сахарозы 0,74%.

Большой интерес представляет вопрос сохраняемости ароматических компонентов продуктов, многие из которых весьма летучи и поэтому могут в связи с низким давлением парогазовой смеси в сублиматоре теряться в процессе обезвоживания. Потери ароматических веществ происходят в основном на начальной стадии сушки . Повышение температуры продуктов на конечной стадии сушки приводит к понижению содержания летучих веществ. В малиновом соке наибольшие потери приходятся при нагревании продукта с 25 до 60°С, а в апельсиновом почти все летучие вещества, кроме ацетальдегида, стабильны при температуре от 25 до 40°С .

Пищевые продукты сублимационной сушки в процессе хранения могут подвергаться изменениям микробиологического, ферментативного, неферментатнвного и окислительного характера. Этому способствует исключительно развитая поверхность- высушенного продукта, а также наличие в его составе легко- окисляемых веществ (липидов, витаминов, пигментов, аромат- образующих веществ). Окисление основных компонентов пищевых продуктов приводит к нежелательным изменениям вкуса, запаха, цвета. Характер п интенсивность окислительных превращений зависит от состава и свойств высушенных продуктов, а также продолжительности контакта их с кислородом и температурных условий хранения. Преобладание тех или иных процессов в значительной мере связано с влажностью продукта. В продуктах сублимационной сушки развитие микробиологической порчи практически исключено, хотя сублимационная сушка не убивает имеющиеся в продукте микроорганизмы и обезвоженный продукт ни в коей мере не следует считать стерильным. Некоторые кокки способны сохраняться в сублимированном продукте в течение нескольких лет.

В кулинарно готовых сублимированных обеденных блюдах большая часть ферментных систем находится в разрушенном состоянии, а сохранившие активность ферменты в условиях низкой влажности не могут проявить свое отрицательное действие.

В обезвоженных закусочных блюдах, приготовленных из овощей, не прошедших тепловой обработки, ферменты сохраняют свою активность, однако низкая влажность продуктов обеспечивает эффективную защиту их от ферментативных реакции.

Процессы порчи, связанные с развитием реакций неферментативного характера, наиболее опасны для продуктов растительного происхождения, содержащих большое количество свободных аминокислот и углеводов. Существует предположение, что «сенный» запах, появляющийся в обезвоженных, долго хранившихся овощах, связан с реакцией неферментативного потемнения.

Органолептические показатели многих высушенных сублимацией овощей и фруктов при длительном хранении в присутствии воздуха практически не изменяются, однако содержание аскорбиновой кислоты уменьшается быстро, причем особенно при повышенной температуре и влажности. В образцах упакованных под вакуумом или хранящихся при температуре ниже 30° С, этот процесс замедляется.

На незначительное уменьшение витамина С при хранении капусты сублимационной сушки в герметичной упаковке при температуре 20°С без доступа света указывает Н. Н. Титов и др.  При хранении в аналогичных условиях картофеля и репчатого лука аскорбиновая кислота разрушалась быстрее, полностью исчезая к концу первого года храпения. Считается, что наибольшей стойкостью при хранении в атмосфере воздуха обладают обезвоженные методом сублимации столовая свекла, горох, грибы шампиньоны.

Разрушение каротина наблюдалось авторами в процессе хранения моркови сублимационной сушки в атмосфере воздуха при комнатной температуре. При вскрытии металлических банок с продуктом через 6 мес были обнаружены полностью обесцвеченные кусочки моркови, при этом запах их напоминал запах фиалки. Потеря цвета произошла в результате окисления кислородом воздуха p-каротина и его полного разрушения. Появление постороннего запаха может явиться результатом накопления летучих продуктов распада: альдегидов, кетонов, различных эфиров, углеводородов [40]. Вследствие разрушения каротина питательная ценность моркови снижается.

Потери каротина в продуктах сублимационной сушки меньше при хранении их в условиях разрежения, чем при атмосферном давлении. Качество моркови, красного перца, петрушки и шпината может быть в значительной степени сохранено при хранении их в атмосфере газообразного азота.

Применение антиоксидантов для предотвращения окислительных процессов дает незначительный эффект вследствие небольшой степени их контакта с лабильными компонентами продукта. Эффективность действия повышается при добавлении (смешивании) их с порошкообразными сублимированными продуктами, например фруктово-ягодными соками, овощными порошками. Предлагается добавлять к ним до сушки или после сушки гигроскопичный или гидрофобный наполнитель, содержащий антиоксидант, а также вкусовые и ароматизирующие вещества .

Высушенные продукты с такими добавками могут храниться, по данным авторов, без применения специальной защитной упаковки.

Содержание воды в высушенных сублимацией продуктах является важнейшим критерием, характеризующим их устойчивость при длительном хранении. По стандартам влажность продуктов сублимационной сушки растительного происхождения не должна превышать 5%.

В связи с различием структуры, физико-химических и биохимических свойств продуктов сублимационной сушки характер изменения их качественных показателей в процессе хранения при прочих равных условиях имеет индивидуальные, присущие конкретному продукту, особенности. От правильной организации процесса хранения в конечном счете зависит сохранение того высокого качества продукта, которое обеспечивает метод вакуум-сублимационного консервирования.