Studiul Procesului de Deshidratare a Fructelor
BIBLIOGRAFIE
1. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Alimentare, [NUME_REDACTAT], București 2004
2. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT] Horticole, Editura AcademicPres, Cluj- Napoca 2006
3. Ing. S. Mănescu, [NUME_REDACTAT] Legumelor, Cartofilor și Fructelor, [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], Bucuresti 1973
4. Lect. Univ. Dr. Ing. [NUME_REDACTAT], Tehnologia și Utilajele în [NUME_REDACTAT] de Legume și Fructe, [NUME_REDACTAT], Craiova 2002
5. Guțulescu, I., Dima, E. , [NUME_REDACTAT] Legumelor și Fructelor, [NUME_REDACTAT] și Pedagogică, București 1977
6. Radu I.F., [NUME_REDACTAT] Fructelor și Legumelor și [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], București 1972
7. http://www.uscatoare.ro/uscatoare-pentru-legume-fructe-plante-seminte-cereale-ciuperci/tehnologii-de-deshidratare
8. http://www.casabio.ro/sanatatea/article/7
CUPRINS
INTRODUCERE
CAP 1. FRUCTELE USCATE ȘI BENEFICII ASUPRA SĂNĂTĂȚII
1.1.Istoricul uscării fructelor
1.2.Rolul fructelor deshidratare în dietă
1.3.Valoare alimentară a fructelor deshidratate
1.4.Valoarea nutrițională a fructelor deshidratate
1.5. Compoziția chimică a fructelor deshidratate
CAP 2. TEHNOLOGIA DESHIDRATĂRII FRUCTELOR
2.1 Principiile conservării prin deshidratare
2.2 Influența formelor de legare a apei din fructe asupra deshidratării
2.3 Fenomene care au loc la deshidratare
2.4 Desfășurarea procesului de deshidratare
2.5 Factorii care influențeazã deshidratarea
2.6 Procedee de deshidratare a fructelor
2.7 Efectele procesului de deshidratare
2.8 Ambalarea produselor deshidratate
2.9 Depozitarea fructelor uscate
2.10 Alterarea fructelor uscate
2.11 Instalatii de deshidratare
CAP 3 MATERII PRIME SI AUXILIARE FOLOSITE LA DESHIDRATARE
3.1 Materii prime
3.2 Condiții de recoltarea și de păstrare în depozit
3.3 Proprietăți fizice ale fructelor
3.4 Proprietăți chimice ale fructelor
3.5 Condiții de calitate ale materiei prime
3.6 Materii auxiliare
CAP 4. STUDIUL USCĂRII FRUCTELOR
4.1 Generalități
4.3 Modul de lucru
4.4 Rezultate
CONCLUZII
BIBLIOGRAFIE
INTRODUCERE
Alimentul este unul din factorii de mediu cu influență majoră asupra sănătății omului, de calitatea,cantitatea și felul produselor alimentare consumate depinzând starea de bine, sau apariția unei boli:de nutriție, digestive, toxiinfecții,etc.
Valorificare fructelor se face în stare proaspătă, în stare conservată sub formă de conserve sterilizate, concentrate, semiconservate precum și sub formă deshidratată, pentru satisfacerea nevoilor interne în perioada dintre două recoltări și cerințelor la export.
Valorificarea fructelor deshidratate este o tradiție veche cu origini în perioada Antichității. Datorită condițiilor climatice în care trăiau, egiptenii au fost cei dintâi care au descoperit proprietățile excepționale ale strugurilor uscați, cunoscuți sub numele de “stafide.”
Istoria omenirii scoate la lumină numeroase exemple care relevă importanța acordată fructelor deshidratate de-a lungul timpului. Spre exemplu, ele au fost vreme de secole hrana de bază a navigatorilor și au dat energie trupelor lui Hanibal să traverseze munții în drum spre Roma.
Dar nu numai în trecut fructele uscate reprezentau cheia supraviețuirii ci și în prezent, întrucât acestea fac parte din meniul astronauților aflați în misiuni spațiale.
Chiar dacă în prezent sunt puțin utilizate pe scară largă, fructele deshidratate reprezintă fără îndoială o veritabilă sursă de beneficii capabilă să le substituie cu succes pentru o vreme pe cele proaspete. Pentru eșalonarea consumului de fructe pe întreaga perioadă a anului, în afara sezonului de recoltare sau obținere, oamenii au fost permanent preocupați de a găsi diferite metode de conservare și păstrare. Una din ele este uscarea produselor.
Uscarea fructelor este cunoscută ca cea mai veche metodă de conservare. Uscarea fructelor în gospodărie pentru nevoile proprii este o îndeletnicire foarte rentabilă, care aduce o serie de satisfacții. Pe lângă avantajele prezentate anterior din punct de vedere culinar, fructele și legumele uscate oferă gospodarului iarna un produs gata pregătit pentru întrebuințare.
Prin deshidratare fructele își mențin valoarea nutritivă, gustul, mirosul, iar volumul și greutatea lor se micșorează de 5 – 10 ori, ocupă un spațiu de păstrare mult mai redus, transportul, manipularea și depozitarea se poate face în orice anotimp, cu cheltuieli mai mici, comparativ cu cele proaspete și chiar cu conservele.
Ele au avantajul de a fi disponibile în orice perioadă a anului și de a avea o valoare nutritivă similară, atât consumate simple cât și în diferite rețete de prăjituri.
Supermarketurile și majortatea unităților comerciale aduc spre vânzare stafide, smochine, curmale, prune și caise, acestea fiind cele mai cunoscute produse de acest tip.
Conservarea din timp a fructelor oferă posibilitatea consumării lor în tot timpul anului. Însușirile calitative pe care trebuie să le îndeplinească produsele horticole deshidratate la condițiile sporirii producției pentru consumul intern și la export impun aplicarea unor tehnologii de prelucrare moderne, de înaltă productivitate.
Prin uscarea fructelor în gospodărie se realizează și o rezervă de glucide, săruri minerale, vitamine etc. atât de necesare nutriției raționale.
Dintre toate, stafidele sunt poate cele mai apreciate și îndrăgite. Este imposibil ca cineva să nu-și aducă aminte cu plăcere de gustul pe care îl ofereau prăjiturilor în copilărie. Stafidele furnizează 70 % fructoză pură, nu conține grăsimi sau colesterol și are un nivel scăzut de sodiu. De asemenea reprezintă o sursă bună de fibre, antioxidanți vitamine și minerale.
Caisele deshidratate se remarcă printr-un conținut extrem de bogat de fibre, beta-caroten și prin prezența licopenului care este un antioxidant puternic. Studii recente au emis chiar ideea că datorită carotenilor acestea reduc riscul de cancer la laringe, esofag și plămâni.
Deși nu sunt fructe caracteristice țării noastre, curmalele au câștigat aprecierea tuturor datorită gustului dulce inconfundabil. Acestea conțin fibre, fructoză, fier, sodiu, potasiu, vitamina A, vitamina B, calciu, fosfor și cupru care ajută organismul să combată afecțiuni precum constipația, anemia sau oboseala. Nu în ultimul rând curmalele au capacitatea de a oferi protecție împotriva cancerului de stomac.
În concluzie, datorită valorii alimentare pe care o au fructele, este indicat ca în rația alimentară zilnică să intre alături de celelalte alimente circa 200-250 gr. fructe, și alături de acestea și produse obținute din acestea cum ar fi: marmeladă, gem, dulceață, compot, sucuri și gemuri de fructe și altele.
.
CAP 1. FRUCTELE USCATE ȘI BENEFICII ASUPRA SĂNĂTĂȚII
1.1.Istoricul uscării fructelor
Fructele uscate numite popular „poame uscate” sunt considerate „adevărate minuni” pentru sănătate(fig.1). Preparate vara sau toamna fructele uscate, sau deshidratate, bogate în vitamine, fibre,microelemente, fructele uscate la soare, sau deshidratate se consumă de preferință iarna și primăvara, reprezentând o soluție corectă pentru alimentația echilibrată în sezonul rece. Totuși, fructele uscate trebuie consumate cu moderație din cauza conținutului ridicat de zahăr și de calorii.
Fig.1 Fructe uscate
Fructele uscate și deshidratate au un efect benefic ridicat asupra organismului uman. Principalele acțiuni fiziologice sunt următoarele:
• efect de hidratare, deoarece aduc în organism zaharuri și substanțe minerale.
• efect diuretic, prin conținutul de potasiu, magneziu și sodiu;
• efect alcalin, prin transformarea în organism a sărurilor acizilor organici conținute în carbonați alcalini;
• efect de mineralizare, furnizând corpului omenesc substanțe minerale;
• efect laxativ, datorită fibrelor conținute;
• acțiune tonică, prin vitaminele conținute.
Uscarea fructelor în România are o istorie tot atât de amplă ca și cultivarea pomilor fructiferi. Este de la sine înțeles că omul și-a pus de timpuriu problema conservării pentru perioadele reci a fructelor recoltare vara și toamna. Treptat, dar sigur omul a inventat metodele cele mai eficiente de a usca o parte din recoltele de fructe folosind procedee rudimentare la început și mai perfecționate ulterior de:
• uscarea pe grătare
• uscarea pe grătare acoperite
• uscarea între grătare verticale
• uscarea pe grătare etajate
• uscarea pe acoperișuri – platforme amenajate
• uscarea pe platforme special construite, prevăzute cu prelate
• uscarea în șiruri;
• uscarea în plase textile.
1.2.Rolul fructelor deshidratare în dietă
Fructele uscate – prune, mere, pere, coacăze negre, ananas, portocale, căpșuni, kiwi, piersici, curmalele, smochinele, stafidele, caisele – sunt o sursă neprețuită de energie în timpul iernii(fig.2). De asemenea, aceste fructe sunt bogate în macroelemente, microelemente, vitamine necesare pentru întărirea sistemului imunitar.
Fig.2 Fructe uscate
(caise, prune, mere, struguri)
Fructele uscate au proprietăți tonifiante, laxative, diuretice, emoliante. Sunt foarte nutritive și se digera la fel de ușor ca și fructele crude. Fructele uscate sunt recomandate tuturor, de la copii, adolescenți, femei însărcinate, sportivi și până la bătrâni sau persoane aflate în convalescență.
Datorită potasiului, calciului, fierului, seleniului, vitaminelor A, B1, B2, C, fructele uscate ajută în tratarea asteniei, anemiei, iritațiilor gastro-intestinale, stărilor febrile , afecțiunilor căilor respiratorii (viroze, bronșite, laringite, traheite).
Chiar dacă au multe calorii, poamele pot fi folosite și în curele de slăbire, dar ținând cont de rația calorică zilnică și de ponderea altor alimente cu densitate calorică mare.
Atenție însă asupra fructelor confiate: acestea au foarte multă zaharoză fructele de tipul poamelor tradiționale, uscate fără a adauga zahăr, sunt cele mai sănătoase. În trecut, poamele– merele, perele, prunele – se pregăteau de vara fie prin uscare cu aer cald, fie prin afumare.
Fructele uscate constituiau principala sursă de carbohidrați și de vitamine de toamnă și până primavara. Singurul inconvenient al fructelor uscate tradițional este fumul. Fructele pe care le uscau bunicii noștri nu conțineau conservanți artificiali. Astăzi, din păcate, pentru păstrarea acestor fructe se folosesc conservanți alimentari, binecunoscutele E-uri.
Fructele conservate și depozitate corect vor fi o sursă valoroasă de vitamine și fibre alimentare pe tot timpul anotimpului rece care nu ne răsfață cu prospături.
Fructele uscate ajută la eliminarea colesterolului din organism. În fructe și legume se găsesc cantități importante de izotiocianați, antioxidanți fenolici, indoli și flavone cu efect anticancerigen. Acțiunea lor se explică prin inactivarea enzimelor care favorizează apariția substanțelor cancerigene sau prin stimularea enzimelor care inactivează aceste substanțe cancerigene.
Uscarea se va face la început la temperatură mare și în curenți de aer cald și se continuă apoi la căldură potrivită.
Gutuile conțin substanțe care stimulează ficatul și pancreasul, încetinesc procesele de îmbătrânire și combat incredibil de eficient teribilul cancer.
Fier, calciu, betacaroten – toate acestea ne sunt oferite de prunele uscate. Acestea sunt și o sursă buna de potasiu, necesar pentru normalizarea activității cardiace în sezonul rece. Sunt bogate în seleniu, un antioxidant puternic care fortifica sistemul imunitar. Prunele uscate rehidratate (puse de seara în apă) îmbunătățesc digestia, fiind indicate în special persoanelor cu predispoziție la constipație. Fibrele alimentare conținute de aceste fructe previn apariția diferitelor cancere, în special a celui de colon.
Fructele uscate au un conținut ridicat de K, Mg și vitamina C:
– K împreuna cu Na participă la reglarea apei în organism;
– K este tonic cardiac, muscular, ajută suprarenalele și intervine în alimentația creierului cu oxigen;
-K controlează folosirea Ca în organism;
-K grăbește refacerea țesuturilor traumatizate: arsuri, intervenții chirurgicale.
Deficitul de K duce la: oboseli musculare, reumatism, scăderea memoriei , sensibilitate la răceală (mâini și picioare reci), calozități pe tălpi și bătături, constipație, lipsa poftei de mâncare, mâncărimi ale pielii, carii, acnee, cârcei, odihna dificilă, nervozitate, depresie, hipotensiune, sete – Mg ajută la fixarea Ca în lupta contra cancerului, este necesar pentru oase și dinți:- vitamina C ajută la asimilarea Fe.
Organismul își ia Fe mai ales din cereale nedecorticate, legume uscate ( mai ales linte) și fructe uscate Fructele furnizează organismului elemente nutritive deosebit de valoroase: vitamina C, beta-caroten, fibre vegetale, potasiu, magneziu etc. În condiții normale, mai ales în sezonul de vară și toamnă, ne putem bucura de o varietate foarte mare de fructe specifice climei noastre cu care ne vom putea cu adevărat răsfăța fiecare după preferințele personale: mere, pere, caise, piersici, prune, căpșuni, zmeură, frăguțe, mure, afine, cireșe, vișinele, gutui, struguri, coacăze, agrișe, lubeniță, pepeni, coarne, zarzăre etc.
Toate acestea le putem consuma și în anotimpul rece sub formă uscată, fiind super necesare organismului având efecte benefice asupra inimii, vaselor de sange, contribuind la scăderea riscului de boli cardiovasculare având efecte antioxidante asupra organismului, rol antitoxic (elimina toxinele cumulate în organism), antiinflamator, antitumoral.
1.3.Valoare alimentară a fructelor deshidratate
Prin rație alimentară se înțelege cantitatea de alimente ingerate, care satisfac nevoile nutritive ale organismului în 24 de ore, asigurându-i energia necesară (în general 2400 – 3500 kcal), taminele, sărurile minerale și proteinele digestibile (substanțe cu rol plastic).
Calculul rației alimentare se face pe baza cantității de energie eliberată în procesul digestiei de 1 g de substanță nutritivă; această energie are următoarele valori: glucidele 4,1 kcal, proteine 5,5 kcal, grăsimi (lipide) 9,3 kcal/g. Circa 2/3 din totalul caloriilor necesare zilinic omului trebuie să provină din alimente de origine vegetală, iar 1/3 din produse animale (carne, lapte, unt, ouă).
După valoarea energetică, diferitele specii de fructe se pot clasifica astfel :
cu valoare energetică foarte ridicată: fructele oleaginoase (nuci, alune, migdale); acestea degajă 600 -700 kcal/100 g miez. Uleiul de măsline furnizeaza circa 900 kcal/100 g;
cu valoare energetică ridicată : fructele uscate (deshidratate) – prune, caise, mere, pere, smochine (acestea eliberază 250- 300 kcal/100 g parte comestibilă, iar curmalele (350 kcal/100 g); valoarea calorica a miezului de castane comestibile este de 150 – 200 kcal/100 g;
cu valoare energetică medie : cătina alba (103 kcal/100 g), măceșe (102 kcal/100 g/), struguri (70, 90 kcal/100 g), cirese (80 kcal/100 g), prune (74 kcal/100 g);
hipocalorice, cu 40 – 60 kcal/100 g : căpșuni, fragi, afine, agrișe, zmeură, mure, soc, coacăze roșii, caise, piersici, mere, pere, vișine s.a.
Lămâile și grapefruit-urile au valoarea energetica cea mai scăzută (18 – 23 kcal/100 g). Portocalele, fiind mai bogate în glucide, furnizează organismului circa 44 kcal/100 g.
La fiecare specie pomicola, soiurile cu coacere târzie acumulează mal multe glucide și, deci, au valoare energetica mai mare, comparativ cu soiurile la care fructele se coc timpuriu. Puterea calorică a fructelor deshidratate (considerată la 100 g parte comestibilă) este de 5-6 ori mai mare decât a fructelor proaspete.
Produsele alimentare obținute din fructe au următoarea valoare calorică: magiun- 245 kcal/100 g; gem, marmeladă .și dulceață – 300-330 kcal la 100 g; sirop – 290 kcal/100 g; compot – 90 -110 kcal/100 g ; nectar de caise sau de piersici – 73 – 83 kcal/100 g.
Sucurile proaspete de fructe au o valoare energetica apropiată de cea a fructelor din care se obțin. Rația alimentară zilnică trebuie să cuprindă 200-300 g fructe proaspete sau echivalentul lor în produse prelucrate (suc, compot, gem etc).
Organismul omului are nevoie zilnic și de elemente minerale, pe care le procură din hrană. Hrana unui adult trebuie să includă zilnic următoarele elemente : clor 6 g; sodiu 4 g; potasiu 3,2 g; fosfor 0,8-1,2 g; calciu 0,8 g ; sulf 1,2 g ; magneziu 0,3-0,4 g; zinc 20 mg; fier 10-18 mg; niangan 3 mg ; iod 0,3-2,5 mg; cupru 2,5 mg; fluor 1 mg; cadmiu 0,2 – 0,5 mg; cobalt (urme) s.a.
Vitaminele hidrosolubile trebuie ingerate zilnic. Sursa principală a organiinului pentru aceste tamine este constituită din legume și fructe. Prin prelucrare industrială și culinară (fierbere), fructele pierd o parte din taminele hidrosolubile. Chiar sucul de fructe conține mai puține tamine hidrosolubile decât fructele din care a fost obținut, datorită faptului că o parte din tamine rămân în pieliță și pulpă, iar o altă parte se pierde prin oxidare.
Fructele deshidratate conțin de 2-3 ori mai multe tamine hidrosolubile (din complexul B) și de 5-6 ori m ai multe elemente minerale decât fructele proaspete.
1.4.Valoarea nutrițională a fructelor deshidratate
Fructele uscate păstrează într-o mare măsură caracteristicile alimentare ale celor proaspete: gustul, aroma, culoarea. Ele au însă o valoare energetică ce o depășește de multe ori pe cea a fructelor proaspete. Sunt de asemenea o sursă condensată de componente nutritive, mai ales de beta-caroten, potasiu, magneziu, vitaminele E și C, fiind astfel foarte recomandate pentru combaterea stresului.
Valorile nutritive ale fructelor uscate. Nucile constituie o bună sursă de proteine și de grăsime, care se prezintă sub forma benefică a acizilor grași nesaturați. Semințele de dovleac conțin proteine, acizi grași nesaturați omega 3, seleniu, magneziu, zinc și vitaminele din grupele B și C. Aceste elemente sunt folositoare la tratamentul bolilor tractului urinar. Acționează ca diuretic, antiinflamator, stimulator biliar. Semințele de floarea soarelui se recomandă mai ales pentru conținutul lor bogat în vitaminele B1 și E, magneziu și cupru.
1.5. Compoziția chimică a fructelor deshidratate
Compoziția chimică a fructelor deshidratate depinde de:
Valoarea nutritivă a materiei prime (compoziția chimică).Cele mai multe fructe proaspete pierd din valoarea lor nutritivă după recoltare, dacă sunt prelucrate îndată după recoltare, când își păstrează de exemplu , un conținut mai ridicat de acid ascorbic.
Metoda de prelucrare. Valoarea nutritivă a fructelor, suferă mici schimbări prin operațiile inevitabile de curățire, spălare, tăiere, opărire etc. În timpul imersiei fructelor în apă, o parte din substanțele constituente solubile difuzează în mediul de apărare. Pierderile de substanțe solubile în apă variază în funcție de condițiile de opărire și în special de durata, temperatura , gradul de mărunțire și raportul dintre cantitatea de apă și cantitatea de materie primă supusă opăririi.
Nerespectarea indicațiilor privind acești parametri de opărire, pierderile de săruri minerale, zaharuri, vitamina C etc. sporesc considerabil și în același timp țesuturile fructelor se înmoaie foarte mult.
Acest lucru se traduce în final prin scăderea calității și valorii alimentare a produselor obținute.De aceea este necesar să se respecte cu strictețe condițiile stabilite pentru opărire.
Condițiile de deshidratare. În timpul deshidratării se produc pierderi de vitamina C, datorită temperaturii de lucru și mai ales contactului dintre materialul supus deshidratării și oxigenului din aerul care circulă prin uscător.Uscarea produselor în absența aerului ( în vaccum ) la temperatură mai scăzută , reduce sensibil aceste pierderi.
Condițiile de depozitare. Pentru a preveni scăderea valorii nutritive în timpul depozitării trebuie să se acorde o deosebită atenție, conținutului de apă la fructele deshidratate, modului de ambalare și temperaturii de depozitare.
Stabilitatea produselor deshidratate și menținerea unui conținut mai ridicat de vitamina C, se realizează numai în cazul unui conținut redus de apă 22 -26 %, la fructele deshidratate , a ambalării corespunzătoare și a păstrării lor la temperaturi mai joase.Pierderile sunt mai mari la produsele cu un conținut mai mare de apă, ambalate în recipienți în care poate pătrunde aerul.Sulfitarea fructelor după blanșare protejează acidul ascorbic atât în timpul uscării cât și în al depozitării ulterioare.
Metodele de ambalare.Acidul ascorbic și carotenul se pierd prin oxidare, când fructele deshidratate sunt ambalate în prezența aerului. Aceste pierderi pot fi evitate dacă se substituie prin dioxid de carbon sau azot.Lumina accelerează oxidarea carotenului în prezența aerului.
Valoarea nutritivă a fructelor deshidratate se păstrează mai bine, dacă acestea sunt păstrate în ambalaje ermetic închise, opace și în prezența gazelor inerte.
CAP 2. TEHNOLOGIA DESHIDRATĂRII FRUCTELOR
2.1 Principiile conservării prin deshidratare
Deshidratarea fructelor este procesul tehnologic prin care se reduce conținutul natural de apă până la un nivel care să împiedice activitatea microorganismelor, fără a se distruge țesuturile sau a se deprecia valoarea alimentară a produselor ce se deshidratează.
Îndepărtarea excesului de apă din fructele supuse deshidratării se face sub influența temperaturii și vitezei de mișcare a aerului.
Ansamblul de fenomene ce se petrec în timpul deshidratării duce la concentrarea substanței uacate, la reducerea volumului materiei prime folosite și creșterea greutății volumetrice, la creșterea valorii alimentare la uniatatea de greutate, la modificări fizico- chimice mai mult sau mai puțin profunde în starea membranelor și componentelor celulare, care se exteriorizează prin limitele capacității de rehidratare.
Materia primă după deshidratare trebuie să-și păstreze însușirile calitative îndeosebi gustul, aspectul și componenții nutritivi și să sufere cît mai puține schimbări în timpul deshidratării.
Îndepărtarea excesului de apă adică deshidratarea fructelor se poate face cu ajutorul căldurii solare, uscarea naturală, fie cu ajutorul căldurii produse pe cale artificială (gazede ardere, aer cald, suprafețe încălzite etc.), deshidratarea artificială.
Excesul de apă ce trebuie îndepărtat prin uscare variază în funcție de materia primă folosită, precum și în funcție de durata de păstrare a produsului finit.
Prin uscare, microorganismele sunt numai inactivate, fără a fi distruse, deoarece temperatura de uscare este cuprinsă între 50 – 80ᴼC, când formele de rezistență, în special sporii, nu sunt distruse.Microorganismele pot rezista în stare latentă un timp foarte îndelungat (bacteriile lactice pot vegeta 10 ani pe produsele uscate, iar sporii timp de 20 ani).
Fructele proaspete conțin aproape 85 – 90% apă, pe cînd umiditatea maximă a fructelor deshidratate ajunge la 25% apă. Îndepărtarea apei nu trebuie să se realizeze brusc, deoarece se înregistrează degradări ireversibile.
La fructele deshidratate s-a menținut multa vreme și se menține și azi conținutul de apă de 25% ca limită superioară a umidității finale.
Conținutul redus de apa asigură o comportare mai bună din punct de vedere microbiologic și împiedică reacțiile chimice nedorite (oxidări, decolorări, îmbrunări neenzimatice etc.) în timpul păstrării produselor deshidratate. Intesitatea îmbrunărlor neenzimatice pot să crească odată cu creșterea concentrației în substanțe active, cu condiția ca și produsul să conțină o limită minimă de apă.
De astfel uscarea totală este inutilă , deoarece fructele deshidratate absorb puțin câte puțin apa din atmosfera înconjurătoare pînă la stabilirea echilibrului corespunzător temperaturii date ceea ce se cunoaște sub denumirea de fenomen de absorbție.
De aceea, una din condițiile necesare pentru o bună păstrare a produselor deshidratate este ca ambalarea să se facă astfel încît să se evite manifestarea higroscopicității și modificarea stării fizico- chimice a produselor respective.
2.2 Influența formelor de legare a apei din fructe asupra deshidratării
În plante, legume și fructe apa se prezintă ca atare în stare lichidă, fie sub formă de soluții (apa ca solvent) . Soluțiile apoase pot fi cu coloizi sau cu substanțele solubile în stare moleculară. Legăturile apei cu componentele materiei prime sunt foarte diferite și din această cauză apa în materia primă se găsește sub următoarele forme :
* apa aderentă sau liberă,
* apa capilară,
* apa de umflare și apa de constituție .
La deshidratare se iau în considerare următoarele categorii de apă :
Apa aderentă sau liberă se află sub formă de film foarte fin (molecular) aderent la suprafața exterioară a componentelor substanței uscate . Este denumită apă liberă deoarece evaporarea ei este supusă legilor evaporării lichidelor de pe suprafețele libere. La deshidratarea produselor alimentare această apă este îndepărtată cu ușurință .
Caracteristic pentru această stare este faptul că, în procesul deshidratării, tensiunea vaporilor ei corespunde cu valoarea de saturație pentru fiecare temperatură .
Apa capilară este reținută în spațiile intercelulare de forțele capilare care, în timpul deshidratării, se deplasează de la un loc la altul . Dacă spațiile intercelulare sunt mai mari, o parte din apa capilară devine aderentă și în acest caz se comportă ca atare. Materia primă la care presiunea vaporilor de apă tinde către echilibru cu presiunea de saturație, fără legătură cu conținutul ei în apă, este o materie primă nehigroscopică . În acest caz în procesul deshidratării acționează numai forțele capilare . În materia primă ale cărei spații sunt foarte fine, presiunea vaporilor este mult mai mică și scade și mai mult în timpul deshidratării, pentru că forțele de reținere capilară sunt foarte puternice . Acestea sunt materii prime higroscopice .
Apa de umflare sau de absorbție reprezintă o gamă de stări umede, care duce la mărirea volumului substanțelor respective. Forțele de legătură sunt de natură coloidală . Ea se îndepărtează mai greu prin încălzire, deoarece este legată mult mai puternic în produsele alimentare, fructe, legume etc .
Apa aderentă și capilară mențin umede suprafețele interne și externe ale materiei prime respective, pe când apa de umflare sau coloidală, numită și apa legată nu le mențin umede . Apa aderentă, capilară și legată reprezintă apa totală din materia primă considerată, iar acțiunea deshidratării, scade din punct de vedere cantitativ de la apa aderentă spre cea legată .Plantele, fructele și legumele sunt materii higroscopice și prin urmare ele nu pot fi deshidratate decât până la un anumit conținut de apă, conținut care reprezintă un echilibru între starea de umiditate a aerului respectiv și conținutul final de apă la temperatura respectivă .
Apa de constituție, legată chimic, intră în însăși compoziția moleculelor și nu poate fi îndepărtată din produs fără a provoca degradarea lui.
2.3 Fenomene care au loc la deshidratare
Plantele, fructele și legumele sunt materii higroscopice și prin urmare ele nu pot fi deshidratate decât până la un anumit conținut în apă, conținut care reprezintă un echilibru între starea de umiditate a aerului din mediul înconjurător în timpul deshidratării și conținutul rezidual în apă, la temperatura respectivă .
Cum deshidratarea înseamnă îndepărtarea excesului de apă, este necesar să se cunoască și felul de mișcare a apei în materia primă în timpul deshidratării .
Difuzia externă sau superficială reprezintă migrarea apei la suprafața produsului supus deshidratării . La începutul procesului de deshidratare produsul având încă o umiditate ridicată, evaporarea de pe suprafețe se produce în condiții asemănătoare cu aceea de pe suprafețele lichidelor libere, adică viteza de evaporare este determinată de suprafața de evaporare, de temperatură, de viteza de circulație a aerului și de umiditatea sa relativă .
Difuzia internă reprezintă deplasarea apei din interiorul produsului spre suprafață și determină desfășurarea finală a deshidratării. Deplasarea apei este cauzată de diferența de concentrație sau prin diferența de presiune parțială în capilarele pline cu aer și prin diferența de presiune totală pentru starea de vapori. Mișcarea aerului și propagarea căldurii. În afară de natura materiei prime, de conținutul ei în apă și formele de mișcare a apei lichide sau în stare de vapori, deshidratarea este influențată de mișcarea aerului și propagarea căldurii .
Mișcarea sau propagarea căldurii se face prin convecție, conducție și prin radiație . Într-un amestec de aer și vapori de apă toate valorile caracteristice se raportează la aerul uscat, așa că o cantitate de aer uscat care trece printr-un uscător rămâne constantă, pe când cantitatea de vapori pe care o antrenează variază odată cu volumul amestecului .
În practica deshidratării aerul uscat se exprimă în kilograme, iar raportul în kilograme vapori de apă/kilograme aer uscat. Conținutul aerului în umiditate se notează cu x, care reprezintă cantitatea de vapori de apă în kilograme din aerul umed, raportat la cantitatea aerului uscat în kilograme.
Canitatea de vapori de apă absorbită de aer depinde de proprietățile aerului și de condițiile care se pot asigura în instalația de uscare pentru a aduce aerul cât mai aproape de starea de saturație în vapori de apă.Cantitatea aerului de a reține vaporii depinde de limitele de saturație, la o temperatură și o presiune dată . Dacă această limită este depășită, vaporii reținuți de aer se condensează sub formă de ceață, care poate umezi din nou produsul deja uscat.
2.4 Desfășurarea procesului de deshidratare
Tehnica deshidratării decurge după următoarea schemă tehnologică :
[NUME_REDACTAT]
[NUME_REDACTAT]
[NUME_REDACTAT]
[NUME_REDACTAT] enzimelor
[NUME_REDACTAT]
[NUME_REDACTAT]
Fig. 3 Schema tehnologică generală de uscare a fructelor
La începutul procesului se face recepția care cuprinde controlul cantitativ și calitativ al fructelor. Aprecierea calității merelor în special și a fructelor în general, se face pe baza unor indicatori stabiliți prin diferite normative, standarde, norme interne, caiete de sarcini, etc.
În baza acestora se stabilesc clasele de calitate: extra, I, II. Cele mai importante caracteristici de care se ține seama în aprecierea calității sunt: autenticitatea și uniformitatea soiului, forma, mărimea, culoarea, aspectul, starea de sănătate, prospețimea, gradul de maturare și curățenie, prezența pedunculului, integritatea pericarpului, consistența și suculența pulpei, gustul, aroma, defectele interioare, conținutul în substanță uscată etc., care se apreciază pe probe luate medii ale lotului, încât să corespundă caracteristicilor medii ale lotului din care provin (STAS 2714-74).
Depozitarea fructelor până la intrarea lor în procesul de prelucrare tehnologică trebuie să fie cât mai scurtă pentru că durata acestei perioade de depozitare influențează menținerea calității fructelor, deoarece temperatura și umiditatea relativă a aerului exercită o influență mai intensă asupra metabolismului fructelor recoltate decât asupra acelora care sunt menținute în pom.
Spațiile de păstrare. Depozitarea merelor se poate face în diferite spații de păstrare: ventilate natural, ventilate mecanic, frigorifice și cu atmosferă controlată. Condițiile optime de păstrare se pot realiza numai în spațiile frigorifice sau în cele cu atmosferă controlată. Condițiile de păstrare contribuie la menținerea calității merelor cu pierderi minime. Temperatura aerului din celulele cu mere se menține în funcție de soi, la nivelul optim după cum urmează:
0…+1°C pentru soiurile rezistente la frig: [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Starkrimson, [NUME_REDACTAT], Richared, etc;
+3…+4°C pentru soiurile sensibile la frig: Ionathan, Frumos de Boskoop, Renet de Canada, Wagener premiat, Banana de Iarnă, etc.
Umiditatea relativă a aerului se menține la valoarea de 88 – 92%. În aceste limite pierderea apei din fructe diminuează și se evită astfel zbârcirea lor.
Spălarea este o operație care urmărește îndepărtarea, cu ajutorul apei, a impurităților aflate pe suprafața merelor (pământ, nisip, praf, etc.), precum și a unei părți însemnate din microflora epifită. În funcție de proveniența și destinația materiei prime, trebuie să se țină seama că prin operația de spălare aceasta va suferi modificări după cum urmează:
– creșterea umidității de păstrare cu o umiditate de împrumut care, în funcție de destinația produsului, se poate elimina printr-o operație de zvântare sau uscare;
– vătămarea acestora prin deteriorarea învelișului exterior (coajă, pieliță, etc.);
– reducerea unor elemente din compoziția chimică a produsului (în special vitaminele în cazul produselor horticole).
Ținând seama de aceste condiții, procedeul de spălare trebuie ales corespunzător, deoarece în prelucrarea industrială a produselor alimentare această operație este obligatorie.
Operația de spălare se poate realiza în mai multe faze, în funcție de natura impurităților, a produsului care se spală si destinația acestuia. În general aceste faze sunt: înmuierea în apă, spălarea propriu-zisă și limpezirea sau clătirea. Eficiența spălării poate fi apreciată prin numărul de microorganisme de pe fructe înainte și după spălare (reducere de cel puțin șase ori). Ultima apă de spălare nu trebuie să conțină mucegaiuri sau drojdii. În apa de spălare se adaugă substanțe detergente sau HCl (1,5%) pentru îndepărtarea urmelor de pesticide (în special a celor pe bază de de Pb și Ar); apa de spălare poate avea temperatura de circa 40°C (în cazul băilor de imersie); presiunea apei prin dușuri poate fi de 10 și chiar 20 atm.; folosirea proceselor de flotație pentru îndepărtarea impurităților vegetale ușoare.
Clătirea se realizează prin aducerea unei cantități mari de apă, în mai multe reprize. Se poate realiza în baie de limpezire sau dușuri de limpezire. Pentru reducerea consumului de energie, apa de la clătire poate fi recuperată, decantată, filtrată și dezinfectată, după care este utilizată în operațiile de înmuire și spălare. Datorită faptului că s-au folosit soluții detergente, la limpezire sunt folosite soluții neutralizatoare urmate de clătiri cu apă rece.
Sortarea cuprinde operația de îndepărtare a fructelor necorespunzătoare, alterate, a impurităților mici și mari, reprezentând o operație cantitativă.
Tot în cadrul sortării are loc curățirea și divizarea.
Curățirea care are drept scop separarea și îndepărtarea părților necomestibile sau greu digerabile ale legumelor (sâmburi, semințe peduncule, coajă, casa semințelor). Această operație se poate executa: mecanic, termic, chimic și foarte rar, manual.
Curățirea mecanică se realizează cu diferite tipuri de utilaje, în funcție de scopul urmărit și de caracteristicile fructelor ce urmează a fi prelucrate: mașini cu cuțite de diferite forme, site cilindrice tip tambur.
Curățirea termică se poate realiza pe cale umedă (fierbere sau aburire) sau pe cale uscată (arderea cojii). Curățirea umedă se efectuează cu abur sub presiune (circa 10 atm.), la temperatură ridicată (100 – 200°C) timp de câteva secunde, urmată de o trecere bruscă la presiune atmosferică și de spălare cu dușuri reci puternice (până la 12 atm.). Această curățire se realizează în mod continuu. Curățirea uscată se realizează la temperaturi ridicate (100°C) timp de 60 secunde pentru arderea cojii. Coaja arsă este îndepărtată ptin jeturi de apă.
Curățirea chimică constă în fierberea foarte scurtă (30-180 secunde) într-o soluție diluată de hidroxid de sodiu (0,5 – 3%). Sub acțiune soluției alcaline substanțele pectice din membranele celulelor parenchimatice sunt transformate în săruri ale acidului pectic care sunt ușor solubili în apă. Ca urmare coaja produselor se desface de pe țesuturi iar jetul de apă din instalație o îndepărtează și totodată spală resturile de soluție alcalină. După ieșirea din instalație se face verificarea depelării. Celelalte țesuturi nu sunt atacate de leșie, îndepărtarea cojii făcându-se prin spălarea cu apă. Procentul de deșeu (coajă) rezultat după curățire depinde de procedeul utilizat.
Divizarea se face după curățire și spălare și are o importanță foarte mare pentru operațiile tehnologice ulterioare, deoarece viteza tratamentului termic este direct proporțională cu suprafața produsului (care crește prin divizare) și invers proporțională cu grosimea produsului (care scade prin divizare).
După gradul de mărunțire solicitat se folosesc pentru divizarea fructelor și legumelor: mașini de tăiat în felii, cuburi, tăiței, etc., mașini de răzuit, mașini de zdrobit. Factorii care influențează mărunțirea sunt numeroși, dintre aceștia cei mai importanți sunt: caracteristicile fizico-chimice ale materialului supus mărunțirii (precum: compoziția, densitatea, structura, temperatura, stabilitatea termică, elasticitatea, plasticitatea), caracteristicile de structură și formă ale materialului (conținutul de apă și forma în care acesta este în produs, mărimea bucăților de material înainte și după mărunțire), modul de acționare a utilajelor de mărunțire (temperatura de lucru, productivitatea, gradul de uzură al organelor active ce realizează mărunțirea), modul de realizare a operației.
Elementul principal al mașinilor de tăiat este cuțitul, confecționat din oțel de calitate superioară. Forma și ascuțișul cuțitului precum și poziția acestuia față de materialul de tăiat, determină mărimea și forma bucăților după tăiere. Sunt utilizate cuțite disc, cuțite bandă sau în stea ascuțite pe o muchie. Muchia tăietoare poate fi zimțată sau dințată. Cuțitele sunt fixate în batiul mașinii în lăcașuri speciale sau pe un ax melcat care asigură transportul și presarea materialului spre zona de tăiere.
Inactivarea enzimelor este o operație specifică fructelor supuse deshidratării și constă în a supune produsele unui tratament cu bioxid de sulf. Sulfitarea poate fi gazoasă, atunci când bioxidul de sulf rezultă prin arderea sulfului în spații închise sau în tuburi în care SO2 este lichefiat; ea poate fi lichidă, când produsele sunt scufundate în soluții acide ale compușilor sulfului ca acidul sulfuric, sulfit sau bisulfit de sodiu sau potasiu. Sulfitarea are practic același rol ca și opărirea, adică inactivarea enzimelor oxidative, menținându-se astfel culoarea merelor.
Uscarea o operație prin care se reduce într-o mare măsură cantitatea de apă din compoziția fructelor.
În această etapă a fluxului tehnologic umiditatea inițială a fructelor este redusă pentru început până la valoarea de 20%.,continuându-se până când umiditatea ajunge la 8 %
Uscarea se poate realiza într-un uscător cu benzi suprapuse utilizat pentru uscarea fructelor și legumelor.
Ambalarea fructelor uscate se realizează în ambalaje de desfacere nerecuperabile, de capacități variabile, dar care permit controlarea calității produselor. Materialele folosite la ambalare trebuie să permită vizibilitatea produselor și să imprime mărfii un aspect comercial atrăgător, să nu aibă mirosuri străine, să fie suficient de rezistent, să se poată închide ușor, să fie ieftine, etc.
Aceste condiții sunt îndeplinite de: pelicule de polietilenă, policlorură de vinil, polipropilenă de tip termocontractibil și extensibil și alte materiale.
2.5 Factorii care influențeazã deshidratarea
Natura materiei prime se considerã ca factor de primã importanțã pentru ca în procesul de deshidratare sã rezulte un produs finit de calitate. Structo-textura și compoziția chimica a materiei prime sunt influențate de factorii genetici, climatici și de cei ai tehnologiei de culturã.
Tratarea preliminarã a materiei, opãrirea sau aburirea (blanșarea) face ca deshidratarea sã se facã mai repede decât neblanșatã, deoarece în primul caz mãrește permeabilitatea membranelor celulare pentru apã. Gradul de maturare, exprimat prin conținutul în substanțã uscatã și proporția dintre principalele ei componente, durata de timp de la recoltare și pânã la deshidratare, precum și condițiile de pãstrare, pot fi înglobate în grupa factorilor naturali .
Factorii externi, specifici procesului de deshidratare, sunt: forma și gradul de fragmentare (mãrunțire) al materiei prime sau mărimea bucãților, așezarea pe site sau grãtare și capacitatea de încãrcare a acestora, temperatura, viteza și umiditatea relativã a aerului din instalațiile folosite.
Forma și gradul de fragmentare al materiei prime sau mãrimea bucãților. Se știe cã viteza deshidratãrii unei materii prime bogate în apã și ca atare durata de deshidratare, din punct de vedere teoretic, este invers proporționalã cu pãtratul grosimii bucãților . Efectul se datorește faptului cã viteza de mișcare a apei în interiorul bucãților mai subțiri întâmpinã o mai mare rezistențã decât în cazul bucãților mai groase .
Consecința practicã a acestei constatãri este scurtarea duratei de deshidratare . Din analiza curbelor de uscare sub formã de felii de diferite grosimi, în condiții de încãrcare a navetelor cu 6-7 kg/m2 la viteza aerului de cca 4,8 m/s, temperatura de uscare de 65oC și 70oC și temperatura termometrului umed de 35 și 37oC, se observã cã o micã diferențã în mãrimea bucãților fiind determinată de modificãrile semnificative ale duratei de uscare (Fig. 4, 5).
Diferența este evidentã în toate perioadele de uscare, însã devine mai pregnantã în perioada finalã, când umiditatea este mai scãzutã, spre deosebire de perioada inițialã cu umiditatea mare, când diferențele sunt mult mai mici.
Fig.4- Influența mărimii bucăților Fig.5 Influența grosimii feliilor asupra
asupra duratei de deshidratare duratei de deshidratare și capacității de
deshidratare
Dacã comparãm o singurã bucatã de fruct sub formã de cub cu cele douã jumãtãți ale aceluiași cub de dimensiuni similare, suprafața acestuia din urmã va fi cu 33% mai mare . Ritmul sau viteza de uscare la jumãtãțile de cuburi va fi și ea proporțional mai mare, iar timpul de uscare poate fi redus pânã aproape la jumãtate, dacã mãrimea bucãților este redusã cât mai mult posibil.
Mãrimea bucãților în care este fragmentatã materia primã este determinatã în primul rând de necesitatea desfãșurãrii cât mai rapide a procesului de uscare și în mai micã mãsurã de preferințele consumatorilor. Deshidratarea sub formã de felii și în special cea sub formã de granule rezolvã ambele aspecte .
Încãrcãtura kg/m2 pe navetã sau grãtar. Încãrcarea materialului umed pe grãtare sau benzi influențeazã viteza de uscare și implicit durata procesului.
La o alimentare mai mare a navetelor deci așezarea materiei prime într-un strat mai gros, peste o anumitã limitã, randamentul uscãtorului nu mai crește, ci din contrã scade.(fig. 6)
Dimpotrivã, diminuând în mod rațional încãrcãtura în kg/m2 se poate micșora în mod sensibil durata uscãrii, fãrã a se reduce însã capacitatea de producție a uscãtorului .
Aceasta se reflectã printr-o calitate mai bunã a produselor, deoarece sunt expuse un timp mai scurt acțiunii cãldurii. Capacitatea unui uscãtor nu se determinã prin cantitatea de materie primã așezatã pe suprafața navetelor sau grãtarelor, ci prin cantitatea totalã de produs uscat ce se obține în 24 ore de funcționare neîntreruptã a acestuia . Fig.6 – – Curba încărcării în kg/m2 și
stabilirea încărcării optime.
Încãrcãtura excesivã a sitelor sau grãtarelor nu mãrește decât foarte puțin randamentul zilnic al uscãtorului, dar prelungește durata deshidratãrii și afecteazã calitatea produsului finit. Importanța deosebitã în desfãșurarea procesului de deshidratare o prezintã tempertura, umiditatea relativã și viteza de circulație a aerului cald folosit ca agent termic.
Numãrul navetelor sau grãtarelor pe un cãrucior și numãrul cãrucioarelor în camerã sau tunel. Grãtarele folosite în uscãtoarele tunel se așazã câte 25-27 pe un cãrucior, unele peste altele, pe o înãlțime de 1,80–2,10 m, cu un spațiu de 5-7 cm între douã grãtare consecutive, pentru ca aerul sã treacã ușor printre ele . Curentul principal de aer trecând printre grãtare în direcția orizontalã cu o viteza de cca 5 m/s, devine intens turbulent . Se creeazã astfel diferențe de presiune și se produc curenți secundari de aer, care trec printre grãtarele cu material umed .
Fig.7 – Efectul încărcării grătarelor asupra duratei de deshidratare
Așezarea neregulatã a grãtarelor cu nerespectarea spațiilor libere dintre ele, încãrcarea neuniformã a materiei prime pe grãtare sau într-un strat prea gros are un efect negativ asupra vitezei de desfãșurare a procesului de deshidratare, a calitãții și omogenitãții uscãrii(fig 7) .
În tunelul care are o funcționare intermitentã, o încãrcare prea mare a spațiului în care se face deshidratarea, prin marea cantitate de apã care se evaporã în unitatea de timp și imposibilitatea evacuãrii rapide a vaporilor respectivi, duce la un început de colorare în roz a produsului finit adicã la manifestarea reacțiunii Maillard .
Temperatura. Dacã temperatura aerului este prea ridicatã, la sfârșitul uscãrii o cantitate mare de cãldurã este eliminatã fãrã a fi utilizatã, obținându-se un randament caloric scãzut . O scurtã supraîncãlzire a fructelor și legumelor cu un conținut scãzut de apã, poate duce la denaturarea culorii și aromei .
Cu cât temperatura aerului va fi mai mare, va crește și viteza de evaporare a apei, datoritã unei transmisii mai bune a cãldurii iar durata de deshidratare se va reduce. Așa cum s-a arãtat, utilizarea unor temperaturi prea ridicate , este limitatã , deoarece se produc degradãri ale unor componente chimice din materia primã (caramelizarea zaharurilor) . În cazul deshidratãrii fructelor , regimul termic care se aplicã , este valabil de la un produs la altul și nu este constant pe durata acestui proces.
În principiu, la deshidratarea fructelor se începe, în general, cu temperaturi mai scãzute și se terminã la o temperaturã mai ridicatã cu 20 – 30oC, regimul termic fiind determinat de sensibilitatea fructelor (compoziția chimicã) la temperaturi mai ridicate, în prezența unei umiditãți relative mai mari. Deshidratarea fructelor este începutã la temperaturi cuprinse între 40 – 60ᴼC și terminatã la 75 – 85ᴼC.
Umiditatea aerului cald este un parametru important al uscãrii, deoarece influențeazã în mod nemijlocit viteza procesului, în sensul cã în mãsura în care umiditatea aerului este mai micã, capacitatea sa de a prelua vaporii rezultați prin evaporare este mai mare, permițând deci trecerea în stare de vapori a cantitãții de apã din produs .Diferența dintre temperatura indicatã de termometrul uscat și cel umed (DTU) este cel mai important factor extern care influențeazã viteza și durata deshidratãrii.
Pentru ca deshidratare sã aibã loc , umiditatea relativã a aerului din instalații trebuie sã fie sub valoarea corespunzãtoare echilibrului cu umiditatea produsului , altfel , aerul cald nu preia apa din produsul supus deshidratãrii. În general , se considerã o umiditate relativã minimã a aerului pentru o bunã deshidratare , cea de 10 -25 %, iar umiditatea relativã maximã , nu trebuie sa depãșeascã 60 – 65%. Modificarea umiditãții relative a agentului se poate face dupã necesitãțile fluxului tehnologic , în funcție de produsul supus deshidratãrii.
Viteza de mișcare a aerului. În prima fazã a uscãrii, viteza aerului are o influențã importantã, întrucât pe lângã funcția de agent încãlzitor aerul are și pe aceea de a prelua și a vehicula vaporii rezultați prin evaporarea apei .
Cu cât viteza de îndepãrtare a vaporilor va fi mai mare cu atât se vor crea condiții mai bune pentru ca alte cantitãți de apã sã se evapore de pe suprafața produselor . În cea de-a doua fazã a uscãrii, când evaporarea apei se produce în interiorul particulelor, viteza aerului are o influențã mult mai micã asupra vitezei de uscare .
În practicã s-a stabilit pentru uscãtoarele tunel cã la viteze mai mari de 300 m/min . presiunea staticã și puterea dinamicã necesarã în care trebuie sã lucreze ventilatorul devine atât de mare, încât creșterea în plus a vitezei devine neeconomicoasã .
Viteza aerului exercitã un efect mai redus asupra uscãrii fructelor care necesitã duratã mai mare de uscare (prune, mere) decât în cazul legumelor tãiate în cuburi și felii care au o duratã mai micã de uscare .
Recirculația aerului . Dacã aerul folosit la uscare este lãsat sã iasã direct în atomsferã, se pierde foarte multã cãdurã . Dacã însã aerul este reîntors în circuit aceastã cãldurã va fi în bunã parte pãstratã ; invers, dacã aerul proaspãt este aspirat în uscãtor, ca sã-l înlocuiascã pe cel eliminat, este necesar de douã ori mai multã cãldurã pentru a se încãlzi . Concepția aceasta este valabilã pentru unele produse foarte sensibile la acțiunea cãldurii și la o umiditate prea scãzutã.
În condițiile unei depãșiri prea mari a umiditãții relative din camerã se prelungește prea mult durata deshidratãrii și ca atare deshidratarea devine neeconomicã și ridicã prețul de producție.
Mișcarea aerului . În uscãtoarele tunel cu curenți contrarii și paraleli, în care se deshidrateazã aceeași materie primã, cu aceeași încãrcãturã și grãtare de aceeași mãrime, la o aceeași circulație de aer, au dus la urmãtoarele constatãri (Arsdel) :
– temperatura aerului la partea cea mai caldã a fost de 66ᴼC în curenți contrarii și de 85ᴼC în curenți paraleli, termometrul umed a arãtat temperatura aerului la partea cea mai caldã a fost de 66ᴼC în curenți contrarii și de 85ᴼC în curenți paraleli, termometrul umed a arãtat 29,5ᴼC în primul tip și 35ᴼC la tipul al doilea. Timpul deshidratãrii este de 7 ore. Din ezultatele obținute se constatã cã în curenții contrari, temperatura aerului la terminarea deshidratãrii este ceva mai mare decât la curenții paraleli .
Ritmul deshidratãrii în curenți paraleli este foarte mare inițial și foarte mic la sfârșit . Aceastã diferențã se rãsfrânge în celelalte calitãți ale produsului finit. Produsul finit oținut în curenți paraleli are un volum mai mare pentru cã celulele se rup și suferã mai puțin de supraîncãlzire în faza finalã decât rezultatul deshidratãrii în contracurent .
Situația tunelului combinat (curenți paraleli și curenți contrarii) în care în curenți paraleli temperatura aerului este de 104ᴼC, la termometrul umed se înregistreazã 38ᴼC, iar la finele pãrții în care circulã curenți contrarii, 64ᴼC pentru aerul uscat și 27ᴼC pentru termometru umed .
Distribuția aerului . În afarã de faptul cã uscãtorul trebuie aprovizionat cu un volum suficient de aer, cu o anumitã vitezã de circulație și cu anumiți parametri termohidrici pentru uscare, acesta trebuie sã fie și uniform distribuit în masa produselor .
În mod frecvent o parte din cantitatea de aer cautã sã treacã prin spațiul de deasupra cãrucioarelor cu navete sau grãtare, pe dedesuptul cãrucioarelor sau lateral fațã de cãrucioare, în loc sã treacã cantitativ printre grãtare și produs . Prin montarea și reglarea dirijorilor de aer în spațiul de trecere a curentului de aer prin camerã, aerul este forțat sã treacã în primul rând prin navetele cu material și în același timp este uniform distribuit pe toatã secțiunea camerei .
Introducerea și scoaterea intermitentã și progresivã a cãrucioarelor cu materie primã și produs finit din tunel influențeazã de asemenea mersul procesului deshidratãrii . Rezultatul se exprimã prin variația temperaturii la partea de intrarea sub forma dinților de ferãstrãu .
Aceeași situație termicã existã și cu privire la temperatura aerului care întâlnește primul grãtar, prima stivã de grãtare, primele fructe de pe același grãtar etc. care vin în contact cu aerul și ultimele grãtare, stive și fructele de pe același grãtar din partea opusã . În acest caz temperatura scade continuu, consumul energetic crește semnificativ în mod nejustificat în cazul tunelului de uscare .
Condițiile de uscare pentru fructe și randamentul la uscare al produselor uscate sunt prezentate în tabelul 1.
Tabelul 1
2.6 Procedee de deshidratare a fructelor
Deshidratarea se realizează prin evaporarea apei care ajunge treptat la suprafața produsului supus deshidratării până la valoarea aw < 0,7 care să împiedice dezvoltarea microorganismelor.
În funcție de natura aportului de cãldurã, uscarea poate fi:
– prin convecție – de la agent la produs;
– prin conducție –prin produs;
– prin radiație – de la surse exterioare;
– încãlzire în dielectric (uscare cu curenți de înaltã frecvențã, microunde).
Dupã modul în care se executã îndepãrtarea vaporilor se deosebesc:
● uscare în aer cald
În primele ore, procesul de evaporare are loc cu cea mai mare intensitate, timp în care se elimină apa liberă, după care uscarea decurge foarte greu.
În prima perioadă, umiditatea de la suprafața produsului este mai mare decât umiditatea higroscopică.În această perioadă, dacă nu se schimbă condițiile uscării, viteza de uscare se păstrează constantă. Această perioadă se numește perioada vitezei constante de uscare, în timpul acesteia temperatura aerului fiind egală cu temperatura termometrului umed până când umiditatea produsului supus uscării egalează umiditatea higroscopică.
● uscare în vid;
Vidul permite o dezaerare înaintată și realizarea uscării la temperatură scăzută, ceea ce împiedică desfășurarea proceselor de degradare oxidativă și termică, protejând calitățile organoleptice ale produsului.
Instalațiile de uscare în vid sunt neeconomice deoarece coeficientul de transmitere a căldurii în vid este foarte scăzut, de aceea se folosesc instalații de uscare prin contact( uscător cu plăci sau cu valțuri).
● uscare prin convecție la presiune atmosfericã (cea mai utilizatã în practica industrialã) . Se poate realiza în urmãtoarele variante :
– uscare clasicã – în camere, tunele, cu benzi;
– uscare în strat vibrator – variantã a uscãrii prin fluidizare
– uscare în strat fluidizat – legume feliate, cereale, sare, fãinã, zahãr, carne cuburi.
● uscare în strat de spumã – materialul lichid adus în strat de piure ( prin concentrare sub vid prealabilã) este amestecat cu o substanțã emulgatoare și transformat într-o spumã prin insuflare de gaz inert sub presiune (azot). Aceastã spumã se aplicã pe o suprafațã netedã (bandã) și este uscatã cu aer cald.
Spuma uscatã sub formã de foaie spongioasã este mãcinatã și transformatã în pulbere finã. Se aplicã la sucuri și piureuri de fructe și legume, infuzie de cafea, ceai, extractele de carne, ouã, brânzeturi.
Are urmãtoarele variante : uscare în – fileu subțire de spumã,
-în strat (strãpuns de spumã);
● uscare prin dispersie – a produselor lichide, piureuri, paste – nu se aplicã produselor solide. Se realizeazã la temperaturã ambiantã într-o incintã de deshidratare cu ajutorul unui curent de gaz uscat (N2) în circuit închis. Se pãstreazã în întregime principiile nutritive și proprietãțile senzoriale ale produsului inițial;
● uscare prin pulverizare, cu variantele :
– uscare prin pulverizare cu spumã;
– uscare prin pulverizare în aer la temperaturã ambiantã (procedeul Birs) – aplicatã produselor lichide și semilichide;
● uscarea prin conducție la presiune atmosfericã – se realizeazã prin contactul produsului cu o suprafațã fierbinte, având astfel loc evaporarea apei. Produsul se îndepãrteazã de pe suprafațã prin radere cu un cuțit. Uscãtoarele folosite sunt de tip tambure rotative, iar produsele care se pot usca sunt într-o stare lichidã concentratã și cu structurã granularã.
Dezavantajele sunt majore, cu influențã negativã asupra produsului uscat: solubilitate scãzutã (proteine denaturate), culoare modificatã (reacția Maillard, caramelizare), valoare alimentarã redusã, iar produsele necesitã o mãcinare ulterioarã;
● uscare sub presiune – se realizeazã în strat de spumã și în strat subțire (peliculã) și are urmãtoarele avantaje: calitãți senzoriale și nutriționale superioare ale produselor datoritã temperaturii mai scãzute de uscare și a lipsei oxigenului.
Alte procedee particulare de uscare sunt:
– uscare cu radiații infraroșii;
– uscare cu microunde;
– uscare favorizatã de ultrasunete;
– uscare azeotropã;
– uscare parțial osmoticã.
Procedeele de conservare combinate cu uscarea, mai des utilizate în industrie, sunt :
– uscare combinatã cu blanșare – la fructe;
– uscare combinatã cu blanșare și expandare – cartofi, morcovi, rãdãcinoase felii;
– uscare combinatã cu încãlzire – expandare;
– uscare combinatã cu expandare prin extrudare termoplasticã;
– dehidrocongelarea –scãderea umiditãții pânã la 50% la congelare;
– criodeshidratarea – liofilizare.
2.7 Efectele procesului de deshidratare
Îndepãrtarea excesului de apã din fructele, plantele și legumele supuse deshidratãrii se face prin evaporare, sub influența temperaturii și mișcãrii aerului, când apa la suprafața liberã este supusã unui curent de aer sau suprafețe de materii prime, cãldura primitã de acestea se face direct prin convecție și indirect ca o consecințã a evaporãrii .
Dacã viteza de mișcare a aerului depãșește 1 m/s toate suprafețele umede ce se gãsesc în același curent de aer ca și termometrul umed primesc aproximativ aceeași cantitate de cãldurã, cunoscutã sub denumirea de cãldura termometrului umed .În timpul deshidratãrii fructelor, apa din sucul celular difuzeazã pânã la suprafațã, datoritã difuziei interne și se evaporã .
Viteza de transfer a cãldurii prin convecție cât și viteza de evaporare cantitativã este proporționalã cu diferența dintre temperatura aerului și a suprafeței considerate, adicã diferența dintre temperatura termometrului uscat și umed .Aceastã diferențã se numește depresiunea termometrului umed (DTU) și este o constantã cu care se mãsoarã puterea de deshidratare a aerului aplicatã la suprafața apei liberã, care nu beneficiazã de nici o sursã independentã de cãldurã .
Totuși, o suprafațã de fruct supusã deshidratãrii se comportã diferit de o suprafațã de apã liberã . Din aceastã cauzã, când o bucatã de mar,. s-a deshidratat pânã la un conținut foarte mic de apã comparativ cu cel inițial, DTU are o influențã foarte micã asupra vitezei de deshidratare, pe când temperatura termometrului uscat, din contrã, foarte mare . Aceasta se datorește faptului cã materia primã supusã deshidratãrii poate primi prin convecție cãldurã de la grãtarele pe care este așezatã, sau prin radiația de la cele din jur și din mediul ambiant .
Efectul de rãcire al evporãrii apei este un factor important din totalitatea celor care influențeazã calitatea produsului finit, pentru cã permite deshidratarea materiei prime sensibile la temperaturi mai ridicate, ceea ce se datorește marii cantitãți de energie termicã necesarã pentru evaporarea apei . Așa cã, atâta timp cât materia primã este umedã, va avea o temperaturã aproximativ egalã cu cea a termometrului umed și prin aceasta se evitã scorojirea suprafeței bucãților de fructe supuse deshidratãrii .
În momentul când suprafața materiei prime supusã deshidratãrii nu mai rãmâne complet umedã, viteza evaporãrii se micșoreazã, efectul rãcirii scade, iar temperatura materiei prime crește. Când viteza de evporare este foarte micã, temperatura materiei prime devine aproape egalã cu temperatura aerului (termometrului uscat).
Evaporarea apei se caracterizeazã printr-un schimb simultan de cãldurã și substanțã . În mișcarea sa peste materia primã aerul cedeazã acesteia o parte din cãldura pe care o transportã, iar în același timp o parte din componentele materiei prime (apa, diferiți compuși gazoși) trec în atmosferã sub formã de gaze . Acest transfer este un fenomen care se bazeazã pe mișcarea moleculelor respective, ceea ce înseamnã cã moleculele cele mai calde difuzeazã în pãrțile cele mai reci ale meteriei prime .
De aici analogia ce existã între mișcarea cãldurii și a substanțelor, fenomene care sunt supuse acelorași legi fizice . În aceste cazuri în transferul cãldurii, forța motricã este gradientul termic, iar în cazul transferului de materie, gradientul de concentrație . Deplasãrile respective se fac pentru cãldurã în direcția descreșterii gradientului termic, iar pentru substanțã, în fucție de faptul dacã suprafața limitã este permeabilã, într-un singur sens (suprafețe umede) .
Indicele exterior al producerii procesului de uscare îl constituie variația greutãții produsului în timp, datoritã cãrui fapt, în majoritatea cazurilor, studiul procesului de uscare se reduce la înnegrirea variației greutãții produsului în diferite condiții . Cunoscând conținutul în apã și greutatea inițialã a produsului în baza variației (micșorãrii) greutãții lui, se poate stabili ușor conținutul de apã în fiecare moment al uscãrii
Dintre numeroasele schimbãri suferite de fructe, plante și legume cele mai importante sunt urmãtoarele : micșorarea volumului este un efect conjugat al contractibilitãții și contractãrii, precum și datoritã scãderii conținutului de apã . Dacã bucãțile de materie primã se contracteazã în mod regulat din toate pãrțile dintr-o datã, sub influența condițiilor exterioare în acest caz va fi o contractare liberã . Dacã, în timpul contractãrii, forțele de aderențã sau de frecare se manifestã în mod activ, fenomenul se numește contractare contrarã . În acest caz rezistența materiei este depãșitã și se formeazã fisuri de diferite mãrimi. În numeroase cazuri, materia primã nu se contractã deopotrivã în toate direcțiile atunci va fi o contractare anizotropã . Variațiile de formã ale substanței sunt legate de pierderea apei .
În timpul uscãrii umiditatea existentã în diferite straturi ale materiei prime variazã cantitativ și drept urmare respectivã suferã modificãri de formã în straturile celulare considerate separat, adicã suferã o contractare sub influența tensiunilor . O materie primã când vine în contact cu o atmosferã uscatã, cedeazã apa sub formã de vapori pânã la stabilirea unui echilibru parțial, între vaporii de apã din spațiul respectiv și conținutul de apã rãmas în materia primã . Acest fenomen se numește desorbție .
Dacã produsul finit este pus într-o atmosferã umedã el absoarbe din vaporii de apã existenți în atmosfera respectivã o cantitate necesarã stabilirii echilibrului temperaturii date . Acest fenomen se numește absorbție . Relația dintre conținutul în apã al produsului respectiv și conținutul atmosferei în vapori de apã, la presiunea de echilibru, pentru temperatura datã se exprimã prin izoterma de sorbțiune .
Migrarea componentelor solubile . În timpul deshidratãrii odatã cu apa își schimbã locul și substanțele solubile în ea . Aceasta înseamnã cã odatã cu evaporarea apei în straturile exterioare ale materiei prime se concentreazã substanțele solubile migrate cu ea . Cu cât celulele țesuturilor respective au suferit o acțiune mai intensã a blanșãrii, atât permeabilitatea membranelor celulare a crescut și ca atare și cantitatea de substanțe solubile care migreazã . La aceasta se mai adaugã și faptul cã apa se pierde sub forma de vapori, iar soluțiile nevolatile rãmân la limita dintre starea lichidã și de vapori a apei respective .
Pe de altã parte, prin faptul cã la suprafața materiei prime în procesul deshidratãrii se formeazã un strat mai dens și cã se petrece și micșorarea de volum, o parte din substanțele solubile sunt deplasate din poziția normalã în materia primã spre exterior și ies pe suprafața produsului . Datoritã acestui fapt, la suprafața bucăților respective se formeazã un strat lipicios, ceea ce este neplãcut și nedorit, atât din punct de vedere al manipulãrii grãtarelor pe care se așazã fructele, cât și din punct de vedere al aspectului comercial .
Efectul acestei deplasãri este cu atât mai mare, cu cât diferența de gradient de concentrare se menține pe toatã durata deshidratãrii . Migrarea soluțiilor scade cu descreșterea gradientului de concentrare și înceteazã total când nu mai existã apã în faza lichidã .
Brunificarea termicã este o depreciere calitativã, care se manifestã prin schimbarea culorii naturale a materiei prime respective și luarea nuanței brune . Acestã schimbare se datorește faptului cã temperatura deshidratãrii a depãșit limita suportatã de materia primã respectivã, care reacționeazã prin modificarea culorii, atât la suprafațã, cât și în interiorul bucãților respective .Fenomenul în sine este strâns legat de reacțiunea diferitelor componente ale materiei prime, difuzate la suprafațã, în contact cu oxigenul din aer la temperatura și umiditatea respectivã . Principalele substanțe active în acest caz sunt zahãrul, acizii aminici, vitaminele etc .
Sub influența unei temperaturi ridicate peste nivelul critic specific fiecãrei specii și a concentrãrii substanțelor solubile la suprafața materiei prime supusã deshidratãrii, urmare fireascã a contractãrii se formeazã la suprafața bucăților un strat mai gros sau mai subțire care împiedicã desfãșurarea normalã a procesului deshidratãrii . Aceastã stare este consecința faptului cã apa de la suprafața bucăților s-a evaporat, din cauza temperaturii prea ridicate mult mai repede decât a putut fi înlocuitã prin difuziune din interiorul bucãților considerate, de exemplu, la prune întregi și foarte rar la cele tãiate în bucãți .
În cazul materiei prime supusã deshidratãrii fragmentatã în bucãți se poate aplica în primele faze ale deshidratãrii temperaturii ridicate, aer uscat și circuit cu mare vitezã . Reversibilitatea țesuturilor, adicã rehidratarea țesuturilor este un proces foarte complicat, fiind strâns legat de capacitatea de umflare a structurilor superioare, de prezența substanțelor cu capacitate de umflare (amidon etc.) de rupturile texturale petrecute în timpul deshidratãrii și pãstrãrii produsului finit pânã în momentul folosirii sau examinãrii lui .
Practic rehidratarea este raportul dintre greutatea dupã rehidratare a unei anumite cantitãți de produs finit și greutatea inițialã, adicã înainte de rehidratare . În cazul când se ia în considerare și cantitatea de substanțe solubile trecute în soluție rezultatul este cunoscut sub determinarea de coeficient de restaurare a greutãții .
În timpul deshidratãrii odatã cu îndepãrtarea sub formã de vapori a excesului de apã se îndepãrteazã și unele din substanțele volatile (bioxid de carbon, aldehide, arome etc. prezente sau care se formeazã în timpul acestui proces ) .
2.8 Ambalarea produselor deshidratate
Ambalarea este o etapă a fluxului tehnologic foarte importantă pentru menținerea calității produselor horticole deshidratate, se realizează în funcție de natura și destinația acestora.
Dacă produsele sunt ambalate necorespunzător, ele își modifică însușirile caracteristice datorită rehidratării, contaminării cu microorganisme, absorbția de mirosuri străine, prezenței oxigenului și a luminii.
Pentru produsele sub formă de pulberi și a celor cu structură poroasă obținute prin liofilizare, se folosesc pungi din folii de aluminiu sau cutii metalice tratate cu materiale plastice și vidate. Produsele deshidratate sub formă de fulgi, granule și griș se ambalează în cutii sau bidoane cu închidere etanșă care asigură o bună protecție față de lumină. Pentru consum industrial, aceste produse se ambalează în saci de hărtie sau material plastic sudați la capete și în butoaie de pacaj căptușite cu folie de material plastic sau hărtie pergament.
Produsele deshidratate, cu umiditate redusă (2 – 8%) se ambalează în folii impermeabile la oxigen și vapori de apă (fig.8).
Fig 8 Fructe uscate ambalate
Prevenirea și diminuarea oxidării lipidelor nesaturate se realizează prin ambalarea sub vid sau în atmosferă de gaze inerte (CO2, azot de argon), folosirea antioxidanților și păstrarea la temperatura scăzută.
Materialele utilizate ca ambalaje pentru produsele deshidratate sunt : carton, folii(de celofan, polietilenă, polipropilenă, PVC) și ambalaje din materiale plastice.
Cartonul este un material celulozic, ieftin, ce poate fi obțínut în diferite variante și calitățí, putând fi folosit atât ca ambalaj exterior sau ca ambalaj în contact cu alimentul (fig.9).
Principalele categorii de carton folosite ca ambalaj sunt următoarele:
– carton duplex –acest careton este format din minimum două straturi de material fibros, unite în stare umedă prin presare.
– carton triplex – acest carton este format din minimum trei straturi diferite de material fibros, unite în stare umedă prin presare. Acest tip de carton se
utilizează pentru ambalaje de transport.
Fig .9 Ambalaj din carton
– carton ondulat – este format din unul până la patru straturi netede și unul sau trei straturi ondulate, unite între ele prin adeziv. Din acest carton se produc cutii care pot fi :de tip pliant, cu clape, cu fereastră etc.
Ambalajele din carton prezintă o serie de avantaje :
-greutate relative redusă și constant:
-asigură o protecție superioară împotriva șocurilor și vibrațiilor care intervin pe durata distribuției produselor.
-pot fi realizate într-o mare diversitate de tipo-dimensiuni;
-se livrează în stare pliată, formarea se realizează în momenrul utilizării, prin capsare și lipire folosind adezivi speciali de tip “hol-met”(o rășină sintetică cu uscare rapidă);
lăzile din carton sunt în general cu “autoformare” și blocare la stivuire prin intermediul unor decupeuri special amplasate fie pe panourile de cap (frontale) sau pe cele laterale;
permit o imprimare grafică deosebită;
cheltuielile de transport în stare goală sunt reduse;
în țările dezvoltate, cartonul este produs prin procedee ecologice și cu materiale adecvate care se pot recupera și recicla.
Din categoria ambalaje din material plastic fac parte:
– ambalajele de polietilenă (fig.10) de înaltă și joasă presiune, care își găsesc o largă utilizare în domeniul ambalării produselor alimentare. Datorită rezistenței termice ridicate, ambalajele de polietiilenă de joasă presiune sunt sterilizabile la temperatură ridicată.
Fig .10 Ambalaje din polietilenă
Deoarece polietilena este permeabilă față de gaze (dioxid de carbon, oxigen etc.), și impermeabilă față de apă și vaporii de apă, ea este utilizată în multe cazuri pentru ambalarea anumitor produse care trebuie „să respire” , dar este ineficace pentru produsele aromate.
– ambalajele din poliestern – poliesternul se poate utiliza în vederea obținerii cutiilor, capacelor etc (fig. 11).
– ambalaje din poliamide – se caracterizează printr-o rezistență mecanică și stabilitate termică redusă. Fig. 11 Ambalaje poliestern
– policlorura de vinil – este un material de ambalaj superior ambalajelor din poliamide, datorită inerției chimice ridicate, rezistenței perfecte la apă și gaze. Sub denumirea de Saran și Criovac se folosesc pentru ambalarea în vid a diferitelor produse.
– ambalaje din copolimeri – copolimerii clorură de vinil – clorura de viniliden se utilizează sub formă de filme tubulare, la fabricarea ambalajelor etanșe. Se folosesc la ambalarea produselor în atmosferă controlară sub în vid.
– materiale plastice derivate din celuloză – sunt nitratul de celuloză, acetatul de celuloză și xantogenatul de celuloză (celofanul), ultimul fiind folosit pe scară largă în industria alimentară. Celofanul se prezintă sub formă de folii transparente, suple, netede, lucioase și cu aspect plăcut.
2.9 Depozitarea fructelor uscate
Depozitarea temporara a fructelor pânã la introducerea în procesul de prelucrare trebuie sã fie cât mai scurtã sau dacã este posibil chiar suprimatã. Fructele se pãstreazã în locuri uscate, bine aerisite, la temperatură redusă, în absența luminii, rãcoroase, sau în depozite frigorifice.
Temperatura optimă de păstrare este cuprinsă între 5 – 15 ᴼC, iar umiditatea relativă a aerului maximum 60 – 65% pentru pulberi și până la 75% pentru celelalte produse.
În timpul depozitãrii fructele suferã o serie de modificãri de naturã fizicã, biochimicã și microbiologica în funcție de specia, soiul, calitatea și prospețimea fructelor, durata și temperatura de pãstrare, umiditatea relativã a aerului, posibilitatea de circulație a aerului etc.
Dintre modificãrile fizice, ce apar în timpul depozitãrii o importanțã deosebitã o prezintã pierderea apei prin evaporare, ce are ca rezultat scãderea în greutate prin deshidratare superficialã (zbârcirea) ceea ce conferã fructelor un aspect necorespunzãtor, cu implicații nedorite asupra produselor finite. Transformãrile biochimice ce apar în fructele pãstrate în condiții necorespunzãtoare sunt: mucegãire, fermentarea (alcoolicã, butiricã, lacticã).
Ambele fenomene duc la deprecierea substanțialã a calitãții fructelor, fãcându-le inapte pentru prelucrarea industrialã. În cazul utilizãrii acestor fructe vor crește substanțial pierderile prin alterãri microbiologice (bombaje). Principalii factori care determinã intensitatea transformãrilor microbiologice sunt: temperatura și durata de depozitare, calitatea și stadiul de maturitate, condițiile igienico-sanitare ale ambalajelor și depozitelor.
Durata de păstrare a produselor horticole deshidratate este de un an în condiții de menținere a calității, dacă se respectă parametrii de depozitare.
2.10 Alterarea fructelor uscate
Toate alimentele deshidratate sunt expuse la două elemente principale ce pot cauza alterarea: umiditatea și oxigenul. Ele sunt de asemenea sensibile la lumină și la abraziunile mecanice, iar dacă conțin grăsime sunt expuse la contaminare cu gusturi străine. Fructele și legumele deshidratate sunt expuse atacului insectelor.
Sensibilitatea la umezeală
Problema absorbției umidității din atmosferă este mai dăunătoare pentru unele produse decât pentru altele. Acesta este în special cazul alimentelor procesate prin liofilizare din cauza structurii lor deschise. Chiar și cea mai mică absorbție de umiditate este nedorită și poate fi dăunătoare. Chiar dacă absorbția umidității în cazul unui aliment în formă de praf deshidratat nu duce la o alterare completă a produsului, este inacceptabilă pentru consumator și trebuie evitată.
Sensibilitatea la oxigen
Chiar dacă umiditatea este inamicul principal al tuturor alimentelor deshidratate, multe dintre ele sunt susceptibile la oxidare. Oxigenul afectează produsele ce conțn un nivel ridicat de grăsimi sau de ulei și acelea ce conțin mult caroten. Grăsimile și uleiurile devin râncede, iar carotenul dezvoltă un miros specific. Liofilizarea chiar dacă oferă un produs superior calitativ în comparație cu alte alimente deshidratate, lasă cale liberă pentru pătrunderea oxigenlui. Ambalajul în vid și gaz este folosit pentru a elimina oxigenul din ambalaj.
Sensibilitatea la lumină
Multe alimente deshidratate sunt sensibile la lumină. Deflorarea și închiderea la culoare se produce datorită efectului razelor de lumină. Lumina accelerează fenomenul de răncezire prin mijlocirea oxidării.
Abraziunea mecanică
Pulberile, bucățile și feliile subțiri de alimente uscate la aer nu pot fi stricate prin acționare mecanică.
În cazul alimentele uscate prin liofilizare, produsul este extrem de fragil și friabil. Abraziunea mecanică din interiorul unei conserve prost ambalate conținând alimente liofilizate poate cauza fărâmițarea sau spargerea unor bucăți mari de creveți, carne sau ciuperci, in granule sau pulberi inutilizabile.
Materialele trebuie să fie suficient de rezistente și flexibile ca să reziste la contactul cu obiecte ascuțite, granulate.
Fructele deshidratate sunt supuse influenței negative a unor factori biotici și abiotici, care produc o serie de transformări, iar în final pot duce la alterarea lor.După natura factorilor care acționează, alterarea poate fi : fizico-chimică, biochimică și microbiologică.
Alterarea de natură fizico-chimică, este produsă de factori naturali : lumină, temperatură, umiditate și compoziția aerului, vătămări mecanice și factorii care acționează individual sau în complex asupra produsului.La produsele deshidratate umiditatea ridicată a aerului determină rehidratarea parțială,constituind un mediu favorabil dezvoltării microorganismelor patogene și alterării.
Alterarea de natură biochimică, este produsă de enzimele proprii ale produselor, care pe durata păstrării acționează asupra unor țesuturi pe care le depreciază sau le descompun.
Alterarea de natură microbiologică, este produsă de bacterii, drojdii și mucegaiuri care se găsesc tot în natură, în spațiile de depozitare sau pe utilajele cu care vin în contact produsele în vederea prelucrării.Aceste microorganisme acționează asupra produselor prin enzimele pe care le secretă și care au rol catalizator în celulele și țesuturile în care au pătruns, activitatea fiind complexată de enzimele proprii ale produselor.
Viteza de acțiune a acestor microorganisme este influențată de compoziția chimică a produselor, temperatură, lumină, oxigen și pH.
În funcție de nivelele pe care le prezintă, temperatura influențează în sens pozitiv sau negativ viața acestor microorganisme.Valorile scăzute situate sub punctul de îngheț, produc alterarea totală a produselor, ca urmare a distrugerii structurii lor.Valoarea maximă a nivelului de temperatură, determină alterarea totală a produselor datorită efectului temperaturii asupra substratului proteic și a sistemului enzimatic.
Aciditatea mediului are un rol selectiv în dezvoltarea microorganismelor.Astfel, mucegaiurile și drojdiile preferă un pH acid (4-5), iar bacteriile un pH neutru spre slb alcalin (6,8-8,2).
Lumina prin durată și intensitate, are acțiune de inhibare a unor bacterii și drojdii ,iar mucegaiurile sunt indiferente la acțiunea acestora.
Activitatea microorganismelor poate fi influențează de prezența sau absența oxigenului, după cum acestea sunt aerobe (bacteriile acetice, mucegaiurile) sau anaerobe (bacteriile butirice și de putrefacție)
Putrezirea fructelor și legumelor este provocată în deosebi de mucegaiuri care atacă, în primul rând, părțile rănite, în special de insecte.
Când fructele sunt viermanoase, pe plăgi se instalează toți agenții de putrefacție:Monilia, Penicillium crustaceum, Alternaria mali. La stricarea fructelor pot lua parte și unele ciuperci saprofite.Bacterile produc foarte rar îmbolnăvirea plantelor și stricarea fructelor și a legumelor.
De obicei ele se dezvolta în urma acțiunii mucegaiurilor. Mucegaiurile sunt cele mai active și mai periculoase, deoarece posedă un echipament enzimatic complex, în care intră celulaze și pectinaze, astfel incât în timpul păstrării fructelor, când are loc scăderea protecției imunitare, acestea se dezvoltă și produc mucegăirea externă sau internă și , în final, duc la putrzirea umedă sau uscatâ, respectiv la deprecierea fructelor.
Dintre aceste genuri des întâlnite fac parte:
*Alternaia: produce alterarea fructelor dulci și putrezirea brună;-
*Aspergillus: se dezvoltă pe fructe foarte dulci cu umiditate foarte scazută;
*Botryotinia fuckeliana: dă putrezirea umedă cenușie a fructelor dulci;
*Byssochlamis fulva, Byssoochlamis nivea: se dezvoltă pe fructe și produc alterarea conservelor;
*Cladosporium: produce mucegăirea pepenilor formând pete de culoare brun-negru și putrezirea uscată a fructelor;
*Diplodia: dă putrezirea în copac a sâmburoaselor, producând pagube prin reducerea producției;
*Sclerotinia: produce o mucegăire pe ântrega suprafață a fructelor,formând un fetru de culoare alba pe care la maturitate apar scleroti de culoare neagră;
*Trichothecium roseum: apare și pe smochine, fructe dulci puțin acide și produce mucegăirea uscată și alterarea fructelor;
* Elsinoe veneta: cauzează antracnoza la frunzele și fructele de zmeur și se caracterizează prin apariția unor pete mici, roșietice, care pe parcurs devin cenușii, marginite de o dungă purpuriu-violacee.
În cazul păstrării fructelor în stare congelată, nu are loc distrugerea microorganismelor aflate la suprafață și în funcție de condiții, se poate produce inactivitate parțială a enzimelor și a microorganismelor. Spălarea fructelor cu apă clorinată, diminuează vizibil acțiunea bacteriilor și a virușilor bacterieni, virușii sunt considerați agenți etiologici ai unor afecțiuni determinate de consumul fructelor și legumelor crude, neprocesate.
Căpșunile, salata verde și frunza de busuioc, au provocat boli virale și bacteriene, cum ar fi gastroenterita și hepatita infectioasă. O simplă procedură de clorinare a fructelor, poate duce la inactivarea virusului de hepatita A. În acest mod ar fi posibilă reducerea nivelului de contaminare cu viruși și alte microorganisme din fructe, reducându-se, substanțial, în acest mod,riscul bolilor infecțioase.
2.11 Instalatii de deshidratare
Pentru deshidratarea produselor horticole sunt folosite diferite tipuri de instalații, cunoscute sub denumirea de uscătoare, care diferă în privința construcției și a randamentului. Dintre cele mai utilizate, prezintă importanță uscătoarele prezentate mai jos.
Deshidrator de fructe – aparatură modernă
Fig. 12 Deshidrator de fructe
Realizat din materiale plastice specifice industriei alimentare acest deshidratator este cel mai potrivit uzului casnic(fig.12). Puteți conserva în modul cel mai simplu și economic fructe, legume și ciuperci.
Deshidratorul este compus din :
-Capac de protectie transparent,
-Ventilator pentru uscare,
-5 tăvi pentru uscare
-Buton pentru pornire
-Termostat reglabil: 30-80°C.
Dotat cu 5 tăvi pentru diferite sortimente de legume, fructe sau carne, un ventilator pentru o uscare cât mai rapida și o mărime compactă pentru a nu ocupa mult spațiu.
Ventilatorul este dotat cu o rezistență electrică reglabilă printr-un termostat, pentru a vă da posibilitatea de a gestiona consumul de energie electrică, acesta rămânănd moderat chiar în condițiile unei utilizări la maximum.
Deshidratorul este dotat cu un termostat ajustabil de: 30-80°C, un set de 5 tăvi extensibile și sistem convector patentat de deshidratare. Sistemul nu aplică direct căldura produselor asigurând o păstrare optimă a enzimelor și a gustului. Canale speciale conduc căldura pe laterale și în centru spre fiecare tavă. Acesta este un sistem de circulație a aerului în aparat unic pe piață. Asigură o uscare rapidă și uniformă fiind superior altor tipuri de deshidratatoare
Avantaje:
– Tăvile sunt de dimensiuni ajustabile în funcție de ce se pune la deshidrator.
– Temporizator automat și ajustabil pentru toate funcțiile cu afișaj digital.
– Sistem special de circulare al aerului.
-Diametru 30 cm
– Circumferința: 92cm
– Putere: 500W la 220V
-Dimensiuni: 27 cm ( înălțime ) / 45 cm ( lungime ) / 27 cm ( lățime )
Cu ajutorul acestui deshidrator, se poate beneficia de fructe sau legume uscate în doar câteva minute.
Nu trebuie așteptat să se usuce fructele pentru a face un ceai sau legumele pentru a le fărâmița și condimenta mâncărurile, sunt gata în câteva minute.
Se păstrează aroma și vitaminele fără a se risipi nimic.
Este ușor de folosit și întreținut și ușor de spălat și curățat.
Uscătorul tip tunel
Uscătorul tip tunel funcționează cu circulație forțată a agentului de uscare, aerul fiind încălzit prin arderea directă a combustibilului, iar reglarea parametrilor acestuia se face automat.
Uscătorul este o construcție din zid, paralelipipedică, formată din tunelul de uscare propriu-zis, camera de obținere a agentului de uscare, sistemul de alimentare, cărucioarele instalației și grătarele pentru produs (fig.13).
De-a lungul tunelului se află montată în pardoseală o linie de ghidaj și două șine de rularepe care circulă 12 cărucioare cu câte 25 rame (grătare).Grătarele sunt confecționate din lemn de fag aburit și se așează prin stivuire 25 – 28 bucăți pe fiecare cărucior.Între două grătare suprapuse rămâne un spațiu de 50 mm pentru circulația agentului de uscare.
Fig.13. Uscător tunel :
1- tunel , 2- canal aer , 3 -gratar, 4- ventilator, 5- clectromotor , 6 -arzător, 7- placă frontală, 8 –cilindru focar , 9 -cărucior , 10- psihrometru , 11,12 – ușă , 13- dispozitiv împingere , 14 –șină de rulare .
Cărucioarele se introduc în tunel printr-un mecanism de împingere care poate fi pneumatic, hidraulic sau mecanic. Tunelul este închis la capete cu uși metalice cu pereți dubli cu material de izolare între ele.Camera de obținere a agentului de uscare este amplasată deasupra tunelului de uscare.La ieșirea din tunel, în planșeul superior, se află o deschidere prin care intră sgentul de uscare preparat în camera superioară, iar la intrare are o deschidere pentru recircularea agentului de uscare, deschidere ce poate fi obturată.Circulația gazelor în tunelul de uscare este asigurată de un ventilator montat în planșeul superior al camerei.
Uscătorul cu 5 benzi Bűttner
Este un uscător cu 5 benzi dispuse în cascadă, aerul încălzit prin baterii de radiatoare circulă peste produsele așezate într-un strat continuu datorită tirajului forțat realizat printr-o serie de ventilatoare (fig.14).
Părțile componente ale uscătorului sunt :
1. elevatorul de alimentare, un cadru de oțel inoxidabil închis pe toate părțile ;
2.bandă de transport si uscare – tunelul de uscare alcătuit din 10 celule a 2 m lungime, iar lățimea și înălțimea de 4 m;
3. motor ventilator inferior – sistemul de încălzire a aerului, baterii de radiatoare cu aripioare, montate lateral față de benzi ;
4. motor ventilator superior – sistemul de circulație a aerului ;
5. materia de încălzire – tabloul general de comandă, control și automatizare ;
6. coș de evacuare – sistemul de comandă și control.
Fig.14. Uscătorul cu 5 benzi BUTTNER
Elevatorul (1) de alimentare, constă dintr-o bandă de transport înclinată ce ridică și repartizează uniform materia primă pe banda superioară. Banda elevatorului este confecționată din plăci de oțel inoxidabil fizată pe lanțuri laterale de antrenare și primește mișcarea de la un grup motor- variator de turație, fără trepte, prin intermediul unor roți de antrenare.
La partea superioară a elvatorului este prevăzut un dispozitiv de curățare a benzii cu perii.
Tunelul ( dulapul) de uscare este format din 10 celule asamblate, demontabile.
.
În interiorul dulapului (format din grupuri de celule) circulă cele 5 benzi cu mișcare orizontală (2) așezate în cascadă în așa fel ca la sfârțitul drumului activ al unei benzi produsul de prelucrat să cadă pe potțiunea activă a benzii următoare.
La partea de ieșire a uscătorului, banda 5 deversează produsul finit pe un transportor elevator cu bandă de cauciuc și șipci (racleți) care conduc produsul spre punctul de încărcare în ambalajele de transport și depozitare.
Sistemul de încălzire a aerului (3) constă din baterii de radiatoare, confecționate din țeavă cu aripioare, care încălzesc aerul pentru fiecare celulă în parte cu câte trei baterii de încălzire din țevi cu aripioare.
Bateriile sunt montate lateral, față de benzi pe toată lungimea uscătorului.Prin felul în care sunt alimentate cu aburi la 8 atm (158ᴼC), bateriile de încălzire realizează patru zone destinse și anume :
zona I pentru partea interioară spre intrarea materiei umede a benzii 1 este încălzită de către partea anterioară bateriei superioare (1) :
zona a II –a pentru partea posterioară a benzii 1 este încălzită de către partea posterioară tot a bateriei superioare :
zona a III-a pentru benzile 2 și 3, este încălzită de către bateria mijlocie (2) :
zona a IV-a pentru benzile 4 și 5 este încălzită de către bateria inferioară (4).
Aburul ce alimentează aceste baterii este reglat automat de ventile de reglare pneumatice, comandate de aparatura de automatizare din tabloul general de comandă.
Pe părțile laterale spațiul de uscare propriu-zis al dulapului uscătorului, sunt prevăzute spații de circulație și reglaj a aerului (4).
Sistemul de circulație a aerului reprezintă ansamblul de ventilatoare care creează pentru fiecare celulă în parte curenți de aer care trec peste bateriile în încălzire, pătrund transversal peste benzi și prin ele și datorită unor sisteme de clapete de dirijare sunt utilizați, după caz, ca aer recirculat sau merg spre evacuare.
Circulația aerului se face astfel : admisia aerului proaspăt se face la fiecare celulă prin patru ferestre cu jaluzele, practicate în ușile ce închid celula în dreptul ventilatorului inferior (6). Acesta trimite curentul de aer transversal pe sub banda 5 în partea opusă a uscătorului în camera colectoare 4.
Tabloul general de comandă, control și automatizare (5) cuprinde toate elementele de comandă pentru electromotoarele benzilor și ventilatoarelor, termometrele electrice ale căror traductoare sunt amplasate în cele patru zone de încălzire, precum și comanda ventilelor pneumatice de admisie și reglaj al aburului.
Uscătorul cu 5 benzi tip [NUME_REDACTAT] de deshidratare a fructelor tip BINDER (fig.15) are funcționare continuă, mediul de uscare fiind aerul cald încălzit indirect într-un schimbător de căldură (aerotermă) circulația fiind forțată datorită unui ventilator de introducerea aerului cald în uscător și unor ventilatoare de evacuare a aerului uzat (umed).
Uscătorul BINDER, se compune din următoarele părți principale :
-tunelul de deshidratare este format dintr-un cadru metalic cu două compartimente interioare, în care se află partea prin care circulă benzile și canalul de aer dispus lateral și închis pe trei părți cu pereți metalici ;
-instalația de încălzire a aerului și instalația de ventilație ;
-generatorul sau aeroterma este un schimbător de căldură cu spații de ardere a combustibilului lichid sau gazos și de încălzire a aerului ;
-tabloul centralizat de comandă și control pentru reglarea arderii combustibilului și controlul temperaturii .
Fig.15. Uscătorul cu 5 benzi „BINDER”(vedere în plan)
1-antrenarea benzii, 2- scară acees, 3- mașină de spălat, 4- mașină de spălat cu suluri abrasive, 5-elevator, 6- elevator, 7- mașină universală de tăiat, 8- elevator, 9- opăritor, 10- mașină pentru tratat chimic, 11- tablou de comandă și automatizare, 12- ventilator,13- aerotermă, 14- priză de aer proaspăt.
Tunelul de deshidratare constituie partea principală, aici efectuându-se procesul de deshidratare propriu-zis.
Este format dintr-un cadru metalic (1) cu două compartimente interioare (partea centrală de circulație a benzilor și canalul de aer lateral) și închis pe trei părți cu pereți metalici.
Pe o latură, pe toată înălțimea uscătorului, sunt prevăzute două rânduri de ferestre glisate cu lămpi electrice pentru iluminarea interiorului și o scară metalică de acces (2).
Cele 5 benzi metalice sunt confecționate din plasă de sârmă de construcție specială.
Primele două benzi sunt executate din oțel inoxidabil, în această zonă produsul este umed există pericolul de coroziune, restul de trei benzi fiind executate din oțel carbon și galvanizate.
Benzile sunt dispuse orizontal, suprapuse în cascadă, asigurând astfel deversarea produsului la sfârșitul parcursului unei benzi pe partea a celei următoare.
Elevatorul de alimentare (5, 6, 8) montat în partea anterioară a uscătorului este cu bandă de cauciuc îngust – cca 350 mm, lățime – oscilant în plan orizontal, având partea inferioară prevăzută cu o crapodină, iar partea superioară mobilă cu mișcare de dute – vino, glisând pe șina montată pe scheletul uscătorului. Acest sistem de elevator, asigură o repartizare aproape uniformă a produsului pe prima bandă, ajuntând în acest fel valțurile de egalizare, în realizarea unui strat cât mai uniform repartizat pe toată lățimea benzii.
Instalația de încălzire a aerului și instalația de ventilație (12) este de fapt un schimbător de căldură, cu două spații, de ardere a combustibilului și de încălzire a aerului, separate prin perete cu suprafața mărită (aripioare și țevi de circulație).Se realizează astfel o încălzire indirectă a aerului cu un randament termic bun.
Temperatura de intrare a aerului în compartimentul de distribuire a aerului cald este reglabilă și automatizată (11).
Ventilatorul (12) cu un debit de cca 56 000 m3/oră este antrenat de un motor electric comandat de un reostat permițându-se prin aceasta reglarea debitului de aer proaspăt.
Generatorul sau aeroterma (13) și ventilatorul (12) sunt montate într-o încăpere separată, de unde aerul cald trimis de ventilator, ajunge printr-o tubulatură în canalul de aer al uscătorului.Pe partea superioară a uscătorului sunt amplasate trei ventilatoare speciale cu clapete de reglare a debitului și tubulaturi cu deflector, care servesc la evacuarea aerului uzat (umed).
Toate comenzile sunt date de la tabloul electric (11) în care sunt montate aparate de măsură pentru partea de acționare electrică și termometru, după care automat, în funcție de temperatura programată, se reglează arderea combustibilului în aerotermă pe cele două trepte.
Uscătorul cu zone (uscător SCHILDE)
Uscătorul cu zone (fig.16) funcționează cu circulație forțată a aerului, cu circulația produselor atât în curent paralel cât și în contracurent cu agentul d uscare.Aerul cald este forțat să treacă prin stratul de produs, realizând un contact intim aer – produs, circulația aerului fiind realizată de un ventilator la o viteză a aerului de 2 m /s.
Fiecare din cele două zone ale ucătorului este prevăzută cu bateria sa de încălzire iar produsele se pot amesteca manual pe sită pentru a distruge eventualele „cuiburi de umiditate”.
Din punct de vedere constructiv, uscătorul cu zone este o cameră de uscare împărțită în două zone suprapuse, între care se găsesc elementele de încălzire a aerului (2) formate din două radiatoare orizontale.Prima zonă de încălzire (3) este amplasată la același nivel cu zona inferioară, înainte de intrarea aerului în uscător și este formată din cinci radiatoare.Bateriile de încălzire sunt acoperite de o placă de sârmă care împiedică arderea eventualelor bucăți de produs căzute în aceste zone.
Uscarea produselor se realizează pe site de aluminiu (1), uscătorul având în total site de 3 × 2 m.În zona superioară I sunt amplasate patru site iar în zona inferioară II șase site.Sitele se manevrează de jos în sus la exterior cu un ascensor (5) si de sus în jos în timpul trecerii prin aparat cu un dispozitiv special. Timpul de schimbare a sitelor variază în funcție de produsul care se usucă, el fiind de 18 – 20 de minute la majoritatea legumelor și de până la o oră la fructe.
Pe ascensor este montat un cadru de fier profilat pe care stă sita. Ascensorul este acționat de un lanț gall care acționează și asupra dispozitivului de manevrare a sitelor în interiorul uscătorului.Sitele sunt deplasate cu ajutorul unor gheare care se prind de marginea sitelor.
Pe peretele din fața aparatului se găsesc ușile (12,13) prin care se introduc sau se evacuează sitele din zone.Ușile sunt manevrate prin intermediul unor greutăți și pârghii.În timpul uscării tăvile se deplasează de pe o poziție pe alta la un interval de 1 / 10 din timpul de uscare astfel că tava cu produs trece prin toate pozițiile în uscător.
Fig 16. Uscătorul cu zone
1 – sită, 2,3 –baterie de încălzire a aerului, 4 – ventilator, 5 – ascensor, 6 – conductă aer proaspăt, 7 –conductă de recirculare, 8 – cameră de amestec, 9 – evacuare aer, 10,11 – clapete, 12,13 – uși de manevrare a tăvilor cu produs.
Instalația de deshidratare prin pulverizare (atomizare)
Este utilizată pentru obținerea unor produse finite sub formă de pulberi (fig.17), pornind de la lichide sau produse de tip pastă (mai mult sau mai puțin vâscoase).Produsul fluid este pulverizat în picături fine, într-un curent de aer cald,, umiditatea din picături se evaporă foarte repede și îmbracă pelicula de produs uscat într-un strat de vapori, care o protejează de acțiunea aerului fierbinte.
Deshidratarea are loc într-o cameră specială,în care are loc pulverizarea produsului în picături foarte fine, de ordinul micronilor, cu ajutorul unui „cap de atomizare”.
Fig.17. Schema instalației de uscare prin pulverizare
Aerul are la intrare în uscător o temperatură de 150 – 200ᴼC, iar ka ieșirea din camera de deshidratare de 80 – 100ᴼC.Din cauza timpului foarte scurt (secunde) temperatura produsului în timpul deshidratării nu se ridică mai mult de 50 – 75ᴼC. Metoda se aplică la obținerea hidrolizatului și extractului proteic, pentru supe concenbtrate, la fabricarea pulberii de tomate sau pentru obținerea altor produse concentrate.
CAP. 3 MATERII PRIME SI AUXILIARE FOLOSITE LA DESHIDRATARE
3.1 Materii prime
Fructele proaspete au constituit fără îndoială primul aliment în hrana omului, la începutul evoluției sale(fig.18).
Fructele proaspete de la pomii roditori au fost și continuă să fie singurul produs finit al naturii, care se consumă în starea în care se găsește, fără implicarea altor produse sau procedee consumatoare de energie. Prin urmare, datorită echilibrului și armoniei dintre componentele fizico-chimice, fructul constituie unul din alimentele gata pregătit de natură, care poate fi consumat proaspăt. Operațiile tehnologice de preparare scad valoarea alimentară specifică a fructelor.
Fig.18 Fructe proaspete
Fructele proaspete sunt organisme vii, în țesuturile cărora au loc procese metabolice complexe și după recoltare, sub acțiunea enzimelor proprii. Tehnologiile de conservare au menirea de a diminua intensitatea proceselor metabolice, în special a respirației și transpirației, precum și a activității microorgansmelor patogene care generează procese de descompunere.
Fructele proaspete constituie unul din componentele indispensabile ale alimentației raționale a omului.Valoarea alimentară a fructelor consumate în stare proaspătă, se datorează componentelor chimice ale acestora ușor accesibile organismului uman, la care se adaugă și o serie de excitanți gustativi, olfactivi și vizuali, care fac să fie savurate cu plăcere în orice moment din zi sau anotimp.
Datorită compoziției chimice complexe a fructelor, cât și a rolului important pe care acestea îl au în nutriție, necesarul de alimente trebuie să cuprindă pentru consumul zilnic în proporție de 10-15% fructe, acestea neputând fi substituite de alte alimente. În plus, fructele excesiv de perisabile (căpșunele, coacăzele, murele, zmeura) și foarte perisabile (cireșele, vișinele, caisele, piersice, prunele), sunt fructele preferate ale consumatorilor, unele dintre acestea fiind încadrate în categoria „fructelor de lux” (ex. căpșunele). Pe lângă valoarea alimentară, fructele din aceste categorii au însușiri terapeutice atunci când sunt consumate în stare proaspătă.
Fructele sunt împărțite în următoarele grupe în funcție de structura lor:
*grupa speciilor cu semințe sau semințoase (pomoidae), caracterizată prin fructe
cărnoase, cu mai multe semințe în lojele (căsuța) fructului: măr, păr, gutui,păducel;
*grupa speciilor de fructe cu sâmburi tari sau sâmburoase, la care fructele sunt
grupe cărnoase și au un singur sâmbure: prun, cires, vișin, cais, piersic,corcoduș;
*grupa speciilor cu fructe bace: care au fructe cărnoase, cu miez zemos în care
sunt incluse semințele: agrișe, coacăze roșii, coacăze negre, afine, struguri;
*grupa speciilor cu fructe poliachene: căpșuni, mure, fragi, zmeura care sunt
compuse din calciu, receptacul, semințe.
Fructele semințoase ocupă un loc important în producția de fructe din țara noastră. Din această grupă fac parte : merele, perele, gutuile.
Merele sunt fructele care se consumă în cea mai mare cantitate, atât datorită calităților lor gustative, cât și conținutului în substanțe nutritive (fig.19). Se cunosc diferite soiuri de mere: de vară, de toamnă și de iarnă.
Merele de vară cu perioada lor de coacere în lunile iulie-august.
Fig .19 [NUME_REDACTAT] fructe de mărime mijlocie, colorit frumos, gust plăcut, răcoritor, aromat. Aceste fructe, la maturitate, au pulpa suculentă, aspect mălăieț și nu rezistă la păstrare.
Merele de toamna au fructe mari și mijlocii, cu gust și arome plăcute.
Merele de iarnă se recoltează la sfârșitul lui octombrie. Cele mai cunoscute sunt Ionatan, Calvil, Cretesc, London, Patul, Ananas, Renet, etc.
Valoarea alimentară, gustativă și terapeutică a fructelor este dată de faptul că merele sunt cele mai complexe și complete fructe.Compoziția biochimică a fructelor privind conținutul în pricipali compuși organici, exprimată în valori medii, este următoarea : zahăr total 7,6 -16,4%, acizi organici 0,16-1,27% (acid malic), substanțe tanoide 0,06-1,31%, substanțe pectice 0,23-1,14%, substanțe minerale 0,78-0,72%, acid ascorbic 1,0-47,0 mg/100 g.s.p.
După însușirile specifice, soiurile de mere se grupează în trei categorii:
* superioare (grupa A),
* mijlocii (grupa B)
* comune (grupa C).
Merele aparținând grupei A și B se valorifică în trei clase de calitate : extra. , cal.I-a și cal. a II-a, pentru păstarea folosindu-se numai soiuri de toamnă și iarnă din categoria extra și I-a.
Momentul optim de recoltare a merelor influențează capacitatea de păstrare în stare proaspătă.Pentru stabilirea momentului optim de recoltare se iau în considerare mai multe criterii : culoarea și mărimea fructelor, suma gradelor de temperaturi active și numărul de zile de la înflorire la recoltare, fermitatea pulpei, conținutul în substanță uscată solubilă, conținutul în amidon (testul cu iod în iodură de potasiu).
Reprezentanții acestei grupe de mere sunt descrise mai jos:
– [NUME_REDACTAT] – au forma asimetrică, pielița groasă, lucioasă, culoare verde gălbuie, de consistență tare, cu gust plăcut.
– [NUME_REDACTAT] auriu – este cel mai valoros, cu fructe de mărime mijlocie, forma conică trunchiată, cu pielița subțire și tare. Culoarea exterioară este aurie cu dungi roșii pe partea care a fost expusă către soare; pulpa este albă-gălbuie sau galbenă-deschis, de consistență tare, suculentă, acidulată și aromată. Se recoltează în septembrie.
– [NUME_REDACTAT] – are cea mai lungă perioadă de păstrare și este apreciat ca foarte bun; fructele sunt mari și mijlocii, forma tronconică, suprafața netedă, lucioasă, culoare galbenă-lamâie (la bază), iar deasupra culoare roșie-aprins. Pulpa are culoarea galbenă-verzuie, foarte fină, dulce, aroma specifică.
– Soiul crețesc – are utilizări îndeosebi în arta culinară la diferite preparate. Au fructele de formă sferică turtită, culoarea aurie-verzuie cu dungi vișinii-deschis, gust acrișor, rezistente la transport și la păstrare
Pere sunt fructe cu pulpă mai dulce și mai suculentă decât a merelor(fig.20). Partea principală a perelor o constituie pulpa, care reprezintă 97%, în timp ce pielița ajunge la 2,5%, iar semințele numai 0,5% din fruct. Cantitatea de apă în pere reprezintă aproape 95%, restul fiind zahăr care variază între 6,5-15,2% . Fig.20 [NUME_REDACTAT] caloric pe care-l aduce consumarea perelor, prezintă o importanță foarte mare, deoarece 100 g fructe conțin 10-20 g hidrați de carbon, care dau organismului între 40-80 de calorii.
Aromate și zemoase, perele reprezintă un desert delicios, dar și un remediu natural de toamnă. Cunoscute ca fiind unele dintre primele fructe cultivate, perele și-au făcut treptat apariția în numeroase țări ale globului. Dincolo de coaja sa aurie, acest fruct conține un întreg depozit de vitamine și săruri minerale benefice organismului și sistemului imunitar. Consumul de pere oferă atât plăcerea savurării unor fructe delicioase și parfumate, cât și posibilitatea asimilării componentelor sănătoase ale acestora.
După însușirile specifice, perele se clasifică în trei grupe, și anume: superioară, mijlocie și obișnuită.
Din grupa perelor superioare fac parte:
– Cure, cu fructe de 100-350 g, forma alungita, pielita galbena, cu o dunga ruginie in lungime. Pulpa este foarte suculenta si usor astringenta, rezistenta la pastrare.
– Favorita lui Klapp, de 160-260 g, cu forma alungita, rotunjita la baza, pielita groasa, neteda si lucioasa la maturitate, culoare galbena ca lamaia cu pete caramizii pe partea care a fost expusa spre soare.
– Williams, cu greutatea de 150-250 g, suprafata neregulata, pielita neteda, de culoare la inceput verde-galbuie, cu numeroase pete ruginii, apoi la maturitate galben-aurie; are pulpa foarte frageda si dulce.
Din grupa perelor mijlocii fac parte:
– Bergamot, Esperen, cu forma rotunda turtita la varf si asimetrica; pielita este groasa, de culoare galbena, mai ruginie pe partea care a fost expusa spre soare. Are pulpa fina, suculenta, dulce, acidulata si aromata.
Alte soiuri de pere sunt: untoasa, Napoleon, Hordenpont, Magdalena, de vara, etc.
Perele au la bază numeroase elemente benefice întregului organism. Pe lângă apă, celuloză, grăsimi și clorofilă, aceste fructe conțin și componente importante pentru sănătate: săruri minerale, calciu, fosfor, potasiu, fier, precum și vitaminele A, B și C. Această serie de substanțe este întregită de prezența zahărului, care le face ușor de digerat pentru persoanele cu probleme la stomac, dar și pentru diabetici.
Principalele proprietăți ale perelor sunt cele diuretice, laxative, remineralizante, nutritive și astringente. Astfel, perele pot fi întrebuințate în tratarea afecțiunilor renale, a bolilor cardiovasculare, precum și în prevenirea gripei, a virozelor respiratorii și a deficiențelor imunitare. Un rol deosebit de important il au asupra plămânilor, ajutând la hidratarea și curățarea acestora în cazul unor complicații.
Bananele sunt fructe alungite, acoperite cu o coajă galbenă-verzuie(fig.21). Se recoltează înainte de a ajunge la maturitate pentru a rezista la transport. Miezul, partea cărnoasă, este suculentă, dulce, aromată.
Bananele care se comercializează în țara noastră pentru consum în stare prospătă sunt importate din bazinul mediteranean și unele țări din [NUME_REDACTAT] Fig.21 Banane
și de Sud.
Recoltarea bananelor, în vederea transportului la distanțe mari se face când fructele au culoarea verde dar au ajuns la mărimea normală,urmând ca maturarea să se realizeze înainte de valorificare.Ambalarea se face în lăzi de carton de 10 – 18 kg, iar transportul care durează 7 – 20 zile se realizează cu mijloace navale sau auto care trebuie să asigure o temperatură constantă de 12ᴼC.Temperaturile mai ridicate din timpul transportului grăbesc maturarea, în timp ce valorile mai scăzute produc brunificarea fructelor.
Pe parcursul maturării controlate, bananele își modifică culoarea,datorită degradării clorofilei, și gustul datorită hidrolizei amidonului și a acumulării glucidelor simple.Procesul de maturare se consideră încheiat când fructele sunt complet galbene.
Bananele se păstrează în depozite frigorifice cu atmosferă normală, în sistem paletizat folosind palete plane sau palete cu montanți, asigurând spații pentru circulația aerului și manevrarea produselor.Temperatura optimă de păstrare este cuprinsă între 12 și 14ᴼC, umiditatea relativă a aerului de 85-90%, iar durata de păstrare este de 12-15 zile.
În vederea valorificării, bananele sunt supuse procesului de maturare care se realizează în celule dotate cu instalații pentru dirijarea temperaturii, a umidității relative, a oxigenului și etilenei.
3.2 Condiții de recoltarea și de păstrare în depozit
Un factor important care influențează calitatea fructelor deshidratate îl constituie temperatura la care acestea sunt depozitate.Cu cît temperatura din spațiul de depozitare este mai scăzută cu atît perioasa de păstrare în condiții bune este mai lungă.Temperatura optimă de depozitare este de la 0ᴼC la 15ᴼC și la o umiditate relativă a aerului de maxim 75%.Temperatura și umiditatea relativă a aerului redusă, lipsa de lumină,împreună cu umiditatea redusă a produsului deshidratat , previn înbrunificările și degradarea gustului și mirosului.
Culoarea, gustul și aroma produselor deshidratate, precum și conținutul în vitamine se depreciază cu atît mai repede, cu cît conținutul lor în apă este mai mare, temperatuta de depozitare mai ridicată, iar ambalajele sunt permeabile pentru vaporii de apă din aer și pentru lumina solară.
Pe de altă parte produsele deshidratate pot să conțină un număr relativ mare de microorganiosme, care rămîn în stare latentă , neavănd condiții de dezvoltare.
Pentru a se reduce cît mai mult încărcătura microbiană este necesar ca în instalațiile de deshidratare să se păstreze o curățenie exemplară, să se folosească o apă potabilă curgătoare, iar în timpul condiționării, după deshidratare, fructele trebuie să fie ferite de praf, iar acolo unde este posibil, imediat după ambalare să fie ținute la o temperatură între 65 – 80ᴼC timp de 30 – 70 minute, într-o atmosferă cu o umiditate relativă de 70%.
În cursul depozitării poate avea loc infestarea cu molii mai ales atunci cînd ambalajele sunt sparte și se creează astfel posibilitatea de acees a insectelor.
Spașiile de depozitare și ustensilele trebuie curățate și dezinfectate cu bioxid de sulf și alte insecticide pentru distrugerea fluturilor de molii care pătrund în încăperi.Se vor astupa toate crăpăturile, pentru a împiedica insectele să găsească locuri de refugiu și se vor face toate reparațiile necesare.Se vor îndepărta toate resturile de fructe deshidratate, căci în acestea insectele își fac cuiburi.
Temperatura optimă de dezvoltare a moliilor este cuprinsă între 25 – 30ᴼC .La 0ᴼC larvele nu se dezvoltă, însă rezistă fără a se distruge chiar o jumătate de an.De aceea, depozitele trebuie să aibă o temperatură cît mai joasă cu putință.
Prevenirea infectării se realizează prin:
* dezinfectarea spațiilor de depozitare prin fumigare;
* dezinfectarea (phostoxin) sau fumigarea produselor înainte de ambalarea definitivă, precum și încălzirea lor la o temperatură de 60 – 65 ᴼC timp de cca o oră.
Controlul produselor deshidratate în timpul depozitării se face periodic, urmărindu-se variația temperaturii și umidității aerului precum și variația conținutului în apă al fructelor deshidratate.Determinarea variației conținutului de apă se face prin cântărirea mai multor probe, stabilindu-se diferențele în raport cu greutatea inițială.
Datele obținute se înscriu în registrul de control, alături de temperatura și umiditatea aerului din depozit.
Dacă creșterea umidității atinge limita maximă admisă produsele deshidratate vor fi reuscate până la limita inferioară, la temperaturi ,mai joase pentru a nu-și modifica culoarea.
Fig.22 Mere – depozitare
Sezonul de recoltare al merelor începe de la sfârșitul lunii Iulie, în cazul soiurilor de mere timpurii, și durează până toamna târziu, în lunile Octombrie-Noiembrie, în funcție de soi. Majoritatea merelor sunt pregătite pentru cules atunci când se desprind cu ușurință de creangă.
Când sunt coapte, majoritatea speciilor de mere au o aromă fină și plăcută. Un alt indicator al faptului că merele sunt pregătite pentru cules, este culoarea cojii. În funcție de soi coaja acestora poate fi galben pai, verde, roșie sau jumătate roșiatică, jumătate verde. Când sunt coapte merele sunt suculente și dulci. Soiurile precum Johnatan, Prima si Wagener premiat sunt duci-acrișoare atunci când sunt coapte.
Depozitare. Merele sunt unele dintre cele mai rezistente fructe. Dacă sunt ținute în condiții adecvate acestea pot fi păstate până primăvara. Depoziteaza merele într-o cameră întunecoasă și răcoroasă, în care temperatura să nu scadă sub 3ᴼC sau să depășească 6ᴼC (fig.22).
[NUME_REDACTAT] de coacere a perelor diferă în funcție de soi. Astfel perele încep să se coacă de la sfârșitul lunii August până în Octombrie. Perele vor fi mai gustoase și mai savuroase dacă sunt recoltate înainte de a se coace complet.
Recoltarea perelor trebuie făcută când acestea sunt tari la palpare, iar coaja are o culoare galden-verzui. Nu lăsa perele să devină total galbene în copac. Un alt indiciu al faptului că perele pot fi culese este faptul că acestea se desprind cu ușurință de creanga copacului.
Depozitare. După recoltare, perele pot fi depozitate timp de 1- 3 săptămâni la temperatura camerei (fig.23).Pentru a le păstra pentru o perioadă mai îndelungată (2-4 luni), depozitarea se realizează într-o încăpere cu temperaturi cuprinse între 15-17ᴼC, imediat ce au fost culese. Pungile de plastic, înțepate din loc în loc, pot fi folosite pentru depozitarea unui număr mare de pere.
Fig.23 Pere – depozitare
Bananele sunt fructe foarte valoroase sub aspect nutritiv, dar în același timp extrem de pretențioase sub aspectul regimului special de păstrare(fig.). Acesta trebuie asigurat de la recoltare și până la valorificare. Producția mondială de banane se estimează la circa 24 mil.t anual, cantitățile cele mai importante fiind produse de țările cu climat tropical din Asia, America de Sud și Africa.
Originar din Malaezia, fructul a ajuns in India si se pare ca [NUME_REDACTAT] l-a adus spre vest, de unde s-a raspandit in lume. Pe continentul american a ajuns cam 350 ani mai tirziu.
Pe piata bananele se gasesc intr-o mare varietate de soiuri si mai multe culori (galben, rosu). Si un sfat: niciodata sa nu pastrati bananele necoapte bine in frigider, nu se vor mai coace cum trebuie. Si stiti care sunt cele mai gustoase? Cele cu puncte negre atunci cand s-au copt. Si inca un secret: puneti in punga cu banane un mar, se vor coace mai repede!
In ciuda aspectului banal, bananele sunt o sursa importanta de nutrienti. In afara vitaminei C, bananele contin potasiu in cantitati mari. Potasiul ajuta la normlizarea batailor inimii, la trimiterea oxigenului la creier si la reglarea cantitatii de apa in organism. Cand sintem stresati se reduce cantitatea de potasiu din organism si corpul este deschis riscului de ridicare a tensiunii; balanta se readuce mancand 1-2 banane.
Bananele sunt de asemenea bogate in fibre, ajutind in cazul constipatiei. Se mai stie si ca fibrele ajuta si in unele forme de cancer.
Cei care isi monitorizeaza greutatea trebuie sa stie ca bananele sunt sarace in grasimi, au cantitati neglijabile de grasimi saturate, sunt sarace in sodiu si nu contin colesterol. Fiind bogate in fier, ajuta in cazuri de anemie.
Continand zaharuri naturale, banana aduce un aport rapid in stimularea energiei (s-a demonstrat ca 2 banane aduc un aport de energie suficient pentru 90 minute de exercitii fizice .
In afara de corp, bananele sint eficiente pentru minte, te fac sa te simti mai energic, mai putin predispus la depresii, mai relaxat, mai vesel, cu o mai buna concentrare la lucru (de aceea este buna o banana la micul dejun, in pauza de prinz sau in pachetelul copilului la scoala).
Bananele sunt recoltate în stare crudă (înainte de a ajunge la maturitate), pentru a putea rezista la transport. Maturarea (coacerea) acestora se face în camere speciale, încălzite și ventilate corespunzător (la temperatura de 12°C și umiditatea relativă a aerului de 90%). în aceste condiții, ciorchinii sunt suspendați pe stelaje speciale, lăsându-se spații de aerisire între ei. încărcarea pe l m3 este de 130-150 kg banane ambalate (în lăzi din carton), în aceste condiții bananele se pot păstra 8-10 zile.
Maturarea bananelor. Maturarea bananelor se va face în mod treptat, avându-se în vedere cerințele zilnice ale consumatorilor, în camerele de maturare, bananele se introduc paletizat, încărcătura pe l m3 putând ajunge până la 200 kg (dacă sistemul de încălzire al încăperii nu consumă oxigen). Pentru a se ușura circulația normală a aerului, se lasă un culoar între rândurile de palete, în direcția longitudinală a încăperii, încălzirea bananelor până la temperatura stabilită pentru maturare se face progresiv, timp de 12-24 ore.
Procesul de maturare cuprinde 2 faze și anume:
În prima fază, datorită creșterii rapide a intensității respirației, se degajă o cantitate mare de căldură, în această situație, conținutul de oxigen se diminuează, iar cel de bioxid de carbon crește, astfel că în această fază va fi necesară o reîmprospătare substanțială a oxigenului;
Faza a doua se caracterizează printr-o schimbare progresivă a aspectului bananelor: culoarea pieliței devine din verde, galbenă și, în pararel, se produce și o dezvoltare a aromei, precum și o diminuare a degajării termice a fructelor;
Maturarea bananelor poate dura deci 3-8 zile în situația în care acest proces este bine condus. Ea depinde atât de gradul de coacere al fructului (la introducerea în camerele de maturare), precum ți de starea lor sanitară și de timpul fixat pentru punerea în consum. Subliniem că se pot practica trei tipuri de maturări:
maturarea rapidă – de 3-4 zile;
maturarea normală – de 5-6 zile;
maturarea lentă de circa 8 zile.
După coacere, bananele devin foarte sensibile și, din această cauză, se impune o manipulare foarte atentă, evitându-se apăsările și mai ales loviturile. Bananele sunt fructe foarte bogate în glucide, între acestea predominând zaharoza.
Indicăm cantitățile de glucide conținute de banane, în ordinea lor crescătoare: glucoză – 4,7%, fructoză – 8,6% și zaharoză – 13,7%.
Depozitarea. Bananele mature se vor depozita în încăperi curate și fără mirosuri străine, la o temperatură de 14-15°C și o umiditate relativă de 90% (fig.24). Lăzile cu banane se vor așeza pe grătare, în stive cu spații corespunzătoare între ele, care să permită o aerisire continuă, în măsura în care va fi posibil, se va evita răscolirea fructelor, întrucât păstrarea bananelor în ambalajele proprii și în modul în care au fost așezate inițial asigură menținerea calității acestor produse. Scoaterea bananelor din lăzi sau cutii se va face numai pe măsura expunerii acestora la vânzare. Ciorchinii cu banane expuși ca reclamă se vor înlocui permanent, pentru a se evita deprecierea calității acestora.
Fig.24 Banane-depozitare
3.3 Proprietăți fizice ale fructelor
Proprietățile fizice ale fructelor includ noțiuni referitoare la mărime, volum, greutate specifică, fermitate etc. care definesc gradul de maturitate și de prospețime al fructelor. Proprietățile organoleptice se referă la culoare, gust, aromă, care pot suferi modificări în timpul transportului, depozitării și prelucrării fructelor.
Forma și mărimea fructelor deshidratate preferate de consumatori este în general cea de granule sau bucăți mici sub formă de plăcuțe sau cuburi de dimensiuni 10 x 10 x10 mm. Fructele deshidratate se prezintă întregi (prune, cireșe, vișine) tăiate în jumătăți (caise, piersici) tăiate în felii longitudinale sau transversale (mere, pere).
Culoarea și luciul. Luciul este o condiție obligatorie pentru culoarea fructelor deshidratate, pentru că demonstrează faptul că materia primă a fost de bună calitate și că la deshidratare s-a respectat tehnologia respectivă. Lipsa acestui luciu, în cazul în care materia primă a fost de calitate corespunzătoare, se datorește unui proces de deshidratare anormal : temperaturi ridicate, circulația insuficientă de aer, tratamente necorespunzătoare, a materiei prime etc. și a unor condiții de păstrare nesatisfăcătoare pentru produsul finit.
Culoarea, gustul și aroma au cea mai mare importanță pentru aprecierea calității, deoarece reducerea conținutului natural de apă din fructe trebuie să se facă în așa fel încât culoarea, gustul și aroma să se păstreze cât mai aproape de cea naturală; fără a se distruge țesuturile sau a se deprecia valoarea alimentară.După rehidratare trebuie să aibă aceleași calități ca și cele proaspete.
Fructelor deshidratate le sunt caracteristice următoarele culori: galben – purpuriu, portocaliu- gălbuie, galben- aurie, pentru caise; brun- închis, negricioasă, vînăt- închis, pentru prune; galben- auriu, galben- deschis, alb- gălbuie, pentru mere și pere etc.
Menținerea unor asemenea însușiri denotă respectarea procesului de deshidratare, și în special utilizarea unei temperaturiu optime de deshidratare,
În cazul când produsul finit are culoarea albicioasă, alb- murdară, alb- cenușiu, acesta este un indiciu că fructele respective (caisele,piersicile) au fost recoltate cu mult înainte de momentul potrivit sau au fost supuse dehidratării fără a fi avut gradul de maturitate de consum.
O culoare brună de diferite nuanțe, denotă formarea de substanțe de culoare închisă de tipul chinonelor și melaninelor datorită îmbrunării enzimatice.
Modificarea de culoare se manifestă și prin închiderea culorii produsului ca urmare a reacțiilor neenzimatice de natură pur chimică ce au loc între zaharurile reducătoare și aminoacizi;reacții cunoscute sub denumirea de reacții Maillard.
Odată cu modificarea culorii se constată și modificarea gustului, produsul căpătând un gust caracteristic de copt, o modificare sensibilă a aromei originale, atât în timpul deshidratării, cît și în timpul depozitării, fapt pentrui care calitatea produsului este depreciată.
Culoarea închisă lipsită de luciu caracteristic sau roșcată la prune arată că materia primă la recoltare nu a atins gradul de maturare cerut.
Rezultă că cel mai important criteriu pentru determinarea calității fructelor este culoarea.
Aroma fructelor deshidratate depinde în general de conținutul materiei prime în principalele componente ale substanței uscate, prin deshidratare se realizează nu numai un echillibru între diferite substanțe chimice, ci și un raport direct între principalele componente
3.4 Proprietăți chimice ale fructelor
Fructele au conținut ridicat de apă (72-95%), conțin glucide cu moleculă mică, celuloză, acizi organici (malic, citric, tartric și oxalic) și sunt sărace în proteine și în lipide.,conțin substanțe minerale, vitamine, arome (uleiuri eterice),pigmenți.
Din punct de vedere chimic fructele conțin apă și substanță uscată (substanțe organice și substanțe minerale). Conținutul fructelor proaspete în apă variază în funcție de specie, după cum urmează: 74% la prune, 91,5% la piersici, 93% la căpșuni.
Zaharurile formează masa principală a componentelor substanței uscate din fructe (circa 90%). Cele mai raspândite sunt monozaharidele (glucoza, fructoza), dizaharidele (zaharoza) și polizaharidele (celuloza, amidonul și pectina). Zaharurile din fructe, cu deosebire cele simple, sunt asimilate în organismul uman foarte ușor, intrând direct în circuitul sanguin, fără transformări care să necesite consum energetic.
Celuloza conținută în cantități mai mici sau mai mari în fructele consumate în stare proaspătă, joacă un important rol mecanic în digestie pentru organismul uman, favorizând eliminarea reziduurilor.
Substanțele minerale se găsesc sub formă de compuși ai principalelor metale (Na, K, Ca, Fe), sau săruri ale acizilor carbonic, clorhidric, fosforic, etc.. Conținutul în săruri minerale variază de la o specie pomicolă la alta și de la un soi la altul, dar și de condițiile pedologice, de climă și de tehnologiile de întreținere aplicate culturilor respective. Utilizate în cantități mici de organismul uman, rolul lor este esențial în secreția diferitelor glande, servind totodată ca substanțe tampon în metabolismul intern, în special la sucul gastric.
Conținutul fructelor în acizi organici este în relație directă cu caracterul genetic al soiurilor și speciilor, fiind dependent însă de gradul de maturare al fructelor. Acizii imprimă gustul acru al fructelor, iar raporturile stabilite în conținutul de substanța zaharoasă și aciditate, construiesc armonia gustului.
Aciditatea unor fructe este dată de prezența unor acizi (malic, citric, tartric, succinic), care se află sub formă de esteri sau săruri. Majoritatea speciilor pomicole cultivate, produc fructe care conțin preponderent acid citric (căpșune, coacăze, zmeură, piersice, caise).
Alături de sărurile minerale, acizii joacă un rol deosebit în secreția unor glande și prezintă avantajul că nu ridică nivelul acidității sucului gastric, fiind în general slabi, ușor metabolizați în alte substanțe.
Valoarea nutritivă a fructelor consumate în stare proaspătă este dată însă și de cantitățile importante pe care le sintetizează. Vitaminele sunt biocatalizatori ai proceselor vitale, indispensabile vieții, absența lor din metabolismul uman producând grave tulburări funcționale. Imposibilitatea de păstrare în organism a vitaminelor, implică necesitatea unui aport permanent în componentele alimentare zilnice. Dintre vitaminele absolut necesare pentru buna funcționare a organismului, majoritatea se găsesc în fructele consumate în stare proaspătă. Conținutul în vitamine al fructelor proaspete depinde de caracteristicile genetice ale speciilor pomicole și soiurilor aflate în cultură.
Principalele condiții pe care trebuie să le îndeplinească fructele destinate industrializării sunt: conținut ridicat în substanță uscată solubilă; raport optim intre conținutul de zahăr și acizi; culoare, aromă și gust specifice și bine exprimate; conținut ridicat în vitamine și săruri minerale; procent redus de deșeuri; grad optim de maturitate industrială; stare igienică – sanitară corespunzătoare (tabel 2).
Tabel 2
Componente chimice ale fructelor
3.5 Condiții de calitate ale materiei prime
Calitatea materiei prime este determinantă în asigurarea calității produselor finite. La fabricarea conservelor de fructe se folosesc fructe proaspete sau preconservate corespunzătoare calitativ condițiilor impuse de normativele tehnice de produs.
Aprecierea calitătii materiei prime folosite în industria conservelor se face ținând seama de condițiile impuse prin procesul tehnologic de prelucrare, calitatea fructelor proaspete fiind definită prin indicatori generali și individuali ai speciei și soiului.
În cadrul aceluiași soi, proprietățile organoleptice și fizico-chimice diferă și ele în funcție de factori ca: perioada de recoltat, gradul de maturitate, condițiile de sol și climă, agrotehnica aplicată, etapele de recoltare, condițiile de transport și stocare temporară, starea igienico-sanitară și capacitatea de păstrare în stare proaspătă a fructelor.
Conditiile generale de calitate ale bananelor (proprietatile organoleptice) sunt urmatoarele:
aspectul exterior: bananele de prima calitate trebuie sa fie sanatoase, ajunse la maturitate, fara a fi patate, lovite, cu rani sau stricate. Fructele se prezinta sub forma de manunchiuri (5-6 la carton), cu cate 10-15 bucati, de 17-30 cm lungime. La livrarea de la producator, bananele trebuie sa fie de culoare verde, mentinandu-si culoarea pe toata durata transportului, pana la destinatie. Gradul de maturitate al fructelor trebuie sa fie corespunzator duratei de transport si perioadei de depozitare (in vederea coacerii);
consistenta fructelor trebuie sa fie tare, specifica soiului sau elastica, in functie de gradul de coacere;
gustul si mirosul trebuie sa corespunda gradului de coacere al fructelor (in general foarte dulce, placut si cu aroma specifica fructelor coapte);
infestie: nu se admite (in nici un stadiu de dezvoltare).
Se admit urmatoarele tolerante de calitate:
fructe coapte de culoare galbena: la descarcare din mijlocul de transport – maximum 1%;
fructe stricate, atacate de mucegai, cu pete negre, de orice intindere, patrunse la nivelul pulpei, fructe de consistenta flasci datorita deshidratarii sau proceselor de fermentare:se admit in procent de maximum 1%.
Verificarea calitatii se face pe loturi, prin lot intelegindu-se ma provenita de la acelasi furnizor, din acelasi soi sau varietate, livrata. intr-o anumita perioada si intr-un singur mijloc de transport. Verificarea ambalarii, marcarii etc. se face pe circa 3% din numarul total al ambalajelor.
3.6 Materii auxiliare
La fabricarea conservelor de fructe pe lângă materiile prime, se utilizează o serie de materiale auxiliare, care adesea au rol determinant asupra insușirilor calitative și a valorii nutritive ale produselor finite.
Cunoașterea caracteristicilor materialelor auxiliare contribuie în mod eficient la optimizarea proceselor tehnologice și evitarea unor defecte calitative ale produselor finite. La fabricarea conservelor de fructe se utilizează ca materiale auxiliare urmatoarele: apă, substanțe îndulcitoare (zahăr, glucoză), acizi alimentari (citric, tartric, ascorbic) și subsțante gelifiante (pectină).
[NUME_REDACTAT] reprezintă un element indispensabil vieții, constituind un factor important în aproape toate procesele de producție industrială.
În industria alimentară apa are întrebuințări multiple în procesul tehnologic ca: materie primă sau auxiliară; apă de spălare; apă de sortare; apă de răcire și transport al diverselor materiale.
Datorită proprietăților fizice și chimice, apa are numeroase utilizări:
•apa se combină cu mulți oxizi ai metalelor și nemetalelor, formând baze și acizi.
•apa reacționează energetic cu metalele active și cu unele nemetale punând hidrogenul în libertate.
•apa prin electroliză se obține oxigenul și hidrogenul, de mare puritate.
•apa participă la numeroase reacții chimice importante, ca reacțiile de hidroliză, este indispensabil pentru priza cimentului în construcții.
Cea mai importantă proprietate a apei însă este aceea de a dizolva diferite substanțe.
Datorită polarității sale mari, apa este considerată cel mai important dizolvant (dizolvă: baze, acizi, săruri și numeroase substanțe organice) și este unmediu ideal pentru diferite reacții, datorită puterii sale mari de dizolvare, apa esteun agent important de spălare.
Apa potabilă este definită ca fiind acea apă care prezintă caracteristici proprii consumului și care prin consumul său nu prezintă pericol pentru sănătatea consumatorului.
Apa folosită în procesele tehnologice ale industriei alimentare, trebuie să corespundă unor caracteristici care să asigure calitate corespunzătoare a produselor alimentare, să fie potabilă și să aibă caracteristici organoleptice corespunzătoare. Gustul și mirosul apei depind de compoziția chimică, temperatură și prezența unor substanțe volatile.
Proprietăți organoleptice
Acestea sunt gustul și mirosul. Acestea se datorează prezenței în apă a unor substanțe minerale sau organice în descompunere a unor microorganisme vii,vegetației acvatice etc.Apa potabilă nu trebuie să aibă nici un miros sau vreun gust particular, dar nici să fie lipsită de gust, nu trebuie să depășească gradația 2.
Proprietățile fizice
Se referă în deosebi la turbiditate, culoare, temperatură și conductivitate electrică.Turbiditatea (tulbureala) se datorează prezenței substanțelor în suspensie (argilă, nisip fin, nămol, substanțe organice, diverse microorganisme) și se exprimă în grade de turbiditate. Un grad de turbiditate reprezintă tulbureala produsă de 1mg de caolin intr-un litru de apă distilată.Culoarea apei, apa pură este incoloră. Culoarea gălbuie până la brun a apelor este determinată de prezența unor compuși coloidali ai fierului sau a unor substanțe rezultate din descompunerea plantelor.
Temperatura apei naturale depinde de proveniența ei – apa de suprafață sau subterană – de anotimp, de poziția geografică. Apa din puțurile de adâncime se caracterizează printr-o temperatură constantă. Apa este considerată bună de băut când are temperatura de 7 – 15º C.Conductivitatea electrică este determinată de conținutul de substanțe minerale existente în apă. Apa pură nu conduce curentul electric, fiind foarte puțin ionizată.
Proprietățile chimice
Apa potabilă nu este și nici nu trebuie să fie o apă pură. Ea conține în mod obișnuit gaze și o serie de substanțe minerale și organice care îi conferă caracterul de potabilitate. Concentrația ionilor de hidrogen (pH) este o caracteristică importantă a apei.
Apa potabilă nu trebuie să fie nici acidă nici alcalină, trebuie să aibă reacție neutră. pH-ul apelor variază puțin față de pH-ul neutru datorită prezenței CO2, bicarbonților și carbonaților.
Apele dure au pH-ul mai ridicat comparativ cu apele moi. pH-ul apelor reziduale poate fi acid sau alcalin și constituie o cauză a perturbării echilibrului biologic al bazinului receptor, înpiediând desfășurare anormală a procesului de autopurificare.
Acidul ascorbic
Acidul ascorbic are acțiune antioxidantă, previne procesele de brunificare enzimatică în concentrație de 0,1% .Se folosește pentru menținerea culorii cât și pentru vitaminizarea unor produse.
In industria alimentara, acidul ascorbic este unul dintre cei mai utilizati aditivi nutritice ca: agent antioxidant, agent de conservare, inhibitor de nitrozamina, fotifiant etc.
Utilizarea acidului ascorbic ca agent antioxidant este o necesitate, deoarece acesta este capabil sa blocheze procesul de autooxidare al produselor alimentare in care se incorporeaza.
Deasemenea acidul ascorbic are un rol important în prelucrarea făinurilor de grâu încolțit, prin reducerea activității enzimatice al-amilazei, fapt ce determină micșorarea cantității de dextrine din miez.
Vitamina C nu prezintă niciun risc asupra sănătății consumatorului. Este principala vitamina de care omul are nevoie deoarece nu o poate sintetiza. Ea participă activ la toate procesele celulei vii , funcționând ca un sistem oxidoreductor.
Lipsa vitaminei C din alimentație produce boala numită scorbut. Vitamina C împreună cu zincul și B-carotenul are o contribuție semnificativă în diminuarea riscului de formare a cataractei, precum și a degenerescenței musculare (AMD).
Vitamina C se află în cantitate mai mare în coja fructelor și mai puțin în pulpa lor. De asemenea plantele ajunse la maturitate fiziologică sunt mai bogate în vitamina C .
Industrial se obține prin sinteză folosind ca materie primă D-glucoza . Acidul ascorbic mai poate fi obținut sub formă de concentrat de vitamina C prin extracție din materii prime vegetale sau animale, bogate în aceasta substanță: măceșe, coacăze, ace de brad, nuci verzi , ardei, tomate, portocale, glanda hipofiza, capsula suprarenală etc.
Acidul ascorbic se prezintă sub formă de pulbere albă, cristalină sau de cristale aciculare, incolore, precum și sub formă de foițe albe. Are un gust acru pronunțat și este inodor. Punctul său de topire este la 190 grade C (cu descompunere).
Acidul ascorbic este cea mai importantă vitamină din regnul vegetal. Se oxideză foarte ușor trecând în acid dehidroascorbic,reacția fiind reversibilă, de un de rezultă proprietății oxido-reducătoare ale acidulșui ascorbic.
Conținutul în acid ascorbic variază în funcție de specie, soi, tehnologia de cultură și modul de prelucrare.
La fructe, un conținut mai ridicat în acid ascorbic il prezintă cătina, măceșele, căpșunii, coacăzele negre, și portocalele.
Vitamina C și vitamina E sunt doi antioxidanți utilizații ca aditivi alimentari, la prelucrarea industrială a produselor care blochează activitatea enzimatică oxidative și a proceselor de brunificare.
Dioxidul de sulf
Este un gaz incolor, utilizat drept conservant. Previne degradările enzimatice și de natură bacteriană ale produselor.
Dioxidul de sulf de dizolvă în faza apoasă a produsului; forma acidă rezultată din această reacție este agentul activ.
Astfel este mult mai activ în produsele acide și ușor acide. Este ineficient la pH neutru.
De asemenea acționează ca agent oxidant, cu efect de albire. Este utilizat ca agent de albire în cazul făinii; în orice caz el oxidează culoarea (naturală) alimentelor, fapt care îi restrânge utilizarea.
El stabilizează vitamina C în produse și previne decolorarea vinului,.
Încălzirea elimină dioxidul de sulf din produs sub formă de gaz..
Ca antiseptic manifestă acțiune bacteriostatică și bactericidă selectivă, în de următorii factori:
-conținutul de alcool: amplifică efectul antiseptic
-temperatura ridicată: mărește acțiunea antiseptică
-prezența zahărului: atenuează acțiunea SO2
-specia de microorganisme: bacteriile sunt mai puțin rezistente decât drojdiileCa antioxidant, dioxidul de sulf acționează prin legarea oxigenului dizolvat învin, cu formare de acid sulfuric.
Ca antioxidant, dioxidul de sulf acționează prin legarea oxigenului dizolvat învin, cu formare de acid sulfuric. Se împiedică astfel oxidarea și brunificarea vinului,menținându-i prospețimea și și aroma. Față de pigmenții antocianici manifestă oacțiune protectoare. Datorită efectului reducător al SO2-ului potențialul oxido-reducător al vinului scade, creându-se condiții favorabile dezvoltării drojdiilor defermentație
Dioxidul de sulf este uneori folosit ca un conservant pentru uscate caise și alte fructe uscate din cauza proprietăți sale antimicrobiene, și este denumit uneori E220 atunci când sunt utilizate în acest fel. Drept conservant, a se menține aspectul de fructe și previne putrezire .
CAP 4. STUDIUL USCĂRII FRUCTELOR
(mere,pere,banane)
4.1 [NUME_REDACTAT] desfășurarea proceselor metabolice, microrganismele necesită – ca toate organismele vii – apă. Absența, chiar parțială a apei într-un mediu, face ca activitatea microorganismelor să fie frânată, sau chiar oprită.
Pentru conservarea alimentelor un timp mai îndelungat prin extragerea apei, au fost stabilite o serie de relații între activitatea microorganismelor și umiditatea substratului pe care acestea se dezvoltă.
Uscarea este cea mai veche metodă de conservare a legumelor și fructelor și în general a alimentelor. Legumele și fructele se pot usca atât în instalații moderne, cât și îi condiții gospodărești, produsele obținute nefiind mai prejos decât cele ce se obțin prin alte metode de conservare(fig.25).
Fig. 25 Fructe uscate
Legumele și fructele proaspete conțin mari cantități de apă (între 70% și 96%) motiv pentru care nu se pot păstra vreme îndelungată, cu excepția câtorva (morcovi, țelină, cartofi, ceapă, mere și pere de iarnă etc.) Prin uscare, apa scade până la 6-15% în legume și până la 16-25% în fructe, se concentrează elementele nutritive, fapt care face ca procesele de fermentare (de alterare) care se produc numai după câteva zile, să nu mai aibă loc în cele corect uscate și depozitate.
Avantajele uscării, comparativ cu alte metode de conservare:
– este cea mai simplă metodă de conservare;
– nu necesită instalații costisitoare;
– volumul produselor uscate scade de 15-20 de ori față de cele proaspete, reducându-se astfel spațiul de depozitare;
4.2 Fluxul tehnologic de deshidratare a fructelor
Fluxul tehnologic de uscare a merelor și perelor se desfășoară conform schemei tehnologice prezentată în figura 26.
[NUME_REDACTAT] pe mărimi I Mere mici
Mere pentru prelucrare
Curățirea și scoaterea căsuțelor seminale
Curățirea suplimentară și control [NUME_REDACTAT] în felii
Felii de mere
Sulfitarea sau imersia în soluție de acid citric
[NUME_REDACTAT]
[NUME_REDACTAT] deshidratate [NUME_REDACTAT]
[NUME_REDACTAT]
Fig.26 Schema tehnologică de uscare a merelor
În legatură cu calitatea și lărgirea zonei de folosire a produsului finit, schema tehnologică (fig.26) a suferit importante modificări, prin aceea că, s-au impus anumite norme la mărimea și forma bucăților; dintre operațiile prevăzute în schema tehnologică atenția trebuie îndreptată, în primul rând asupra recepției calitative și cantitative, păstrării și îndepărtării casei seminale, tăierii în bucăți (rondele, felii) și la evitarea oxidării fructelor tăiate.
Recepția calitativă și cantitativă
Pentru deshidratare se aleg fructele ajunse la maturitatea de recoltare, fără a depăși pe cea de consum, sănătoase, fără crăpături, pete, cu structura fermă; de preferință netedă pentru a reduce la minimum pierderile care rezultă din curățirea cojii, îndepărtarea casei semințelor, etc. pielița și pulpa pot fi de culoare galben-verzuie. Pentru a lua în evidență cantitatea de fructe inițială, acestea au fost cântărite cu balanța analitică(fig. 27).
Fig.27 Recepția cantitativă
[NUME_REDACTAT] eliminarea celor necorespunzătoare pentru deshidratare, merele se spală, pentru îndepărtarea particulelor de pământ, a nisipului sau a altor impurități și mai ales pentru îndepărtarea rezidurilor de substanțe fitosanitare folosite la stropirea pomilor, folosind apă acidulată (1-2% HCl) sau apă potabilă, la temperatura 25-30°C și apoi se clătesc cu apă potabilă, la temperatura mediului înconjurător.
Eliminarea părților necomestibile ale fructelor
Scoatarea codițelor la fructe. Îndepărtarea codițelor este o operație preliminară, de pregătire a fructelor în liniile tehnologice de uscare. Eliminarea mecanizată a codițelor se face de obicei în cadrul liniilor tehnologice care realizează și divizarea fructelor.
Scoaterea manuală sâmburilor din fructe (fig.28), în principiu, se poate realiza prin trei procedee, care stau la baza confecționării diferitelor utilaje:
perforarea fructului prin presarea sâmburelui;
tăierea în două a fructului, urmată de îndepărtarea sâmburelui;
tăierea fructului până la sâmbure, urmată de eliminarea sâmburelui prin presare.
Fig.28 Îndepărtarea părților necomestibile
[NUME_REDACTAT] accelerarea procesului de deshidratare și pentru a obține un produs uscat de dimensiuni și forme corespunzătoare, materia primă se taie înainte de a fi supusă uscării.
Se poate face în rondele, tăiței sau cuburi, în funcție de operațiile ulterioare ale procesului tehnologic ale produselor finite.
Merele se divizează sub formă de rondele sau felii cu latura de 1 cm, perele sub formă de felii cu latura de 1 cm, iar bananele sub formă de rondele cu latura de 1 cm.(fig.29)
Figura 29 Felii de pere, rondele de banane și mere
Depelarea chimică
Pentru ca merele deshidratate să poată fi competitive pe piața externă, trebuie să fie curățate de coajă și fără casa seminală. Depelarea chimică este economică din cauza forței de muncă reduse, dar prezintă unele dezavantaje ca: procent mare de NaOH, precum și poluarea apei reziduale. Pentru depelerea mecanică se vor face încercări preliminare, în vederea stabilirii concentrației și temperaturii soluției de NaOH, precum și a duratei tratamentului. Neutralizarea, prin spălarea cu apă rece și cu o soluție acidă (acid citric, acetic și clorhidric) se face în așa fel încât proba cu fenoftaleină să fie negativă.
[NUME_REDACTAT] din fructe sunt responsabile de schimbările de culoare și gust pe durata coacerii.
Aceste schimbări vor continua în timpul uscării și stocării dacă produsul nu este pretratat pentru a încetini activitatea enzimelor.
Albirea poate fi folosită ca pretratare a fructelor, deoarece ajută la stabilirea culorii și grăbește uscarea prin relaxarea țesuturilor.Albirea poate de asemenea preveni schimbările nedorite de gust pe timpul depozitării și îmbunătățește reconstituirea în timpul gătitului cu acestea.
Multe fructe de culoare deschisă (mere, pere, caise, piersici, nectarine etc) tind să se înnegrească pe timpul uscării și depozitării.Pentru prevenirea modificării de culoare înainte de deshidratare, după ce fructele au fost depelate și tăiate în bucăți, se aplică sulfitarea lichidă cu H2SO3 sau cu soluție de sulfit sau bisulfit de sodiu 1-2%.
Fig .30 Sulfitarea fructelor
Acest tratament lichid se aplică pe merele depelate, întregi, în care caz durata contactului cu soluțiile respective este de 45-90 minute, iar după tăiere se țin in contact cu soluția de SO2 gazos timp de 35-40 min. Imersia fructelor feliate într-o soluție de 1-3% metabisulfit previne brunificarea produsului finit în timpul păstrării.
Dacă feliile de mere se imersează timp de 2-3 minute într-o soluție de 3-4% SO2, nu mai este nevoie de sulfitarea gazoasă, cu condiția ca prin imersare toate feliile să stea în soluție.
Soluția de bisulfit de sodiu se obține dizolvând 1 linguriță de bisulfit de sodiu în ¼ apă. Se pregătește cantitatea de fructe recepționată și se scufundă pentru 2 minute în soluție. Acest lucru ajută la prevenirea pierderii de vitamina C și menține culoarea. Bisulfitul de sodiu poate fi obținut și de la farmacie.
Amestecurile de antioxidant comercial ce conține acid ascorbic pot fi folosite de asemenea, dar prea des nu au același efect ca acidul ascorbic pur.
Siropul de albire ajută la reținerea culorii merelor, piersicilor, smochinelor, nectarinelor, caiselor, perelor și prunelor.
Înainte de uscarea fructelor pretratate ștergeți orice exces de umezeală de pe acestea cu ajutorul unui șervețel din hârtie sau cu o pânză uscată și curată, apoi acestea sunt așezate pe tăvile de uscat. Dacă este nevoie se poate pune un tifon curat pe tăvi pentru a preveni bucățile de fructe de lipire sau să cadă printre.
Cantitatea de fructe care este la uscat nu ar trebui să depășească aproximativ ¾ din suprafața tăvii și ¼ în grosime.
[NUME_REDACTAT] optimă a aerului ca agent de uscare, la începutul uscării, este cuprinsă între 65-72ºC iar umiditatea aerului este cuprinsă între 24-26%.
În partea finală a regimului de uscare, după eliminarea apei libere, temperatura aerului ca agent de uscare se reduce la 55-60 ºC, iar umiditatea aerului rămâne în limitele unei umidități relative de 20-22%.
Calitatea merelor deshidratate este mult superioară din punct de vedere al culorii altor regimuri, iar cu acest regim de uscare coeficientul de rehidratare este cu 13% mai mare.
4.2 Aparatură
– etuvă electrică termoreglabilă (fig.31);
-uscător convectiv casnic cu încălzire electrică (fig.32).
Fig.31 Etuva electrică Fig.32 Uscător convectiv casnic
cu incalzire electrica
4.3 Modul de lucru
Pentru stabilirea substanței uscate finale se fac determinări ale greutății inițiale și greutății finale a fructelor după uscare, precum și a substanței uscate inițiale.
Substanța uscată se determină inițial cu ajutorul refractometrului KRUSS și a refractometrului de mână Zeiss, făcând o medie a celor două determinări(fig.33) .
Fig. 33 Determinarea substanței uscate
Probele tratate cu soluție de metabisulfit de sodiu se introduc în etuvă, pe tăvile de uscare. În momentul începerii uscării se cântăresc din 15 în 15 minute și se stabilește un grafic al uscării având pe orizontală timpul în minute, iar pe verticală umiditatea în procente față de substanța uscată.
4.4 [NUME_REDACTAT] substanței uscate.
Datele obținute la determinarea substanței uscate inițiale și finale pentru cele trei sortimente de fructe sunt trecute în tabelul 3.
În etapa finală substanța uscată se determină după un bilanț de materiale, conform relației:
[NUME_REDACTAT]
Gi × = Gf ×
100 100
unde:
Gi – este greutatea inițială a probei în g;
Su.i – substanța uscată inițială a probei, în g;
Gf – greutatea finală a probei, în g;
Su.f – substanța uscată finală, în g.
Tabel 3
Substanța uscată din fructe
Din datele prezentate în tabel se observă că substanța uscată are valori mai scăzute în cazul merelor -10,1 oBx, 15,5 oBx în cazul perelor și valori mai ridicate în cazul bananelor de 43,6 oBx.
Pe parcursul uscării, substanța uscată suferă modificări substanțiale. Astfel, în cazul uscării la deshidrator substanța uscată în cazul merelor ajunge la 32,26 oBx, iar în cazul uscării la etuvă este de 20,73 oBx. La pere substanța uscată ajunge în cazul uscării la deshidrator de la 15,5 oBx la 33,47 oBx și la 23,24oBx în cazul uscării la etuvă. În cazul bananelor substanța uscată are valori finale de 85,95oBx în cazul uscării la deshidrator și 70,73 oBx în cazul uscării la etuvă.
Reprezentarea grafică a substanței uscate este prezentată în figura 34 .
Fig.34 Reprezentarea grafică a substanței uscate
Determinarea greutății după uscare
Pentru determinarea greutății fructelor uscate, au fost cântărite fructele după 30 min., 60 min., 90 min, 120 min și 150 min; iar rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 4 în cazul fructelor uscate la etuvă, iar pentru fructele uscate în deshidrator rezultatele sunt prezentate în tabelul 5.
Tabel 4
Greutatea fructelor uscate la etuvă
Tabel 5
Greutatea fructelor uscate în deshidrator
Reprezentarea grafică a greutății fructelor deshidratate(mere, pere, banane),
Fig.35 Reprezentarea grafică a greutății pierdute de fructe uscate în etuvă
??????sau
Asa ????/
Fig. 36 Reprezentarea grafica de deshidratare la etuvă pentru
banane, mere și pere
[NUME_REDACTAT].37 Reprezentarea grafică a greutății pierdute de fructe uscate în deshidrator
Fig. 37 Graficul de deshidratare a fructelor în deshidrator
În final se reprezintă grafic variația umidității în funcție de timp pentru fiecare probă analizată. Punctul critic se stabilește pe grafic în momentul în care cantitatea de umiditate ce se elimină din produs descrește în unitatea de timp.
CONCLUZII
În procesului de deshidratare este nevoie ca să se mențină aproape constante mărimile factorilor a căror influență asupra deshidratării este bine cunoscută .
Dintre aceștia amintim -temperatura,
-umiditatea,
-viteza de mișcare a aerului
– presiunea peste materia primã .
Este de asemenea necesar ca masa de aer în raport cu masa materiei prime peste care circulã, sã fie de așa mãrime încât starea ei sã nu se modifice din cauza cãldurii cedate materiei prime și a umiditãții absorbite .
În decursul uscãrii este necesar ca temperatura produsului sã nu treacã de 55-65oC, sensibilitatea la temperaturã diferind cu natura acestuia. Micșorarea temperaturii sub o anumitã valoare scade mult viteza uscãrii, iar creșterea peste o anumitã limitã duce la degradãri calitative : îmbrunare, carbonizare, caramelizarea zaharurilor, pierderi de substanțe nutritive, scãderea capacitãții de rehidratare, ca rezultat al unor reacții chimice complexe ce au loc în produs .
Dacã temperatura produsului s-ar menține în decursul deshidratãrii la valori în jurul a 37ᴼC s-ar putea produce alterãri de naturã microbiologicã înainte ca procesul de deshidratare sã fie desãvârșit. Limitele superioare de temperaturã ale aerului cald pot ajunge la 70-72ᴼC .La sfârșitul uscãrii temperatura produsului se apropie de cea a aerului, deoarece numai în prima perioadã de uscare temperatura produsului este egalã cu temperatura indicatã de termometrul umed .
___???? de deshidratare, respectiv în prima parte a fazei a doua (perioada de uscare cu vitezã constantã) urcarea temperaturii produsului nu prezintã nici un pericol, deoarece în acest caz temperatura produsului corespunde temperaturii de saturație la presiunea parțialã de vapori a aerului. Cu cât uscarea înainteazã, presiunea vaporilor de apã de la suprafața produsului devine mai micã decât cea de saturație și temperatura produsului crește.
Pentru a se evita creșterea temperaturii produsului peste limitele optime fiecãrui produs și deci pentru evitarea degradãrii lui este necesarã reducerea temperaturii aerului cald în ultima perioadã a procesului de deshidratare sau a unui aport de umiditate (umezire intermediarã) .
Întregul proces de deshidratare cu flux de aer cald al legumelor și fructelor se desfãșoarã în 3 faze succesive .
1. Perioada de preîncãlzire este aceea în decursul cãreia este consumatã aproape în întregime pentru încãlzirea la temperatura de regim a termometrului uscat, pânã la stabilirea unui echilibru între cantitatea de cãldurã transmisã produsului și cea consumatã pentru evaporare .
Durata acestei perioade este scurtã și ea nu constituie propriu-zis o fazã de deshidratare, deși în aceastã perioadã se petrece și evaporarea unor mici contitãți de apã .
2. Perioada de uscare cu vitezã constantã reprezintã faza cu cea mai mare vitezã și perioada de deshidratare propriu-zisã, care în același timp rãmâne aproape constantã . Durata ei se terminã în momentul în care umiditatea materiei prime devine egalã cu umiditatea higroscopicã a mediului de evaporare .
În aceastã perioadã, viteza de uscare nu depinde de materialul supus uscãrii, ci de modul cum se realizeazã procesul .Dacã nu se schimbã condițiile uscãrii, temperatura, presiunea, uscarea aerului, atunci viteza de evaporare pentru toate legumele și fructele și prin urmare și viteza de uscare se pãstreazã constantã și este aproape egalã cu viteza de evaporare a apei la suprafața liberã. De asemenea, în aceastã perioadã temperatura suprafeței materiei prime respective rãmâne aproape constantã și este egalã cu temperatura termometrului umed .
Aceastã perioadã se caracterizeazã prin aceea cã presiunea vaporilor de apã la suprafața produsului este egalã cu presiunea vaporilor la suprafața unui lichid și nu depinde de umiditatea produsului (Pvp-Pva) .
3. Perioada de uscare cu viteza descrescândã în care viteza de uscare scade brusc și descrește continuu cu o vitezã care este influențatã direct de starea apei respective (forțele de legãturã a apei cu substanța uscatã a fructelor și legumelor considerate) .
În aceastã fazã temperatura materiei prime, devenitã produs finit, crește continuu, devine din ce în ce mai higroscopicã și când s-a realizat umiditatea de echilibru, deshidratarea înceteazã brusc, pentru cã viteza ei devine egalã cu zero. Momentul acesta ajunge în echilibru cu umiditatea relativã a aerului la temperatura respectivã. În faza finalã, temperatura aerului cald trebuie micșoratã spre a se evita degradãri calitative importante ale produsului finit .
BIBLIOGRAFIE
1. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Alimentare, [NUME_REDACTAT], București 2004
2. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT] Horticole, Editura AcademicPres, Cluj- Napoca 2006
3. Ing. S. Mănescu, [NUME_REDACTAT] Legumelor, Cartofilor și Fructelor, [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], Bucuresti 1973
4. Lect. Univ. Dr. Ing. [NUME_REDACTAT], Tehnologia și Utilajele în [NUME_REDACTAT] de Legume și Fructe, [NUME_REDACTAT], Craiova 2002
5. Guțulescu, I., Dima, E. , [NUME_REDACTAT] Legumelor și Fructelor, [NUME_REDACTAT] și Pedagogică, București 1977
6. Radu I.F., [NUME_REDACTAT] Fructelor și Legumelor și [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], București 1972
7. http://www.uscatoare.ro/uscatoare-pentru-legume-fructe-plante-seminte-cereale-ciuperci/tehnologii-de-deshidratare
8. http://www.casabio.ro/sanatatea/article/7
Controlul fructelor deshidratate. Pentru a se evita deprecierea calitativă în cursul păstrării în depozit, produsele uscate trebuie controlate periodic.Se va urmări variația temperaturii și umidității aerului, precum și conținutul de apă al fructelor ambalate.De asemenea, se va observa dacă nu au pătruns rozătoare sau insecte în depozit.
Determinarea variației conținutului de apă al produselor se face prin cântărirea mai multor probe, stabilindu-se în raport cu greutatea inițială, diferența.Datele obținute se înscriu în registrul de control, alături de temperatura și umiditatea aerului în depozit care se consemnează periodic la intervale fixe.
Dacă creșterea de umiditate atinge limita maximă admisă vor fi uscate din nou până la limita inferioară, la temperaturi joase pentru a nu-și modifica culoarea.
Figura 3: [NUME_REDACTAT] 4: [NUME_REDACTAT] 29: Felii de măr fără
casa semințelor
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Studiul Procesului de Deshidratare a Fructelor (ID: 2155)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.