Химические основы производства клубничного сока

Виноградный . .    0,7                        Яблочный ....    0,55

Абрикосовый . . 0,57—1,95              Персиковый . . .    0,70

Вишневый .... 1,25—2,21                  Клубничный . . . 0,6—1,2

Томатный .... 0,3—0,7                       Малиновый . . .  1,2—1,9

Плодовые соки содержат главным  образом яблочную, лимонную и винную кислоты, а некоторые из них и минимальные количества щавелевой и салициловой кислот. В овощных соках чаще находится муравьиная, янтарная и уксусная кислоты. В яблочном соке, соке черники, грушевом, персиковом, сливовом и абрикосовом содержится и хинная кислота (в яблочном также хлорогеновая кислота). Установлено, что хлорогеновая кислота и ее производные участвуют в ферментативноокислительных процессах, оказывающих влияние на цвет соков, полученных из семечковых плодов. В соках ежевики, вишни, черешни, смородины в небольших количествах содержится изолимоненная кислота.

Мелитц нашел, что содержащаяся в соках молочная кислота не бактериального происхождения, а синтезирована в самих плеядах. Эта кислота названа первичной в отличие от молочной кислоты, которая образуется в результате брожения. При оценке соков по количеству накопленной молочной кислоты бактериального происхождения необходимо иметь в виду синтезированную первичную молочную кислоту. В соках, полученных прессованием, количество молочной кислоты в 1 л составляет от 30 до 550мг.

Органические кислоты  плодовых и овощных соков содержат линейные цепи углеродных атомов и при окислении их в организме распадаются на углекислоту и щелочные карбонаты с выделением энергии. Другие органические кислоты, такие, как бензойная, имеют замкнутые цепи и не распадаются при пищеварении энергия при этом не выделяется.

Концентрация кислот в соках  больше, чем в плодах и овощах, поэтому у них более кислый вкус, чем у исходного сырья. Овощные соки по сравнению с плодовыми содержат меньше кислот, и вкус их не подчеркнуто кислый, а пресный. Оптимальное содержание кислоты в 1 л сока составляет около 7 г. Вкусовые качества соков определяют по отношению сахара к кислоте; за оптимальное принимается соотношение 10:1 или 13:1.

Присутствие кислот в плодах дает возможность проводить тепловую стерилизацию плодовых и овощных  соков при сравнительно низких температурах. Плодовые кислоты задерживают развитие микрофлоры, содержащейся в соках и вызывающей их порчу. Бактерицидное действие этих кислот доказано—они могут уничтожить за более или менее короткое время многие микроорганизмы.

Плодовые кислоты действуют  раздражающе на пищеварительную систему. Они усиливают действие желудочных желез и этим облегчают пищеварение. Слизь, которая выделяется в кишечнике, и пищевые остатки, прилипшие к слизи, лучше растворяются в присутствии кислот; одновременно угнетается развитие несвойственных пищеварительной системе бактерий. Кислоты улучшают циркуляцию крови и лимфы, стимулируют кровообращение и удаление вредных веществ.

Необходимо  иметь в виду, что биологическое  действие кислот, находящихся в соках, существенно отличается от действия их вне соков. Например, раствор лимонной и винной кислот в лимонаде или в других напитках не оказывает такого же действия, как соки с тем же содержанием плодовых кислот.

Плодовым кислотам в соках сопутствуют биологически активные минеральные и иные вещества, которые регулируют их действие и влияют на величину рН.

Минеральные вещества.  С физиологической точки зрения минеральные вещества — самые важные составные части плодовых и овощных соков. В соках содержатся главным образом ионы кальция, магния, натрия, калия, железа, меди, марганца, алюминия (следы) и анионы фосфорной, серной, салициловой, а иногда и соляной кислот. Кроме перечисленных минеральных веществ, в плодовых соках присутствуют в незначительных количествах следующие микроэлементы: кобальт, йод, бор, молибден, фтор, ванадий, кремний, цинк и др.

Известно, что в овощных соках  больше минеральных веществ, чем  в плодовых. Минеральные вещества плодовых соков содержат калия около 50% от общего содержания золы, а овощных соков—30—40%. Содержание натрия в различных плодовых соках колеблется в пределах 1—9%, а в овощных соках оно достигает 20—30% общего содержания минеральных веществ. В золе плодовых соков до 12% кальция; в овощах кальций содержится в больших количествах. В золе сока шпината, салата и других овощей 12% железа.

Из плодов большие количества железа содержат сливы, клубника и персики. Магний и сера присутствуют в одинаковых количествах в плодах и овощах. В свежем соке калия больше, чем в исходном сырье. Соотношение между калием и натрием в плодах составляет 7:1, а в плодовых соках— 13:1.

    Содержание некоторых микроэлементов в различных плодовых и овощных соках приведено в таблице

          Содержание железа, марганца, меди и цинка в соке некоторых плодов и овощей

Содержание минеральных веществ  является показателем натуральности плодовых и овощных соков. О натуральности сока можно судить по содержанию золы и ее щелочности.

Однако повышенное содержание железа в плодовых соках приводит к нежелательным  техническим затруднениям в процессе их получения. Железо, соединяясь с  белками и дубильными веществами соков, образует соединения, вызывающие потемнение осветленных соков. Содержание железа, превышающее 5—10 мг в 1 л сока, придает ему неприятный металлический привкус и действует разрушающие на витамин С.

Ферменты.   Ферменты входят в состав всех клеток и тканей живых организмов и играют роль биологических катализаторов. На ферментах зиждется способность живых организмов превращать одни вещества в другие, необходимые для их существования.

Ферменты стимулируют формирование и рост плода, а позже и его созревание. Кроме того, они вырабатывают иммунитет при хранении плодов. Оксидазы, например, стимулируют образование ароматических веществ, синтез красящих и т. п.

Однако при дроблении плодов роль ферментов изменяется — из стимуляторов синтетических процессов они превращаются в стимуляторы разрушительных процессов. Витамины и красящие вещества при этом начинают довольно быстро распадаться. Для ферментов характерна их чувствительность к высоким температурам. При повышении температуры от 25 до 50° С активность ферментов повышается, при дальнейшем росте температуры она уменьшается, а при 70—100° С они полностью теряют свои каталитические свойства. Инактивация ферментов зависит и от времени теплового воздействия.

При понижении температуры до нуля и ниже каталитическое действие ферментов уменьшается, а в некоторых случаях становится совсем незначительным. Оптимальная температура, при которой эффект от действия ферментов наибольший, неодинакова для различных ферментов.

Активность ферментативных процессов в значительной степени зависит от рН среды. Максимальную активность ферменты проявляют в нейтральной, слабокислой или слабощелочной среде. Оптимальная величина рН не одинакова для различных ферментов.

Большая чувствительность ферментов  к нагреванию и величине рН отличает их от обыкновенных небиологических катализаторов.

Другим характерным свойством  ферментов является специфичность их действия, т. е. то, что каждый фермент действует только на определенные вещества, группу веществ или на определенный тип химических связей в молекуле.

На активность ферментов оказывают  влияние и химические вещества: одни повышают ее, а другие резко понижают. Исследования окислительных ферментативных процессов в плодовых и овощных соках легли в основу совершенствования оборудования для получения и обработки соков, а также улучшения технологического процесса. Например, твердо установлено, что оксидазы особенно энергично действуют на витамины в присутствии кислорода. Поэтому изыскивают технологические и технические возможности для удаления имеющегося кислорода в соках или для предотвращения воздействия кислорода воздуха на соки при их производстве и обработке.

Весьма вероятно, что потемнение соков вызывается недостаточно изученными ферментативными процессами. Поэтому часто невозможно вести технологический процесс так, чтобы предотвратить это нежелательное явление, приводящее к ухудшению качества или к порче готовой продукции. Во многих случаях при производстве соков создают специальные условия для некоторых ферментативных процессов, чтобы получить сок с определенными свойствами.

Например, при производстве виноградного сока стимулируют протекание отдельных  ферментативных процессов для образования присущего ему букета (аромата). То же характерно и для производства яблочного сока. Вот почему инактивирование всех , ферментов одновременно с инактивацией оксидазы нежелательно.

Мелитц провел значительные исследования в области пектолитических ферментативных процессов. Он доказал, что в свежеотжатых плодовых соках содержится фермент пектаза, который вызывает разрушение пектина. В результате пектиновая кислота, связанная главным образом с металлами, выделяется в виде хлопьевидного осадка или желеподобной массы. При тепловой обработке сока пектаза инактивируется и ее действие прекращается. Если в полученных соках пектинэстераза не инактивирована, пектин разрушается без внешнего воздействия на сок. Для снижения большой вязкости плодовых и овощных соков, связанной с присутствием пектиновых веществ, к сокам добавляют ферментные препараты, которые превращают пектин в растворимые соединения. При производстве плодовых и овощных соков необходимо иметь в виду чувствительность ферментов к тепловой обработке и кислороду воздуха.

_Белки. Незначительные количества белковых веществ в плодовых и овощных соках не привлекают внимания исследователей и специалистов в области производства соков. Исследования и определения белков в соках проводились недостаточно.

В яблочном соке был определен  протеин и обнаружено 12 аминокислот. Это чувствительные вещества, и поэтому необходимо учитывать действие технологического процесса на них при производстве соков. Присутствие аминокислот в плодовых и овощных соках — показатель их натуральности.

Многими исследованиями установлено, что в плодовых соках, особенно в виноградном, содержится часть (иногда большая) незаменимых для организма аминокислот - аргинина, гистидина, лизина, тирозина, триптофана, треонина, фенилаланина, цистина, метионина,лейцина,изолейцина и валина.

Юлиус Кох доказал, что в осадке виноградного сока содержатся протеиновые вещества. Он исследовал осадки, образованные при использовании различных осадителей — сульфата алюминия, ацетона, трихлоруксусной кислоты и вольфрамата натрия. Оказалось, что только осадок, полученный с помощью сульфата алюминия, может снова растворяться. По определенной методике этот осадок был разделен на отдельные фракции, и установлено, что белковые вещества виноградного сока состоят из 5 различных протеинов. Хроматографическим методом в них были определены следующие аминокислоты: глицин, аланин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, тирозин, треонин, аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, лизин, аргинин и пролин. При исследовании сока незрелого винограда в нем протеины не были обнаружены. Следовательно, протеины образуются в процессе созревания винограда.

Белки плодовых и овощных  соков неустойчивы и легко  претерпевают сложные изменения. Белки в растворах могут коагулировать. Это вызывает помутнение соков. Поэтому необходимо изучить свойства содержащихся в соках белков и применить такую технологию, чтобы стабилизировать их в соке, или же вызвать коагуляцию и в виде осадка удалить. Присутствие аминокислот и Сахаров в соках вызывает образование меланоидиновых соединений и потемнение продукта при неправильном ведении технологического процесса или хранения.

Витамины.  Это жизненно важные для организма человека вещества. Большая часть витаминов, необходимых организму, поступает с растительной пищей. Почти все витамины содержатся в незначительных количествах, исчисляемых миллиграммами или тысячными долями миллиграмма в 100 г или в килограмме растительной пищи.

Содержание витаминов в различных  плодах и овощах неодинаково. Чаще всего в них содержатся: витамин А (каротин), витамин Bi (аневрин) и Вз (лактофлавин), витамин РР (амидникотиновой кислоты), витамин Be (пиридоксин), пантотеновая кислота, витамин С (аскорбиновая кислота), витамин Р (рутин).

Витамин А. Содержится в виде провитамина А (каротина) во многих плодовых и овощных соках, главным образом и в больших количествах в томатном, морковном, клубничном, черничном, малиновом и др. Каротин устойчив при обработке соков, но неправильные температурные режимы разрушают его.

Витамин B1 (аневрин) и Вз (лактофлавин). Эти витамины растворимы в воде. Содержатся главным образом в соке ежевики, малины, вишни, черешни, смородины и в меньших количествах в соке клубники, черники, яблок и груш. Витамин Bi очень чувствителен к нагреванию и воздействию оксидаз и щелочей. Витамин Вз менее чувствителен к тепловому воздействию, но разрушается кислородом и щелочными веществами. Витамины Bi и Вг повышают аппетит, стимулируют пищеварение, укрепляют нервную систему и сердце. Они играют большую роль в углеводном обмене.

Витамин С (аскорбиновая кислота) —один из важнейших для организма витаминов. Растворим в воде. В плодовых соках содержится в виде аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот. Содержание витамина С в плодовых и овощных соках различно и зависит от сорта, места произрастания плодов и овощей и других условий. В отсутствие кислорода витамин С выдерживает нагревание до 120° С в течение часа, а до 130° С—0,5 ч, но по отношению к кислороду воздуха витамин С самый неустойчивый из этой группы пищевых веществ. Это необходимо иметь в виду при производстве плодовых и овощных соков.

Витамин РР (амид никотиновой кислоты), витамин Be (пиридоксин) и пантотеновая кислота содержатся в соках в сравнительно небольших количествах. Но так как соки употребляют как освежающие напитки в сравнительно больших количествах, организм получает необходимые количества этих витаминов.