Pregatirea materiei prime pentru deshidratare

Pregatirea materiei prime pentru deshidratare

PREGATIREA MATERIEI PRIME PENTRU DESHIDRATARE

Legumele şi fructele sunt supuse prelucrării după un anumit proces tehnologic, în care multe operaţiuni care preced deshidratarea propriu-zisă sunt comune.


Operaţiunile care urmează după recepţionarea şi depozita rea materiei prime sunt în general : sortarea după calitate şi mărime, spălarea, curăţirea, spălarea după curăţire, curăţarea suplimentară, tăierea sub diferite forme (această operaţiune este suprimată pentru unele legume şi fructe ca : prune, mazăre etc.), opărirea, răcirea, aşezarea pe grătare, uscarea, sor tarea, ambalarea produsului deshidratat etc.
Unele legume necesită după curăţire sau tăiere un trata ment cu sulfit sau bisulfit de sodiu, iar unele fructe, ca de exemplu : caisele şi piersicile, sunt expuse un anumit timp în tr-o atmosferă încărcată cu bioxid de sulf rezultat din arderea sulfului.
Spălarea, controlul şi sortarea produselor sunt adeseori repetate în diferite faze ale procesului tehnologic, pentru a se putea obţine produse de calitate superioară.

Depozitarea materiei prime

Depozitarea materiei prime are ca scop:
▪ să asigure aprovizionarea continuă cu legume şi fructe proaspete a liniei de prelucrare ;
▪ să prelungească durata de funcţionare a secţiei de deshidratare;
▪ să dea posibilitate ca unele fructe, de exemplu perele, să ajungă la un anumit grad de coacere necesar deshidratării;
▪ să se obţină în perioadele de vîrf de recoltare materia primă la preţuri convenabile.

Uscator de fructe si legume


Depozitarea trebuie efectuată lîngă instalaţia de prelucrare sau în imediata apropiere, într-un spaţiu care să asigure păstrarea cantităţii de materie primă necesară pentru cel puţin 10 zile de lucru.
Condiţiile de depozitare, temperatură şi umiditate în spaţiul de păstrare depind de materia primă şi de scopul urmărit prin depozitare.


Depozitarea materiei prime are o influenţă deosebită asupra calităţii acesteia.
In timpul depozitării materia primă suferă o serie de modificări mai mult sau mai puţin pronunţate, în funcţie de condiţiile şi durata depozitării, care duc la reducerea calităţii, inclusiv a valorii lor alimentare.
Cea mai importantă dintre modificările fizice este pierderea apei datorită evaporării, avînd ca rezultat scăderea greu tăţii şi veştejirea legumelor.


O dată cu scăderea cantităţii de apă se produc schimbări în structura protoplasmei, fapt care determină reducerea proprietăţilor cauzate de continuarea proceselor metabolice ale plantei, pe care le suportă materia primă în timpul depozitării, cele mai importante fiind:

  • inmuierea tesuturilor vegetale, cauzata de hidroliza enzimatica a substantelor pectice insolubile si transformarea lor in substante pectice solubile;
  • transformari ale hidratilor de carbon ca urmare a continuarii proceselor de maturizare sau degradari ale acestora pana la bioxid de carbon si apa, datorita respiratiei;
  • reducerea continutului de vitamin a legumelor si fructelor datorita pierderilor ocazionate de procesede de oxido – reducere. Dintre transformarile microbiologice cele mai des intalnite la legumele si fructele depozitate sunt mucegairea si fermentarea, ambele ducand la degradarea calitatii lor si facandu-le adesea inutilizabile.

Pentru mentinerea calitatii legumelor in timpul depozitarii trebuie respectate urmatoarele conditii:

  • depozitarea sa se faca in timpul minim necesar asigurarii continuitatii productiei, deoarece orice prelungire a timpului de depozitare duce la micsorarea calitatii si valorii alimentare a legumelor;
  • temperatura de depozitare este recomandabil să fie cît mai mică, neadmiţîndu-se în nici un caz depozitarea sub acţiunea directă a razelor solare;
  • depozitarea legumelor şi fructelor se va face numai în lăzi, care vor fi stivuite, încît să se asigure circulaţia aerului între ele;
  • spălarea şi dezinfectarea atat a rampelor de depozitare, cat şi a ambalajelor trebuie executate permanent.

Pentru a se asigura o funcţionare neîntreruptă fiecare uscător trebuie să dispună de un spaţiu de depozitare suficient pentru păstrarea pe timp de cel puţin 10 zile a rezervelor de materie primă.

Alimentarea liniei de prelucrare cu materie primă trebuie să se facă de la extremitatea ei, în mod constant şi continuu. Adeseori, ritmul producţiei este controlat la acest punct al instalaţiei.

Rosii deshidratate


Cea mai simplă metodă de alimentare constă în descărcarea produsului din lăzi, saci sau alte ambalaje, direct în primul alimentator al liniei de prelucrare. In alte cazuri, pentru transportul produselor de la locul de recepţie, sau depozitare la locul de alimentare a liniei, se folosesc benzi transportoare şi elevatoare.


Unele legume sunt transportate hidraulic prin canale, uneori de la distanţe destul de mari, cu această ocazie realizandu-se în acelaşi timp o reducere a impurităţilor conţinute (de exemplu : pămantul din cartofi etc.). Ambalajele goale pot fi transportate înapoi pe cărucioare pentru o altă încărcare.


Deshidratarea legumelor

Generalităţi

     Legumele şi fructele deshidratate deţin o pondere din ce în ce mai importantă, iar pe de altă parte prezintă avantajul că într-un volum redus se asigură o valoare alimentară mare. In comparaţie cu conservele de legume sterilizate, de exemplu le gumele deshidratate, au o valoare alimentară de 5-20 ori mai mare.

Ciuperci deshidratate


VALOAREA NUTRITIVA A LEGUMELOR

      Valoarea nutritivă a legumelor deshidratate, ca şi cea a fructelor deshidratate, depinde de următorii factori :

     Valoarea nutritivă a materiei prime.

Cele mai multe legume proaspete pierd ·din valoarea lor nutritivă după recoltare. De exemplu, cartofii  depozitaţi 6-7  luni  după  recoltare  îşi  diminuează foarte mult conţinutul de vitamine. In cazul în care sunt prelucraţi îndată după recoltare ei îşi păstrează un conţinut de acid ascorbic mai ridicat. De asemenea, trebuie avut în vedere că legumele verzi se deteriorează foarte repede după recoltare, aşa cum se întamplă de pildă cu varza, a cărei conţinut în vitamine scade pană la 50% în 24 ore.

     Metode de prelucrare.

Valoarea nutritivă a legumelor su feră mici schimbări prin operaţiunile inevitabile de curăţire, spălare etc.

Oparirea

     Pentru opărire, materia primă este scufundată în apă la o temperatură apropiată de punctul de fierbere sau în abur o scurtă perioadă (2-3 minute).

     In timpul imersiei legumelor în apă, o parte din substanţele constituente solubile în apă difuzează în mediul de opărire. De pildă, morcovii tăiaţi sub formă de tăiţei pot pierde pînă la 30% din substanţele solubile.

     Pierderile de substanţe solubile în apa de opărire şi de vitamine solubile în apă variază în funcţie de condiţiile de opărire şi în special de durata, temperatura, gradul de mărunţire şi ra portul dintre cantitatea de apă şi cantitatea de materie primă supusă opăririi.

     Dacă  nu  se  respectă indicaţiile  privind  durata  de  opărire şi temperatura apei, pierderile de săruri minerale, zaharuri, vitamina C etc. sporesc considerabil şi în acelaşi timp ţesuturile le gumelor se înmoaie foarte mult.

     Acest lucru se traduce în final prin scăderea calităţii şi va lorii alimentare a produselor obţinute. De aceea este necesar să se respecte cu stricteţe condiţiile stabilite pentru opărire.

     Se consideră că opărirea a fost bine executată atunci cînd produsul îşi pierde rigiditatea, devine flexibil la pipăit, pieliţa devine moale, fără plesnituri sau rupturi, iar proba peroxidazei este negativă.

     Condiţiile de uscare.

In timpul uscării în aer cald se produc pierderi însemnate de vitamina C, datorită temperaturii de lucru şi mai ales datorită contactului  intim dintre materialul de us care şi oxigenul din aerul care circulă prin uscător. În aceste condiţii vitamina C se oxidează, devine biologic inactivă. Uscarea produselor în absenţa aerului (în vacuum) la temperatură mai scăzută, reduce sensibil aceste pierderi.

     Condiţiile de depozitare.

Pentru a preveni scăderea valorii nutritive în timpul depozitării trebuie să se acorde o deosebită atenţie conţinutului de apă şi de bioxid de sulf în legumele des hidratate, modului de ambalare şi temperaturii de depozitare.

     Conţinutul de vitamina C scade încet numai în cazul în care legumele deshidratate au un conţinut de apă mai mic de 5%, sînt ambalate corespunzător şi păstrate la temperatura camerei. Pierderile sunt mai mari la produsele cu un conţinut mai mare de apă, ambalate în recipienţi în care poate să pătrundă aer. Astfel, varza deshidratată cu 3,6% umiditate, depozitată la 32°C timp de 16 săptămîni pierde 1/3 din vitamina C, în timp ce aceeaşi varză depozitată în aceleaşi condiţii, avand însă 8,2% umiditate, pierde 90% din vitamina C.

     Sulfitarea legumelor după blanşare protejează acidul ascorbic atat în timpul uscării cît şi al depozitării ulterioare.

     Legumele deshidratate, neblanşate, pierd de asemenea din caroten în timpul uscării. Astfel, spanacul pierde 27% şi mazărea 50%, în timp ce spanacul şi mazărea blanşate pierd mai puţin de 20%.

     Morcovii neblanşaţi şi nesulfitaţi conţin după depozitare la 32°C în aer numai ¼ din cantitatea de caroten a morcovilor blanşaţi dar nesulfitaţi şi numai 1/8 faţă de probele blanşate şi sulfitate.

     Metoda de ambalare.

Acidul ascorbic (vitamina C) şi carotenul se pierd prin oxidare, cand legumele deshidratate sînt îm pachetate în prezenţa aerului. Aceste pierderi pot fi evitate dacă se substituie aerul prin bioxid de carbon sau azot. De exemplu: varza deshidratată, ambalată în prezenţa aerului, pierde pînă la 500/o din conţinutul iniţial de acid ascorbic, în cca trei luni, la o temperatură de 37°C. Morcovii sub formă de pudră ambalaţi în prezenţa aerului pierd în mare parte conţinutul de caroten după cca trei luni, la o temperatură de 15°. Carotenul este mult mai stabil în legumele uscate, dacă acestea sunt depozitate în gaze inerte (azot sau bioxid de carbon) decat în aer. Lumina accelerează oxidarea carotenului din morcovi în prezenţa aerului.

     Valoarea nutritivă a legumelor deshidratate se păstrează mai bine, dacă acestea sunt păstrate in ambalaje ermetic închise, opace şi în prezenţa gazelor inerte.

Telina radacini julienne deshidratata si telina proaspata

     Ritmul pierderilor de acid ascorbic la varza şi cartofii am balaţi în atmosfera de, azot sporeşte o dată cu creşterea tempe raturii în depozit peste limita de 20°C. Legumele deshidratate de  bună calitate,  cu un conţinut de apă de 4 – 5% şi care  au suferit tratamentul de sulfitare în cursul procesului tehnologic pot pierde jumătate din conţinutul lor de acid ascorbic într-o pe rioadă de 8-10 luni, la o temperatură de 37°C, Aceleaşi legume deshidratate ţinute la temperatura camerei (15°C) înregistrează pierderi de vitamina C de acelaşi ordin de mărime într-o perioadă de depozitare de 18-21 luni.


Efectele deshidratarii asupra fructelor si legumelor; Factori care influenteaza deshidratarea

EFECTELE DESHIDRATARII ASUPRA FRUCTELOR ŞI LEGUMELOR

Amestec fructe deshidratate, condimente si ceai

      Celulele microorganismelor suferă în cursul procesului de deshidratare aceleaşi fenomene ca şi celulele produselor alimentare de natură vegetală :

creşterea continuă a presiunii osmotice, micşorarea vacuolelor din sucul celular, permeabili­ zarea membranei protoplasmatice etc., fenomene care duc la tulburarea metabolismului şi chiar la plasmoliza lor.

     In general, microorganismele nu pot  trăi  pe  substraturi sărace în apă, respectiv pe medii cu presiuni osmotice ridicate. Procesul de nutriţie, ca şi cel de eliminare a produselor de metabolism  a  microorganismelor  se  realizează  prin  fenomenul de osmoză prin membranele semipermeabile ale celulelor. Micşorarea conţinutului de apă îngreunează aceste schimburi osmotice şi deci influenţează negativ activitatea vitală.

     Pe de altă parte, enzimele, care sunt sensibile faţă de căldură, îşi reduc sau îşi anulează activitatea o dată cu ridicarea temperaturii. La unele din enzime, de exemplu la fenoloxidază, se reduce activitatea catalitică la 2% dacă substratul este încălzit la 85°C şi este complet anulată la 90°C.

Temperatura de activare/inactivare a enzimelor

Temperatura optimă de activitate a enzimelor din fructe şi legume este de cca 43°C. Această temperatură variază însă atît după natura substratului, cît şi a enzimelor.

      Temperatura la care enzimele sunt inactivate depinde mult de aciditatea sau alcalinitatea mediului (pH) care sunt încălzite, rezistenţa maximă înregistrandu-se în jurul punctului de neutralitate. In mediu acid inactivitatea decurge mai uşor.

     La temperatura de 75 C, în cazul opăririi sau aburirii, enzimele încep să fie inactivate dar în legumele şi fructele su­ puse uscării această temperatură şi altele mai ridicate nu sunt atinse decat în cazuri rare şi mai ales nu în toată masa lor.

     Deshidratarea în condiţii industriale obişnuite nu permite să se atingă temperaturi vecine cu 85°C şi deci nu asigură inactivarea enzimelor. Din această cauză legumele trebuie opărite înainte de deshidratare.

Pere deshidratate in tava de cuptor si pere proaspete / procese de deshidratare

     Atunci cand nu s-a procedat la inactivarea enzimelor prin opărire sau aburire, în multe cazuri efectul activităţii enzimelor oxidative este mai intens la produsele deshidratate,   decat la materiile prime din care provin. Aceasta datorită concentrării substraturilor asupra   cărora   acţionează   enzimele.   Aşa de exemplu, cartofii uscaţi fără opărire prealabilă se înnegresc mai repede în comparaţie cu feliile de cartofi nedeshidrataţi. În cazul umezirii legumelor uscate uneori se produce o regenerare parţială a enzimelor.

     De aceea, în practica industrială se procedează la inactivarea enzimelor din fructe şi legume înainte de uscarea lor, prin tratarea termică.

Modificari fizico-chimice

     In cadrul modificărilor fizico-chimice se include coagularea substanţelor proteice, care în condiţiile deshidratării industriale este parţial reversibilă.

     Din cauza măririi concentraţiei de zahăr a sucului celular în decursul deshidratării se înregistrează creşterea presiunii osmotice.

     Prin micşorarea conţinutului de apă se măreşte concen­ traţia în acizi organici (scăderea valorii pH-ului) care influen­ ţează la rîndul ei unele modificări chimice, cum sunt : denaturarea proteinelor, hidroliza zaharurilor etc. Prin deshidratare se înregistrează, de asemenea, pierderi de zaharuri faţă de  conţinutul iniţial, care variază între 1 şi 8%.

     Uleiurile eterice se volatilizează uşor la temperaturi supe­ rioare limitei de 50-60°C, iar pigmenţii vegetali îşi modifică culoarea ; de exemplu, legumele verzi îşi schimbă culoarea în verde-galben, iar legumele şi fructele galbene se brunifică sau se decolorează prin deshidratare. Cauzele acestor modificări  sunt fie de natură enzimatică, fie de natură termică.

FACTORII CARE INFLUENŢEAZA DESHIDRATAREA

Fructe si legume deshidratate.

     Agentul uzual folosit la deshidratarea fructelor şi legumelor este aerul cald, care serveşte atat pentru transferul căldurii de la sursa de încălzire la produs, cat şi pentru vehicularea apei evaporate.

     Principalii factori care influenţează procesul de uscare sunt:

  • Materia primă

     Natura materiei prime sau felul fructelor şi legumelor influenţează în mod deosebit ritmul de uscare. !n plus, viteza de uscare a diferitelor produse variază în funcţie de diferitele forme sau dimensiuni în care sînt pregătite pentru deshidratare (cuburi, felii, tăiţei, jumătăţi sau felii de fructe etc.), precum şi în funcţie de conţinutul de apă, care este foarte diferit. De exemplu, dacă se deshidratează morcovi şi cartofi sub formă de cuburi de aceleaşi dimensiuni, în aceleaşi condiţii de uscare (temperatura 70 C, viteza aerului 4 m/s şi aceeaşi încărcătură pe m2), bucăţile de morcovi ating umiditatea finală de 6% după 5-6  ore, pe cand cele de cartofi după 7 ore.

  • Forma şi gradul de mărunţire a materiei prime

     Viteza de uscare variază cu forma şi dimensiunile de divizare (tăiere ale materiei prime destinate prelucrării).

    Din analiza curbelor de uscare a cartofilor sub formă de tăiţei de diferite  mărimi, în condiţii de încărcare  a grătarelor cu 6-7  kg/m2,  la  viteza aerului de cca  4,8  m/s,  temperatura de uscare 70°C şi temperatura termometrului umed de 35°C, se observă că o mică diferenţă în mărimea bucăţilor de legume determină modificări semnificative ale duratei de uscare.

     Diferenţa este evidentă în toate perioadele de uscare,  însă devine mai pregnantă în perioada finală  de  uscare,  cand  umiditatea este mai scăzută, spre deosebire de perioada initial cu umiditate mare, cînd diferenţele sunt mult mai mici.

     In timpul fazei iniţiale de uscare, viteza de evaporare pe unitatea de suprafaţă se schimbă puţin, ea rămînînd aproape constantă. Dacă comparăm o singură bucată  de  legumă  sub formă de cub cu cele două jumătăţi ale aceluiaşi cub de dimensiuni  similare,  suprafaţa  acestora  din  urmă   va  fi  cu 33% mai mare. Ritmul sau viteza de uscare la jumătăţile de cuburi va  fi şi  ea proporţional mai  mare.

Uscator de fructe si legume

     De asemenea, timpul de uscare va fi mai redus pana aproape la jumate, daca marimea bucatilor este redusa cat mai mult posibil.

    Marimea bucatilor in care sunt taiate legumele este determinata in primul rand de necesitatea desfasurarii cat mai rapide a procesului de uscare şi în mai mică măsură de preferinţele consumatorilor.

     Deshidratarea fructelor întregi, cum sunt prunele, repre­ zintă  un caz  special în care durata  procesului este de 24-30 ore  la temperaturi  ce pot  ajunge  pană  la  74°C,  fără ca prin aceasta calitatea fructelor să fie diminuată.


Tehnologia deshidratarii legumelor si fructelor

Principiile deshidratarii fructelor si legumelor

Fructe si legume uscate

   Deshidratarea fructelor si legumelor este procesul tehnologic prin care se reduce continutul natural de apa pana la o anumita limita, care sa impiedice activitatea microorganismelor, fara a se distruge tesuturile sau a se deprecia valoarea alimentara ce se deshidrateaza.

    Ansamblul de procese ce se petrec in timpul deshidratarii trebuie sa mentina insusirile calitative, indeosebi culoarea, gustul, aspectul si componentii nutritive ai produselor proaspetel.

    Indepartarea excesului de apa, din fructe si legume – proces numit deshidratare, se poate face fie cu ajutorul caldurii solare – uscare naturala- fie cu ajutorul caldurii obtinute prin cale artificiala (gaze de ardere, aer cald, suprafete incalzite etc) – deshidratarea artificiala. Excesul de apa ce trebuie indepartat prin deshidratare variaza in functie de natura materiei prime, precum si in functie de durata de pastrare a produdusului finit.

Mar proaspat si chipsuri de mere deshidratate

    Legumele si fructele deshidratate se conserva in bune conditii  8 – 12 luni, greutatea lor se reduce in medie la a 10 – a parte si reclama un spatiu mult mai mic de depozitare fata de produsele proaspete; de asemenea necesita cheltuieli de transport, depozitare si manipulare mai reduse.

    Fructele si legumele proaspete contin aproximativ 85 – 90% apa, pe cand umiditatea maxima a produsului finit este de cca 20 – 25%.

Fructe si legume proaspete


FORMELE DE LEGARE A APEI IN FRUCTE SI LEGUME

Fructe si legume proaspete

   Produsele vegetale contin peste 80% apa. Aceastea se prezinta legata diferit in complexul substantei organice si anume:

  1. Apa libera, legata mecanic sau capilara reprezinta cca 70% din totalul umiditatii produselor alimentare, in care sunt solubilizate cantitati apreciabile din: zaharuri, acizi, saruri etc. apa libera umple capilarele produsului, precum si spatiile intercelulare.

    Aceasta forma de apa este denuita si apa libera deoarece indepartarea ei este supusa legilor evaporarii lichidelor de pe suprafete libere. La deshidratarea produselor alimetare aceasta apa este indepartata cu usurinta.

  • Apa legata fizic, cuprinde cantitatea de apa adsorbita si absorbita de substantele coliodale. Aceasta apa se indeparteaza mult mai greu prin influenta caldurii deoarece este retinuta mult mai puternic in produsele alimentare: fructe, legume, carne, peste etc.
  •    Apa coloidala de umflare este apa absorbita osmotic de particulele coloidale.
  •    Apa de adsorbtie, denumita si apa de hidratare, este retinuta de forte moleculare pe suprafetele particulelor coloidale.
  • Apa legata chimic intra in insasi compozitia moleculelor ca apa de constitutie sau de cristalizare si nu poate fi indepartata din produse fara a provoca degradarea lor.