CONSERVAREA CHIMICA A PRODUSELOR VEGETALE

CONSERVAREA CHIMICA A PRODUSELOR VEGETALE

1. CONSERVAREA PRIN MARINARE

1.1 Principiile conservarii prin marinare

Acidul acetic are actiune bacteriostatica si bactericida, in special asupra bacteriilor si mai putin asupra mucegaiurilor si drojdiilor, actiune care este mai puternica decat cea a acidului lactic sau clorhidric (la pH salmonelele sunt inactivate iar la pH 4,5 sunt distruse). Cu toate acestea, otetul, in concentratia de 2 % care este folosita la marinare, nu asigura singur conservarea, de aceea produsele marinate se pasteurizeaza.

1.2. Tehnologia conservarii prin marinare

Se pot fabrica conserve marinate din: castraveti, gogosari, sfecla rosie, conopida, morcovi, mazare, fructe diverse. La fabricarea marinatelor, materia prima trebuie sa fie proaspata si de cea mai buna calitate, aspectul influentand foarte mult calitatea produsului finit. Procesul tehnologic cuprinde: spalare, sortare, curatare de pielita, divizare, oparire, umplere recipiente, dozare solutiei de marinare, inchidere, pasteurizare, racire si depozitare finala.

Sortarea produselor se face dupa marime. Astfel se admit numai castraveti lungi de max. 130 mm, tomate cu diametrul de max. 70 mm si morcovi cu diametrul de max. 40 mm.

Curatarea de pielita se practica numai la sfecla rosie si uneori la morcovi. Divizarea se face in rondele, taitei sau cuburi. Oparirea se face numai la morcovi si castraveti, timp de 15 - 30 secunde pentru fixarea culorii.

Marinatele se clasifica, in functie de concentratia de acid acetic, in doua categorii: marinate acide, cu 1,5 - 1,8 % acid acetic; marinate semiacide, cu 0,6 - 0,8 % acid acetic.

Marinatele acide nu se sterilizeaza si se ambaleaza in butoaie cu capacitate de maxim 60 litri. Marinatele semiacide se ambaleaza in borcane de sticla (cutiile de tabla nu se recomanda deoarece pot da bombaj chimic, in special cele nevernisate).

Dupa introducerea materiei prime, in recipiente se toarna o solutie de marinare realizata pe baza de otet de vin. Continutul in acid acetic trebuie sa fie de 9^o iar in alcool de maxim 1 %.

Solutia de marinare contine acid acetic, zahar si sare conform standardului sau normei interne. Ea se prepara prin fierbere iar condimentele se adauga de asemenea sub forma unui extract obtinut prin fierbere. Lichidul obtinut se toarna fierbinte peste legume, astfel ca sa acopere complet golurile, dupa care recipientele se inchid si se pasteurizeaza. Dupa racire, recipientele se depoziteaza la temperaturi scazute, maxim 2 luni. In acest timp are loc procesul de maturare a marinatelor ca urmare a difuziei otetului, zaharului si aromei din solutie in produs. Butoaiele se infunda si se pastreza la + 2^oC sau chiar la 7 - 8^oC maxim 2 luni.

1.3. Accidente de fabricatie la conservarea prin marinare

Coroziunea capacelor de tabla ale borcanelor sau a cutiilor daca conservarea se face in cutii nevernisate.

Dezvoltarea de mucegaiuri, drojdii si unele forme de bacterii in marinatele nepasteurizate, de exemplu Bacterium xylinum ce formeaza un voal la suprafata marinatelor, descompunand acidul acetic in CO₂ si apa, creand conditii de dezvoltare pentru bacteriile de putrefactie. Alte microorganisme ce se pot dezvolta sunt Mycoderma cerevisiae si Mycoderma validae.

1. Acidificarea mixta

Prin acidificare mixta se conserva in special castravetii, obtinand produse cu calitati organoleptice superioare, care imbina calitatile castravetilor murati cu ale acelora conservati in otet.

In prealabil, castravetii se mureaza pana cand acumuleaza 0,5 % acid lactic, dupa care se scot din saramura, se spala, se zvanta si se introduc in recipiente mici, unde se adauga o solutie de otet preparata conform celor descrise la conservarea prin marinare. Pentru siguranta, ambalarea se face in borcane care se pasteurizeaza la 100^oC. Solutia de marinare se toarna calda, la aproximativ 70^oC.

2. CONSERVAREA CU ANTISEPTICI

Acest tip de conservare se foloseste in special pentru pastrarea semifabricatelor din fructe in vederea unei prelucrari tehnologice ulterioare. Principalele semifabricate sunt:

a. Pulpe de fructe obtinute din fructe intregi, jumatati sau fragmente de fructe care permit sa se indentifice fructul. In functie de tratamentul termic la care au fost supuse intalnim pulpe nefierte si pulpe fierte.

b. Marcuri de fructe obtinute prin divizarea si strecurarea mecanica a fructelor, indepartandu-se astfel partile necomestibile. In functie de tratamentul termic aplicat intalnim marcuri de fructe strecurate la rece sau la cald.

c. Sucuri brute obtinute prin presarea fructelor divizate folosind procedee la rece sau la cald.

Pentru conservarea acestor semifabricate se folosesc o serie de substante care trebuie sa indeplineasca conditia de a nu fi toxice pentru om si de a nu degrada produsul conservat.

Cei mai importanti antiseptici sunt:

Dioxidul de sulf si derivatii sai - sunt conservanti universali, avand actiune antiseptica asupra bacteriilor, drojdiilor si mucegaiurilor insa irita caile respiratorii, decoloreaza fructele iar la produsele bogate in zahar eficacitatea lor scade.

Acidul benzoic si derivatii sai - au actiune in special asupra bacteriilor si mai putin asupra drojdiilor si mucegaiurilor iar benzoatul de sodiu este folosit cu succes doar la fructele cu aciditate ridicata.

Acidul formic - actioneaza mai eficient asupra drojdiilor si mucegaiurilor decat asupra bacteriilor, dar nu poate fi folosit la conservarea semifabricatelor bogate in pectina destinate fabricarii produselor gelificate.

Acidul sorbic este activ fata de mucegaiuri si apoi fata de drojdii dar numai in mediu acid, nu este toxic dar este un antiseptic scump. Poate fi utilizat cu rezultate bune in amestec cu SO₂.

2.1. Factorii care determina eficacitatea antisepticilor

a. Factori proprii antisepticului folosit - compozitia chimica si concentratia. In concentratii foarte mici antisepticii stimuleaza dezvoltarea microorganismelor dar in concentratii mai mari pot avea efect bacteriostatic sau peste anumite limite bactericid. De altfel, fiecarui antiseptic ii corespunde o anumita putere de distrugere a microorganismelor denumita si doza letala. De asemenea, doza de antiseptic folosita trebuie sa tina cont de implicatiile indirecte pe care acesta le poate avea asupra calitatii produselor si de destinatia tehnologica a semifabricatului respectiv.

b. Factori proprii microorganismelor

Tipul microorganismelor, specia si stadiul de dezvoltare

Diferiti conservanti actioneaza diferentiat asupra diferitelor specii de microorganisme. Mai sensibile la actiunea antisepticelor sunt bacteriile lactice si acetice, spre deosebire de drojdii care pot rezista pana la o concentratie de 0,1 % antiseptic.

In ceea ce priveste stadiul de dezvoltare al microorganismelor, antisepticele au o eficacitate maxima asupra formelor vegetative aflate in faza de lag, in timp ce sporii nu sunt practic afectati de prezenta antisepticilor. Substantele antiseptice nu pot distruge toxinele produse de catre microorganisme.

Numarul initial de microorganisme - cu cat contaminarea initiala a produselor este mai mare, cu atat eficacitatea antisepticului este mai scazuta. Prin conservare chimica se pastreaza un produs care initial a fost de calitate corespunzatoare si in nici un caz antisepticul nu va fi folosit pentru suprimarea unor infectii masive datorate unor materii prime necorespunzatoare sau unui proces tehnologic defectuos. De altfel, in asemenea situatii, deseori conservantii nu mai au eficienta (de exemplu, SO₂ este legat de produsele rezultate din fermentatia alcoolica si acetica si devine inactiv).

c. Factori specifici produselor conservate

Compozitia chimica a produselor

- Cu cat continutul de proteine este mai mare cu atat actiunea de conservare a antisepticelor este mai scazuta.

- Continutul ridicat in apa al unor produse mareste eficacitatea conservantilor chimici.

- Poate avea loc combinarea conservantilor cu unele substante din produs, fapt ce inactiveaza o parte din conservant (de exemplu, legarea SO₂ de gruparile carbonilice libere ale zaharurilor).

pH-ul mediului

Cu cat pH-ul este mai scazut, disocierea acidului este mai ridicata (in cazul conservantilor acizi) si puterea antiseptica a conservantului este mai mare.

Gradul de divizare avansat al produsului usureaza raspandirea conservantului in produs si prin aceasta conservarea.

d. Alti factori

Durata conservarii

Eficacitatea conservantului adaugat unui produs scade cu timpul datorita fie evaporarii, fie legarii lui prin reactii chimice de unele componente ale produsului. In plus, poate surveni o acomodare a microorganismelor la actiunea antisepticului. Ca urmare, doza de conservant se stabileste in functie de durata pentru care trebuie conservat produsul.

Temperatura

In majoritatea cazurilor, ridicarea temperaturii in progresie aritmetica mareste eficacitatea antisepticului in progresie geometrica, ca urmare a cresterii vitezei de reactie dintre antiseptic si protoplasma. La SO₂ gazos se constata dimpotriva, o scadere a actiunii conservante pe masura cresterii temperaturii, explicata prin volatilizarea sa partiala si scaderea puterii de absorbtie a gazelor de catre protoplasma.

2.2. Conservarea chimica a pulpelor de fructe

Este necesar ca solutia de conservant sa acopere integral fructele, altfel straturile superioare se pot altera. De asemenea, trebuie sa se asigure o buna tasare a produselor in butoaie. La fructele cu textura fina se recomanda sa se realizeze conservarea cu o solutie 0,14 - 0,2 % bisulfit de calciu.

Semifabricatul se prepara usor, in cantitati mari, chiar la locul de recoltare si conservat cu SO₂, se poate depozita timp indelungat (10 - 12 luni) fara a se produce o degradare apreciabila a pectinei.

Acest procedeu de conservare prezinta dezavantajul unor pierderi mari de substanta uscata (pana la 20 %) cuprinzand unele substante nutritive extractibile solubile.

2.3. Conservarea chimica a marcurilor de fructe

Pentru prepararea marcurilor, fructele se spala, se sorteaza si se fierb intr-un fierbator continuu, dupa care se strecoara in pasatricea instalata sub gurile de evacuare ale fierbatorului. Dupa strecurare se recomanda sa se faca racirea deoarece pierderile de SO₂ sunt proportionale cu temperatura.

Pentru sulfitare se folosesc instalatii discontinue sau continue. Sulfitarea discontinua presupune malaxarea marcului cu ajutorul agitatorului cu brate timp de 2 - 3 minute.

Sulfitarea continua se face intr-o instalatie care realizeaza racirea marcului prin circulatia fortata prin patru tambure prevazute cu agitatoare in contracurent cu apa care circula prin manta, dupa care distribuirea dioxidului de sulf se face cu ajutorul unei valve automate de presiune.

Sulfitarea se poate face intr-o instalatie de racire si sulfitare continua la care racirea se face sub vid. Datorita autoevaporarii apei are loc racirea marcului si totodata o concentrare in substanta uscata de 0,5 - 0,6 %, ceea ce reduce cantitatea depozitata cu 5 - 6 %.

Conservarea marcurilor este mai sigura decat cea a pulpelor de fructe deoarece difuzia conservantului in produs se realizeaza mult mai omogen. Marcurile sunt mai usor de prelucrat pentru a obtine produs finit, ocupa un volum mai mic decat pulpele iar pierderile de substanta uscata sunt mult mai mici. Principalul dezavantaj al marcurilor este acela ca nu pot fi folosite decat la fabricarea marmeladelor.

2. Conservarea chimica a sucurilor brute

Prin sucuri brute se inteleg acele semifabricate obtinute prin presarea fructelor proaspete, dupa ce au suferit o prelucrare initiala, urmata de o conservare cu diferiti conservanti, in scopul folosirii ca materie prima la fabricarea diferitelor produse de fructe. Se deosebesc doua categorii de sucuri brute:

Sucuri brute gelatinate - preparate la cald, care se folosesc pentru obtinerea gelurilor. Acestea se fierb inainte de presare, fierberea facandu-se cu un adaos de 50 - 100 % apa timp de 30 - 60 minute pentru extragerea pectinei. Dupa presare urmeaza clarificarea prin filtrare si conservarea cu SO₂ sau acid benzoic.

Sucuri brute limpezite - folosite la fabricarea siropurilor si a bauturilor racoritoare. Acestea sunt limpezite cu scopul de a indeparta substantele pectice, de regula prin cleire urmata de filtrare. Daca se face conservarea cu SO₂ un timp mai indelungat, este necesar ca filtrarea sa se faca dupa depozitare. Dupa fermentare se realizeaza o presare iar sucul alcoolizat rezultat se pastreaza in butoaie de stejar.

2.5. Depozitarea produselor conservate cu antiseptici

Produsele conservate cu antiseptici se pot pastra in butoaie de stejar, atunci cand se prelucreaza cantitati mici de fructe, sau in bazine de beton. Se pot folosi de asemenea rezervoare din otel inoxidabil.

Bazinele de beton pot fi de adancime si de suprafata. Constructia lor trebuie sa tina seama de agresivitatea deosebita a dioxidului de sulf si a aciditatii semifabricatului din fructe. Pentru aceasta, bazinul este protejat de un strat de ciment peste care se aseaza un strat de protectie format dintr-un amestec de bitum, colofonium si parafina.

2.6. Actiunea dioxidului de sulf asupra materiei prime

Actiunea SO₂ asupra puterii de gelificare

Metodele de sulfitare existente determina in majoritatea cazurilor scaderea puterii de gelificare (in special atunci cand se face pastrarea un timp indelungat si se procedeaza la resulfitarea produsului).

Scaderea puterii de gelificare este datorata actiunii enzimelor pectolitice care nu sunt inactivate de dozele de conservanti folosite in practica. De aceea se recomanda combinarea inactivarii termice cu conservarea cu antiseptice (aceasta explica mai buna conservabilitate a pulpelor si marcurilor fierte).

Actiunea SO₂ asupra zaharurilor reducatoare

Dioxidul de sulf reactioneaza cu zaharurile reducatoare existente in fructe, trecand in forma legata a unei combinatii bisulfitice. Cu cat cantitatea de zahar este mai mare si aciditatea mai redusa, cu atat exista o cantitate mai mare de SO₂ legat.

Actiunea SO₂ asupra vitaminelor

Dioxidul de sulf are o actiune protectoare asupra vitaminei C si b - carotenului deoarece blocheaza enzimele de oxidare, insa distruge aproape complet vitamina B₁.

Actiunea SO₂ asupra greutatii semifabricatului

In timpul depozitarii, fructele pierd din greutate ca urmare a expulzarii sucului datorita reducerii rezistentei peretilor celulari sub actiunea enzimelor pectolitice. Intrucat sucul contine o cantitate insemnata de substante nutritive, este recomandabila colectarea si utilizarea acestuia in fabricatie.

Actiunea SO₂ asupra metalelor

Acidul sulfuros actioneaza asupra majoritatii metalelor formand acizi si sulfuri. In concentratie de 0,1 - 0,2 % SO₂ poate actiona asupra suprafetelor pieselor din fier, provocand trecerea in produs a sulfurii de fier care se formeaza. Aparatele in care se prepara solutia activa nu trebuie sa aiba piese din otel sau fonta obisnuita ci se recomanda oteluri aliate cu crom, nichel sau molibden.

Produsele obtinute din semifabricatele sulfitate nu trebuie sa contina mai mult de 0,002 - 0,003 % dioxid de sulf rezidual in cazul in care se introduc in cutii de tabla cositorita. In caz contrar apare fenomenul de marmorare.

2.7. Desulfitarea semifabricatelor conservate

Pentru a fi folosite la fabricarea diferitelor produse este necesar ca din semifabricate sa se elimine SO₂, operatie denumita desulfitare. Un semifabricat se considera desulfitat atunci cand cantitatea de SO₂ rezidual este cuprinsa intre 0,001 si 0,003 %.

Desulfitarea se poate realiza prin:

a. Desulfitarea termica la presiune atmosferica

Acest procedeu de desulfitare se bazeaza pe instabilitatea chimica a acidului sulfuros precum si pe solubilitatea scazuta a SO₂ la temperaturi ridicate. Desulfitarea se produce deseori paralel cu prepararea produsului finit la fierberea siropurilor, dulcetei, gemurilor, marmeladelor.

Desulfitarea pe cale termica cuprinde doua procese: descompunerea compusilor formei legate a acidului sulfuros si desorbtia dioxidului de sulf liber rezultat sub influenta cresterii temperaturii.

Descompunerea formei legate a acidului sulfuros este influentata de temperatura si de pH. Cu cat temperatura este mai ridicata, cu atat scindarea formei legate se produce mai intens. De asemenea, cu cat pH-ul este mai ridicat, cu atat scindarea este mai slaba.

Desorbtia acidului sulfuros depinde in primul rand de temperatura si are loc cu intensitate maxima la 70 - 110^oC. De asemenea, viteza de difuzie este invers proportionala cu vascozitatea. De aceea, marcurile de consistenta groasa (de ex. cel de pere) se desulfiteaza foarte greu. In practica, procesul de desulfitare se face prin barbotare directa a aburului in masa semifabricatelor.

Desulfitarea termica la presiune atmosferica influenteaza negativ proprietatile organoleptice si nutritive ale fructelor. Semifabricatele capata gust de fiert si are loc deprecierea aromelor, caramelizarea zaharurilor si o scadere semnificativa a continutului de vitamina C (uneori pana la zero). Datorita procesului termic indelungat scade simtitor puterea de gelificare a semifabricatelor si creste aciditatea produselor datorita formarii de sulfati.

b. Desulfitarea sub vid

In timpul desulfitarii sub vid are loc scindarea mai lenta a formei legate datorita temperaturii de fierbere mai scazute dar si desorbtia mai rapida a SO₂ datorita expirarii gazului impreuna cu vaporii de apa eliminati. De aceea, desulfitarea sub vid este considerata metoda cea mai rationala de desulfitare pentru sucuri si marcuri de fructe. In cazul pulpelor pentru gem, metoda nu asigura normele de SO₂ rezidual in produsul finit datorita difuziei lente a gazului, de aceea metoda nu este recomandata.

S-a stabilit ca la temperatura de desulfitare de 60 - 70^oC, se pastreaza aroma si gustul caracteristic iar continutul de vitamina C se mentine in proportie de 70 - 75 % din continutul initial. Metoda se aplica in special la sucurile de fructe.

2.8. Defecte de fabricatie ale semifabricatelor conservate cu antiseptici

Fermentarea alcoolica - se datoreaza drojdiilor, asupra carora bioxidul de sulf este mai putin eficace. Uneori degajarea de bioxid de carbon este atat de virulenta incat poate conduce la aruncarea dopurilor de la butoaie odata cu o parte din continut sau chiar la explodarea acestora, cu pierderea integrala a produsului. Principala cauza a fermentatiei este neomogenizarea materialului cu conservant.

Alte cauze ale fermentatiei sunt: folosirea de materie prima intrata deja in fermentatie; calculul gresit al cantitatii de solutie conservanta sau 'gradarea' gresita a solutiei de conservare; neracirea, in cazul marcurilor. Daca fermentatia este la inceput, aceasta poate fi blocata printr-un adaos de 20 -25 % solutie de bioxid de sulf fata de doza normala.

Fermentarea acetica - este urmarea fermentatiei alcoolice si se manifesta prin cresterea aciditatii volatile. Fermentarea acetica este un defect grav al semifabricatelor, cu aspect de degradare a acestora. Remedierea, in cazuri de forta majora, se poate aplica sucurilor din fructe cu aroma pregnanta de zmeura, visine etc., prin tratarea acestora cu carbonat de calciu, cate 100 g pentru fiecare 0,1 % aciditate.

Mucegairea - se datoreaza, in principal, dozei prea mici de conservant sau depasirii duratei de depozitare a semifabricatelor, neetanseitatii butoaielor. Atunci cand este la suprafata partea afectata se inlatura si semifabricatul se reconditioneaza prin completarea concentratiei de conservant.

Diminuarea continutului de substante solubile - se poate datora fermentatiei alcoolice, materiei prime necorespunzatoare, adaosului de apa. Se va exclude materia prima cu inceput de alterare, utilizarea de solutii diluate de conservant, fierberea prelungita - in fierbatoare cu serpentina deschisa - in cazul marcurilor.

Brunificarea - se poate datora oxidarii enzimatice, ceea ce se preantampina prin prelucrarea rapida a materiei prime sau utilizarii de apa cu continut de fier sau ustensilelor din fier la taierea - zdrobirea fructelor.

Destramarea fructelor - se poate datora la fructe urmatoarelor cauze: manipularii brutale a materiei prime, butoaielor; raport necorespunzator intre fruct si solutie, la fructele cu textura mai slaba; materiei prime intr-un stadiu prea avansat de coacere; concentratiei prea mari de bioxid de sulf.

Aceste deficiente se pot preantampina prin: utilizarea unei materii prime cu pulpa ferma, in stadiu de parga; utilizarea unei solutii de bisulfit de calciu in cazul capsunilor, fragilor, caiselor, piersicilor etc.; concentratia solutiei la pulpa sa nu depaseasca 0,250 %.

Depasirea raportului solid⁄lichid - se poate datora: adaosului de apa, conservant de concentratie slaba; fructelor supracoapte (in cazul pulpelor); zdrobirii fructelor, la pulpe din cauza manipularii brutale a butoaielor, adaosului de bioxid de sulf in concentratii prea mari.