Реферат: Химические основы производства клубничного сока
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.
Витамин Р (рутин) охватывает целый комплекс веществ, содержащихся во многих соках. Он усиливает действие витамина С в организме и необходим кровеносным сосудам. Рутин содержится в виноградном соке и соке черной смородины. Существует мнение о том, что оксифлавоны, флавоны, флавонолы и таниды имеют сходные с рутином свойства, следовательно, витамин Р более распространен, чем считали до настоящего времени. В грушевом соке содержатся таниды и флавонолы.
Витамин К. Некоторые плодовые соки содержат витамин К. Он способствует заживлению ран и улучшает свертываемость крови.
Необходимо точно установить, где и когда в производстве соков разрушаются витамины. Согласно исследованиям Циммермана и других ученых, потери витамина сравнительно невелики при прессовании, фильтровании и пастеризации соков. Значительные потери витаминов возможны при хранении соков.
Все еще отсутствуют исчерпывающие данные о содержании витаминов в соках, особенно в темно-окрашенных.
Ароматические вещества содержатся в плодовых соках в очень незначительных количествах, летучи и придают им определенный вкус и запах. Они представляют собой смеси различных альдегидов, кетонов, спиртов, сложных эфиров и других соединений.
Эфирные масла разных видов сырья различны по составу и свойствам.
До недавнего времени сведений об ароматических веществах различных плодов было очень мало. Только при помощи метода распределительной хроматографии, который дал возможность провести более глубокие исследования, были достигнуты определенные успехи в объяснении состава веществ, обусловливающих аромат плодовых и овощных соков. До сих пор нет основательного труда по ароматическим веществам, имеются только публикации исследователей по отдельным вопросам.
Ароматические вещества — промежуточные или конечные продукты обмена веществ в растениях. В образовании ароматических веществ участвует много ферментов. Наиболее интенсивный аромат в плодовых соках образуется в результате протекания ферментативных реакций непосредственно после разрушения клеток плода и вытекании сока. В дальнейшем начинают развиваться ферментативные реакции, которые ухудшают аромат соков.
Например, наиболее сильный клубничный аромат образуется через 2 мин после прессования клубники, а через 10 мин начинается ухудшение его.
Сильный аромат цитрусовых привлек внимание исследователей еще в конце прошлого столетия.
Для получения концентрата ароматических веществ был использован классический метод вакуумной дистилляции. Современные методы концентрирования дают возможность получить продукт лучшего качества.
В течение последних 20 лет были тщательно изучены ароматические вещества яблок, клубники, винограда, персиков, абрикосов и других плодов и ягод. С разработки первой промышленной установки для получения концентрата летучих веществ, содержащихся в яблочном соке (1944 г.), берет свое начало интенсивное и плодотворное исследование ароматических веществ плодов.
Понятие «ароматические вещества» до настоящего времени связывают с эфироподобными соединениями. Это, очевидно, объясняется тем, что имитации ароматических веществ содержат главным образом эфиры.