Бескислородное консервирование

Представление о бескислородном консервировании, как и о безвоздушном пространстве, весьма относительно, поскольку даже при давлении 10^-7 миллиметров ртутного столба в каждом кубическом сантиметре остается еще более трех миллиардов молекул газа.

Сложный вопрос холодного консервирования сока удалось решить только после многолетнего изучения роли кислорода для жизнедеятельности микроорганизмов, обычно вызывающих брожение виноградного сока.

Оказалось, что эти микроорганизмы не являются условными анаэробами, легко обходящимися без кислорода. Наоборот, масштаб их жизнедеятельности в герметической таре определяется исходным количеством кислорода, находящегося в среде или в вегетативных формах микроорганизмов.

Об этом свидетельствует следующий легко воспроизводимый опыт.

Из совершенно целых неповрежденных гроздей винограда стерильно отжимают сок и разливают его в две также стерильные колбочки. Одну из них помещают в вакуум-эксикатор и немедленно откачивают воздух, вторую прикрывают стерильной ватой и ставят в тех же условиях рядом с эксикатором.

На второй день во второй колбочке начинается брожение сока, а через 3-5 дней он выбраживает полностью. В этом же соке, находящемся в эксикаторе, никакого брожения не обнаруживается и через 7-10 дней.

Опыт свидетельствует о возможности консервирования сока простым вакуумом, однако он не удается, если в соке находятся вегетативные формы микроорганизмов. В последнем случае брожение наблюдается и в условиях вакуума, хотя и значительно более слабое.

Следовательно, в производственных условиях консервировать сок вакуумом нельзя, так как практически невозможно собрать много винограда без всякого повреждения ягод: Кроме того, на отделение сока в больших количествах требуется время, в течение которого репродуктивные формы микроорганизмов, попавшие в благоприятную среду, пробуждаются, становятся вегетативными и запасаются кислородом. В этой стадии они уже не нуждаются в нем на период нескольких генераций.

Каждый организм для своего существования требует определенного комплекса различных факторов, причем уровень их изменяется в зависимости от состояния организма. Так, в период покоя он сравнительно легко выносит недостаток влаги, тепла и кислорода, повышенное количество вредных веществ (в том числе антисептиков), воздействие различных видов энергии и пр. Однако отсутствие этих факторов затрудняет организму выход из стадии покоя, и, наоборот, при наличии свободного кислорода, тепла, влаги, элементов минерального и азотистого питания организм выходит из стадии покоя и сразу же запасается всем тем, чем он может запастись, и прежде всего кислородом. Поэтому вегетативные формы микроорганизмов малочувствительны к недостатку кислорода, т. е. к вакууму.

В связи с этим рекомендовать для производства бескислородный способ в чистом виде практически невозможно. Речь может идти только о способе, при котором вегетативные формы микроорганизмов предварительно удаляются или уничтожаются каким-либо воздействием - физическим или химическим. Причем умертвить, а часто и удалить вегетативные формы значительно проще, чем репродуктивные, находящиеся в стадии покоя.

Таким образом, бескислородное консервирование сока основано на острой потребности репродуктивных форм микроорганизмов в кислороде для своего пробуждения и на значительно меньшей выносливости вегетативных форм к внешним воздействиям (повышенным температурам, различным видам облучений, ультразвуку, антисептикам и пр.).

Консервирование сока в бескислородных условиях позволяет поэтому резко снизить дозировки пищевых антисептиков (пищевой горчицы или сернистого ангидрида) и предохраняет их от нежелательных изменений - образования тиоспиртов R·SH (меркаптанов) и тиоэфиров R·S-S·R с неприятным резиновым или чесночным тоном, а также серной кислоты. Защита от окисления сохраняет, кроме того, сортовой аромат сока и препятствует дегидратации и выпадению в осадок витаминов и некоторых других ценных веществ.

Все вместе взятое позволяет повысить диетические и вкусовые качества сока за счет предупреждения нежелательного изменения аромата и вкуса, вызываемого пастеризацией, а также консервированием пищевыми антисептиками при широком доступе воздуха и при больших дозировках антисептика.

Сок, консервированный в бескислородных условиях, очень хорошо самоосветляется (особенно при пониженных температурах, но не ниже минус 2-3 градусов, при которых сок замерзает), так как в нем не идут процессы, связанные с последействием кислорода (дегидратация, агрегация).

Случаев плохого осветления соков в нашей практике не наблюдалось, хотя испытывался сравнительно разнообразный сортимент и в довольно значительных количествах - свыше 12000 декалитров.

В течение 14 лет (1952-1965 гг.) сок приготовляли из винограда сортов Алиготе, Сильванер, Мускат венгерский, Мускат белый, Каберне по белому, Гарс Левелю, сложный естественный сепаж (Гарс Левелю - 70% + Мюскадель, Семильон, Рислинг и Сибирьковый - 30%), Пухляковский и др.

Одновременное приготовлением соков по методу бескислородного консервирования в качестве контроля готовили сок и методом пастеризации после осветления путем отстоя на SO₂.

Кроме этого, ряд сортов и гибридных форм был испытан для производства сока только методом пастеризации. Результаты этого опыта показали, что на большинство соков из винограда сортов Мускат белый и венгерский, Гарс Левелю в купаже с Семильоном, Мюскаделем, Рислингом и Сибирьковым пастеризация действует отрицательно. Особенно сильно страдает сок из Сильванера. Его оценка снижается с 7,5 до 6,6 балла.

На сок из красных сортов пастеризация может оказывать различное действие. Так, сок Каберне хотя и изменяет аромат, но изменение это носит приятный характер. Совершенно иное положение (без специальной защиты от окисления) наблюдается по другим красным сортам и особенно по Цимлянскому черному и Плечистику, у соков которых при пастеризации появляется слабый фенольный тон.

Качество соков из Алиготе и Кумшацкого белого при пастеризации не снижается, хотя и несколько изменяется.

В итоге можно прийти к следующему выводу: качество сока, консервированного малыми дозами горчицы (для мускатов - SO₂), как правило, выше качества соков, консервированных пастеризацией (табл. 29).

Таблица 29. Сахаристость, кислотность и дегустационные оценки виноградных соков, приготовленных методами пастеризации и бескислородного консервирования при резко сниженных дозировках пищевых антисептиков

Генеральный докладчик IX Международного конгресса по винограду и вину М. Фланзи (Франция) в заключительной части своего доклада "Современные методы производства виноградных соков" (1959 г.) говорил о том, что из всех методов, известных до настоящего времени, метод сульфитации - десульфитации находится на пути к тому, чтобы стать основным, если учитывать простоту в изготовлении сока, при хорошем качестве его и низкой стоимости, а также высокую производительность оборудования.

Путь к этому - освоение бескислородного метода консервирования сока^* с применением антисептиков в ограниченных дозах.

^* (Эти соображения изложены автором на IX Международном конгрессе в 1959 г., где Л. Н. Нечаев был национальным докладчиком по сокам от СССР.)

Основная задача технологов при изготовлении сока - удалить все следы кислорода. Разрешить ее можно следующим образом.

Резервуар, предназначенный для хранения сока, окуривают серой. В процессе сгорания серы кислород связывается в сернистый газ. В резервуар, наполненный SO₂, сусло вводится снизу с таким расчетом, чтобы сернистый газ выходил, а воздух не попадал. В это сусло добавляется горчица, приблизительно 100 миллиграммов на литр при 12 градусах и 200 миллиграммов, если температура близка к 20 градусам.

В результате сусло, сохраняемое таким образом, содержит одновременно сернистый ангидрит (40-70 мг/л) и горчицу (от 100 до 200 мг/л).

С наступлением осенних холодов, т. е. через один-два месяца, сок снимают с осадка. Винный камень (и аморфные хлопья) выпадают в осадок, и сок становится очень прозрачным. Тогда его разливают в бутылки, принимая все меры предосторожности против заражения микроорганизмами и проникновения кислорода воздуха. Такой сок может сохраняться в течение четырех лет.

Следует иметь в виду, что соприкосновение сульфосусла с воздухом ведет к образованию в сусле дурно пахнущих, труднее, чем сернистый ангидрид, удаляемых тиоспиртов и тиоэфиров, а также солей серной кислоты. Поэтому применение сернистого газа приводит к хорошим результатам только в бескислородных условиях, когда сернистые соединения не трансформируются. В таких условиях токсичность сернистого газа для бродильной микрофлоры повышается в 5-8 раз.

Избавление производства от пастеризации упрощает технологию сока и резко снижает затраты на оборудование. Последнее очень существенно, так как сезон производства виноградного сока обычно длится всего 15-20 дней и даже при выработке сока всех трех категорий - игристых, столовых и десертных - период его производства не превышает 50-70 дней. В остальное время года заводы или цехи не работают, что особенно нерационально при дорогостоящем оборудовании и инвентаре. Организовать розлив вина в таком производстве также не всегда удобно, ввиду неблагоприятных транспортных условий, отсутствия квалифицированных кадров и пр.

Исходя из этого, целесообразно заготовлять сок на первичных перерабатывающих пунктах, а в период осенне-зимнего похолодания перевозить его на завод для длительного хранения и розлива в стеклянную тару.

Такой завод может быть оборудован мощными деаэраторами, дегазаторами, теплообменниками, пастеризаторами, вакуумными установками, полностью освобождающими соки от летучих пищевых антисептиков.

Некоторый интерес представляют наши опыты по сохранению сока под пленкой.

Результаты их показали, что сок под пленкой хорошо осветляется и дает вполне удовлетворительный во вкусовом отношении продукт.

Есть основание полагать, что главное значение для предупреждения забраживания сока при пленковании также имеет кислород, так как сок после проветривания и введения винных дрожжей сбраживает до сухого вина. Сложность проведения в наших условиях физиологической оценки антибиотиков, выделяемых плесенями, заставила прекратить работу по пленкованию сока.

Бескислородный способ производства соков испытывался в институте 14 лет в полупроизводственных условиях (в бочках) и в сравнительно большом объеме. Это дает право рекомендовать способ для внедрения в производство.

Одно из достоинств бескислородного консервирования сока в том, что оно позволяет обходиться без сложного оборудования (холодильников и фильтров) за счет использования естественного холода и самооклейки (при осенне-зимнем похолодании), что очень сильно упрощает технологический процесс, на 20-30 процентов снижает себестоимость сока и позволяет сделать этот продукт массовым.

Необходимое условие, ограничивающее поступление кислорода, - герметическая тара (стальные или железобетонные резервуары, стеклянные баллоны с узким горлом или парафинированные бочки) с приспособлением для автоматического регулирования уровня жидкости. Цель этого регулирования - предупредить образование воздушной камеры при сжатии и возможный автоматический отъем при расширении сусла.

Парафинируют бочки одним из двух способов: втирают малярной кистью расплавленный парафин во внутреннюю нагретую поверхность раздненной бочки; 2) вливают расплавленный парафин (2-3 кг) в предварительно нагретую бочку и покатывают ее по бокам и доньям одну-две минуты и сливают излишний парафин. При покатывании нужно обращать внимание на отсутствие в бочке течи парафина. Если она обнаруживается, нужно немедленно ее законопатить рогозой, иначе через эти места будет проходить воздух, особенно при малейшем повышении давления в связи с колебанием температуры.

Норма расхода парафина - 110-130 граммов на квадратный метр, или примерно 0,8-1,0 килограмма на бочку емкостью 50 декалитров.

Для консервирования используют виноградный сок-самотек из только что собранных и непомятых гроздей при условии его немедленного отделения от мезги.

Тару перед наполнением ее соком надо до отказа закуривать серными фитилями (18-22 окурника на бочку емкостью 50 дкл). После этого в нее наливают закрытым способом (самотеком или накачиванием помпой через шланг с мордушкой) только что отделенный сок-самотек. При перекачивании следят, чтобы не было засасывания воздуха обоими шлангами. Первую порцию засосанного сусла (1,5-2,0 дкл), в меру обогащенного кислородом, сливают отдельно. При накачке помпой через мордушку в до отказа закуренную бочку происходит поглощение сернистого газа в количестве: суслом - от 25 до 35 миллиграммов на литр, водой - от 35 до 45 миллилитров, в зависимости от температуры.

Налив сусло, верх стенок бочки выстукивают, чтобы удалить пузырьки воздуха и SO₂, затем доливают бочку дополна и плотно закрывают поперечным шпунтом, обернутым чаканом (но не забивают) и заливают смолкой.

Через двое суток осветлившееся сусло снимают с осадка самотеком в другую, также до отказа закуренную бочку.

Первую порцию сусла (около декалитра) сливают отдельно, а шланг опускают до дна приемной бочки.

При такой технике перемещения сусло обогащается SO₂ значительно слабее - обычно не свыше 15 миллиграммов на литр.

По ходу налива прибавляют один из пищевых антисептиков (горчичный жмых или сернистый газ) в дозировке, зависящей от окружающей температуры: до 12 градусов - 100 миллиграммов на литр, при 16 градусах - 150 и при. 18-20 градусах - 200 миллиграммов на литр.

Горчичный жмых для быстрого выделения из него аллил-горчичного масла надо подготовить заранее. Его замешивают с горячей кипяченой водой (50-70°) в соотношении 1:2 и выдерживают закрытым при температуре 30-40 градусов в течение 12-14 часов.

В связи с тем, что бочку наполняют без оставления зеркала, или воздушной камеры, создается опасность разрыва посуды от расширения сока при нагревании, а при сжатии сока-засасывания в него кислорода воздуха.

Примерное, изменение объема виноградного сока в результате нагревания и охлаждения приведено в таблице 30.

Таблица 30

Примечание: Кондиции сока: сахар - 17,2%, кислотность - 9,5‰.

Чтобы автоматически регулировать уровень жидкости в посуде, желательно применять специальные резервные баллончики, равные примерно 0,6-0,7 процента емкости тары. Для бочек можно применять футбольные или несколько более упругие резиновые камеры, которые надевают на контрольную трубку.

С этой целью поперечный шпунт заранее просверливают в середине и вводят в него контрольную латунную трубку. На, конец трубки, смазанной нитроцеллюлозным^* или Другим гидрофобным клеем, надевают резиновую камеру. Затем место соединения вновь промазывают этим клеем сверху, а шпунт заливают смолкой.

^* (Раствор кинопленки в ацетоне.)

Общее содержание пищевых антисептиков в соке при консервировании горчицей составляет: горчичного жмыха -100 миллиграммов на литр и сернистого ангидрида, вводимого при двух до отказа закурках пустых бочек, - 40-60 миллиграммов на литр^*. При консервировании сернистой кислотой к сернистому газу, вводимому при двух закурках до отказа, добавляют, если нет холодильника, 80-100 миллиграммов на литр SO₂ в виде жидкой сернистой кислоты.

^* (Такое значительное колебание дозировки SO₂ обусловлено способом подачи сусла в бочки и отчасти изменением окружающей температуры.)

При такой дозировке антисептиков содержание свободной сернистой кислоты и ее солей составляет в декабре-январе не более 25-35 миллиграммов на литр при консервировании сока сернистой кислотой и не более 8-10 - при консервировании горчицей. Последние дозировки безвредны. В сухом вине разрешается содержание свободной сернистой до 20 миллиграммов на литр, но 25-35 миллиграммов SO₂ на литр при реализации сока допускать не следует. В этом случае нужно снизить дозировки переливкой или вакуумом при подогреве сока или же предупредить потребителя о необходимости перед потреблением кипятить сок в течение 3-5 минут.

Роль подогрева для эффективности вакуума может быть проиллюстрирована нашими опытными данными, приведенными в таблице 31.

Таблица 31

Проведенные ориентировочные опыты показали, что освобождение сусла от небольших количеств сернистой кислоты (меньше 20 мг/л) достаточно сложно, что заставляет искать и другие пути. В дальнейшем остаточная SO₂ удалялась при комбинировании вакуума с более сильным подогревом сусла, до 60 градусов (вместо 40°).

В первую очередь рекомендуется внедрить применение сниженных (100-120 мг/л) дозировок пищевой горчицы. В такой и несколько большей (до 150-200 мг/л) дозировке указанный антисептик не нарушает цветочных и медовых тонов в соке, отчего его можно без ухудшения аромата и вкуса применять для многих сортов, кроме мускатных. Мускатные соки лучше консервировать SO₂.

Метод десульфитации виноградного сока путем деаэрации в вакууме был испытан нами в производственных условиях в 1962 году совместно с С. И. Грицуном на вакуумных установках "Единство" и "Тито Манцини" Крымского консервного комбината (г. Крымск, Краснодарского края). Здесь была приготовлена опытная партия высококачественного вакуум-сусла, полностью освобожденного от SO₂.

Таблица 32. Сравнительная дегустационная оценка вакуум-сусла, полученного при разном технологическом режиме упаривания сульфосока

При значительных (выше 40 мг/л) концентрациях свободного сернистого газа и отсутствии вакуума газ можно удалять химическим путем - обработкой сока перекисью водорода.

При окислении SO₂ образуется серная кислота:

Исходя из уравнения реакции, может быть вычислена дозировка, перекиси водорода (или 30-процентного пергидроля).

Если на 64 миллиграмма SO₂ идет 34 миллиграмма Н₂O₂, то на 100 миллиграммов SO₂ пойдет 53,1 миллиграмма 100-процентной перекиси водорода или 177 миллиграммов пергидроля (30-процентного Н₂O₂), а с учетом его удельного веса (1,04) - 0,17 миллилитра.

При емкости бочки 50 декалитров и содержании свободной сернистой 60 миллиграммов на литр (или 0,6 грамма на декалитр) имеем: 50×0,6=30 граммов SO₂; 30×1,7=51 миллилитр пергидроля на всю бочку.

На практике этого количества пергидроля оказывается недостаточно, так как часть связанной сернистой кислоты диссоциирует на свободную, и общее количество вносимой перекиси водорода нужно увеличить в 1,5 раза, т. е. до 65-75 миллилитров на бочку.

Через день после внесения Н₂O₂ образовавшуюся в соке сернистую кислоту связывают мелом в гипс, который выделяется в осадок:

На каждый миллилитр введенного в сок пергидроля вносят до одного грамма мела.

Химический метод десульфитации нами испытан специально; это вполне удовлетворительный резервный метод, однако применять его при резко сниженных дозировках пищевых антисептиков нет необходимости.