Обоснование режимов sous-vide для полуфабрикатов из растительного сырья с продленными сроками годности

Введение. Современный этап развития общественного питания связан с внедрением инновационных технологий в процесс изготовления пищевой продукции. Реализовать данные технологии возможно с использованием универсального оборудования: пароконвектомата с функциями программирования и дистанционного управления процессами термической обработки [1–4]. Программы термической обработки в пароконвектомате должны обеспечивать кулинарную готовность и микробиологическую стабильность продукции, поэтому они предусматривают высокую температуру греющей среды - от 90 до 200 ºС и температуру в центре продукта - от 60 до 95 °C, что приводит к значительным потерям пищевых и биологически активных веществ. Альтернативой термообработке в пароконвектомате является технология sous-vide. Основной принцип данной технологии заключается в предварительной герметичной упаковке продукта в полимерные пакеты с помощью вакуумного упаковщика. Упакованный продукт помещается в емкость с водой и варится при строго контролируемой температуре. В зависимости от вида пищевого продукта поддерживается определенный температурный режим: для продуктов животного происхождения в интервале от 55 до 72 °С, для растительного сырья – не ниже 95 °С [2–4]. В литературных источниках приведены исследования влияния низкотемпературной обработки sous-vide на органолептические, структурно-механические свойства и микробиологическую стабильность, в основном продукции из мяса и птицы [5, 6]. Данные по продукции растительного происхождения весьма ограничены и главным образом затрагивают вопросы сохраняемости биологически активных веществ [7]. Кроме того, отсутствуют исследования по применению пароконвек-томатов для низкотемпературной обработки овощей и круп, герметично упакованных в полимерные пакеты. Преимущества использования пароконвектоматов в технологии sous-vide заключаются в возможности программирования и дистанционного управления процессом приготовления больших объемов продукции.

Цель работы . Изучить возможность использования пароконвектоматов для реализации sous-vide при обработке герметично упакованных полуфабрикатов из овощей и круп с продленными сроками годности для массового производства.

Задачи: обоснование режимов тепловой обработки овощей и круп по технологии sous-vide с использованием пароконвектомата; оценка микробиологической чистоты полуфабрикатов после термической обработки в полимерных пищевых пакетах в процессе холодильного хранения.

Объекты исследования : овощи, крупы, полуфабрикаты из них. Для обоснования режимов sous-vide с использованием пароконвектомата определяли следующие показатели кулинарной готовности: в крупах - влагопоглощение и раз-вариваемость; в полуфабрикатах из свеклы, картофеля, капусты белокочанной, моркови и сельдерея корневого - изменение массы и содержания сухих веществ после тепловой обработки овощей. Для обоснования сроков годности при холодильном хранении в исследуемых объектах определяли количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ).

Методы исследования. Определение вла-гопоглощения и развариваемости круп. Навеску крупы 50 г взвешивали на весах CAS SW-0,5 с погрешностью 2 г, промывали проточной водой для удаления мучели и посторонних примесей, переносили в полимерные пакеты и добавляли необходимое количество воды для каждого вида крупы с учетом её набухания после промывания. Образцы вакуумировали на аппарате вакуумной упаковки JEJU, помещали в па-роконвектомат Electrolux, предварительно разогретый до температуры 95±1 °С с влагосодер-жанием 100 % и подвергали тепловой обработке. Тестируемый образец крупы извлекали из пароконвектомата через каждые 5 минут, удаляли избыточную влагу и определяли массу набухшей крупы. Коэффициент влагопоглощения рассчитывали по формуле a =

mt-m0

m0 ’

где m o и m t - масса крупы до и после тепловой обработки, г.

Развариваемость круп определяли по ГОСТ 26312.2. Полностью готовой считается крупа совершенно мягкая, но не деформированная, не имеющая при раздавливании между стеклами мучнистых непроваренных частиц. Органолеп- тическую оценку тестируемых образцов крупы проводили по ГОСТ 31986.

Определение потерь массы и содержания сухих веществ в овощах. Перед тепловой обработкой подготовленные и нарезанные кубиками овощи (свеклу, картофель, капусту белокочанную, морковь, сельдерей корневой) помещали в герметичные полимерные пакеты с последующим вакуумированием. Овощи термически обрабатывали в пароконвектомате при температуре 95±1 °С и влагосодержании 100 %. Потери массы определяли после охлаждения полуфабрикатов до температуры окружающей среды 24±2 °С путем взвешивания на весах CAS SW-0,5 с погрешностью 2 г. Массовую долю сухих веществ (в %) определяли высушиванием навески до постоянной массы при температуре 105±2 ºС по общепринятой методике.

Определение КМАФАнМ проводили методом посева в агаризованные питательные среды, инкубирования посевов, подсчета всех выросших видимых колоний по ГОСТ 10444.15. Для исследования микробиологической стабильности образцы продуктов, упакованные в полимерные пакеты, доводили до кулинарной готовности, охлаждали и хранили при температуре 2...4 °С. Тестируемые образцы отбирали сразу после охлаждения, через 48 и 96 часов хранения.

Результаты и их обсуждение

Обоснование режимов тепловой обработки круп и овощей. Размягчение круп при гидротермической обработке определяется изменением крахмала и углеводов клеточных стенок, в основном гемицеллюлоз. Клейстеризация крахмала разных круп происходит в диапазоне температур от 51 до 78 ºС, а гидратация и частичный гидролиз гемицеллюлоз – при температуре выше 90 ºС. Изучение влияния температуры обработки на кулинарную готовность пшенной крупы показало нецелесообразность применения низких температур. В связи с этим термическую обработку рекомендовано проводить при температуре 95 ° С. Результаты исследования вла-гопоглощения пяти образцов круп в процессе термообработки в полимерных пакетах представлены на рисунке 1.

* Гречневая крупа ядрица пропаренная

—о—Рисовая крупа белая шлифованная а Рисовая крупа красная нед о шлиф о в энная

X Пшеничная крупа пропаренная (булгур)

Ж Перловая крупа шлифованная

Продолжительность термической обработки, мин

Рис. 1. Динамика влагопоглощения круп при обработке sous-vide, температура 95 ° С

Как видно из графиков, на начальном этапе варки максимальное увеличение массы отмечено у пропаренных круп (гречневой и пшеничной). Остальные образцы начинают интенсивно впитывать воду только после 25 минут обработки. Это создает оптимальные условия для деструкции клеточных стенок и разваривания крупинок. На основании исследования развариваемо- сти круп установили продолжительность тепловой обработки для каждого образца, данные представлены в таблице1.

Исследования показали, что продолжительность разваривания крупы и достижения требуемой консистенции зависит от скорости проникновения влаги внутрь крупинки.

Таблица 1

Образец	Соотношение продукта и воды (жира)	Продолжительность тепловой обработки, мин	Органолептическая характеристика готовых продуктов
Гречневая крупа ядрица пропаренная	1 : 1,5	30	Зерна крупы целые, хорошо набухшие, легко разделяются, консистенция рассыпчатая, мягкая, однородная
Рисовая крупа белая шлифованная	1 : 2,1	40
Рисовая крупа красная недошлифованная	1 : 2,1	45
Пшеничная крупа пропаренная (булгур)	1 : 1,8	25
Перловая крупа шлифованная	1 : 2,4	55

Параметры тепловой обработки и органолептическая характеристика исследуемых образцов

Крупы, прошедшие гидротермическую обработку на стадии производства, легко впитывают влагу и быстро размягчаются. Остальные исследуемые крупы целесообразно замачивать для сокращения продолжительности тепловой обработки.

Для обоснования режимов тепловой обработки овощей в пароконвектомате по технологии sous-vide определяли потери массы и массовую долю сухих веществ. Предварительное вакуумирование герметичных пакетов с упакованными в них овощными полуфабрикатами позволило полностью избежать потерь массы овощей за счет исключения диффузионных процессов между продуктом и варочной средой.

Оценка микробиологической чистоты полуфабрикатов после термической обработки в полимерных пищевых пакетах последующего холодильного хранения. Тепловая обработка уменьшает количество микроорганизмов и относится к процессу пастеризации продукции. По рекомендациям ТР ТС 021/2011 для кулинарной продукции, упакованной в полимерную пленку, КМАФАнМ не должно превышать значения 1х103. Полуфабрикаты из овощей в течение 192 часов хранения при температуре 2...4 ºС по микробиологическим показателям соответствовали требованиям ТР ТС 021/2011. Для обоснования сроков годности охлажденной продукции из круп был выбран образец пшеничной крупы с минимальной продолжительностью тепловой обработки (булгур). Исследования показали, что рекомендуемая температура 95 °С не обеспе- чивает микробиологическую стабильность готовых продуктов при хранении. После 48 часов холодильного хранения значение КМАФАнМ превышает регламентируемое в 2 раза. Повышение температуры обработки крупы до 100 °С приводит к аналогичным результатам. Изучение эпифитной микрофлоры исходной крупы показало наличие микрококков и спорообразующих бактерий, устойчивых к гидротермической обработке. В связи с этим было предложено предварительно прогревать пшеничную крупу при 150 °С в течение 10 минут, а затем обрабатывать по технологии sous-vidе при 95 °С. Эффективность предложенной обработки подтверждена исследованиями КМАФАнМ в течение 96 часов хранения при температуре 2...4 ºС. Результаты микробиологических исследований образцов круп и овощей, приготовленных по технологии sous-vide, после охлаждения и хранения при температуре 2...4 °С представлены в таблице 2.

Таблица 2

Микробиологическая характеристика исследуемых образцов, приготовленных по технологии sous-vide, после охлаждения и хранения при температуре 2...4 °С

Образец	Количество КМАФАнМ в процессе хранения
	0 часов	48 часов	96 часов	144 часа	192 часа
Свекла, 95 °С	0,2×103	0,2×103	0,2×103	0,2×103	0,2×103
Картофель, 95 °С	0,2×103	0,2×103	0,2×103	0,2×103	0,2×103
Капуста белокочанная, 95 °С	0,1×103	0,1×103	0,1×103	0,1×103	0,1×103
Морковь, 95 °С	0,2×103	0,2×103	0,2×103	0,2×103	0,2×103
Сельдерей корневой, 95 °С	0,1×103	0,1×103	0,1×103	0,1×103	0,1×103
Пшеничная крупа, 95 °С	0,2×103	1,9×103	6,5×103	-	-
Пшеничная крупа, 100 °С	0,6×103	1,3×103	5,8×103	-	-
Пшеничная крупа, предварительно прогретая, 95 °С	0,1×103	0,1×103	0,3×103	0,4×103	0,7×103

Для прогнозирования сроков годности продукции использовали расчетный метод. Динамику роста числа микроорганизмов апроксими-ровали экспоненциальной функцией

Коэффициенты С и k определяли по измерениям КМАФАнМ в первых пяти точках. График зависимости количества микроорганизмов от времени хранения представлен на рисунке 2.

=       .                  (2)

и 1,5

2 ’§ 1,3

к X й

И X 2

о 1,1

I 0,,9

S 0,7 н 0,5 0,3

0,1

-0,1

0      48      96     144     192     240

Продолжительность хранения, ч

Рис. 2. График зависимости роста КМАФАнМ от времени хранения охлажденной отварной пшеничной крупы

Предельного значения показатель КМАФАнМ достигает на девятые сутки хранения. С учетом коэффициента резерва рекомендуемые сроки годности охлажденной продукции из овощей и круп составляют 144 часа (7 суток).

Выводы . Проведенные комплексные исследования доказали эффективность применения пароконвектомата для обработки продукции из овощей и круп по технологии sous-vide. Определены температурные и временные параметры обработки, обеспечивающие кулинарную готовность и микробиологическую безопасность охлажденной продукции с продленными сроками годности. Полученные результаты могут быть положены в основу разработки новых программ термической обработки продукции по технологии sous-vide в пароконвектоматах с функцией дистанционного управления.