Глава II. Сушка и ее влияние на потребительские свойства грибов

Процессы, происходящие при сушке

Влияние режима сушки на температуру плодового тела грибов и продолжительность процесса. Сушка пищевого сырья всегда направлена на создание продукта с новыми свойствами. При сушке очень часто преследуются различные цели: уменьшение массы, повышение стойкости при хранении, создание новых физических, вкусовых и ароматических свойств. Новые свойства пищевого продукта, образующиеся при сушке, обусловлены существенными изменениями состава сырья, происходящими в результате биохимических и чисто химических реакций.

Продолжительность процесса сушки и критическое влагосодержание зависят от температуры и скорости движения сушильного агента, относительной влажности воздуха, а также от размера частиц материала и от нагрузки его на единицу сушильной поверхности.

На примере кривых сушки моховиков и лисичек (рис. 4) показано влияние температуры сушильного агента на продолжительность процесса (τ). Повышение температуры теплоносителя ведет к уменьшению продолжительности сушки. При этом чем ближе температура сушильного агента к 100° С, тем меньше ее влияние на уменьшение времени сушки. Некоторое влияние оказывают также начальное влагосодержание (W^с₁) и особенности структуры плодового тела. Так, для моховиков и лисичек повышение температуры с 50 до 75° С сокращает время сушки в 2 раза, а с 75 до 100° С для моховиков - на 35%, для лисичек - на 15-20%. Повышение температуры сушильного агента также существенно влияет на уменьшение критического влагосодержания, что важно для интенсификации процесса, так как расширяются границы постоянного периода сушки, при котором происходит максимальное удаление влаги за единицу времени.

Рис. 4. Влияние температуры теплоносителя на продолжительность сушки моховиков при нагрузке 3,4 кг/м² и лисичек при нагрузке 2,3 кг/м² и скорости движения 0,5 м/с

При производстве сушеных грибов очень важно сушку вести в условиях, способствующих прохождению биохимических процессов, направленных на создание продукта с высокими пищевыми достоинствами, сильным ароматом и приятным вкусом.

Плодовое тело грибов содержит большое количество воды и поэтому на первом этапе сушки в нем должны протекать гидролитические процессы, а также потеря сухих веществ за счет дыхания, причем не исключена возможность процессов синтеза. По мере потери воды должны также происходить дальнейшие изменения веществ при участии ферментативного комплекса, сохраняющего в основном свою активность и после разрушения клеток.

В связи с тем, что температура оказывает решающее влияние на скорость прохождения биохимических реакций, мы задались целью изучить закономерности изменения температуры плодового тела грибов при различных параметрах сушильного процесса во времени и в зависимости от содержания влаги, что имеет практическое значение для разработки оптимальных режимов сушки и создания предпосылок, дающих возможность предвидеть направление биохимических изменений под действием температуры.

На рис. 5 прослеживается повышение температуры плодового тела маслят при различной температуре (t° С) сушильного агента. Следует отметить, что при сушке грибов при 50° С температура поверхности плодового тела примерно на протяжении 4/5 общего времени сушки не превышает 40° С. Естественно, при таких условиях следует ожидать повышенной активности ферментов, более интенсивного течения биохимических процессов, особенно дыхания.

Рис. 5. Изменение температуры плодовых тел маслят в зависимости от продолжительности сушки

При повышении температуры сушки время, при котором температура поверхности плодового тела не превышает 50° С, когда внутри еще сохраняется высокая активность многих ферментов, сокращается. Так, для грибов, высушенных при 75° С оно составляет 50%, а при 100° С-40% от времени, затрачиваемого на весь период сушки. Это ведет к сокращению периода прохождения биохимических процессов.

На активность ферментов большое влияние оказывает содержание воды в высушиваемом материале.

На рис. 6 приведена зависимость изменения температуры на поверхности и внутри (на глубине 5 мм) плодового тела гриба по мере уменьшения его влагосодержания (W^с₁). Это дает возможность установить условия прохождения тех или иных ферментативных реакций.

Рис. 6. Зависимость изменения температуры плодовых тел моховиков от влагосодержания в период сушки: 1 - на поверхности грибов; 2 - в центре

Таким образом, из полученных экспериментальных данных следует, что по мере увеличения температуры сушильного агента разница между температурой поверхности плодового тела и его центральной части увеличивается. Так, для грибов, подвергаемых сушке при температуре теплоносителя 50° С она достигает 5° С, а при 100° С 8-9° С. Перепад температуры обусловливается интенсивностью испарения влаги с поверхности высушиваемого материала. Чем выше температура сушильного агента, тем выше интенсивность испарения и тем медленнее происходит прогревание внутренних слоев плодового тела.

Изменение активности ферментов и других лабильных соединений. Сведения о процессах, протекающих в грибах в период сушки, в литературе отсутствуют, поэтому было решено выяснить, как влияет температура и продолжительность сушки на активность некоторых ферментов и изменение наиболее важных компонентов химического состава.

Нами установлено (рис. 7 и рис. 8), что разные виды трубчатых грибов существенно различаются между собой активностью ферментов и интенсивностью дыхания. Белые грибы характеризуются высокой активностью аскорбиноксидазы и сравнительно низкой активностью полифенооксидазы, в то время как моховики обладают низкой активностью аскорбиноксидазы и высокой активностью полифенолоксидазы. По-видимому, быстрое потемнение клеточного сока моховиков при соприкосновении с кислородом воздуха этим и объясняется.

Рис. 7. Зависимость активности ферментов, интенсивности дыхания и содержания Сахаров в белых грибах от температуры и времени сушки: а - при теневой сушке; б - при 50° С; 1 - кривая сушки; 2 - активность полифенолоксидазы; 3 - активность аскорбиноксидазы; 4 - интенсивность дыхания; 5 - изменение содержания сахаров

В процессе сушки активность ферментов и интенсивность дыхания закономерно снижаются, причем характер снижения зависит в основном от содержания воды в высушиваемом продукте и от температуры сушки. Особенно стремительно снижение активности аскорбиноксидазы и полифенолоксидазы при интенсивном снижении влагосодержания в первом периоде сушки. Во втором периоде активность ферментов при теневой сушке практически остается на одном уровне и снижается при тепловой сушке в результате разрушающего действия повышенной температуры. Интересно отметить, что интенсивность дыхания быстро снижается на протяжении всей сушки и в готовом продукте почти отсутствует. Это можно объяснить падением жизненных функций клеток по мере высыхания продукта. Кроме того, можно предположить, что интенсивность дыхания зависит в первую очередь от активности полифенолоксидазы.

Рис. 8. Зависимость активности ферментов, интенсивности дыхания и содержания Сахаров в моховиках от температуры и времени сушки: а - при теневой сушке; б - при 75° С; 1 - кривая сушки; 2-активность полифенолоксидазы; 3 - активность аскорбиноксидазы; 4 - интенсивность дыхания; 5 - изменение содержания сахаров

Правомерность данного суждения подтверждается характером кривой падения интенсивности дыхания в первом периоде сушки. У белых грибов со слабой полифенолоксидазной активностью идет более плавное снижение интенсивности дыхания. Одновременно на протяжении всего периода сушки происходит уменьшение содержания Сахаров (на графике показано уменьшение в % на абс. сухое вещество, СВ), причем в первом периоде оно интенсивнее, чем во втором, за счет значительного использования углеводов на дыхание. Сравнительно резкое уменьшение Сахаров у белых грибов во втором периоде тепловой сушки является следствием образования продуктов меланоидиновой реакции. Сумма Сахаров уменьшается в результате разрушения редуцирующих Сахаров и трегалозы. Сахароспирты и слизи не подвергаются существенным изменениям. Гликоген разрушается подобно сахарам, особенно его свободная форма. По-видимому, в первый период сушки, когда продукт содержит большое количество воды, возможен гидролиз его до глюкозы. Аскорбиновая кислота при сушке разрушается на 80-90%, наблюдается уменьшение количества полифенольных соединений. Так, у белых грибов, обладающих низкой полифенолоксидазной активностью, полифенольные соединения при сушке сохраняются на 50-70%, а у моховиков с высокой полифенолоксидазной активностью - лишь на 20%. В целом изменение содержания углеводов, полифенольных соединений и аскорбиновой кислоты обусловлены в основном активностью ферментов.

Если сравнить изменение содержания общего количества Сахаров при теневой сушке и тепловой, то можно отметить, что при тепловой потери питательных веществ несколько меньше, но не настолько, как можно было ожидать, учитывая кратковременность течения ферментативных процессов. Такое положение является следствием увеличения активности ферментов в результате повышения температуры плодового тела в период тепловой сушки.

Так, повышение температуры плодового тела с 20 до 40° С увеличивает активность аскорбиноксидазы белых грибов примерно в 1,5 раза, полифенолоксидазы - в 4 и интенсивность дыхания почти в 2 раза.

Съедобные грибы сравнительно богаты рибофлавином и тиамином, которые играют важную роль в обмене веществ. В частности, рибофлавин является витамином, входящим в состав многих ферментов, осуществляющих окислительное фосфорилирование в процессе дыхания.

Результаты изучения влияния температуры сушки на сохраняемость этих витаминов показали, что при сушке происходит снижение содержания витаминов, особенно свободной формы. Кроме того, следует отметить что у опят при повышенной температуре наблюдается большая потеря витаминов, чем у белых грибов. Это, по-видимому, связано с видовыми особенностями и структурой плодового тела.

В заключение отметим, что даже после сушки при температуре теплоносителя 75° С в сушеном продукте сохраняется некоторая активность аскорбиноксидазы, полифенолоксидазы и, вероятно, других ферментов.

Наличие остаточных количеств ферментов в сушеных грибах должно учитываться при разработке способов их упаковки и хранения. Кроме того, закономерности изменения активности ферментов в процессе сушки позволяют наметить пути разработки наиболее целесообразных режимов обезвоживания грибов. В частности, повышения их питательной ценности и улучшения товарного вида можно достичь сокращением времени разрушающего действия ферментов. Наиболее эффективным в данном случае является сокращение первого периода сушки.

Накопление меланоидиновых соединений. Соединения, образующиеся при сахароаминной реакции, оказывают существенное влияние на формирование вкусовых и ароматических свойств пищевых продуктов и их изменение в период хранения.

Грибы благодаря наличию в них значительного количества разных свободных аминокислот и редуцирующих Сахаров обладают более существенными предпосылками для интенсивного прохождения меланоидиновой реакции в период сушки, чем другие продукты растительного происхождения. Нами проведено изучение влияния температуры сушки на характер меланоидинообразования с целью выявления связи между количеством меланоидиновых соединений и органолептическими свойствами сушеных грибов.

Для исследования избрали методику определения азота меланоидинов, предложенную Г. Г. Агабальянцем, которая, как показали опыты, обеспечивает хорошую сопоставимость результатов и, по-нашему мнению, ближе всего к истине отражает количество меланоидиновых соединений, находящихся в субстрате.

В результате опытов при большом количестве повторностей получены данные по изменению содержания азота меланоидинов в некоторых грибах в зависимости от температуры сушки, которые показывают не только интенсивность протекания сахароаминных реакций при различных режимах сушки, но и вскрывают некоторые стороны зависимости меланоидинообразования от одновременного действия многих факторов (табл. 13).

Таблица 13

Процесс меланоидинообразования при одинаковых условиях сушки в разных видах грибов протекает по-разному. Это обусловлено прежде всего различием количественного состава свободных аминокислот и редуцирующих Сахаров.

Для белых грибов, моховиков, строчков характерно наибольшее накопление азота меланоидинов при теневой сушке. В опятах при теневой сушке азота меланоидинов накапливается в 2-2,5 раза меньше. Однако если сравнить продолжительность теневой сушки опят с такой же сушкой других грибов, то становится очевидным, что количество образовавшихся меланоидиновых соединений при прочих равных условиях зависит и от времени, в течение которого в них сохраняются условия для прохождения сахароаминной реакции.

При тепловой сушке, за исключением белых грибов и опят, по мере увеличения температуры сушки количество азота меланоидинов уменьшается. Это можно объяснить значительным сокращением времени сушки по сравнению с теневой, а следовательно, сокращением времени прохождения сахароаминной реакции. Однако с повышением температуры сушки интенсивность накопления азота меланоидинов (И) в сушеных грибах возрастает (табл. 14).

Таблица 14

Проведенная статистическая обработка результатов аналитических определений показала, что между температурой сушки (Т) в диапазоне 20-75° С и интенсивностью наполнения азота меланоидинов И (мг на 100 г абс. сухого вещества за 1 ч) существует линейная зависимость, которая подчиняется уравнениям: для белых грибов И = 1,07Т - 12,5; для моховиков И = 1,66Т - 23,4 для опят Д = 1,48Т - 27,0; для строчков И = 1,66Т - 20,2. Среднеквадратичное отклонение уравнений не превышает ±5,3%.

При температуре сушки строчков выше 75° С интенсивность меланоидинобразования падает. Это, возможно, обусловлено ингибиторным действием на процесс продуктов карамелизации сахаров.